JP2001329391A - 亜鉛電解液のマンガン濃度調節法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 湿式亜鉛製錬における電解液のマンガン濃度
を好ましい範囲内に制御する方法を提供する。 【解決手段】 電解採取工程で副生する二酸化マンガン
含有アノードスケールを、浸出液中の二価鉄イオンを酸
化する目的で浸出工程に繰り返す際に、該二酸化マンガ
ン含有アノードスケールをハイドロサイクロンによって
分級し、そのオーバーフローを浸出工程へ繰り返す。細
粒部分のメジアン径は３０μｍ以下であることが望まし
い。この方法によって電解液のマンガン濃度を安定化し
電解電力原単位を下げることができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する利用分野】本発明は、電解液のマンガン
濃度を調節する方法に関し、詳しくは湿式亜鉛製錬の電
解採取工程で副生する二酸化マンガン含有アノードスケ
ールを、二価鉄イオンを酸化する目的で浸出工程に繰り
返すことによって電解液のマンガン濃度を調節する方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、典型的な湿式亜鉛製錬（図２参
照）では、次のような方法で亜鉛電解液のマンガン濃度
の調節が行われている。湿式亜鉛製錬において電解液中
に存在する二価マンガンイオンは、アノード表面に二酸
化マンガンとして電析する。電析した二酸化マンガンは
剥がれ落ちて電解槽内に堆積し、二酸化マンガン含有ア
ノードスケールとなる。この二酸化マンガン含有アノー
ドスケールは回収して、その全量または一部を該亜鉛製
錬の一次浸出工程に繰り返し、または過マンガン酸カリ
ウムを添加して、浸出時に発生する二価鉄イオンを酸化
した後水酸化第二鉄として沈殿除去する目的に利用され
る。また、電解槽より回収した二酸化マンガン含有アノ
ードスケールは、一部濾過して廃棄している。 ２Ｆｅ^２＋＋ＭｎＯ_２＋４Ｈ^＋＝２Ｆｅ^３＋＋Ｍｎ^２＋＋２Ｈ_２Ｏ ・・・（ １） Ｆｅ^３＋＋３Ｈ_２Ｏ＝Ｆｅ（ＯＨ）_３＋３Ｈ^＋ ・・・（２）

【０００３】湿式亜鉛製錬で処理する鉱石は０．０１％
から１％程度のマンガンを含有しており、鉱石中のマン
ガンは該亜鉛製錬における焙焼工程で酸化されて二酸化
マンガンとなり、二酸化マンガン含有アノードスケール
と共に一次浸出時に発生する二価鉄イオンを酸化する際
の酸化剤として用いられる。二価鉄イオンの酸化に過剰
であった未反応の二酸化マンガンは、二次浸出工程にお
いて浸出されて液中に溶解され、脱鉄の後、一次浸出工
程に繰り返される。従って、一次浸出工程に繰り返した
二酸化マンガン含有アノードスケール、および鉱石の焙
焼によって生成する二酸化マンガンは、浸出されて二価
マンガンイオンとなり、電解元液のマンガン濃度を左右
する。すなわち、一次浸出に繰り返した二酸化マンガン
含有アノードスケールの量と鉱石中のマンガン品位によ
り、電解元液のマンガン濃度が決定される。また、電解
元液を電解採取するときにアノードに電析する二酸化マ
ンガンの量は種々の条件により決定され、差し引き分が
電解液のマンガン濃度となる。

【０００４】また、特開平６−２０６０８０には、湿式
亜鉛製錬の浸出残査の加圧浸出処理工程において発生す
る砒素と鉄を含有する酸性溶液に該亜鉛製錬の電解採取
工程において副生する二酸化マンガン含有アノードスケ
ールを添加して該溶液中の砒素と鉄とを酸化処理する方
法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の方法には次のような課題があった。 （１）電解槽より回収した二酸化マンガン含有アノード
スケールの粒度は様々で、その中には粒径の大きなもの
が相当量含まれている。これらの粗粒子は反応効率が悪
く、工程の滞留時間内に二価鉄イオンを十分酸化するこ
とができない。従って過剰のアノードスケールを一次浸
出工程に繰り返す必要があり、その結果、電解元液のマ
ンガン濃度上昇を助長し、電力原単位を上昇させること
となった。また、電解元液のマンガン濃度上昇に伴い、
二酸化マンガン含有アノードスケールの発生量が増加す
るため、電解槽からの回収量が多くなり、回収作業に負
荷がかかり、多くの工数が必要になる。

【０００６】（２）電解液のマンガン濃度は、アノード
の溶出防止のためには１．０ｇ／Ｌ以上が好ましいが、
電力原単位の面からは低ければ低いほど好ましい。従っ
て、鉱石のマンガン品位に左右されずに電解液のマンガ
ン濃度を１．５ｇ／Ｌ程度に保つことが湿式亜鉛製錬の
操業上望ましい。原料事情等により鉱石のマンガン品位
が上昇すると、一次浸出工程に繰り返す二酸化マンガン
含有アノードスケールの量を減らさない限り、電解液の
マンガン濃度も上昇する。しかし、二酸化マンガン含有
アノードスケールの浸出工程への繰り返し量は二酸化マ
ンガン含有アノードスケール処理工程での濾過能力に依
存している。従って、本発明の目的は、湿式亜鉛製錬に
おける電解液のマンガン濃度を好ましい範囲内に制御す
る方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め発明者らは鋭意検討を重ねた結果、従来発生したまま
の状態で浸出工程に繰り返していた二酸化マンガン含有
アノードスケールをハイドロサイクロン等の分級装置を
使用して分級し、粒度の小さい二酸化マンガン含有アノ
ードスケールだけを浸出工程に繰り返すことによって二
酸化マンガンの反応効率を向上し、工程上必要な二酸化
マンガン含有アノードスケールの量を減らし、二価鉄イ
オンの酸化を十分達成しつつも二酸化マンガン含有アノ
ードスケールの浸出工程への繰り返し量を必要最低限度
に抑え、電解液のマンガン濃度を所定の範囲内にコント
ロールできることを見出した。

【０００８】すなわち、本発明は、湿式亜鉛製錬におけ
る電解採取工程で副生する二酸化マンガン含有アノード
スケールを、浸出液中の二価鉄イオンを酸化する目的で
浸出工程に繰り返すことによって亜鉛電解液のマンガン
濃度を調節する方法において、該二酸化マンガン含有ア
ノードスケールを分級装置によって粗粒部分と細粒部分
とに分級し、細粒部分のみを浸出工程に繰り返すことを
特徴とする亜鉛電解液のマンガン濃度調節法を提供する
ものである。前記分級装置として、ハイドロサイクロン
を好適に使用することができる。また、前記細粒部分の
メジアン径は３０μｍ以下であることが望ましい。本発
明はさらに、湿式亜鉛製錬における電解採取工程で副生
する二酸化マンガン含有アノードスケールを、浸出液中
の二価鉄イオンを酸化する目的で浸出工程に繰り返すこ
とによって亜鉛電解液のマンガン濃度を調節する方法に
おいて、該二酸化マンガン含有アノードスケールをメジ
アン径が３０μｍ以下となるまで粉砕した後浸出工程に
繰り返すことを特徴とする亜鉛電解液のマンガン濃度調
節法を提供する。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の方法を示す工程図
である。以下同図に従って本発明の方法を説明する。電
解槽から回収した、メジアン径が約１００μｍ以下、パ
ルプ濃度が１００ｇ／Ｌ程度の二酸化マンガン含有アノ
ードスケールスラリーをハイドロサイクロンを用いて分
級する。得られたオーバーフロー（メジアン径約３０μ
ｍ以下（好ましくは１０μｍ以下）、パルプ濃度約５０
ｇ／Ｌ）を所定量一次浸出工程に繰り返す。ハイドロサ
イクロンで分級する代わりに、二酸化マンガン含有アノ
ードスケールスラリーを適当な粉砕機でメジアン径約３
０μｍ以下の粒度まで粉砕してからその所定量を一次浸
出工程に繰り返しても良い。

【００１０】

【実施例】図１に示すように、実際にハイドロサイクロ
ンを現場に設置して二酸化マンガン含有アノードスケー
ルの分級を行い、操業データを採取した。ハイドロサイ
クロンで分級する前と後（オーバーフロー）の二酸化マ
ンガン含有アノードスケールの粒度分布を図３に示す。
分級操業を行った時の比較データの例を表１と表２に示
す。

【００１１】

【表１】 表１から明らかなように、電解槽から回収された二酸化
マンガン含有アノードスケールを分級することにより、
二価鉄イオンの酸化に必要な二酸化マンガン含有アノー
ドスケールの量を大幅に削減することができた。

【００１２】

【表２】

【００１３】粒度が粗くかつ高濃度に濃縮されたハイド
ロサイクロンアンダーフローが遠心分離機に供給される
ので、表２に示すように遠心分離機への給液時間が短縮
され、稼働回数が増加し、濾過能力が向上した。従って
マンガン含有量の多い鉱石を処理する場合でも、濾過能
力に余裕ができるので必要なだけ二酸化マンガン含有ア
ノードスケールを系外に抜き出し、電解元液のマンガン
濃度を所定の範囲内に安定に保持することが可能になっ
た。電解元液マンガン濃度と電解尾液マンガン濃度との
間には、図４に示すような相関関係がある。従って本発
明の方法によって一次浸出工程への二酸化マンガン含有
アノードスケールの繰り返し量を調節することにより電
解元液のマンガン濃度を所定の範囲内に保持すれば、電
解尾液のマンガン濃度も一定の範囲内に維持できる。析
出する二酸化マンガンの量が電解元液のマンガン濃度に
よってどのように変動するかを表３に示す。

【００１４】

【表３】

【００１５】表３から明らかなように、電解元液のマン
ガン濃度を下げることによってに二酸化マンガン含有ス
ケールの発生量を減少し、その回収作業を軽減すること
ができる。また、電解液マンガン濃度の低減によって電
解液の電気伝導度が上昇することが知られている。すな
わち、電解液マンガン濃度が１ｇ／Ｌ低下すれば電解液
の電気伝導度が３．３４ｍＳ／ｃｍ上昇することが経験
的に知られている。従って、本発明の方法によって電解
液マンガン濃度が１０．６ｇ／Ｌから２．８ｇ／Ｌに低
下（表２参照）した結果、電解液の電気伝導度が２６ｍ
Ｓ／ｃｍ上昇したことになる。これによる電解電力原単
位の低下は１１ｋＷｈ／ｔ−Ｚｎと算定される。

【００１６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の方法によっ
て、 １）二酸化マンガン含有アノードスケールを分級して反
応性の良い細粒を浸出工程に送液することより、浸出槽
内の第一鉄イオンの酸化状態が安定し、そのため、二酸
化マンガン含有アノードスケールの過剰な送液が不要と
なり、送液量を削減することができ、その結果電解液マ
ンガン濃度を低下できる； ２）粗い粒子が濃縮されて濾過機へフィードされるた
め、二酸化マンガン含有アノードスケールの濾過能力が
大幅に向上する； ３）電解液マンガン濃度の低下により電解電力原単位が
低下する等の効果が得られ、湿式亜鉛製錬の操業を安定
化し処理能力を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を示す二酸化マンガン含有アノー
ドスケール処理の工程図である。

【図２】典型的な湿式亜鉛製錬の工程を示す図である。

【図３】二酸化マンガン含有アノードスケールの分級前
と分級後の粒度分布を示す図である。

【図４】電解元液マンガン濃度と電解尾液マンガン濃度
との相関関係を示す散布図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富樫 林太郎 東京都千代田区丸の内１丁目８番２号 同 和鉱業株式会社内 Ｆターム(参考） 4K001 AA16 AA30 BA17 CA02 DB01 DB21 4K058 AA14 BA25 BB03 CA10 FA22 FB03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 湿式亜鉛製錬における電解採取工程で副
   生する二酸化マンガン含有アノードスケールを、浸出工
   程の浸出液中に繰り返すことによって亜鉛電解液のマン
   ガン濃度を調節する方法において、該二酸化マンガン含
   有アノードスケールを分級装置によって粗粒部分と細粒
   部分とに分級し、細粒部分のみを浸出工程に繰り返すこ
   とを特徴とする亜鉛電解液のマンガン濃度調節法。
2. 【請求項２】 前記分級装置がハイドロサイクロンであ
   り、そのオーバーフローを浸出工程へ繰り返すことを特
   徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 前記細粒部分のメジアン径が３０μｍ以
   下であることを特徴とする請求項１または２に記載の方
   法。
4. 【請求項４】 湿式亜鉛製錬における電解採取工程で副
   生する二酸化マンガン含有アノードスケールを、浸出液
   中の二価鉄イオンを酸化する目的で浸出工程に繰り返す
   ことによって亜鉛電解液のマンガン濃度を調節する方法
   において、該二酸化マンガン含有アノードスケールをメ
   ジアン径が３０μｍ以下となるまで粉砕した後浸出工程
   に繰り返すことを特徴とする亜鉛電解液のマンガン濃度
   調節法。