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公開番号2024169980
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-06
出願番号2023086881
出願日2023-05-26
発明の名称蒸気回収機構
出願人住友金属鉱山株式会社
代理人個人
主分類B01D 45/08 20060101AFI20241129BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】ニッケル酸化鉱石からニッケルを回収する高温加圧硫酸浸出に基づく湿式製錬プロセスにおける、浸出工程のフラッシュベッセルから回収される蒸気配管に配置し、その蒸気配管において発生している腐食摩耗による穴あきリスクを低減させる効果を有するミストセパレータを提供する。
【解決手段】高温加圧硫酸浸出に基づく湿式製錬プロセスの浸出工程におけるフラッシュベッセルからの蒸気回収機構であって、前記フラッシュベッセルで発生した蒸気を前記ベッセル外部に送出する回収蒸気配管と、前記回収蒸気配管の中途に設けられたミストセパレータから構成され、前記ミストセパレータが、前記蒸気に含まれるミストを前記蒸気から分離し、前記ミストを分離した蒸気を、前記回収蒸気配管を通じて前記ミストセパレータの外部に送出することを特徴とする蒸気回収機構。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
高温加圧硫酸浸出に基づく湿式製錬プロセスの浸出工程におけるフラッシュベッセルからの蒸気回収機構であって、
前記フラッシュベッセルで発生した蒸気を前記ベッセル外部に送出する回収蒸気配管と、前記回収蒸気配管の中途に設けられたミストセパレータから構成され、
前記ミストセパレータが、前記蒸気に含まれるミストを前記蒸気から分離し、前記ミストを分離した蒸気を、前記回収蒸気配管を通じて前記ミストセパレータの外部に送出することを特徴とする蒸気回収機構。
続きを表示（約 430 文字）【請求項２】
前記ミストセパレータが、
中空筐体と、
前記中空筐体の底部に設けられたミスト分離前の蒸気の装入口と、
前記中空筐体の頂部に設けられたミスト分離後の蒸気の排出口と、
前記中空筐体の内部の少なくとも２箇所に配置されたバッフルから構成され、
前記バッフルが、前記中空筐体の頂部から前記中空筐体内部を俯瞰した際に、前記バッフルが重なることにより前記中空筐体の底部を遮蔽する形態を有し、
前記底部より上方に向かって装入された前記ミスト分離前の蒸気が、前記バッフルに衝突することで、含まれるミストを分離し、頂部の排出口からミスト分離後の蒸気を得るとともに、分離されたミストを集めて前記中空筐体の下部から得る機構であることを特徴とする請求項１に記載の蒸気回収機構。
【請求項３】
前記ミストが、固体成分、液滴のいずれか、若しくは両者からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸気回収機構。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
ニッケル酸化鉱石からニッケルを回収する高温加圧硫酸浸出に基づく湿式製錬プロセスにおける、浸出工程のフラッシュベッセルから回収される蒸気の配管に設置するミストセパレータを備える蒸気回収機構に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
ニッケル酸化鉱石の湿式製錬においては、高温高圧条件下で硫酸により浸出処理を施すＨＰＡＬ（ＨｉｇｈＰｒｅｓｓｕｒｅＡｃｉｄＬｅａｃｈｉｎｇ）法とも称される高圧酸浸出法が知られている。この高圧酸浸出法は、原料のニッケル酸化鉱石に対して還元処理や乾燥処理を施す乾式製錬法とは異なり、ほぼ全工程に亘って湿式で処理を行なうのでエネルギー的及びコスト的に有利な処理法である。また、比較的低品位のニッケル酸化鉱石原料からニッケル品位が５０～６０質量％程度まで高められたニッケル及びコバルトを含む混合硫化物（ニッケルコバルト混合硫化物とも称する）を生成できるという利点も有している。
【０００３】
一般的に、この高圧酸浸出法は、原料のニッケル酸化鉱石に水を加えて調製した鉱石スラリーに硫酸を添加して高温高圧下で浸出処理を行なう浸出工程と、該浸出工程で生成される浸出スラリーから浸出残渣を分離除去してニッケル及びコバルトを含む浸出液を得る固液分離工程と、該浸出液に中和剤を添加して該浸出液に含まれる不純物を中和澱物として分離除去して中和終液を得る中和工程と、該中和終液に硫化剤を添加してニッケル及びコバルトをそれらの混合硫化物として回収するニッケル回収工程とを含む構成となっている。
【０００４】
その浸出工程においては、例えば特許文献１に示すようにオートクレーブに鉱石スラリーを送入し、更に硫酸及び高圧蒸気を供給して温度２２０～２５０℃、圧力３,０００～４,５００ｋＰａＧの高温高圧下でニッケルやコバルトの浸出処理を行い、両成分を含む浸出スラリーを得る。
次いで、この浸出工程の次工程の固液分離工程では、一般的にシックナー等を用いて重力沈降法により浸出残渣の分離を行うので、上記のオートクレーブから排出される浸出スラリーは、該シックナーに供給する前に該オートクレーブよりも低圧のフラッシュベッセルに送入され、ここで降圧することで蒸気を回収しながら該蒸気発生時の潜熱により浸出スラリーを降温している。フラッシュベッセルで浸出スラリーを降圧する際に発生する蒸気は回収され、向流接触型熱交換器へ供給して鉱石スラリーと向流接触することで、オートクレーブへ送入する前の予備加熱を行っている。
【０００５】
上記の通り、フラッシュベッセルでスラリー降圧時に発生する蒸気は、鉱石スラリー予備加熱用の向流接触型熱交換器に送入されるため、一般に、フラッシュベッセルと向流接触型熱交換器とは配管で接続されている。
その使用されている配管は、フラッシュベッセルにてフラッシュした蒸気のみが流れることを想定しているものの、実際には凝縮した液滴やその液滴に同伴した固体分や酸が混入している。そのため一般に、配管の腐食摩耗の速度が速く、配管の穴あきが発生するリスクが高い（図１に示す従来の浸出工程の概略フロー図を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１０－０３１３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ニッケル酸化鉱石からニッケルを回収する高温加圧硫酸浸出に基づく湿式製錬プロセスにおける、浸出工程のフラッシュベッセルから回収される蒸気配管に配置し、その蒸気配管への腐食摩耗による穴あきを抑制する効果を有するミストセパレータを備える蒸気回収機構を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するために、当該配管の中途に簡易な構造で効果を示すミストセパレータを設けることで、上記課題を解決可能であることを見出し、本発明の完成に至った。
【０００９】
本発明の第１の態様は、高温加圧硫酸浸出に基づく湿式製錬プロセスの浸出工程におけるフラッシュベッセルからの蒸気回収機構であって、前記フラッシュベッセルで発生した蒸気を前記ベッセル外部に送出する回収蒸気配管と、前記回収蒸気配管の中途に設けられたミストセパレータから構成され、前記ミストセパレータが、前記蒸気に含まれるミストを前記蒸気から分離し、前記ミストを分離した蒸気を、前記回収蒸気配管を通じて前記ミストセパレータの外部に送出することを特徴とする蒸気回収機構である。
【００１０】
本発明の第２の態様は、第１の態様におけるミストセパレータが、中空筐体と、前記中空筐体の底部に設けられたミスト分離前の蒸気の装入口と、前記中空筐体の頂部に設けられたミスト分離後の蒸気の排出口と、前記中空筐体の内部の少なくとも２箇所に配置されたバッフルから構成され、前記バッフルが、前記中空筐体の頂部から前記中空筐体内部を俯瞰した際に、前記バッフルが重なることにより前記中空筐体の底部を遮蔽する形態を有し、前記底部より上方に向かって装入された前記ミスト分離前の蒸気が、前記バッフルに衝突することで、含まれるミストを分離し、頂部の排出口から排出されるミスト分離後の蒸気と、分離されたミストを集めて前記中空筐体の下部から得る機構であることを特徴とする蒸気回収機構である。
（【００１１】以降は省略されています）

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