JP2000219920A - 砒素含有溶液からの砒素の除去および固定方法 - Google Patents
砒素含有溶液からの砒素の除去および固定方法Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Abstract
(57)【要約】
【課題】 銅等の有価金属をロスすることなく、砒素を
結晶性の安定なスコロダイトとして除去・固定する方法
を提供する。 【解決手段】 砒素含有溶液に鉄（ＩＩ）溶液及び／又
は鉄（ＩＩＩ）溶液を加えて反応させてスコロダイトを
生成させ、固液分離して銅を含む非鉄金属成分を含有す
るスコロダイトを回収する第１工程と、第１工程で得ら
れた銅を含む非鉄金属成分を含有するスコロダイトに水
を加えてリパルプし、スコロダイトに含有する銅を含む
非鉄金属成分を液中に溶かし出してスコロダイトから分
離する。
結晶性の安定なスコロダイトとして除去・固定する方法
を提供する。 【解決手段】 砒素含有溶液に鉄（ＩＩ）溶液及び／又
は鉄（ＩＩＩ）溶液を加えて反応させてスコロダイトを
生成させ、固液分離して銅を含む非鉄金属成分を含有す
るスコロダイトを回収する第１工程と、第１工程で得ら
れた銅を含む非鉄金属成分を含有するスコロダイトに水
を加えてリパルプし、スコロダイトに含有する銅を含む
非鉄金属成分を液中に溶かし出してスコロダイトから分
離する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、亜鉛、銅等のベー
スメタルと砒素とを含有する溶液、特に湿式亜鉛製錬の
亜鉛浸出残渣処理工程で得られる砒素含有溶液からの砒
素の除去および固定法に関する。
スメタルと砒素とを含有する溶液、特に湿式亜鉛製錬の
亜鉛浸出残渣処理工程で得られる砒素含有溶液からの砒
素の除去および固定法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、亜鉛、銅等のベースメタルと
砒素とを含有する溶液から、砒素を除去および固定する
方法の一つとして、図４に示されるように、前記砒素含
有溶液に亜鉛末または硫化水素等を添加し、液中の銅等
を銅残渣として分離回収した後、鉄（ＩＩＩ）塩を加
え、炭カルまたは消石灰で鉄砒素化合物として沈澱除去
する方法（Ａ法）が知られている。
砒素とを含有する溶液から、砒素を除去および固定する
方法の一つとして、図４に示されるように、前記砒素含
有溶液に亜鉛末または硫化水素等を添加し、液中の銅等
を銅残渣として分離回収した後、鉄（ＩＩＩ）塩を加
え、炭カルまたは消石灰で鉄砒素化合物として沈澱除去
する方法（Ａ法）が知られている。
【０００３】また、Ａ．Ｊ．ＭｏｎｈｅｍｉｕｓとＰ．
Ｍ．Ｓｗａｓｈが、１９９６年に開催された”Ｓｅｃｏ
ｎｄ ｌｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ
ｏｎ Ｉｒｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ”の中で、図５に示
されるように、砒素含有溶液をあらかじめ銅等を分離す
ることなくオートクレーブ内に投入し、鉄塩存在下で１
５０〜２００℃まで昇温して結晶性の鉄砒素化合物（Ｔ
ｙｐｅ２またはスコロダイト）を沈澱させ、亜鉛、銅等
と分離する方法（Ｂ法）を発表している。
Ｍ．Ｓｗａｓｈが、１９９６年に開催された”Ｓｅｃｏ
ｎｄ ｌｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ
ｏｎ Ｉｒｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ”の中で、図５に示
されるように、砒素含有溶液をあらかじめ銅等を分離す
ることなくオートクレーブ内に投入し、鉄塩存在下で１
５０〜２００℃まで昇温して結晶性の鉄砒素化合物（Ｔ
ｙｐｅ２またはスコロダイト）を沈澱させ、亜鉛、銅等
と分離する方法（Ｂ法）を発表している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ａ
法では、得られた鉄砒素化合物が安定でなくさらに他の
固定処理が必要であるとともに発生する澱物量も膨大と
なり、その処理に多大な費用が生じるだけでなく、あら
かじめ回収された銅残渣中に砒素が多量に混入し、銅製
錬工程に悪影響を与える問題があった。
法では、得られた鉄砒素化合物が安定でなくさらに他の
固定処理が必要であるとともに発生する澱物量も膨大と
なり、その処理に多大な費用が生じるだけでなく、あら
かじめ回収された銅残渣中に砒素が多量に混入し、銅製
錬工程に悪影響を与える問題があった。
【０００５】また、上記Ｂ法については、銅等が含有さ
れたままオートクレーブ内で処理するため、得られた結
晶性の鉄砒素化合物であるＴｙｐｅ２，またはスコロダ
イト中に銅が多量に混入し、有価金属のロスを招く結果
となる問題があった。
れたままオートクレーブ内で処理するため、得られた結
晶性の鉄砒素化合物であるＴｙｐｅ２，またはスコロダ
イト中に銅が多量に混入し、有価金属のロスを招く結果
となる問題があった。
【０００６】本発明は、上述の背景のもとでなされたも
のであり、銅等の有価金属をロスすることなく、砒素を
結晶性の安定なスコロダイトとして除去・固定する方法
を提供するものである。
のであり、銅等の有価金属をロスすることなく、砒素を
結晶性の安定なスコロダイトとして除去・固定する方法
を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決する手
段として第１の発明は、銅及び／又は亜鉛を含む非鉄金
属成分と砒素とを含有する砒素含有溶液からの砒素の除
去および固定方法において、前記砒素含有溶液に鉄（Ｉ
Ｉ）溶液及び／又は鉄（ＩＩＩ）溶液を加えて１２０℃
以上で反応させ、鉄・砒素化合物として安定な結晶性を
持つスコロダイトを生成させ、前記砒素含有溶液から固
液分離して銅を含む非鉄金属成分を含有するスコロダイ
トを回収する第１工程と、第１工程で得られた銅を含む
非鉄金属成分を含有するスコロダイトに水を加えてリパ
ルプし、スコロダイトに含有する銅を含む非鉄金属成分
を液中に溶かし出してスコロダイトから分離する第２工
程とを有することを特徴とする砒素含有溶液からの砒素
の除去および固定方法である。
段として第１の発明は、銅及び／又は亜鉛を含む非鉄金
属成分と砒素とを含有する砒素含有溶液からの砒素の除
去および固定方法において、前記砒素含有溶液に鉄（Ｉ
Ｉ）溶液及び／又は鉄（ＩＩＩ）溶液を加えて１２０℃
以上で反応させ、鉄・砒素化合物として安定な結晶性を
持つスコロダイトを生成させ、前記砒素含有溶液から固
液分離して銅を含む非鉄金属成分を含有するスコロダイ
トを回収する第１工程と、第１工程で得られた銅を含む
非鉄金属成分を含有するスコロダイトに水を加えてリパ
ルプし、スコロダイトに含有する銅を含む非鉄金属成分
を液中に溶かし出してスコロダイトから分離する第２工
程とを有することを特徴とする砒素含有溶液からの砒素
の除去および固定方法である。
【０００８】第２の発明は、第１の発明にかかる砒素含
有溶液からの砒素の除去および固定方法において、前記
第１工程に加える鉄（ＩＩ）溶液及び／又は鉄（ＩＩ
Ｉ）溶液は、該溶液を前記砒素含有溶液に加えた後の溶
液におけるＦｅ／Ａｓモル比が１．５〜２．０となるよ
うに加えることを特徴とする砒素含有溶液からの砒素の
除去および固定方法である。
有溶液からの砒素の除去および固定方法において、前記
第１工程に加える鉄（ＩＩ）溶液及び／又は鉄（ＩＩ
Ｉ）溶液は、該溶液を前記砒素含有溶液に加えた後の溶
液におけるＦｅ／Ａｓモル比が１．５〜２．０となるよ
うに加えることを特徴とする砒素含有溶液からの砒素の
除去および固定方法である。
【０００９】第３の発明は、第１ないし第３の発明かか
る砒素含有溶液からの砒素の除去および固定方法におい
て、前記第１工程において砒素含有溶液に鉄（ＩＩ）溶
液及び／又は鉄（ＩＩＩ）溶液を加えて反応させる場合
の反応条件は、反応温度が１５０〜１７５℃、酸素分圧
が０．５ｋｇ／ｃｍ2 、以上、反応時間が３０分以上で
あることを特徴とする砒素含有溶液からの砒素の除去お
よび固定方法である。
る砒素含有溶液からの砒素の除去および固定方法におい
て、前記第１工程において砒素含有溶液に鉄（ＩＩ）溶
液及び／又は鉄（ＩＩＩ）溶液を加えて反応させる場合
の反応条件は、反応温度が１５０〜１７５℃、酸素分圧
が０．５ｋｇ／ｃｍ2 、以上、反応時間が３０分以上で
あることを特徴とする砒素含有溶液からの砒素の除去お
よび固定方法である。
【００１０】第４の発明は、第１ないし第３のいずれか
の発明にかかる砒素含有溶液からの砒素の除去および固
定方法において、前記第２工程のスコロダイトのリパル
プ操作は、リパルプ後のパルプ濃度が２００ｇ／Ｌ以下
になるようにし、リパルプ時間を３０分以上とすること
を特徴とする請求項１、２記載の砒素含有溶液からの砒
素の除去および固定方法である。
の発明にかかる砒素含有溶液からの砒素の除去および固
定方法において、前記第２工程のスコロダイトのリパル
プ操作は、リパルプ後のパルプ濃度が２００ｇ／Ｌ以下
になるようにし、リパルプ時間を３０分以上とすること
を特徴とする請求項１、２記載の砒素含有溶液からの砒
素の除去および固定方法である。
【００１１】第５の発明は、第１ないし第４のいずれか
の発明にかかる砒素含有溶液からの砒素の除去および固
定方法において、前記砒素含有溶液が湿式亜鉛製錬の亜
鉛浸出残渣のＳＯ２還元浸出液を炭酸カルシウムにより
中和し、石膏を除いた中和液に亜鉛末を加え、砒化銅パ
ルプを生成した後、該砒化銅パルプを希薄な硫酸溶液で
溶解した溶液であることを特徴とする砒素含有溶液から
の砒素の除去および囲定方法である。
の発明にかかる砒素含有溶液からの砒素の除去および固
定方法において、前記砒素含有溶液が湿式亜鉛製錬の亜
鉛浸出残渣のＳＯ２還元浸出液を炭酸カルシウムにより
中和し、石膏を除いた中和液に亜鉛末を加え、砒化銅パ
ルプを生成した後、該砒化銅パルプを希薄な硫酸溶液で
溶解した溶液であることを特徴とする砒素含有溶液から
の砒素の除去および囲定方法である。
【００１２】第６の発明は、第１ないし第５のいずれか
の発明にかかる砒素含有溶液からの砒素の除去および固
定方法において、前記第１工程のＦｅ／Ａｓモル比調整
用の鉄源が湿式亜鉛製錬の亜鉛浸出残渣のＳＯ2 還元浸
出液を炭酸カルシウムにより中和し、石膏を除いた中和
液に亜鉛末を加え、砒化銅パルプを除いた溶液を再度，
炭酸カルシウムにより中和して石膏を除いた硫酸鉄溶液
であることを特徴とする砒素含有溶液からの砒素の除去
および固定方法である。
の発明にかかる砒素含有溶液からの砒素の除去および固
定方法において、前記第１工程のＦｅ／Ａｓモル比調整
用の鉄源が湿式亜鉛製錬の亜鉛浸出残渣のＳＯ2 還元浸
出液を炭酸カルシウムにより中和し、石膏を除いた中和
液に亜鉛末を加え、砒化銅パルプを除いた溶液を再度，
炭酸カルシウムにより中和して石膏を除いた硫酸鉄溶液
であることを特徴とする砒素含有溶液からの砒素の除去
および固定方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態にか
かる砒素含有溶液からの砒素の除去および固定方法の概
略構成を示すフロー図、図２は図１のフロー図から本発
明の要部のみを抜き出して示した図である。以下、図１
及び図２を参照にしながら本発明の一実施の形態にかか
る砒素含有溶液からの砒素の除去および固定方法を説明
する。なお、この実施の形態は、砒素含有溶液として、
湿式亜鉛製錬における亜鉛浸出残渣処理工程で得られる
砒化銅パルプに亜鉛電解工程からの電解尾液と水とを加
えて得られる溶液を用いる例である。
かる砒素含有溶液からの砒素の除去および固定方法の概
略構成を示すフロー図、図２は図１のフロー図から本発
明の要部のみを抜き出して示した図である。以下、図１
及び図２を参照にしながら本発明の一実施の形態にかか
る砒素含有溶液からの砒素の除去および固定方法を説明
する。なお、この実施の形態は、砒素含有溶液として、
湿式亜鉛製錬における亜鉛浸出残渣処理工程で得られる
砒化銅パルプに亜鉛電解工程からの電解尾液と水とを加
えて得られる溶液を用いる例である。
【００１４】この実施の形態の方法は、（１）砒素含有
溶液を得る工程、（２）砒素含有溶液に鉄（ＩＩ）溶液
及び／又は鉄（ＩＩＩ）溶液を反応させて銅を含有する
スコロダイトを析出させる工程（第１工程）、（３）銅
を含有するスコロダイトをリパルプし、スコロダイトか
ら銅等分離する工程（第２工程）とを有する。なお、こ
こで、スコロダイト（ｓｃｏｒｏｄｉｔｅ）とは、一般
式、ＦｅＡｓＯ4 ・２Ｈ2 Ｏで表される斜方晶系鉱物の
一種であり、一般的には、砒素鉱の少量成分として存在
するものである。
溶液を得る工程、（２）砒素含有溶液に鉄（ＩＩ）溶液
及び／又は鉄（ＩＩＩ）溶液を反応させて銅を含有する
スコロダイトを析出させる工程（第１工程）、（３）銅
を含有するスコロダイトをリパルプし、スコロダイトか
ら銅等分離する工程（第２工程）とを有する。なお、こ
こで、スコロダイト（ｓｃｏｒｏｄｉｔｅ）とは、一般
式、ＦｅＡｓＯ4 ・２Ｈ2 Ｏで表される斜方晶系鉱物の
一種であり、一般的には、砒素鉱の少量成分として存在
するものである。
【００１５】（１）砒素含有溶液を得る工程 砒素含有溶液は、図１に示される湿式亜鉛製錬における
亜鉛浸出残渣処理工程で得られる砒化銅パルプに電解尾
液と水とを加えて得られる。すなわち、図１に示される
ように、湿式亜鉛製錬における亜鉛浸出残渣処理は、焼
鉱に戻り硫酸を加えて亜鉛浸出を行った後の亜鉛浸出残
渣に、まず、ＳＯ2 と電解尾液とを加えてＳＯ2 浸出を
行う。このＳＯ2 浸出処理によって、亜鉛浸出残渣か
ら、Ｐｂ、Ａｕ、Ａｇ等が残渣として取り除かれる。
亜鉛浸出残渣処理工程で得られる砒化銅パルプに電解尾
液と水とを加えて得られる。すなわち、図１に示される
ように、湿式亜鉛製錬における亜鉛浸出残渣処理は、焼
鉱に戻り硫酸を加えて亜鉛浸出を行った後の亜鉛浸出残
渣に、まず、ＳＯ2 と電解尾液とを加えてＳＯ2 浸出を
行う。このＳＯ2 浸出処理によって、亜鉛浸出残渣か
ら、Ｐｂ、Ａｕ、Ａｇ等が残渣として取り除かれる。
【００１６】次に、ＳＯ2 浸出によってＰｂ、Ａｕ、Ａ
ｇ等が取り除かれた液に、炭酸カルシウム（ＣａＣ
Ｏ3 ）を加えて第一段中和を行う。これにより、石膏が
析出して遊離の硫酸が取り除かれる。
ｇ等が取り除かれた液に、炭酸カルシウム（ＣａＣ
Ｏ3 ）を加えて第一段中和を行う。これにより、石膏が
析出して遊離の硫酸が取り除かれる。
【００１７】次に１段中和がなされた液に亜鉛粉末を加
えて脱砒素処理を行う。この脱砒素処理の際に、砒化銅
パルプが析出される。本発明は、この砒化銅パルプに含
まれる砒素を後述する第１及び第２工程によって除去・
固定するものである。なお、脱砒素処理が施された後の
液には炭酸カルシウムが加えられて２段中和がなされ、
石膏、Ｇａ、Ｉｎ等が取り除かれた後、Ｏ2 及び蒸気が
加えられて脱鉄処理がなされてヘマタイトとして取り除
かれ、残りの液は、最初の浸出液に戻されて同様の処理
がなされる。
えて脱砒素処理を行う。この脱砒素処理の際に、砒化銅
パルプが析出される。本発明は、この砒化銅パルプに含
まれる砒素を後述する第１及び第２工程によって除去・
固定するものである。なお、脱砒素処理が施された後の
液には炭酸カルシウムが加えられて２段中和がなされ、
石膏、Ｇａ、Ｉｎ等が取り除かれた後、Ｏ2 及び蒸気が
加えられて脱鉄処理がなされてヘマタイトとして取り除
かれ、残りの液は、最初の浸出液に戻されて同様の処理
がなされる。
【００１８】（２）第１工程 この工程は、砒素含有溶液に鉄（ＩＩ）溶液及び／又は
鉄（ＩＩＩ）溶液を反応させて銅を含有するスコロダイ
トを得る工程である。ここで用いる砒素含有溶液は、上
述の亜鉛浸出残渣処理工程における脱砒素工程によって
得られた砒化銅パルプに、希薄な硫酸溶液を加えて、パ
ルプ濃度が１００ｇ／Ｌ程度（５０ｇ／Ｌ〜２００ｇ／
Ｌであれば良好）になるように調製した後、酸素を加え
ながら該パルプを溶解した硫酸酸性の溶液である。な
お、パルプ濃度は低い方が反応性が良いが、オートクレ
ーブへの充填効率が低下するので５０ｇ／Ｌを下まわる
と経済的にはマイナスとなる。逆に２００ｇ／Ｌを超え
るとＴｙｐ２ができる可能性が高くなる。また、この場
合の稀薄な硫酸溶液は電解尾液に水を加えて得たものを
用いる。この砒素含有溶液の主な成分は、銅が４０〜８
０ｇ／Ｌ、亜鉛が５〜２５ｇ／Ｌ、砒素が５〜２５ｇ／
Ｌ、鉄が１〜２ｇ／Ｌ、硫酸が２〜３ｇ／Ｌである。
鉄（ＩＩＩ）溶液を反応させて銅を含有するスコロダイ
トを得る工程である。ここで用いる砒素含有溶液は、上
述の亜鉛浸出残渣処理工程における脱砒素工程によって
得られた砒化銅パルプに、希薄な硫酸溶液を加えて、パ
ルプ濃度が１００ｇ／Ｌ程度（５０ｇ／Ｌ〜２００ｇ／
Ｌであれば良好）になるように調製した後、酸素を加え
ながら該パルプを溶解した硫酸酸性の溶液である。な
お、パルプ濃度は低い方が反応性が良いが、オートクレ
ーブへの充填効率が低下するので５０ｇ／Ｌを下まわる
と経済的にはマイナスとなる。逆に２００ｇ／Ｌを超え
るとＴｙｐ２ができる可能性が高くなる。また、この場
合の稀薄な硫酸溶液は電解尾液に水を加えて得たものを
用いる。この砒素含有溶液の主な成分は、銅が４０〜８
０ｇ／Ｌ、亜鉛が５〜２５ｇ／Ｌ、砒素が５〜２５ｇ／
Ｌ、鉄が１〜２ｇ／Ｌ、硫酸が２〜３ｇ／Ｌである。
【００１９】上記砒素含有溶液に反応させる鉄（ＩＩ）
溶液及び／又は鉄（ＩＩＩ）溶液としては、上記亜鉛浸
出残渣処理工程における２段中和によって石膏Ｇａ、Ｉ
ｎ等が取り除かれた後の液の一部が用いられる。鉄溶液
は、該溶液を砒素含有溶液に加えた後の溶液におけるＦ
ｅ／Ａｓモル比が１．５〜２．０となるように加えるの
が望ましい。Ｆｅ／Ａｓモル比が１．５より低くても、
２．０より高くても、生成する鉄砒素化合物の結晶性が
著しく低下し、砒素が溶出しやすくなる。次いで、こう
して得られた溶液をオートクレーブ内に封入し、所定温
度まで昇温する。
溶液及び／又は鉄（ＩＩＩ）溶液としては、上記亜鉛浸
出残渣処理工程における２段中和によって石膏Ｇａ、Ｉ
ｎ等が取り除かれた後の液の一部が用いられる。鉄溶液
は、該溶液を砒素含有溶液に加えた後の溶液におけるＦ
ｅ／Ａｓモル比が１．５〜２．０となるように加えるの
が望ましい。Ｆｅ／Ａｓモル比が１．５より低くても、
２．０より高くても、生成する鉄砒素化合物の結晶性が
著しく低下し、砒素が溶出しやすくなる。次いで、こう
して得られた溶液をオートクレーブ内に封入し、所定温
度まで昇温する。
【００２０】昇温後、この温度を維持しながら酸素分圧
ＰＯ2 ＝０．５ｋｇ／ｃｍ2 以上、好ましくは２〜３ｋ
ｇ／ｃｍ2 となるように調整して１時間以上反応させ
る。反応温度は安定な鉄砒素化合物であるスコロダイト
が生成する１５０℃〜１７５℃が好ましいが、更に好ま
しくは１６０〜１７０℃である。１５０℃より低いと結
晶性の鉄砒素化合物が生成せず、アモルファス状となり
安定性が悪く、砒素が溶出しやすい。逆に１７５℃を超
えると結晶性のＴｙＰｅ２という鉄砒素化合物、すなわ
ち、化学式では、一般に、Ｆｅ3 （ＡｓＯ4 ）（ＯＨ）
x （ＳＯ4 ）ｙ（ｘ＋ｙ＝２７）で表される化合物が生
成し、混入した銅等の有価金属を第２工程の水洗浄工程
（リパルプ工程）で分離回収できなくなる。なお、酸素
についてはあらかじめ鉄が３価であり、かつ溶液中に存
在する砒素が５価の場合には、特に必要としない。
ＰＯ2 ＝０．５ｋｇ／ｃｍ2 以上、好ましくは２〜３ｋ
ｇ／ｃｍ2 となるように調整して１時間以上反応させ
る。反応温度は安定な鉄砒素化合物であるスコロダイト
が生成する１５０℃〜１７５℃が好ましいが、更に好ま
しくは１６０〜１７０℃である。１５０℃より低いと結
晶性の鉄砒素化合物が生成せず、アモルファス状となり
安定性が悪く、砒素が溶出しやすい。逆に１７５℃を超
えると結晶性のＴｙＰｅ２という鉄砒素化合物、すなわ
ち、化学式では、一般に、Ｆｅ3 （ＡｓＯ4 ）（ＯＨ）
x （ＳＯ4 ）ｙ（ｘ＋ｙ＝２７）で表される化合物が生
成し、混入した銅等の有価金属を第２工程の水洗浄工程
（リパルプ工程）で分離回収できなくなる。なお、酸素
についてはあらかじめ鉄が３価であり、かつ溶液中に存
在する砒素が５価の場合には、特に必要としない。
【００２１】反応終了後、オートクレーブから反応生成
物を抜き出し、シックナー等で固液分離する。溶液中の
砒素は大部分除去されて数百ｍｇ／Ｌ程度まで落ちる
が、銅、亜鉛等のベースメタルはほとんど落ちずに溶液
中に残る。一方、澱物（析出物）の結晶性鉄砒素化合物
のスコロダイトには銅や亜鉛等が硫酸塩の形で混入して
いる。銅を例にとるとこの分の回収を行わないと全体の
約１０％のロスとなる。またこのままの状態では、砒素
の溶出はないが、有価金属である銅が析出物中に混入し
てしまう。そこで、次の第２工程によって。銅等とスコ
ロダイトとを分離して銅等を回収する。
物を抜き出し、シックナー等で固液分離する。溶液中の
砒素は大部分除去されて数百ｍｇ／Ｌ程度まで落ちる
が、銅、亜鉛等のベースメタルはほとんど落ちずに溶液
中に残る。一方、澱物（析出物）の結晶性鉄砒素化合物
のスコロダイトには銅や亜鉛等が硫酸塩の形で混入して
いる。銅を例にとるとこの分の回収を行わないと全体の
約１０％のロスとなる。またこのままの状態では、砒素
の溶出はないが、有価金属である銅が析出物中に混入し
てしまう。そこで、次の第２工程によって。銅等とスコ
ロダイトとを分離して銅等を回収する。
【００２２】（３）第２工程 この工程は、銅を含有するスコロダイトをリパルプし、
スコロダイトから銅等を分離して回収可能にする工程で
ある。リパルプ条件はパルプ濃度で好ましくは２００ｇ
／Ｌ以下、さらに好ましくは１００ｇ／Ｌとなるように
水を加え、温度４０℃以上、さらに好ましくは９０℃以
上で通常撹拌、より好ましくはタービン羽根等で剪断力
を与えながらの撹拌を行う。撹拌後、遠心分離器等の固
液分離機に挿入し、銅等を溶解した脱砒素溶液と、洗浄
されたスコロダイトの沈澱とに分離する。こうして得ら
れたスコロダイトの沈澱物は、極めて安定したものであ
り、仮に野外に長期間放置したとしてもＡｓが溶出した
りするようなことはない。また、得られた脱砒素溶液に
は、亜鉛粉末が加えられて脱銅処理が施され、銅が回収
された後、上述の亜鉛浸出残渣処理工程における脱鉄処
理後の液とともに浸出液に加えられ、同様の処理が繰り
返される。
スコロダイトから銅等を分離して回収可能にする工程で
ある。リパルプ条件はパルプ濃度で好ましくは２００ｇ
／Ｌ以下、さらに好ましくは１００ｇ／Ｌとなるように
水を加え、温度４０℃以上、さらに好ましくは９０℃以
上で通常撹拌、より好ましくはタービン羽根等で剪断力
を与えながらの撹拌を行う。撹拌後、遠心分離器等の固
液分離機に挿入し、銅等を溶解した脱砒素溶液と、洗浄
されたスコロダイトの沈澱とに分離する。こうして得ら
れたスコロダイトの沈澱物は、極めて安定したものであ
り、仮に野外に長期間放置したとしてもＡｓが溶出した
りするようなことはない。また、得られた脱砒素溶液に
は、亜鉛粉末が加えられて脱銅処理が施され、銅が回収
された後、上述の亜鉛浸出残渣処理工程における脱鉄処
理後の液とともに浸出液に加えられ、同様の処理が繰り
返される。
【００２３】以下、上述の実施の形態の具体例として実
施例を掲げる。 （実施例１）湿式亜鉛製錬の亜鉛浸出残渣処理工程の砒
化銅パルプに電解尾液と水を加え、さらに酸素を加えて
溶解することにより硫酸酸性の砒素含有溶液を得た。こ
の砒素含有溶液の主な成分は銅６０ｇ／Ｌ、亜鉛が１５
ｇ／Ｌ、砒素が１５ｇ／Ｌ、鉄が１ｇ／Ｌ、硫酸が３ｇ
／Ｌであった。
施例を掲げる。 （実施例１）湿式亜鉛製錬の亜鉛浸出残渣処理工程の砒
化銅パルプに電解尾液と水を加え、さらに酸素を加えて
溶解することにより硫酸酸性の砒素含有溶液を得た。こ
の砒素含有溶液の主な成分は銅６０ｇ／Ｌ、亜鉛が１５
ｇ／Ｌ、砒素が１５ｇ／Ｌ、鉄が１ｇ／Ｌ、硫酸が３ｇ
／Ｌであった。
【００２４】この砒素含有溶液６ＬにＦｅ／Ａｓ（モル
比）で１．８となるように、Ｆｅが４０ｇ／Ｌの鉄含有
溶液を３Ｌ加え、オートクレーブ内に封入し、１６５℃
まで昇温した。昇温後、この温度を維持しながら酸素分
圧ＰＯ2 ＝３ｋｇ／ｃｍ2 となるように調整して２時間
反応させた。
比）で１．８となるように、Ｆｅが４０ｇ／Ｌの鉄含有
溶液を３Ｌ加え、オートクレーブ内に封入し、１６５℃
まで昇温した。昇温後、この温度を維持しながら酸素分
圧ＰＯ2 ＝３ｋｇ／ｃｍ2 となるように調整して２時間
反応させた。
【００２５】反応終了後、オートクレープから反応生成
物を抜き出し、圧力濾過器で固液分離した。澱物のスコ
ロダイトにパルプ濃度で１００ｇ／Ｌとなるように水を
加え、温度６０℃に液温を保ち、３０分間撹拌した。撹
拌後、圧力濾過器にて固液分離した。濾液はオートクレ
ーブの濾液と混合して銅、砒素濃度を測定し、砒素の固
定率、銅の回収率を算出した。結果を図３に表にして示
した。さらに、この混合した濾液に亜鉛末をＥｈ＝０ｍ
Ｖとなるまで加え、濾液から銅を沈澱させ回収した。
物を抜き出し、圧力濾過器で固液分離した。澱物のスコ
ロダイトにパルプ濃度で１００ｇ／Ｌとなるように水を
加え、温度６０℃に液温を保ち、３０分間撹拌した。撹
拌後、圧力濾過器にて固液分離した。濾液はオートクレ
ーブの濾液と混合して銅、砒素濃度を測定し、砒素の固
定率、銅の回収率を算出した。結果を図３に表にして示
した。さらに、この混合した濾液に亜鉛末をＥｈ＝０ｍ
Ｖとなるまで加え、濾液から銅を沈澱させ回収した。
【００２６】（比較例１）従来法（Ａ法）のフローに従
い操作した。すなわち前記砒素含有溶液６Ｌを液温７０
℃に保ち、亜鉛末をＥｈ＝０ｍＶとなるまで加え、銅を
沈澱させ回収した。この銅中の砒素を測定した結果を図
３の表に示す。更にこの濾液に４０ｇ／Ｌの硫酸鉄（Ｉ
ＩＩ）を３Ｌ加え、消石灰でｐＨを４．０まで上げて濾
過した。濾液の砒素濃度を測定し、砒素の固定率、銅の
回収率を算出した。結果を図３の表に実施例１と併せて
示した。
い操作した。すなわち前記砒素含有溶液６Ｌを液温７０
℃に保ち、亜鉛末をＥｈ＝０ｍＶとなるまで加え、銅を
沈澱させ回収した。この銅中の砒素を測定した結果を図
３の表に示す。更にこの濾液に４０ｇ／Ｌの硫酸鉄（Ｉ
ＩＩ）を３Ｌ加え、消石灰でｐＨを４．０まで上げて濾
過した。濾液の砒素濃度を測定し、砒素の固定率、銅の
回収率を算出した。結果を図３の表に実施例１と併せて
示した。
【００２７】（比較例２）従来法（Ｂ法）のフローに従
い操作した。前記砒素含有溶液６ＬにＦｅ／Ａｓ（モル
比）で１．８となるようにＦｅが４０ｇ／Ｌの鉄含有溶
液を３Ｌ加え、オートクレーブ内に封入し、２００℃ま
で昇温した。昇温後、この温度を維持しながら酸素分圧
ＰＯ2 ＝３ｋｇ／ｃｍ2 となるように調整して２時間反
応させた。反応終了後、オートクレーブから反応生成物
を抜き出し、加圧濾過器で固液分離した。澱物のＴｙｐ
ｅ２にパルプ濃度で１００ｇ／Ｌとなるように水を加
え、温度６０℃に液温を保ち、３０分間撹拌した。撹拌
後、加圧濾過器にて固液分離した。濃液はオートクレー
ブの濾液と混合して銅、砒素濃度を測定し、砒素の固定
率、銅の回収率を算出した。結果を図３の表に実施例
１、比較例１と併せて示した。
い操作した。前記砒素含有溶液６ＬにＦｅ／Ａｓ（モル
比）で１．８となるようにＦｅが４０ｇ／Ｌの鉄含有溶
液を３Ｌ加え、オートクレーブ内に封入し、２００℃ま
で昇温した。昇温後、この温度を維持しながら酸素分圧
ＰＯ2 ＝３ｋｇ／ｃｍ2 となるように調整して２時間反
応させた。反応終了後、オートクレーブから反応生成物
を抜き出し、加圧濾過器で固液分離した。澱物のＴｙｐ
ｅ２にパルプ濃度で１００ｇ／Ｌとなるように水を加
え、温度６０℃に液温を保ち、３０分間撹拌した。撹拌
後、加圧濾過器にて固液分離した。濃液はオートクレー
ブの濾液と混合して銅、砒素濃度を測定し、砒素の固定
率、銅の回収率を算出した。結果を図３の表に実施例
１、比較例１と併せて示した。
【００２８】また上記Ｂ法で得られた鉄砒素化合物の溶
出試験を行い、安定性を確認した結果および澱物量の比
（本発明法のスコロダイトの澱物容量を１とした場合）
も図３の表に併せて示した。
出試験を行い、安定性を確認した結果および澱物量の比
（本発明法のスコロダイトの澱物容量を１とした場合）
も図３の表に併せて示した。
【００２９】 本発明の方法とＡ法と比較すると、有価
金属回収率ではほぼ同等であるが、Ａ法は砒素固定率が
８０％と低い上、固定された鉄砒素化合物の安定性がか
なり落ちる。逆にＢ法は、砒素固定率や固定された鉄砒
素化合物の安定性については本発明の方法と同等である
が、Ｃｕ等の有価金属が鉄砒素化合物に入り込んでしま
い、回収率が低い。また、砒素が回収された銅に混入し
てしまうという欠点もある。
金属回収率ではほぼ同等であるが、Ａ法は砒素固定率が
８０％と低い上、固定された鉄砒素化合物の安定性がか
なり落ちる。逆にＢ法は、砒素固定率や固定された鉄砒
素化合物の安定性については本発明の方法と同等である
が、Ｃｕ等の有価金属が鉄砒素化合物に入り込んでしま
い、回収率が低い。また、砒素が回収された銅に混入し
てしまうという欠点もある。
【００３０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、砒素含
有溶液に鉄（ＩＩ）溶液及び／又は鉄（ＩＩＩ）溶液を
加えて反応させてスコロダイトを生成させ、固液分離し
て銅を含む非鉄金属成分を含有するスコロダイトを回収
する第１工程と、第１工程で得られた銅を含む非鉄金属
成分を含有するスコロダイトに水を加えてリパルプし、
スコロダイトに含有する銅を含む非鉄金属成分を液中に
溶かし出してスコロダイトから分離する第２工程とを有
することを特徴とする。これにより、銅等の有価金属を
ロスすることなく、砒素を結晶性の安定なスコロダイト
として除去・固定することを可能にしている。
有溶液に鉄（ＩＩ）溶液及び／又は鉄（ＩＩＩ）溶液を
加えて反応させてスコロダイトを生成させ、固液分離し
て銅を含む非鉄金属成分を含有するスコロダイトを回収
する第１工程と、第１工程で得られた銅を含む非鉄金属
成分を含有するスコロダイトに水を加えてリパルプし、
スコロダイトに含有する銅を含む非鉄金属成分を液中に
溶かし出してスコロダイトから分離する第２工程とを有
することを特徴とする。これにより、銅等の有価金属を
ロスすることなく、砒素を結晶性の安定なスコロダイト
として除去・固定することを可能にしている。
【図１】本発明の一実施の形態にかかる砒素含有溶液か
らの砒素の除去および固定方法の概略構成を示すフロー
図である。
らの砒素の除去および固定方法の概略構成を示すフロー
図である。
【図２】図１のフロー図から本発明の要部のみを抜き出
して示した図である。
して示した図である。
【図３】実施例及び比較例の方法による有価金属の回収
率、砒素固定率、鉄砒素化合物の安定性及び残渣容量比
の測定値を示す表である。
率、砒素固定率、鉄砒素化合物の安定性及び残渣容量比
の測定値を示す表である。
【図４】従来の方法（Ａ法）のフロー図である。
【図５】従来の方法（Ｂ法）のフロー図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉持 周志 東京都千代田区丸の内一丁目８番２号 秋 田製錬株式会社内 (72)発明者 田口 良一 東京都千代田区丸の内一丁目８番２号 秋 田製錬株式会社内 Ｆターム(参考） 4D038 AA08 AB70 BB01 BB10 BB13 BB18 4K001 AA03 AA09 AA30 BA16 BA19 BA21 DB22 DB23 DB24 JA06 JA10
Claims (6)
- 【請求項１】 銅及び／又は亜鉛を含む非鉄金属成分と
砒素とを含有する砒素含有溶液からの砒素の除去および
固定方法において、 前記砒素含有溶液に鉄（ＩＩ）溶液及び／又は鉄（ＩＩ
Ｉ）溶液を加えて１２０℃以上で反応させ、鉄・砒素化
合物として安定な結晶性を持つスコロダイトを生成さ
せ、前記砒素含有溶液から固液分離して銅を含む非鉄金
属成分を含有するスコロダイトを回収する第１工程と、 第１工程で得られた銅を含む非鉄金属成分を含有するス
コロダイトに水を加えてリパルプし、スコロダイトに含
有される銅を含む非鉄金属成分を液中に溶かし出してス
コロダイトから分離する第２工程とを有することを特徴
とする砒素含有溶液からの砒素の除去および固定方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の砒素含有溶液からの砒
素の除去および固定方法において、 前記第１工程に加える鉄（ＩＩ）溶液及び／又は鉄（Ｉ
ＩＩ）溶液は、該溶液を前記砒素含有溶液に加えた後の
溶液におけるＦｅ／Ａｓモル比が１．５〜２．０となる
ように加えることを特徴とする砒素含有溶液からの砒素
の除去および固定方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の砒素含有溶液か
らの砒素の除去および固定方法において、 前記第１工程において砒素含有溶液に鉄（ＩＩ）溶液及
び／又は鉄（ＩＩＩ）溶液を加えて反応させる場合の反
応条件は、反応温度が１５０〜１７５℃、酸素分圧が
０．５ｋｇ／ｃｍ2 以上、反応時間が３０分以上である
ことを特徴とする砒素含有溶液からの砒素の除去および
固定方法。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の砒
素含有溶液からの砒素の除去および固定方法において、 前記第２工程のスコロダイトのリパルプ操作は、リパル
プ後のパルプ濃度が２００ｇ／Ｌ以下になるようにし、
リパルプ時間を３０分以上とすることを特徴とする請求
項１、２記載の砒素含有溶液からの砒素の除去および固
定方法。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の砒
素含有溶液からの砒素の除去および固定方法において、 前記砒素含有溶液が湿式亜鉛製錬の亜鉛浸出残渣のＳＯ
２還元浸出液を炭酸カルシウムにより中和し、石膏を除
いた中和液に亜鉛末を加え、砒化銅パルプを生成した
後、該砒化銅パルプを希薄な硫酸溶液で溶解した溶液で
あることを特徴とする砒素含有溶液からの砒素の除去お
よび囲定方法。 - 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載の砒
素含有溶液からの砒素の除去および固定方法において、 前記第１工程のＦｅ／Ａｓモル比調整用の鉄源が湿式亜
鉛製錬の亜鉛浸出残渣のＳＯ2 還元浸出液を炭酸カルシ
ウムにより中和し、石膏を除いた中和液に亜鉛末を加
え、砒化銅パルプを除いた溶液を再度炭酸カルシウムに
より中和して再度石膏を除いた硫酸鉄溶液であることを
特徴とする砒素含有溶液からの砒素の除去および固定方
法。
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|---|---|---|---|
| JP2244999A JP3756687B2 (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 砒素含有溶液からの砒素の除去および固定方法 |
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|---|---|---|---|
| JP2244999A JP3756687B2 (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 砒素含有溶液からの砒素の除去および固定方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=12083035
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2244999A Expired - Fee Related JP3756687B2 (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 砒素含有溶液からの砒素の除去および固定方法 |
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