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公開番号2025136709
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2024035492
出願日2024-03-08
発明の名称金属硫化物の加圧酸化浸出方法
出願人住友金属鉱山株式会社
代理人弁理士法人山内特許事務所
主分類C22B 3/08 20060101AFI20250911BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】金属硫化物の反応性を維持しつつ、高圧空気の生産に要する電力コストを低減できる金属硫化物の加圧酸化浸出方法を提供する。
【解決手段】金属硫化物の加圧酸化浸出方法は、直列に配置された複数の反応室を有するオートクレーブに金属硫化物を含む原料スラリーを供給し、複数の反応室の一部または全部に高圧空気を供給し、金属硫化物を加圧酸化浸出して金属硫酸塩水溶液を得る加圧酸化浸出工程を有する。金属硫化物の供給量に対する高圧空気の全供給量を3.6～4.1Nm³/kgとする。金属硫化物の酸化に寄与しない過剰分の高圧空気を削減することで、金属硫化物の反応性を維持しつつ、高圧空気の生産に要する電力コストを低減できる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
直列に配置された複数の反応室を有するオートクレーブに金属硫化物を含む原料スラリーを供給し、前記複数の反応室の一部または全部に高圧空気を供給し、前記金属硫化物を加圧酸化浸出して金属硫酸塩水溶液を得る加圧酸化浸出工程を備え、
前記オートクレーブへの前記高圧空気の全供給量を前記金属硫化物の供給量に対して３．６～４．１Ｎｍ
３
／ｋｇとする
ことを特徴とする金属硫化物の加圧酸化浸出方法。
続きを表示（約 510 文字）【請求項２】
前記複数の反応室のうち前記原料スラリーが最初に供給される第１室への前記高圧空気の供給量を前記金属硫化物の供給量に対して１．４～２．２Ｎｍ
３
／ｋｇとする
ことを特徴とする請求項１記載の金属硫化物の加圧酸化浸出方法。
【請求項３】
前記複数の反応室のうち前記原料スラリーが最初に供給される第１室の次に配置された第２室への前記高圧空気の供給量を前記金属硫化物の供給量に対して１．４～１．７Ｎｍ
３
／ｋｇとする
ことを特徴とする請求項１または２記載の金属硫化物の加圧酸化浸出方法。
【請求項４】
前記オートクレーブ内の気相部の圧力はゲージ圧で１～２ＭＰａＧであり、
前記オートクレーブ内のスラリーの温度は１４０～２００℃である
ことを特徴とする請求項１記載の金属硫化物の加圧酸化浸出方法。
【請求項５】
前記金属硫化物はニッケル・コバルト混合硫化物であり、
前記原料スラリーの固形分濃度は２００～３００ｇ／Ｌである
ことを特徴とする請求項１記載の金属硫化物の加圧酸化浸出方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属硫化物の加圧酸化浸出方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、金属硫化物を加圧酸化浸出して金属硫酸塩水溶液を得る方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
金属硫化物を加圧酸化浸出して金属硫酸塩水溶液を得る方法が知られている。例えば、ニッケル硫化物を含む原料スラリーをオートクレーブに連続供給し、オートクレーブ内のスラリーに高圧空気を吹き込んで加圧酸化浸出する。これにより、硫酸ニッケル水溶液が得られる（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１４３３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
酸素による金属硫化物の酸化浸出反応は常温では反応速度が非常に遅い。そこで、反応速度を速くするためにオートクレーブを用いて高温・高圧下で酸化浸出を行う。オートクレーブ内を高圧に維持するため、オートクレーブには高圧空気が供給される。高圧空気は酸化剤として反応に寄与することから、オートクレーブには大量の高圧空気を連続的に供給する必要がある。
【０００５】
高圧空気は多段式のコンプレッサーで生産される。コンプレッサーは大量の電力を消費し、その電力コストはプラントの操業コストの大きな割合を占める。オートクレーブへの高圧空気の供給量を少なくすれば電力コストを低減できる。しかし、高圧空気の供給量を少なくしすぎると酸化剤が不足し金属硫化物の反応性が悪化する。そこで、金属硫化物の反応性を維持しつつ、オートクレーブへの高圧空気の供給量を削減し、電力コストを低減することが求められている。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑み、金属硫化物の反応性を維持しつつ、高圧空気の生産に要する電力コストを低減できる金属硫化物の加圧酸化浸出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１態様の金属硫化物の加圧酸化浸出方法は、直列に配置された複数の反応室を有するオートクレーブに金属硫化物を含む原料スラリーを供給し、前記複数の反応室の一部または全部に高圧空気を供給し、前記金属硫化物を加圧酸化浸出して金属硫酸塩水溶液を得る加圧酸化浸出工程を備え、前記オートクレーブへの前記高圧空気の全供給量を前記金属硫化物の供給量に対して３．６～４．１Ｎｍ
３
／ｋｇとすることを特徴とする。
第２態様の金属硫化物の加圧酸化浸出方法は、第１態様において、前記複数の反応室のうち前記原料スラリーが最初に供給される第１室への前記高圧空気の供給量を前記金属硫化物の供給量に対して１．４～２．２Ｎｍ
３
／ｋｇとすることを特徴とする。
第３態様の金属硫化物の加圧酸化浸出方法は、第１または第２態様において、前記複数の反応室のうち前記原料スラリーが最初に供給される第１室の次に配置された第２室への前記高圧空気の供給量を前記金属硫化物の供給量に対して１．４～１．７Ｎｍ
３
／ｋｇとすることを特徴とする。
第４態様の金属硫化物の加圧酸化浸出方法は、第１～第３態様のいずれかにおいて、前記オートクレーブ内の気相部の圧力はゲージ圧で１～２ＭＰａＧであり、前記オートクレーブ内のスラリーの温度は１４０～２００℃であることを特徴とする。
第５態様の金属硫化物の加圧酸化浸出方法は、第１～第４態様のいずれかにおいて、前記金属硫化物はニッケル・コバルト混合硫化物であり、前記原料スラリーの固形分濃度は２００～３００ｇ／Ｌであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、金属硫化物の酸化に寄与しない過剰分の高圧空気を削減することで、金属硫化物の反応性を維持しつつ、高圧空気の生産に要する電力コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
オートクレーブの縦断面図である。
図（Ａ）は高圧空気の全供給量および浸出液の酸化還元電位の経時変化を示すグラフである。図（Ｂ）は高圧空気の全供給量と浸出液の酸化還元電位との関係を示すグラフである。
各反応室への高圧空気の供給量と各反応室の酸素消費率との関係を示すグラフである。
各反応室への高圧空気の供給量と各反応室におけるニッケル浸出率との関係を示すグラフである。
高圧空気の全供給量および各反応室の液温の経時変化を示すグラフである。
第１室および第２室の液温とニッケル浸出速度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明の一実施形態に係る金属硫化物の加圧酸化浸出方法は、金属硫化物を加圧酸化浸出して金属硫酸塩水溶液を得る方法である。金属硫化物としてニッケル硫化物、コバルト硫化物、亜鉛硫化物、カドミウム硫化物などを用いることができる。原料としてこれらの金属硫化物のうちの一つを用いてもよいし、複数を用いてもよい。例えば、ニッケル・コバルト混合硫化物を原料として用いることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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