JP6369582B1 - 硫酸添加設備 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイヤフラムポンプのポンプヘッドにドレイン排出ラインを接続した構成の硫酸添加設備において、ダイヤフラムポンプの振動に起因したドレイン排出ラインのトラブル発生を抑制する。【解決手段】ニッケル酸化鉱の高圧酸浸出法における浸出工程でオートクレーブ内の鉱石スラリーに添加すべき硫酸を供給するための硫酸供給ポンプを備える。硫酸供給ポンプは、ドレイン排出口を有するポンプヘッドを備えるダイヤフラムポンプで構成され、ポンプヘッドのドレイン排出口にニップルを用いて手動式のバルブが直付けされている。【選択図】図４

Description

本発明は、ニッケル酸化鉱の高圧酸浸出法における浸出工程で使用される硫酸添加設備に関する。

リモナイトやサプロライトなどのニッケル酸化鉱石を、硫酸溶液と共にオートクレーブなどの加圧装置に入れ、２４０〜２６０℃程度の高温高圧下でニッケルを浸出する、高圧酸浸出（High Pressure Acid Leach）法と呼ばれる製造プロセスが実用化されている。

高圧酸浸出法では、鉱石スラリーが供給されるオートクレーブ内を高い圧力まで昇圧させ、そこに硫酸（液体）を添加する必要があるため、オートクレーブ内の圧力よりも高い圧力で硫酸を供給可能なポンプ（以下、「硫酸添加ポンプ」という。）が使用される。硫酸添加ポンプとしては、一般的にダイヤフラムポンプが使用されている（たとえば、特許文献１）。

ダイヤフラムポンプは、ダイヤフラム（膜）と、ダイヤフラムが設置されるポンプヘッドと、ダイヤフラムを動かすポンプシャフトと、ポンプシャフトを駆動する駆動部と、を備える。ダイヤフラムポンプは、駆動部によってポンプシャフトを直線的に往復移動させることで、ダイヤフラムを往復運動（伸縮）させ、これにともなうポンプヘッド内の容積変化を利用して、吸込側から吐出側へと液体を送り出す仕組みになっている。ダイヤフラムポンプを使用して硫酸溶液をオートクレーブに供給する場合は、ポンプシャフトのストローク長を調整することにより、硫酸溶液の流量を調整可能となっている。

通常、ダイヤフラムポンプのポンプヘッドには硫酸溶液が充満している。このため、ポンプヘッドの内部を点検する場合、あるいは補修する場合は、ポンプヘッドを空にする必要がある。そこで、ポンプヘッドには、ポンプヘッド内に残っている硫酸溶液（ドレイン）を外部に排出するためのドレイン排出口が設けられている。ポンプヘッドのドレイン排出口にはドレイン排出ラインが接続され、このドレイン排出ラインに手動式のバルブが設置される。バルブは、通常時は閉状態になっており、ポンプヘッドの点検、修理等が必要な場合に開状態にされる。

特開２０１６−１５３５２７号公報

一般に、ダイヤフラムポンプは、ポンプシャフトを直線的に往復移動させることで、ダイヤフラムを往復運動させるため、ポンプヘッドを含めてダイヤフラムポンプ全体が大きく振動しやすい性質がある。この振動は、ダイヤフラムポンプの周辺機器にも悪影響を与えるおそれがある。具体的には、ポンプヘッドの外側でドレイン排出ラインを構成する配管や継手などに緩みや破損などのトラブルが発生するおそれがある。特に、ポンプヘッドのドレイン排出口に接続されるドレイン排出ラインは、オートクレーブにつながるメイン供給ラインに比べて、小径の配管や継手を用いて構成されるため、ダイヤフラムポンプの振動の影響を受けやすいものとなっている。

本発明の主な目的は、ダイヤフラムポンプのポンプヘッドにドレイン排出ラインを接続した構成の硫酸添加設備において、ダイヤフラムポンプの振動に起因したドレイン排出ラインのトラブル発生を抑制することができる技術を提供することにある。

本発明の一態様は、
ニッケル酸化鉱の高圧酸浸出法における浸出工程でオートクレーブ内の鉱石スラリーに添加すべき硫酸を供給するための硫酸供給ポンプを備え、
前記硫酸供給ポンプは、ドレイン排出口を有するポンプヘッドを備えるダイヤフラムポンプで構成され、
前記ポンプヘッドの前記ドレイン排出口にニップルを用いて手動式のバルブが直付けされている
硫酸添加設備である。

本発明によれば、ダイヤフラムポンプのポンプヘッドにドレイン排出ラインを接続した構成の硫酸添加設備において、ダイヤフラムポンプの振動に起因したドレイン排出ラインのトラブル発生を抑制することができる。

ニッケル酸化鉱の湿式製錬方法を説明する工程図である。 浸出工程で用いられる硫酸添加設備の構成例を示す概略図である。 本発明の参考形態に係るドレイン排出ラインの構成例を示す要部平面図である。 本発明の実施形態に係る硫酸添加設備が備えるドレイン排出ラインの例を示す要部側面図である。 本発明の第１実施例で用いたニップルの構造を示す図であって、（Ａ）はニップルを中心軸方向と直交する方向から見た図であり、（Ｂ）はニップルを中心軸方向から見た図である。 本発明の第２実施例で用いたニップルの構造を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明の実施形態においては、次の順序で説明を行う。
１．ニッケル酸化鉱の湿式製錬方法
２．硫酸添加設備
３．発明者の知見
４．実施形態に係るドレイン排出ラインの構成
５．実施形態の効果
６．実施例
７．変形例等

＜１．ニッケル酸化鉱の湿式製錬方法＞
図１はニッケル酸化鉱の湿式製錬方法を説明する工程図である。ここでは、高圧酸浸出法（ＨＰＡＬ法）を用いた湿式製錬方法について説明する。

ニッケル酸化鉱の湿式製錬方法は、ニッケル酸化鉱からニッケル及びコバルトを浸出させて回収する方法である。この湿式製錬方法は、ニッケル酸化鉱のスラリーに硫酸を添加して高温高圧下で浸出処理を施す浸出工程Ｓ１と、浸出工程Ｓ１で得られる浸出スラリーから残渣を分離し、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Ｓ２と、固液分離工程Ｓ２で得られる浸出液のｐＨを調整して浸出液中の不純物元素を中和澱物として分離することにより中和終液を得る中和工程Ｓ３と、中和工程Ｓ３で得られる中和終液に硫化水素ガス等の硫化剤を添加することにより、ニッケル及びコバルトを含む混合硫化物を生成する硫化工程Ｓ４とを有する。以下、各工程について、より詳しく説明する。

（浸出工程）
浸出工程Ｓ１では、オートクレーブに供給したニッケル酸化鉱のスラリー（鉱石スラリー）に硫酸を添加して、温度２４０℃〜２６０℃程度、圧力３ＭＰａ〜５ＭＰａ程度の条件下で攪拌することにより、浸出残渣と浸出液からなる浸出スラリーを生成する。

ニッケル酸化鉱としては、主としてリモナイト鉱及びサプロライト鉱等のいわゆるラテライト鉱が挙げられる。ラテライト鉱のニッケル含有量は、通常、０．８〜２．５重量％であり、水酸化物又はケイ苦土（ケイ酸マグネシウム）鉱物として含有される。また、鉄の含有量は、１０〜５０重量％であり、主として３価の水酸化物（ゲーサイト）の形態であるが、一部２価の鉄がケイ苦土鉱物に含有される。

浸出工程Ｓ１においては、たとえば、下記の式（１）〜（５）で表される浸出反応と高温熱加水分解反応が生じる。これにより、ニッケル、コバルト等の硫酸塩としての浸出と、浸出した硫酸鉄のヘマタイトとしての固定化が行われる。ただし、鉄イオンの固定化は完全には進行しない。このため、浸出工程Ｓ１で得られる浸出スラリーの液部分には、ニッケル、コバルト等の他に２価と３価の鉄イオンが含まれるのが通常である。なお、この浸出工程Ｓ１では、次の固液分離工程Ｓ２で生成される、ヘマタイトを含む浸出残渣のろ過性の観点から、得られる浸出液のｐＨが０．１〜１．０となるように調整することが好ましい。

「浸出反応」
ＭＯ＋Ｈ_２ＳＯ_４→ＭＳＯ_４＋Ｈ_２Ｏ …（１）
（式中Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｍｎ等を表す。）
２Ｆｅ（ＯＨ）_３＋３Ｈ_２ＳＯ_４→Ｆｅ_２（ＳＯ_４）_３＋６Ｈ_２Ｏ …（２）
ＦｅＯ＋Ｈ_２ＳＯ_４→ＦｅＳＯ_４＋Ｈ_２Ｏ …（３）
「高温熱加水分解反応」
２ＦｅＳＯ_４＋Ｈ_２ＳＯ_４＋１／２Ｏ_２→Ｆｅ_２（ＳＯ_４）_３＋Ｈ_２Ｏ …（４）
Ｆｅ_２（ＳＯ_４）_３＋３Ｈ_２Ｏ→Ｆｅ_２Ｏ_３＋３Ｈ_２ＳＯ_４ …（５）

浸出工程Ｓ１におけるスラリー濃度は、特に限定されるものではないが、浸出スラリーのスラリー濃度が１５〜４５重量％になるように調製することが好ましい。また、浸出工程Ｓ１に適用する硫酸の添加量は、特に限定されるものではなく、鉱石中の鉄が浸出されるような過剰量が用いられる。たとえば、鉱石１トン当りの硫酸の添加量を３００〜４００ｋｇとすることができる。

（固液分離工程）
固液分離工程Ｓ２では、浸出工程Ｓ１で生成される浸出スラリーを多段洗浄して、ニッケル及びコバルトを含む浸出液と、それ以外の浸出残渣を得る。

固液分離工程Ｓ２では、浸出スラリーを洗浄液と混合した後、シックナー等の固液分離装置を用いて固液分離処理を施す。具体的には、まず、スラリーが洗浄液により希釈され、次に、スラリー中の浸出残渣がシックナーの沈降物として濃縮される。これにより、浸出残渣に付着するニッケル分をその希釈の度合に応じて減少させることができる。実操業では、このような機能を持つシックナーを多段に連結して用いることにより、ニッケル及びコバルトの回収率の向上を図ることができる。

（中和工程）
中和工程Ｓ３では、固液分離工程Ｓ２で分離された浸出液の酸化を抑制しながら、その浸出液のｐＨが４以下となるように酸化マグネシウムや炭酸カルシウム等の中和剤を添加することにより、３価の鉄を含む中和澱物スラリーとニッケル回収用の母液（中和終液）とを得る。このように浸出液の中和処理を行うことにより、浸出工程Ｓ１で用いた過剰の酸を中和して中和終液を生成するとともに、溶液中に残留する３価の鉄イオンやアルミニウムイオン等の不純物を中和澱物として除去する。

なお、中和工程Ｓ３で得られる中和澱物スラリーについては、必要に応じて固液分離工程Ｓ２に送ることができる。これにより、中和澱物スラリーに含まれるニッケルを効果的に回収することができる。

（硫化工程）
硫化工程Ｓ４では、ニッケル回収用の母液である中和終液に硫化水素ガス等の硫化剤を吹き込んで硫化反応を生じさせることにより、ニッケル及びコバルトを含む硫化物と、貧液とを生成する。貧液は、ニッケル濃度を低い水準で安定させた、硫化後の液体である。なお、中和終液中に亜鉛が含まれる場合には、ニッケル及びコバルトを硫化物として分離する前に、亜鉛を硫化物として選択的に分離することができる。

この硫化工程Ｓ４では、ニッケルおよびコバルトを含む硫化物のスラリーに対し、シックナー等の沈降分離装置を用いて沈降分離処理を施すことにより、ニッケルおよびコバルトの混合硫化物のみをシックナーの底部から回収する一方、水溶液成分をオーバーフローさせて貧液として回収する。

＜２．硫酸添加設備＞
図２は浸出工程で用いられる硫酸添加設備の構成例を示す概略図である。

図示した硫酸添加設備は、上記高圧酸浸出法に基づくニッケル酸化鉱の湿式製錬方法において、上記浸出工程Ｓ１で使用するオートクレーブに硫酸を供給するための設備である。硫化添加設備は、オートクレーブ１につながる２つの硫酸供給管２（２ａ，２ｂ）と、２つの硫酸供給ポンプ３（３ａ，３ｂ）と、を備える。

オートクレーブ１は、隔壁によって複数の区画室１ａ〜１ｇに区画されている。このオートクレーブ１に対し、上述した２つの硫酸供給管２ａ，２ｂは、原料となる鉱石スラリーを供給するためのスラリー供給管４とともに、最上流の区画室１ａに接続されている。

一方、最下流の区画室１ｇには、浸出スラリーを排出するためのスラリー排出管５が接続されている。また、各々の区画室１ａ〜１ｇには、攪拌機６（６ａ〜６ｇ）が個別に設置されている。攪拌機６（６ａ〜６ｇ）は、それぞれに対応する区画室１ａ〜１ｇでスラリーを攪拌するものである。

硫酸供給管２（２ａ，２ｂ）は、液体である硫酸の流路を形成するものである。硫酸供給ポンプ３（３ａ，３ｂ）は、ダイヤフラムポンプを用いて構成されている。ダイヤフラムポンプの基本的な構成および動作については、既述したとおりである。硫酸供給ポンプ３は、硫酸供給槽（不図示）に貯留された硫酸（液）を、硫酸供給管２を通してオートクレーブ１に供給（圧送）するためのものである。

上記構成からなる硫酸添加設備においては、最上流の区画室１ａに対し、スラリー供給管２（２ａ，２ｂ）と硫酸供給管４を通して原料スラリーと硫酸が供給される。その後、スラリーは、最上流の区画室１ａから最下流の区画室１ｇに向かって順に送られ、その途中で攪拌機６（６ａ〜６ｇ）により攪拌される。これにより、最上流の区画室１ａから最下流の区画室１ｇに向かってスラリーを移送する過程で有価金属の浸出が進行する。最下流の区画室１ｇで攪拌された浸出スラリーは、スラリー排出管５を通して次の工程（固液分離工程）に送られる。

上述した硫酸添加設備は、高温高圧下で浸出処理を施すオートクレーブ１内に硫酸を添加するための設備であるため、その構成要素である硫酸供給ポンプ３（３ａ，３ｂ）は厳しい条件で使用される。このため、硫酸供給ポンプ３（３ａ，３ｂ）の保守点検（補修を含む）を行う頻度が高くなる。

そこで、保守点検時の操業停止時間を極力減らすために、一方のポンプを常用、他方のポンプを予備とした２つの硫酸供給ポンプ３（３ａ，３ｂ）を並列に設置している。そして、通常の操業中は、たとえば、一方の硫酸供給ポンプ３ａを稼働中、他方の硫酸供給ポンプ３ｂを待機中の状態としている。これに対し、硫酸供給ポンプ３ａの保守点検を行う場合は、運転するポンプを切り替えるべく、硫酸供給ポンプ３ａを停止させた上で（オートクレーブ１への硫酸添加を停止させた上で）、硫酸供給ポンプ３ｂを稼働させている。これにより、硫酸供給ポンプ３ａを待機中の状態にして保守点検を行うことができる。

硫酸供給ポンプ３（３ａ，３ｂ）の保守点検に際して、ポンプヘッドを空にする場合は、ポンプヘッド内に残っている硫酸溶液（ドレイン）を外部に排出する必要がある。このため、硫酸供給ポンプ３には、ドレイン排出ラインが接続されている。ドレイン排出ラインは、配管や継手などを用いて形成されるものである。

図３は本発明の参考形態に係るドレイン排出ラインの構成例を示す要部平面図である。この図３においては、上記の硫酸供給ポンプ３が備えるポンプヘッド１１が、垂直（縦向き）に配置された場合を例示している。ポンプヘッド１１は平面視円形に形成されている。ポンプヘッド１１の外周面にはドレイン排出口（不図示）が形成されている。ドレイン排出口は、ポンプヘッド内に残っている硫酸溶液（ドレイン）を外部に排出するために設けられたもので、ポンプヘッドの内部の空間に通じている。ドレイン排出口には、ポンプヘッド１１の奥側（中心側）に向かって所定の深さで雌ネジが形成されている。

ポンプヘッド１１のドレイン排出口には、ユニオンからなる継手１２を用いて、手動式のバルブ１４が接続されている。継手１２は、他の継手１５や配管（不図示）とともに、ドレイン排出ラインを形成するものである。バルブ１４は、ドレイン排出ラインの管路を開閉するもので、そのための操作レバー１４ａを備えている。操作レバー１４ａは、レバー中心軸方向にスライド自在な状態でバルブ１４の上部に取り付けられている。

上記構成からなるドレイン排出ラインにおいて、硫酸供給ポンプ３の稼働中はバルブ１４を閉じた状態とし、保守点検等のために硫酸供給ポンプ３の稼働を停止してポンプヘッド１１から硫酸溶液を排出する場合は、操作レバー１４ａを廻してバルブ１４を開いた状態にする。

＜３．発明者の知見＞
硫酸供給ポンプ３として使用されるダイヤフラムポンプはその性質上、ポンプシャフトの往復移動等に起因して振動する。これに対し、ダイヤフラムポンプのポンプヘッド１１に接続されるドレイン排出ラインでは、ダイヤフラムポンプの振動によって配管や継手などに緩みや破損などのトラブルが生じやすい状況になっていた。本発明者は、そうしたトラブルの発生を抑制するために鋭意検討を重ねた。以下、詳しく説明する。

本発明者は当初、ドレイン排出ラインに使用される配管や継手の径が、メイン供給ラインに使用するものに比べて非常に小さいことが、トラブル発生の主な要因であると考え、ドレイン排出ラインの機械的強度に着目していた。しかし、トラブルの発生状況を精査したところ、その多くが、ダイヤフラムポンプのポンプヘッド１１からバルブ１４に至る区間で発生していることが分かった。この事実確認に基づき、本発明者は、ダイヤフラムポンプが振動したときに、ポンプヘッド１１につながるドレイン排出ラインがバルブ１４の重さなどで振られ、その振動の力点となる部分に負荷が集中することが、トラブルの発生を誘発しているのではないかと考えて本発明を想到した。

＜４．実施形態に係るドレイン排出ラインの構成＞
図４は本発明の実施形態に係る硫酸添加設備が備えるドレイン排出ラインの例を示す要部側面図である。この図４においては、硫酸供給ポンプ３が備えるポンプヘッド１１が、垂直（縦向き）に配置された場合を例示している。

ポンプヘッド１１の外周面には上記同様のドレイン排出口が形成されている。ポンプヘッド１１には、ニップル２０を用いて、バルブ１４が直付けされている。ここで記述する「直付け」とは、ポンプヘッド１１のドレイン排出口に対し、ニップル２０以外の他の部材（継手、配管など）を実質的に介在させることなく、バルブ１４が直接取り付けられる態様をいう。ただし、気密性や水密性を保持するために用いられる部材（たとえば、シール材）などは「他の部材」から除くものとする。

ニップル２０の中心軸方向の両側には、それぞれ雄ネジ２０ａ，２０ａが形成されている。これに対して、ポンプヘッド１１のドレイン排出口には、ニップル２０の雄ネジ２０ａに対応する雌ネジ（不図示）が形成されている。また、バルブ１４の本体部分にも、ニップル２０の雄ネジ２０ａに対応する雌ネジ（不図示）が形成されている。これら雄ネジ２０ａと雌ネジは、互いに螺合可能となっている。螺合とは、ボルトとナットのように、ネジどうしが噛み合うことをいう。なお、バルブ１４の本体部分には２つの雌ネジが形成されている。そして、一方の雌ネジが上流側、他方の雌ネジが下流側に配置されている。

ニップル２０は、両側の雄ネジ２０ａの間に六角部分２０ｂを有するニップル、すなわち六角ニップルで構成されている。ニップル２０は、好ましくはステンレス鋼で構成される。特に、ＳＵＳ３１６は、耐食性、耐薬品性に優れるため、ニップル２０の素材として好適である。

ニップル２０の一方の雄ネジ２０ａは、ポンプヘッド１１の外周面の雌ネジに螺合され、他方の雄ネジ２０ａは、バルブ１４本体の上流側の雌ネジに螺合されている。ニップル２０の六角部分２０ｂは、ニップル２０を取り付ける際に、スパナなどの工具を使用してニップル２０を回転させるために利用される。

ニップル２０の長さは、好ましくは６５ｍｍ以下、より好ましくは４５ｍｍ以下である。特に、ニップル２０の長さを４５ｍｍ以下とした場合は、ダイヤフラムポンプの振動にともなうバルブ１４の振れを効果的に抑えることができる。また、ポンプヘッド１１やバルブ１４本体に対するニップル２０の噛み合い長さ（ねじ込み深さ）を所定寸法以上に確保し、かつ工具の使用に支障がない程度に六角部分２０ｂの幅寸法を確保するうえでは、ニップル２０の長さを３５ｍｍ以上、より好ましくは４０ｍｍ以上にするとよい。ニップル２０の長さとは、ニップル２０の中心軸方向の寸法をいう。ニップル２０の内径は、６ｍｍ以上が好ましい。

一方、バルブ１４の下流側には、継手２１を用いて、配管２２が接続されている。継手２１は、たとえばユニオンによって構成されている。継手２１は、中心軸方向の一方に雄ネジ、他方に雌ネジを有する。継手２１の雄ネジは、バルブ１４本体の下流側の雌ネジに螺合されている。継手２１の雌ネジは、配管２２の端部に形成された雄ネジに螺合されている。配管２２は、略Ｌ字形に曲がった形状を有する。

＜５．実施形態の効果＞
本発明の実施形態においては、ドレイン排出口を有するポンプヘッド１１を備えるダイヤフラムポンプによって硫酸供給ポンプ３を構成し、そのポンプヘッド１１のドレイン排出口にニップル２０を用いてバルブ１４を直付けした構成を採用している。これにより、ポンプヘッド１１の間近にバルブ１４が配置されるため、ダイヤフラムポンプの振動にともなうドレイン排出ライン（特に、ポンプヘッド１１とバルブ１４の間）の振動を小さく抑えることができる。また、ポンプヘッド１１とバルブ１４が一体的に振動するようになるため、両者をつなぐニップル２０への機械的な負荷が小さくなる。その結果、ダイヤフラムポンプの振動に起因したドレイン排出ラインのトラブル発生を効果的に抑制することが可能となる。

＜６．実施例＞
以下、本発明の実施例について説明する。この実施例では、ポンプヘッド１１にバルブ１４を直付けするために用いるニップル２０の構造をより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

（第１実施例）
第１実施例においては、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、左右一対の雄ネジ２０ａと、その間の六角部分２０ｂとを一体に有するニップル２０、すなわち六角ニップルを用いた。ニップル２０の長さＬ１は４５ｍｍ、内径は６ｍｍ、材質はＳＵＳ３１６である。なお、図５の（Ａ）はニップルを中心軸方向と直交する方向から見た図（側面図）であり、（Ｂ）はニップルを中心軸方向から見た図である。

第１実施例のニップル２０を用いてポンプヘッド１１にバルブ１４を直付けしてドレイン排出ラインを形成し、ダイヤフラムポンプを通常通り運転して、ドレイン排出ラインでのトラブルの発生を継続的に監視したところ、運転期間が２２ヶ月経過した段階でもトラブルは発生しなかった。

なお、トラブル発生の有無は、ドレイン排出ラインを構成している配管や継手などにクラックなどの破損が生じているかどうかにより判断した。また、硫酸供給ポンプ３には、ＬＥＷＡ社製のダイヤフラムポンプ「０２ＰＵ１０ＡＢ型（１０４ｋＷ（６０Ｈｚ））」を使用した。以上の点は、他の実施例等においても同様である。

（第２実施例）
第２実施例においては、図６に示すように、長さＬ３が１０５ｍｍのニップル２０を用いた。ニップル２０の両側に雄ネジ２０ａが形成され、それらの間に六角部分２０ｂが形成されている点は、ニップル２０の材質や雄ネジ２０ａの長さを含めて、上記第１実施例と同様である。ただし、ニップル２０の内径は３ｍｍである。なお、第２実施例で用いたニップル２０は既製品（Ｓｗａｇｅｌｏｋ社の型番ＳＳ−８−ＨＬＮ−４．００）であるが、上記実施例１で用いたニップル２０は本発明者が自作したものである。

第２実施例のニップル２０を用いてポンプヘッド１１にバルブ１４を直付けし、上記同様にドレイン排出ラインでのトラブルの発生を継続的に監視したところ、運転開始から４ヶ月経過した段階でトラブルが発生した。

（比較例）
比較例においては、上記図３に示すように、ユニオンからなる継手１２を用いて、ポンプヘッド１１にバルブ１４を接続した。また、継手１２には、長さが１２０ｍｍ、内径が３ｍｍ、材質がＳＵＳ３１６のユニオンを用いた。

比較例の継手１２を用いてポンプヘッド１１にバルブ１４を接続し、上記同様にドレイン排出ラインでのトラブルの発生を継続的に監視したところ、１６ヶ月の運転期間中に６回のトラブルが発生した。比較例でトラブルの発生頻度が高くなる理由は、ドレイン排出ラインの長さ方向において、ポンプヘッド１１からバルブ１４までの距離（配管長）が長くなり、ダイヤフラムポンプの振動がバルブ１４の重みで増幅し、トラブルを誘発しやすくなるためと考えられる。

以上の結果から、第１実施例および第２実施例のニップル２０を用いてポンプヘッド１１にバルブ１４を直付けした場合は、比較例にくらべて、トラブルの発生頻度が低くなることが分かる。クラックなどのトラブル発生は、硫酸漏れによる安全・環境リスクを増大させるおそれがある。また、補修を行うには硫酸供給ポンプ３の切り替えのために硫酸添加状態を一時的に停止する必要があるため、オートクレーブ１での硫酸反応の効率悪化につながる。したがって、トラブル発生の頻度を低下させることは、安全・環境面はもちろん、人件費や補修費削減など工業的価値が高いといえる。

＜７．変形例等＞
本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。

たとえば、上記実施形態においては、六角部分２０ｂを有する六角ニップルからなるニップル２０を用いているが、これに限らず、六角部分２０ｂのないニップルを用いてもよい。ただし、硫酸添加設備の施工性を考慮すると、六角ニップルを採用する方が好ましい。

１…オートクレーブ
２…硫酸供給管
３…硫酸供給ポンプ
１１…ポンプヘッド
１４…バルブ
２０…ニップル

Claims (5)

1. ニッケル酸化鉱の高圧酸浸出法における浸出工程でオートクレーブ内の鉱石スラリーに添加すべき硫酸を供給するための硫酸供給ポンプを備え、
   前記硫酸供給ポンプは、ドレイン排出口を有するポンプヘッドを備えるダイヤフラムポンプで構成され、ダイヤフラムの往復運動により前記ポンプヘッドを含めたポンプ全体が振動する性質を有しており、
   前記硫酸供給ポンプには、前記オートクレーブにつながるメイン供給ラインとしての硫酸供給管が接続されているとともに、前記メイン供給ラインに比べて小径に構成されたドレイン排出ラインを介して前記ドレイン排出口に手動式のバルブが接続され、
   前記バルブは、前記硫酸供給ポンプの振動を増幅させ、前記ポンプヘッドから前記バルブに至る区間における当該振動の力点となる部分に負荷を集中させる重さを有しており、
   前記ドレイン排出ラインは、前記ドレイン排出口に前記バルブを直付けするニップルを備えて構成されている
   硫酸添加設備。
2. 前記ニップルの長さは、４５ｍｍ以下である
   請求項１に記載の硫酸添加設備。
3. 前記ニップルの内径は、６ｍｍ以上である
   請求項１または２に記載の硫酸添加設備。
4. 前記ニップルは、六角ニップルである
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の硫酸添加設備。
5. 前記ニップルは、ＳＵＳ３１６で構成されている
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の硫酸添加設備。
   

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