JP2013129865A - 攪拌反応槽、攪拌反応装置及び塩素浸出反応酸化還元電位の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】非鉄金属の硫化物を含む非鉄金属原料から塩素ガスを用いて上記非鉄金属を浸出する際に、塩素ガスの利用率の低下や硫黄酸化率の上昇を招くことなく、金属元素の高い浸出率が得られる、攪拌反応槽、攪拌反応装置及び塩素浸出反応酸化還元電位の制御方法を提供する。
【解決手段】塩素吹き込み口３１が設けられたノズル先端部３２Ａの槽内における位置を槽外より調節自在とした塩素吹き込みノズル３２を備える塩素ガス供給部３０と、槽上部と槽下部を含む複数の位置において酸化還元電位を測定する酸化還元電位測定用センサ４０Ａ，４０Ｂを備えた攪拌反応槽５０を用い、上記塩素ガス供給手段により槽内に塩素ガスが供給され、制御部６０により、上記センサにより得られる酸化還元電位測定値の差分が規定値以内にあるか否かを判定し、上記差分が規定値以内になるまで、上記攪拌反応槽内における塩素吹き込みノズルの先端位置を移動させる制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、非鉄金属硫化物などのニッケル原料を塩素浸出するための攪拌反応槽、攪拌反応装置及び塩素浸出反応酸化還元電位の制御方法に関する。

従来、ニッケル、コバルトなどを含有する非鉄金属原料からニッケル等を回収する方法として、非鉄金属硫化物中の金属元素を塩素浸出した後、電解採取により電気ニッケルを得る塩素浸出電解採取法が一般的に知られている。

塩素浸出電解採取法では、原料のニッケルマットは、まず粉砕工程においてミルで粉砕された後、電解工程で発生する電解廃液と混合してスラリーとされ、その大部分がセメンテーション工程に供給される。セメンテーション工程には塩素浸出工程の母液が供給されており、この母液中に含まれる銅はマット中のニッケルと置換反応を起こし、硫化銅として析出する。析出した硫化銅はマットのセメンテーション残渣と共に分離され、残りのマットスラリー及び電解工程で発生した塩素と一緒に塩素浸出工程に供給される。

塩素浸出工程では、塩素浸出槽に吹き込まれる塩素ガスの酸化力によって、セメンテーション工程の残渣及び硫化銅に含まれるニッケル、コバルト、鉄、銅、鉛等が浸出され、この浸出工程母液が上記セメンテーション工程に繰り返して供給される。また、塩素浸出工程では、原料に含まれている硫黄は殆ど浸出されずに浸出残渣として分離され、硫黄回収工程に供給される。

セメンテーション工程の終液は浄液工程に送られ、塩素ガスと炭酸ニッケルを添加する酸化中和法によって、終液中に含まれるニッケル以外のコバルト、鉄、銅、亜鉛、鉛などの元素が浄液澱物として除去される。一方、浄液工程の終液は、ｐＨ調整された後、電解工程に送られ、電解採取により電気ニッケルが回収される。電解工程で発生する塩素ガスは、上記塩素浸出工程及び浄液工程に繰り返して供給される。

このような塩素浸出電解採取法のプロセスにおいて、電解工程で発生する塩素ガスを用い、塩化ニッケル溶液中において硫化物原料中の金属元素を酸化還元反応により浸出する塩素浸出工程では、塩素浸出反応の酸化還元電位が低い場合には、浸出残渣中に金属元素が溶け残るため、高い浸出率が得られず、ニッケルのロスが発生する等の問題が生じ、逆に酸化還元電位が高くなり過ぎると、硫化物原料中の硫黄酸化率の上昇や、更には塩素ガスが未反応のまま気相側へリークするため、塩素の利用率が低下するので、例えば、特許文献１に記載されているように、浸出反応の酸化還元電位を規定値に調節する必要がある。この規定値からの変動幅を小さく抑えることにより、塩素ガスの利用率の低下や硫黄酸化率の上昇を招くことなく、金属元素の高い浸出率を達成することが可能となる。

上記特許文献１の開示技術では、非鉄金属硫化物等のニッケル原料の塩素浸出操作において、塩素浸出槽内の酸化還元電位（ＯＲＰ）を所定の時間間隔で測定し、反応応答の時間変化を考慮した偏差を事前に補正しながら塩素ガス流量調節弁の開度を調節することにより、制御のオーバーシュートを防止して、常に最適なＯＲＰに調整することを可能としている。

特開２００９−９１６４６号公報

しかしながら、高い浸出率を安定的に維持するためには、塩素浸出槽内の酸化還元電位の変動幅を小さく抑えることが必要である。そこで、攪拌槽内部の複数個所で塩素濃度を調査したところ、操業条件によっては、塩素吹き込みノズル付近で濃度が高く、ノズルから遠ざかるにしたがって低く不均一であり、このことが原因で局所的に塩素濃度（または、酸化還元電位）が高いと、硫黄酸化率上昇などの不具合が生じることが明らかとなった。また、真（または、平均）の酸化還元電位が設定値に対して低すぎるときは十分な浸出率が得られないが、逆に酸化還元電位が設定値に対して高くなると気相への塩素ガスのリークが心配され、塩素の利用率が低下するため設定値を低くせざるを得なくなり、高い浸出率の確保が難しいという問題があった。

そこで、本発明の目的は、上述の如き従来の問題点に鑑み、塩素浸出反応における酸化還元電位の攪拌槽内での空間的な偏りを従来よりも小さくし、塩素ガスの利用率の低下や硫黄酸化率の上昇を招くことなく、金属元素の高い浸出率を得ることができる攪拌反応槽、攪拌反応装置及び塩素浸出反応酸化還元電位の制御方法塩素ガスの供給制御方法を提供することにある。

本発明の他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下に説明される実施の形態の説明から一層明らかにされる。

本発明者らは、上記目的を達成するために、塩素浸出電解採取法により非鉄金属原料からニッケル等を回収するための攪拌反応装置における塩素の供給制御方法について、鋭意研究を重ねた結果、攪拌槽内の槽下部を含む複数の位置における酸化還元電位測定値を用いて、塩素吹き込みノズルの先端位置を調節することにより、塩素浸出反応における酸化還元電位の攪拌槽内での空間的な偏りを従来よりも小さくし、塩素ガスの利用率の低下や硫黄酸化率の上昇を招くことなく、金属元素の高い浸出率を得ることができることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、原料から反応用ガスを用いて反応生成物を生成するための攪拌反応槽であって、 反応用ガス吹き込み口が設けられたノズル先端部の槽内における位置を調節自在とした反応用ガス吹き込みノズルを備える反応用ガス供給手段を備え、上記反応用ガス供給手段により上記反応用吹き込みノズルを介して上記反応用吹き込み口から槽内に反応用ガスが供給されることを特徴とする。

本発明に係る攪拌反応槽は、上記原料は非鉄金属の硫化物を含む非鉄金属原料であって、上記反応用ガス供給手段により上記反応用ガス吹き込みノズルを介して上記反応用ガス吹き込み口から槽内に塩素ガスが供給され、上記非鉄金属原料から塩素ガスを用いて上記非鉄金属を浸出するものとすることができる。

上記攪拌反応槽は、槽上部と槽下部を含む複数の位置において酸化還元電位を測定する酸化還元電位測定手段を備えるものとすることができる。

また、本発明に係る攪拌反応槽において、上記反応用ガス供給手段は、上記反応用ガス吹き込みノズルのノズル先端部に電動制御により突出量が調整される内筒を備えるものとすることができる。

また、本発明は、攪拌反応装置であって、塩素吹き込み口が設けられたノズル先端部の槽内における位置を槽外より調節自在とした塩素吹き込みノズルを備える塩素ガス供給手段と、槽上部と槽下部を含む複数の位置において酸化還元電位を測定する酸化還元電位測定手段を備え、上記塩素ガス供給手段により上記塩素吹き込みノズルを介して上記塩素吹き込み口から槽内に塩素ガスが供給され、非鉄金属の硫化物を含む非鉄金属原料から塩素ガスを用いて上記非鉄金属を浸出するための攪拌反応槽と、上記酸化還元電位測定手段により得られる上記複数の位置における酸化還元電位測定値の差分が規定値以内にあるか否かを判定し、上記差分が規定値以内にない場合には、上記差分が規定値以内になるまで、上記差分が小さくなる方向に上記攪拌反応槽内における塩素吹き込みノズルの先端位置を移動させる制御を行う制御手段とを備え、上記制御手段は、上記槽下部における塩素濃度の平均からのずれと塩素吹き込み位置の関係を流体シミュレーションによって求めて、上記塩素吹き込みノズルの上記ノズル先端部の上記攪拌反応槽内における位置の粗調整位置情報を蓄積したデータベースを備え、上記データベースに蓄積されている上記粗調整位置情報に基づいて、上記ノズル先端部の位置の粗調整を行い、上記酸化還元電位測定手段により得られる上記複数の位置における酸化還元電位測定値の差分が差分規定値以内にあるか否かを判定し、上記差分が差分規定値以内にない場合には、上記差分が差分規定値以内になるまで、上記差分が小さくなる方向に上記攪拌反応槽内における上記ノズル先端部を移動させる制御を行い、上記差分が差分規定値以内にある状態において、上記槽上部における酸化還元電位測定値が規定値になるように上記塩素ガス供給手段による塩素ガス供給量を制御することを特徴とする。

本発明に係る攪拌反応装置において、上記塩素ガス供給手段は、上記塩素吹き込みノズルのノズル先端部に電動制御により突出量が調整される内筒を備えるものとすることができる。

さらに、本発明は、塩素吹き込み口が設けられたノズル先端部の槽内における位置を槽外より調節自在とした塩素吹き込みノズルを備える塩素ガス供給手段と、槽上部と槽下部を含む複数の位置において酸化還元電位を測定する酸化還元電位測定手段を備え、上記塩素ガス供給手段により上記塩素吹き込みノズルを介して上記塩素吹き込み口から槽内に塩素ガスが供給される攪拌反応槽により、非鉄金属の硫化物を含む非鉄金属原料から塩素ガスを用いて上記非鉄金属を浸出する浸出処理における塩素浸出反応酸化還元電位の制御方法であって、上記槽下部における塩素濃度の平均からのずれと塩素吹き込み位置の関係を流体シミュレーションによって求めて、上記塩素吹き込みノズルの上記ノズル先端部の上記攪拌反応槽内における位置の粗調整位置情報を蓄積したデータベースに蓄積されている上記粗調整位置情報に基づいて、上記ノズル先端部の位置の粗調整を行い、上記酸化還元電位測定手段により得られる上記複数の位置における酸化還元電位測定値の差分が差分規定値以内にあるか否かを判定し、上記差分が差分規定値以内にない場合には、上記差分が差分規定値以内になるまで、上記差分が小さくなる方向に上記攪拌反応槽内における上記ノズル先端部を移動させる制御を行い、上記差分が差分規定値以内にある状態において、上記槽上部における酸化還元電位測定値が規定値になるように上記塩素ガス供給手段による塩素ガス供給量を制御することを特徴とする。

本発明では、槽内に反応用ガスを供給する反応用ガス供給手段は、反応用ガス吹き込み口が設けられたノズル先端部の槽内における位置を調節自在とした反応用ガス吹き込みノズルを備えるので、上記槽内における上記反応用ガス吹き込み口の位置を反応効率の良い最適位置に調整することができ、原料から反応用ガスを用いて反応生成物を効率よく生成することができる。

例えば、非鉄金属の硫化物を含む非鉄金属原料から塩素ガスを用いて上記非鉄金属を浸出するための攪拌反応槽に、塩素吹き込み口が設けられたノズル先端部の槽内における位置を槽外より調節自在とした塩素吹き込みノズルを備える塩素ガス供給手段を備えることにより、ガス吹き込み量や攪拌翼の回転速度の変更、攪拌翼の磨耗、反応物の堆積などよって、最適な吹き込みノズル位置が変化した場合でも、塩素吹き込みノズルの位置を流速が速いなどの適切な位置に調整することが可能となり、塩素浸出反応における酸化還元電位の攪拌槽内での空間的な偏りを小さくし、局所反応による塩素ガスの利用率の低下や硫黄酸化率の上昇などを抑えて、金属元素の高い浸出率を得ることができる。

本発明を適用した攪拌反応装置の構成例を模式的に示す断面図である。 上記攪拌反応装置の塩素ガス供給部の構造を模式的に示す拡大図である。 上記攪拌反応装置の運転手順を説明するためのフローチャートである。 上記攪拌反応装置における運転条件に応じたガス供給位置を示す特性図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明は、例えば図１に示すような構成の攪拌反応装置１００に適用される。

この攪拌反応装置１００は、非鉄金属の硫化物を含む非鉄金属原料から塩素ガスを用いて上記非鉄金属を浸出するための攪拌反応槽５０と、この攪拌反応槽５０を運転するための制御部６０を備える。

上記攪拌反応槽５０は、非鉄金属の硫化物を含む非鉄金属原料スラリーが装入される反応槽本体１０と、上記反応槽本体１０内に収納された非鉄金属原料スラリーを攪拌する攪拌機２０と、上記反応槽本体１０内に塩素ガスを供給する塩素ガス供給部３０を備える。

上記攪拌機２０は、上記反応槽本体１０の上部中央に設置された攪拌モータ２１と、上記反応槽本体１０内に垂下装入された上記攪拌モータ２１の回転軸２２と、上記回転軸２２に取り付けられた攪拌翼２３からなる。

上記塩素ガス供給部３０は、塩素吹き込み口３１が設けられたノズル先端部３２Ａの上記反応槽本体１０内における位置を槽外より調節自在とした塩素吹き込みノズル３２を備える塩素ガス供給手段である。

図２に上記塩素ガス供給部３０の拡大図に示すように、この攪拌反応槽５０において、上記塩素ガス供給部３０の塩素吹き込みノズル３２は、塩素ガスが供給される固定筒３３と、内筒位置調整モータ３４によりヘリコイド機構３５を介して直線移動される可動内筒３６からなる。

上記ヘリコイド機構３５は、上記可動内筒３６の外周面に形成された雄ねじ３５Ａと螺合する図示しない雌ねじが内周面に形成された回転部３７を備え、上記回転部３７の回転を上記可動内筒３６直線移動に変換する機構である。上記回転部３７の外周面には、上記内筒位置調整モータ３４の回転軸３４Ａに形成されたギヤと噛合するギヤが形成されている。

そして、上記可動内筒３６は、その外周面に回転防止用溝３６Ａが形成されており、上記固定筒３３の先端部に形成された図示しない凸部を上記回転防止用溝３６Ａで係止することにより、回転することなく、上記内筒位置調整モータ３４により上記ヘリコイド機構３５を介して直線移動される。

すなわち、上記塩素吹き込みノズル３２は、そのノズル先端部に電動制御により突出量が調整される可動内筒３６を備える。

なお、上記内筒位置調整モータ３４及び上記ヘリコイド機構３５は、上記固定筒３３の外周を囲む筐体３８内に設けられている。

上記内筒位置調整モータ３４は、その動作が制御部６０により制御される。上記制御部６０は、上記反応槽本体１０の外部に設けられている。

そして、この攪拌反応槽５０では、上記塩素ガス供給部３０により上記塩素吹き込みノズル３２を介して上記塩素吹き込み口３１から槽内に塩素ガスが供給される。

すなわち、この攪拌反応槽５０において、槽内に塩素ガスを吹き込む上記塩素ガス供給部３０の塩素吹き込みノズル３２は、上記内筒位置調整モータ３４によりヘリコイド機構３５を介して直線移動される可動内筒３６の先端部、すなわち、塩素吹き込み口３１が設けられたノズル先端部３２Ａの上記反応槽本体１０内における位置を槽外より調節自在としてある。

この攪拌反応槽５０では、例えば、ニッケル、コバルトなどを含有する非鉄金属の硫化物を含む非鉄金属原料スラリーを上記反応槽本体１０に装入し、上記反応槽本体１０内に上記塩素ガス供給部３０により塩素ガスを吹込みながら、上記反応槽本体１０内に収納された非鉄金属原料スラリーを攪拌機２０により攪拌することにより、上記非鉄金属の浸出が行われる。

そして、この攪拌反応槽５０では、上記塩素吹き込み口３１が設けられたノズル先端部３２Ａの上記反応槽本体１０内における位置を槽外より調節自在としてあるので、上記非鉄金属の浸出を行う際に、最適な吹き込みノズル位置に調整することができる。

このような構成の攪拌反応槽５０では、非鉄金属の硫化物を含む非鉄金属原料から上記非鉄金属を浸出するための反応槽本体１０に塩素ガスを供給する塩素ガス供給部３０は、塩素吹き込み口３１が設けられたノズル先端部３２Ａの槽内における位置を槽外より調節自在とした塩素吹き込みノズル３２を備えるので、ガス吹き込み量や攪拌翼２３の回転速度の変更、攪拌翼２３の磨耗、反応物の堆積などによって、最適な吹き込みノズル位置が変化した場合でも、塩素吹き込みノズル３２の位置を流速が速いなどの適切な位置に調整することが可能できる。したがって、塩素浸出反応における酸化還元電位の攪拌槽内での空間的な偏りを小さくし、局所反応による塩素ガスの利用率の低下や硫黄酸化率の上昇などを抑えて、金属元素の高い浸出率を得ることができる。

なお、上記攪拌反応槽５０に備えられる攪拌機２０においては、スラリー攪拌と塩素ガス浸出反応の両方の性能が高い攪拌翼２３、例えば、傾斜型ディスクタービン翼を用いることが望ましい。

ここで、この攪拌反応槽５０では、上記反応槽本体１０の外部に設けられた上記制御部６０を作業者が手動で操作して、上記内筒位置調整モータ３４の動作を制御することにより、上記塩素吹き込みノズル３２の位置を調整することができるが、後述する如く、上記反応槽本体１０内に収納された非鉄金属原料スラリーの酸化還元電位の測定結果に応じて上記制御部６０により上記内筒位置調整モータ３４の動作を自動制御して、上記塩素吹き込みノズル３２の位置を調整するようにしてもよい。

上記攪拌反応槽５０は、槽上部と槽下部を含む複数の位置において酸化還元電位を測定する酸化還元電位測定手段として例えば２つの酸化還元電位測定用センサ４０Ａ，４０Ｂを備えるものとすることができる。

この攪拌反応槽５０では、上記反応槽本体１０内の液相部、すなわち、上記反応槽本体１０内に収納された非鉄金属原料スラリーの酸化還元電位を測定する２つの酸化還元電位センサ４０Ａ，４０Ｂを備え、酸化還元電位センサ４０Ａにより槽上部の位置における酸化還元電位を測定するとともに、酸化還元電位センサ４０Ｂにより槽下部の位置における酸化還元電位を測定するようになっている。

そして、この攪拌反応槽５０では、上記反応槽本体１０の外部に設けられた上記制御部６０を作業者が手動で操作して、上記内筒位置調整モータ３４の動作を制御することにより、上記塩素吹き込みノズル３２の位置を調整することができるが、この攪拌反応槽５０を備える攪拌反応装置１００では、上記２つの酸化還元電位センサ４０Ａ，４０Ｂによる検出出力が上記制御部６０に供給されており、上記制御部６０により上記内筒位置調整モータ３４の動作を自動制御して、上記塩素吹き込みノズル３２の位置が調整される。

なお、この攪拌反応装置１００では、上記塩素ガス供給部３０を介して上記反応槽本体１０内に供給する塩素ガスの流量が流量制御弁４５により制御できるようになっている。

この攪拌反応装置１００は、上記制御部６０により、図３にフローチャートに示す手順に従って運転される。

この攪拌反応装置１００において、上記制御部６０は、上記酸化還元電位センサ４０Ａ，４０Ｂすなわち酸化還元電位測定手段により得られる酸化還元電位測定値の差分が規定値以内にあるか否かを判定し、上記差分が規定値以内にない場合には、上記差分が規定値以内になるまで、上記差分が小さくなる方向に上記攪拌反応槽５０内における塩素吹き込みノズル３２の先端位置を移動させる制御を行う制御手段として機能する。

すなわち、この攪拌反応装置１００では、流体シミュレーションによって操業条件や堆積物の状況などによって異なる塩素濃度分布、および、流速が大きく最適な塩素吹き込み位置を求めてデータベースを予め作成しておき、上記制御部６０は、上記データベースを参照し（ステップＳ１）、上記２つの酸化還元電位センサ４０Ａ，４０Ｂによる検出出力と上記データベースに基づいて、図４に示すように運転条件に応じたガス供給位置を決定し（ステップＳ２）、上記内筒位置調整モータ３４の動作を制御して上記塩素吹き込みノズル３２の上記可動内筒３６の位置の粗調整を行う（ステップＳ３）。

上記データベースは、槽下部における塩素濃度の平均からのずれと塩素吹き込み位置の関係を流体シミュレーションによって求めて、上記塩素吹き込みノズル３２の上記ノズル先端部３２の上記攪拌反応槽５０内における位置の粗調整位置情報を蓄積することにより作成される。

そして、上記制御部６０は、上記ステップＳ３において、上記データベースに蓄積されている上記粗調整位置情報に基づいて、上記ノズル先端部３２Ａの位置の粗調整を行う。

次に、上記制御部６０は、上記２つの酸化還元電位センサ４０Ａ，４０Ｂによる検出出力に基づいて、ガス流量一定で槽上部と下部の酸化還元電位の差分が規定値以下であるか否かを判定し（ステップＳ４）、その判定結果が「ＮＯ」、すなわち、差分が規定値以下でない場合には、上記規定値以下となるように、上記内筒位置調整モータ３４の動作を制御して上記差分が小さくなる方向に上記可動内筒３６の位置の微調整を行う（ステップＳ５）。

次に、上記制御部６０は、上記ステップＳ４における判定結果が「ＹＥＳ」、すなわち、上記ガス流量一定で槽上部と下部の酸化還元電位の差が規定値以下となったら、上記塩素ガス供給部３０を介して上記反応槽本体１０内に供給する塩素ガスの流量を制御する流量制御弁４５を制御して、上記差分が差分規定値以内にある状態において、槽上部の酸化還元電位が設定値になるようにガス流量を調節する（ステップＳ６）。

そして、上記制御部６０は、この運転状態を５〜１０分保持し（ステップＳ７）、さらに、運転条件や槽内状況を確認して（ステップＳ８）、上記ステップ１に戻って、上記ステップ１〜ステップＳ８を繰り返すことで、操業条件や堆積物の状況などによって異なる塩素濃度分布、および、流速が大きく最適な塩素吹き込み位置に、上記塩素吹き込みノズル３２の上記可動内筒３６を位置させる。

このように、この攪拌反応装置１００では、槽下部における塩素濃度の平均からのずれと塩素吹き込み位置の関係を流体シミュレーションによって求めて、上記塩素吹き込みノズル３２の上記ノズル先端部３２Ａの上記攪拌反応槽５０内における位置の粗調整位置情報を蓄積したデータベースに蓄積されている上記粗調整位置情報に基づいて、上記ノズル先端部３２Ａの位置の粗調整を行い、上記２つの酸化還元電位センサ４０Ａ，４０Ｂにより得られる酸化還元電位測定値の差分が差分規定値以内にあるか否かを判定し、上記差分が差分規定値以内にない場合には、上記差分が差分規定値以内になるまで、上記差分が小さくなる方向に上記攪拌反応槽内における上記ノズル先端部を移動させる制御を行い、上記差分が差分規定値以内にある状態において、上記槽上部における酸化還元電位測定値が規定値になるように上記塩素ガス供給部３０による塩素ガス供給量を制御することにより、塩素浸出反応における酸化還元電位の攪拌槽内での空間的な偏りを小さくし、局所反応による塩素ガスの利用率の低下や硫黄酸化率の上昇などを抑えて、金属元素の高い浸出率を得ることができる。

この攪拌反応装置１００を用いた非鉄金属硫化物の塩素浸出工程において、ＯＲＰの設定値を５５０ｍＶとし、操業条件の変動した場合でも槽上部と下部の測定値の差を１０ｍＶ以内に制御することが可能であった。
（比較例１）

実施例１と同様の塩素浸出工程において、ＯＲＰの設定値を５５０ｍＶとして、塩素吹き込みノズルの先端位置を固定した従来の方法では、操業条件の変動に伴う、槽上部と下部の測定値の差は、５０ｍＶから１００ｍＶであった。

なお、以上説明した実施の形態では、非鉄金属の硫化物を含む非鉄金属原料から塩素ガスを用いて上記非鉄金属を浸出するための攪拌反応槽５０を備える攪拌反応装置１００に本発明を適用したが、上記実施の形態のみに限定されるものでなく、本発明は、例えば、原料から反応用ガスを用いて反応生成物を生成するための攪拌反応槽に適用することもでき、槽内に反応用ガスを供給する反応用ガス供給手段は、反応用ガス吹き込み口が設けられたノズル先端部の槽内における位置を調節自在とした反応用ガス吹き込みノズルを備えることにより、上記槽内における上記反応用ガス吹き込み口の位置を反応効率の良い最適位置に調整して、原料から反応用ガスを用いて反応生成物を効率よく生成することができる。

１０ 反応槽本体、２０ 攪拌機、２１ 攪拌モータ、２２ 回転軸、２３ 攪拌翼、３０ 塩素ガス供給部、３１ 塩素吹き込み口、３２ 塩素吹き込みノズル、３２Ａ ノズル先端部、３３ 固定筒、３４ 内筒位置調整モータ、３５ ヘリコイド機構、３５Ａ 雄ねじ３５Ａ、３６ 可動内筒、３６Ａ 回転防止用溝、３７ 回転部、３８ 筐体、４０Ａ，４０Ｂ 酸化還元電位測定用センサ、４５ 流量制御弁、５０ 攪拌反応槽、６０ 制御部、１００攪拌反応装置

Claims (7)

1. 原料から反応用ガスを用いて反応生成物を生成するための攪拌反応槽であって、
   反応用ガス吹き込み口が設けられたノズル先端部の槽内における位置を調節自在とした反応用ガス吹き込みノズルを備える反応用ガス供給手段を備え、
   上記反応用ガス供給手段により上記反応用吹き込みノズルを介して上記反応用吹き込み口から槽内に反応用ガスが供給されることを特徴とする攪拌反応槽。
2. 上記原料は非鉄金属の硫化物を含む非鉄金属原料であって、上記反応用ガス供給手段により上記反応用ガス吹き込みノズルを介して上記反応用ガス吹き込み口から槽内に塩素ガスが供給され、上記非鉄金属原料から塩素ガスを用いて上記非鉄金属を浸出することを特徴とする請求項１記載の攪拌反応槽。
3. 槽上部と槽下部を含む複数の位置において酸化還元電位を測定する酸化還元電位測定手段を備えることを特徴とする請求項２記載の攪拌反応槽。
4. 上記反応用ガス供給手段は、上記反応用ガス吹き込みノズルのノズル先端部に電動制御により突出量が調整される内筒を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の攪拌反応槽。
5. 塩素吹き込み口が設けられたノズル先端部の槽内における位置を槽外より調節自在とした塩素吹き込みノズルを備える塩素ガス供給手段と、槽上部と槽下部を含む複数の位置において酸化還元電位を測定する酸化還元電位測定手段を備え、上記塩素ガス供給手段により上記塩素吹き込みノズルを介して上記塩素吹き込み口から槽内に塩素ガスが供給され、非鉄金属の硫化物を含む非鉄金属原料から塩素ガスを用いて上記非鉄金属を浸出するための攪拌反応槽と、
   上記酸化還元電位測定手段により得られる上記複数の位置における酸化還元電位測定値の差分が規定値以内にあるか否かを判定し、上記差分が規定値以内にない場合には、上記差分が規定値以内になるまで、上記差分が小さくなる方向に上記攪拌反応槽内における塩素吹き込みノズルの先端位置を移動させる制御を行う制御手段と
   を備え、
   上記制御手段は、上記槽下部における塩素濃度の平均からのずれと塩素吹き込み位置の関係を流体シミュレーションによって求めて、上記塩素吹き込みノズルの上記ノズル先端部の上記攪拌反応槽内における位置の粗調整位置情報を蓄積したデータベースを備え、上記データベースに蓄積されている上記粗調整位置情報に基づいて、上記ノズル先端部の位置の粗調整を行い、上記酸化還元電位測定手段により得られる上記複数の位置における酸化還元電位測定値の差分が差分規定値以内にあるか否かを判定し、上記差分が差分規定値以内にない場合には、上記差分が差分規定値以内になるまで、上記差分が小さくなる方向に上記攪拌反応槽内における上記ノズル先端部を移動させる制御を行い、上記差分が差分規定値以内にある状態において、上記槽上部における酸化還元電位測定値が規定値になるように上記塩素ガス供給手段による塩素ガス供給量を制御することを特徴とする攪拌反応装置。
6. 上記塩素ガス供給手段は、上記塩素吹き込みノズルのノズル先端部に電動制御により突出量が調整される内筒を備えることを特徴とする請求項５に記載の攪拌反応装置。
7. 塩素吹き込み口が設けられたノズル先端部の槽内における位置を槽外より調節自在とした塩素吹き込みノズルを備える塩素ガス供給手段と、槽上部と槽下部を含む複数の位置において酸化還元電位を測定する酸化還元電位測定手段を備え、上記塩素ガス供給手段により上記塩素吹き込みノズルを介して上記塩素吹き込み口から槽内に塩素ガスが供給される攪拌反応槽により、非鉄金属の硫化物を含む非鉄金属原料から塩素ガスを用いて上記非鉄金属を浸出する浸出処理における塩素浸出反応酸化還元電位の制御方法であって、
   上記槽下部における塩素濃度の平均からのずれと塩素吹き込み位置の関係を流体シミュレーションによって求めて、上記塩素吹き込みノズルの上記ノズル先端部の上記攪拌反応槽内における位置の粗調整位置情報を蓄積したデータベースに蓄積されている上記粗調整位置情報に基づいて、上記ノズル先端部の位置の粗調整を行い、
   上記酸化還元電位測定手段により得られる上記複数の位置における酸化還元電位測定値の差分が差分規定値以内にあるか否かを判定し、
   上記差分が差分規定値以内にない場合には、上記差分が差分規定値以内になるまで、上記差分が小さくなる方向に上記攪拌反応槽内における上記ノズル先端部を移動させる制御を行い、
   上記差分が差分規定値以内にある状態において、上記槽上部における酸化還元電位測定値が規定値になるように上記塩素ガス供給手段による塩素ガス供給量を制御する
   ことを特徴とする塩素浸出反応酸化還元電位の制御方法。

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