JP2003213350A - ビスマスの回収方法及び硫酸ビスマスの回収方法 - Google Patents
ビスマスの回収方法及び硫酸ビスマスの回収方法Info
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Abstract
有価物であるビスマスを選択的に分離回収する方法を提
供することを目的とする。 【解決手段】銅及び鉛精錬工程の中間処理物である水溶
液中のビスマスを配位結合を有するMRT樹脂にベッド
ボリューム=0.1〜8において選択吸着させ、硫酸溶
液で溶離するビスマスの回収方法。
Description
産出する有価物を含む原料から、有価物を回収する方法
に関するものであり、更に詳しく述べると有価物である
ビスマスを湿式処理により回収する方法に関するもので
ある。
鉱石中に含まれ、これらの非鉄金属の製錬副産物として
産出されている。ビスマスは、銅や鉛鉱石に随伴して産
出されることが多く、乾式製錬によってその粗金属中に
残留する。例えば、粗銅中に残留したビスマスは、銅の
電解精製工程において他の不純物と共に電解液に濃縮さ
れる。一方大部分のビスマスは、銅製錬の乾式工程で高
熱によって揮発し、煙灰として鉛、砒素、アンチモンな
どと共にコットレル等に捕集され、これらは更に鉛製錬
工程に送られる。
ば脱銅電解で除去され、除去されたビスマスは大部分が
乾式工程へ繰返される。
は、鉛製錬工程へ送られ、電気炉等の乾式処理を行い、
粗鉛中に移行する。粗鉛は、例えばケイフッ化水素酸浴
で電解精製され、鉛が陰極に電着しビスマスが陽極泥
(アノードスライム)となる。陽極泥は更に乾式処理が
行われ、粗ビスマスとなる。この粗ビスマスは、例えば
ケイフッ化水素酸浴や塩化物浴にて電解精製されて製品
ビスマスとなる。
た通り多くの場合乾式処理が行われ、この乾式処理は鉛
を使用するため、作業環境上好ましくない。このため、
乾式処理を行わないビスマスの回収法の開発が望まれて
いる。またビスマスは鉛や銅あるいは同族元素である砒
素、アンチモンと挙動を共にすることが多く、これらの
成分との分離も課題となっている。
る、湿式法によるビスマス回収方法を提供するものであ
る。
スマス回収法検討を行った結果、ビスマス回収方法とし
て、 (1)水溶液中のビスマスを配位結合を有する樹脂に選
択吸着させるビスマスの回収方法。 (2)水溶液中のビスマスを配位結合を有するMRT樹
脂に選択吸着させるビスマスの回収方法。 (3)上記(1)又は(2)において、BV(ベッドボ
リューム)=0.1〜8においてビスマスを選択吸着さ
せるビスマスの回収方法。 (4)上記(1)及び又は(2)において、吸着したビ
スマスをBV=0.5以上1.5未満として、硫酸溶液
にて溶離する硫酸ビスマスの回収方法。 (5)ビスマスを含む水溶液が、銅及び鉛製錬工程の中
間処理物である上記(1)又は(2)に記載の方法。 (6)ビスマス溶離液が、8モル/L以上の硫酸であ
り、かつ溶離時の液温が40℃以上である上記(4)に
記載の方法。 (7)ビスマス濃度の高い液であるBV=0.5以上
1.5未満の溶離液を冷却し、硫酸ビスマスを晶析回収
した後、該液を再び溶離液として使用する上記(4)に
記載の方法。 を提供するものである。
は例を挙げて説明しているが、本発明はこの例に制限さ
れるものではない。
石中に含まれ、これらの非鉄金属の製錬副産物として産
出されている。ビスマスは、銅や鉛鉱石に随伴して産出
されることが多く、乾式製錬によってその粗金属中に残
留する。例えば、粗銅中に残留したビスマスは、銅の電
解精製工程において他の不純物と共に電解液に濃縮され
る。一方大部分のビスマスは、銅製錬の乾式工程で高熱
によって揮発し、煙灰として鉛、砒素、アンチモンなど
と共にコットレル等に捕集され、これらは更に鉛製錬工
程に送られる。鉛製錬工程では、電気炉等の乾式処理を
行い、ビスマスを粗鉛中に移行させる。粗鉛は、例えば
ケイフッ化水素酸浴で電解精製され、鉛が陰極に電着し
ビスマスが陽極泥(アノードスライム)となる。陽極泥
は更に乾式処理が行われ、粗ビスマスとなる。この粗ビ
スマスは、例えばケイフッ化水素酸浴や塩化物浴にて電
解精製されて製品ビスマスとなる。製品ビスマスの回収
に当たっては、説明した通り多くの場合乾式処理が行わ
れ、この乾式処理は鉛を使用するため、作業環境上好ま
しくない。このため、さまざまな湿式処理法が提案され
ている。
されているように、ビスマスを含む非鉄製錬工程中間物
として、煙灰に種々の湿式処理を行った塩酸酸性のビス
マス塩水溶液がある。この塩酸酸性ビスマス塩水溶液に
はビスマスが濃縮されており、ビスマス回収の原料とし
て好適である。
属ビスマス、オキシ塩化ビスマス、硫酸ビスマス等が挙
げられる。本発明者は、種々の検討を行った結果、塩酸
酸性ビスマス塩水溶液に樹脂法を適用することにより、
高純度な硫酸ビスマスを得ることが可能であることを見
出した。
有する樹脂を接触させ、ビスマスを選択的に樹脂に吸着
させた後、硫酸で溶離することにより、高純度の硫酸ビ
スマスを得る。配位結合を有する樹脂の一態様として、
以下に示すMRTが有効であると本発明者は見出した。
配位結合とは、共有結合の一種で、一方の原子の非結合
電子対が相手の原子に供与され共有されることによって
結合するものである。この配位結合の例としてクラウン
エーテル等が挙げられる。
るが、特許第2984683号(登録日;平成11年1
0月1日)に開示されている樹脂であって、よりビスマ
スの選択性の高い(本発明者が、初めて見出した。)米
国IBC社製品であるMRT(Molecular R
ecognition Technology、分子認
識技術)樹脂が好適である。その構造の例を以下に示
す。特徴は、下式における下線部がクラウンエーテルと
なり、このクラウンエーテルとカチオンが配位結合す
る。このクラウンエーテルの大きさ、即ち輪の大きさに
よりカチオンの選択性が可能となる。マトリクス -O-SiYZ-(CH2)a(OCH2R1CHCH2)b(BCHR2CH2)c
(DCHR3CH2)dE B及びD:例えばO、OCH2、S等から選択 E:例えば低級アルキル、SH、OH等から選択 R1:例えばH、SH、OH等から選択 R2:例えばH及び低級アルキル等から選択 R3:例えばH、低級アルキル、アリール等より選択 Y及びZ:Cl、OCH3、OC2H5等から選択 a:2ないし10 b:0または1 c:1ないし2000 d:0ないし2000 マトリクス:砂、シリカゲル、ガラス、アルミナ等から
選択
(ベッドボリューム、通液量を樹脂体積で割った値、す
なわち樹脂体積の何倍の液量を通液したという指標)
は、表4に示すように0.1〜8が望ましい。Biが吸
着され、不純物となるCu、Pb、Asが吸着され難い
からである。このMRT樹脂に原料である塩酸酸性ビス
マス水溶液を常温で作用(吸着)させる。塩酸酸性下での
ビスマス溶解度は常温でも十分にあるため、吸着液温を
高くすることは経済上好ましくない。吸着操作の通液速
度は、カラム法における一般的な値、すなわち空間速度
(space velocity)5〜20(1/h
r)で十分である。SVを大きくしすぎると流速がビス
マス吸着速度を上回るため、ビスマスが十分に吸着され
ずカラムから流出してくる。ビスマス以外の成分、例え
ば銅、砒素、鉛は、吸着されないため、ビスマスの選択
濃縮が可能となる。
BV値は、表5に示すように0.5以上、1.5未満が
望ましい。これは、ビスマスが好適に樹脂より回収でき
るからである。溶離操作の液温は、表2に示すように4
0℃以上、溶離液である硫酸濃度は、表1に示すように
8モル/L以上が好ましい。液温低下並びに硫酸濃度の
低下は硫酸ビスマスの溶解度低下を招く。通液速度は、
カラム法における一般的な値、すなわちSV(空間速
度)0.5〜10(1/hr)で十分である。SVを大
きくしすぎると流速がビスマス溶離速度を上回るため、
ビスマスが十分に溶離されずカラム中に残留するばかり
か、溶離液中のビスマス濃度を高くすることができな
い。
より硫酸ビスマス白色結晶が晶析する。放冷時の温度
は、20℃以下が好ましい。低温になるほど硫酸水溶液
中の硫酸ビスマスの溶解度が低下する。ビスマスを晶析
回収した後の溶離液は、再び溶離液として繰返すことが
可能である。
付着液を洗い流すために硫酸で洗浄する。水で洗浄を行
うと溶解度のため硫酸ビスマスが溶出してしまう。洗浄
後の硫酸ビスマスは、洗浄液である硫酸が付着している
ため、真空乾燥を行う。
度は99.99%以上であった。本発明は、工程数が少
なくかつ製品となる高純度硫酸ビスマスを直接得るもの
である。
回収方法を確立した。
明は実施例に制限されるものではない。
溶液の組成を表3に示す。
Lig#83)30gを充填し、塩酸酸性ビスマス水溶
液を下降流でBV=20の液量を通液した。SVは10
(1/hr)であった。吸着操作中の液濃度推移を表4
に示す。ビスマスに関して、表3の処理対象液中のビス
マス濃度4.9g/Lに対して表4に示すカラム流出液
(処理後液)BV=0.1〜8までにおいて、ビスマス
濃度が0.07〜3.68g/Lに減っていること、更
に、Cu、As、Pbが、表3の処理対象液中のCu
0.97g/L、As1.34g/L、Pb0.63g
/Lに対して、表4では、BV=4において、Cu1.
06、As1.33、Pb0.64とほぼ同程度の濃度
となっていることから、ビスマスのみが選択吸着されて
いることが分かる。
/L塩酸と1モル/L硫酸で押し出し洗浄した後、溶離
液である9モル/Lの硫酸を60℃、SV2の条件で作
用させた。溶離液中の濃度推移を表5に示す。
却した結果、硫酸ビスマス白色結晶2.74gが得られ
た。この時の析出後液中ビスマス濃度は、2.41g/
Lであった。この結晶を9モル/Lの硫酸で洗浄した
後、真空乾燥を25℃、10mmHg、12hrの条件
下で行い、成分分析を行った。その結果を表6に示す。
マスが得られた。
0gを実施例と同様にカラムに充填し供試液を通液し
た。このときの吸着後液中濃度推移を表7に示す。実施
例の表4と比較してビスマスは、吸着されているが他の
銅、砒素、鉛が、実施例では、BV=4において、Cu
=1.06g/L、As1.33g/L、Pb=0.6
4g/Lと吸着されていないのに対して、本比較例にお
いては、Cu=0.68g/L、As=0.87g/
L、Pb=0.26g/Lと処理後液中の濃度が減少
し、吸着していることを確認できる。このためビスマス
の選択分離性はMRT樹脂に比べ劣ることが分かる。
な方法で高純度ビスマス及び高純度硫酸ビスマスの回収
が可能となった。
Claims (7)
- 【請求項1】水溶液中のビスマスを配位結合を有する樹
脂に選択吸着させることを特徴とするビスマスの回収方
法。 - 【請求項2】水溶液中のビスマスを配位結合を有するM
RT樹脂に選択吸着させることを特徴とするビスマスの
回収方法。 - 【請求項3】請求項1又は2において、BV(ベッドボ
リューム)=0.1〜8においてビスマスを選択吸着さ
せることを特徴とするビスマスの回収方法。 - 【請求項4】請求項1及び又は2において、吸着したビ
スマスをBV=0.5以上1.5未満として、硫酸溶液
にて溶離することを特徴とする硫酸ビスマスの回収方
法。 - 【請求項5】ビスマスを含む水溶液が、銅及び鉛製錬工
程の中間処理物であることを特徴とする請求項1又は2
に記載の方法。 - 【請求項6】ビスマス溶離液が、8モル/L以上の硫酸
であり、かつ溶離時の液温が40℃以上であることを特
徴とする請求項4に記載の方法。 - 【請求項7】ビスマス濃度の高い液であるBV=0.5
以上1.5未満の溶離液を冷却し、硫酸ビスマスを晶析
回収した後、該液を再び溶離液として使用することを特
徴とする請求項4に記載の方法。
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JP2002015029A JP4059677B2 (ja) | 2002-01-24 | 2002-01-24 | ビスマスの回収方法及び硫酸ビスマスの回収方法 |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010196140A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-09 | Mitsubishi Materials Corp | ビスマスの回収方法 |
JP2011006267A (ja) * | 2009-06-23 | 2011-01-13 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 酸化ビスマス粉末の製造方法 |
KR101013699B1 (ko) | 2008-09-30 | 2011-02-10 | 엘에스니꼬동제련 주식회사 | Bi-MRT 시스템의 수지 컬럼 |
JP2014029033A (ja) * | 2013-09-24 | 2014-02-13 | Pan Pacific Copper Co Ltd | 自溶炉の排ガス中に含まれるダストの処理方法 |
-
2002
- 2002-01-24 JP JP2002015029A patent/JP4059677B2/ja not_active Expired - Fee Related
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