JP2003313617A - 硫化反応の制御方法 - Google Patents
硫化反応の制御方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶液中に存在する重金属を硫化水素により硫
化させる反応の制御方法、特に亜鉛を選択的に除去する
方法において、酸化還元電位（ＯＲＰ）やｐＨを簡易に
調整し、硫化反応を容易かつ適切に制御する方法を提供
する。 【解決手段】 常圧に対し０．１ＭＰａ以下加圧された
容器内において、気相中へ硫化水素を吹き込み、気相中
の硫化水素濃度を調整することで、これに平衡する溶液
中の硫化水素濃度を調整し、溶液の酸化還元電位（ＯＲ
Ｐ）を制御する。亜鉛を選択的に除去する場合には、気
相中の硫化水素濃度を２体積％以上とし、溶液のｐＨを
１．５〜４．０に制御する。この場合、硫化反応を６０
℃以下で行うことが好ましい。
化させる反応の制御方法、特に亜鉛を選択的に除去する
方法において、酸化還元電位（ＯＲＰ）やｐＨを簡易に
調整し、硫化反応を容易かつ適切に制御する方法を提供
する。 【解決手段】 常圧に対し０．１ＭＰａ以下加圧された
容器内において、気相中へ硫化水素を吹き込み、気相中
の硫化水素濃度を調整することで、これに平衡する溶液
中の硫化水素濃度を調整し、溶液の酸化還元電位（ＯＲ
Ｐ）を制御する。亜鉛を選択的に除去する場合には、気
相中の硫化水素濃度を２体積％以上とし、溶液のｐＨを
１．５〜４．０に制御する。この場合、硫化反応を６０
℃以下で行うことが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶液中に存在する
亜鉛に代表される重金属を、硫化水素により硫化させる
反応の制御方法に関する。特に、溶液から亜鉛を選択的
に除去する硫化反応の制御方法に関する。
亜鉛に代表される重金属を、硫化水素により硫化させる
反応の制御方法に関する。特に、溶液から亜鉛を選択的
に除去する硫化反応の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属の湿式製錬方法や排水処理方法にお
いて、硫化水素を用いて、溶液中に存在する重金属成分
を硫化反応により硫化物として固定する方法は、主要な
重金属成分の固定方法として広く用いられている。たと
えば、硫化水素ガスを使用する場合も含めて、ニッケル
やコバルトを含む硫酸液からニッケル、コバルトを硫化
物として回収する技術が、特開昭４７−２５５５号公
報、特開平６−１１６６６０号公報に開示されている。
なお、これらの公報は亜鉛の挙動について触れていな
い。
いて、硫化水素を用いて、溶液中に存在する重金属成分
を硫化反応により硫化物として固定する方法は、主要な
重金属成分の固定方法として広く用いられている。たと
えば、硫化水素ガスを使用する場合も含めて、ニッケル
やコバルトを含む硫酸液からニッケル、コバルトを硫化
物として回収する技術が、特開昭４７−２５５５号公
報、特開平６−１１６６６０号公報に開示されている。
なお、これらの公報は亜鉛の挙動について触れていな
い。
【０００３】硫化水素を用いた硫化反応において、その
制御は一般的に難しいとされてきた。回収対象となる重
金属に応じて硫化反応を適切に生じさせるためには、酸
化還元電位（ＯＲＰ）およびｐＨを調整する必要があ
る。しかし、硫化反応が、微細な硫化物殿物を発生させ
る反応であるため、反応生成物が電極等の制御機器の表
面を被覆し、ＯＲＰやｐＨの正確な測定が困難である。
また、その制御のために硫化水素ガスを溶液中に吹き込
むが、反応生成物が硫化水素ガスの吹込み配管を閉塞さ
せてしまい、硫化水素の流量制御を安定して行うことも
困難といえる。
制御は一般的に難しいとされてきた。回収対象となる重
金属に応じて硫化反応を適切に生じさせるためには、酸
化還元電位（ＯＲＰ）およびｐＨを調整する必要があ
る。しかし、硫化反応が、微細な硫化物殿物を発生させ
る反応であるため、反応生成物が電極等の制御機器の表
面を被覆し、ＯＲＰやｐＨの正確な測定が困難である。
また、その制御のために硫化水素ガスを溶液中に吹き込
むが、反応生成物が硫化水素ガスの吹込み配管を閉塞さ
せてしまい、硫化水素の流量制御を安定して行うことも
困難といえる。
【０００４】上記したような反応制御の不具合を解消す
るために、工業的には反応溶液の抜き取りサンプリング
を行ってから、系外でＯＲＰやｐＨの測定を実施した
り、窒素ガスなどの不活性ガスを配管内に常に一定流量
吹き込むなどの対策がとられてきた。
るために、工業的には反応溶液の抜き取りサンプリング
を行ってから、系外でＯＲＰやｐＨの測定を実施した
り、窒素ガスなどの不活性ガスを配管内に常に一定流量
吹き込むなどの対策がとられてきた。
【０００５】しかし、前者の場合、サンプリングに必要
な時間によるタイムラグが生じるため、微妙な反応制御
を行う場合には不適であり、後者の場合、常に不活性ガ
スを吹き込むことにより反応コストを上昇させるという
問題があった。さらに、これらの方法を採用するために
は、サンプリング設備や不活性ガス吹込み設備が別に必
要となるという問題もあった。
な時間によるタイムラグが生じるため、微妙な反応制御
を行う場合には不適であり、後者の場合、常に不活性ガ
スを吹き込むことにより反応コストを上昇させるという
問題があった。さらに、これらの方法を採用するために
は、サンプリング設備や不活性ガス吹込み設備が別に必
要となるという問題もあった。
【０００６】一方、上記した硫化反応による固定方法
は、特に、コバルト、ニッケル、鉄、マンガンなどの金
属を含む溶液から、まず不純物としての亜鉛を選択的に
除去する場合に必要とされる。硫化水素ガスを使用する
脱亜鉛工程は、特開昭６３−４５１３０号公報に開示さ
れている。
は、特に、コバルト、ニッケル、鉄、マンガンなどの金
属を含む溶液から、まず不純物としての亜鉛を選択的に
除去する場合に必要とされる。硫化水素ガスを使用する
脱亜鉛工程は、特開昭６３−４５１３０号公報に開示さ
れている。
【０００７】そのような溶液から亜鉛を硫化亜鉛として
除去する場合、ＭｎＳ、ＣｏＳ、ＮｉＳ、ＦｅＳがそれ
ぞれ個々の水溶液から生成する酸性限度値には、ＺｎＳ
が沈殿する酸性限度値とかなりの相違があり（たとえ
ば、ＺｎＳではＨＣｌ：０．０２Ｎ、ＣｏＳおよびＮｉ
ＳではＨＣｌ：０．００１Ｎ）、ＺｎＳがｐＨの低い領
域で優先的に容易に分離されるように考えられるが、Ｚ
ｎＳにはＭｎＳ、ＣｏＳ、ＮｉＳ、ＦｅＳを誘発沈殿さ
せる性質があり、反応液中から亜鉛だけを選択的に分離
することは困難である。そのため、特開昭６３−４５１
３０号では、炭酸カルシウムなどを添加することによ
り、反応によって生成する酸を中和し、溶液のｐＨを硫
化亜鉛が沈殿するのに適した値に保つ亜鉛の除去方法が
開示されている。
除去する場合、ＭｎＳ、ＣｏＳ、ＮｉＳ、ＦｅＳがそれ
ぞれ個々の水溶液から生成する酸性限度値には、ＺｎＳ
が沈殿する酸性限度値とかなりの相違があり（たとえ
ば、ＺｎＳではＨＣｌ：０．０２Ｎ、ＣｏＳおよびＮｉ
ＳではＨＣｌ：０．００１Ｎ）、ＺｎＳがｐＨの低い領
域で優先的に容易に分離されるように考えられるが、Ｚ
ｎＳにはＭｎＳ、ＣｏＳ、ＮｉＳ、ＦｅＳを誘発沈殿さ
せる性質があり、反応液中から亜鉛だけを選択的に分離
することは困難である。そのため、特開昭６３−４５１
３０号では、炭酸カルシウムなどを添加することによ
り、反応によって生成する酸を中和し、溶液のｐＨを硫
化亜鉛が沈殿するのに適した値に保つ亜鉛の除去方法が
開示されている。
【０００８】しかしながら、この方法では、薬品を添加
しｐＨを調整しながら硫化水素を吹き込むことから、局
所的にｐＨ調整剤とニッケルやコバルトが反応して水酸
化物が生じてしまう結果、上記に示した問題のほか、ニ
ッケルなどの所望金属の損失を助長するという問題があ
った。
しｐＨを調整しながら硫化水素を吹き込むことから、局
所的にｐＨ調整剤とニッケルやコバルトが反応して水酸
化物が生じてしまう結果、上記に示した問題のほか、ニ
ッケルなどの所望金属の損失を助長するという問題があ
った。
【０００９】
【特許文献１】 特開昭４７−２５５５号公報
【００１０】
【特許文献２】 特開昭６３−４５１３０号公報
【００１１】
【特許文献３】 特開平６−１１６６６０号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、溶液中に存在する重金属を硫化水素により硫化させ
る反応の制御方法において、上記問題点を解決し、硫化
反応を容易にかつ繊細に制御できる方法を提供する。
は、溶液中に存在する重金属を硫化水素により硫化させ
る反応の制御方法において、上記問題点を解決し、硫化
反応を容易にかつ繊細に制御できる方法を提供する。
【００１３】特に、溶液より亜鉛を選択的に除去するた
めの硫化反応を制御する方法を提供する。
めの硫化反応を制御する方法を提供する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明による硫化反応の
制御方法は、溶液中に存在する重金属を硫化水素により
硫化させる反応において、溶液中に溶存する硫化水素に
平衡する気相中の硫化水素濃度を調整することにより硫
化反応を制御することを特徴とする。
制御方法は、溶液中に存在する重金属を硫化水素により
硫化させる反応において、溶液中に溶存する硫化水素に
平衡する気相中の硫化水素濃度を調整することにより硫
化反応を制御することを特徴とする。
【００１５】具体的には、常圧に対し０．１ＭＰａ以下
加圧された容器内において、気相中に硫化水素を供給し
て、気相中の硫化水素量濃度を調整することにより、こ
れと平衡する溶液中に溶存する硫化水素量および反応溶
液のＯＲＰを制御する。
加圧された容器内において、気相中に硫化水素を供給し
て、気相中の硫化水素量濃度を調整することにより、こ
れと平衡する溶液中に溶存する硫化水素量および反応溶
液のＯＲＰを制御する。
【００１６】特に、硫化水素により亜鉛を硫化除去する
場合には、上記条件において、溶液のｐＨを１．５〜
４．０とし、気相中の硫化水素濃度を２体積％以上、好
ましくは５体積％以下とすることにより、溶液中に存在
する亜鉛を１ｍｇ／ｌ（リットル）以下まで硫化除去で
きるようにする。
場合には、上記条件において、溶液のｐＨを１．５〜
４．０とし、気相中の硫化水素濃度を２体積％以上、好
ましくは５体積％以下とすることにより、溶液中に存在
する亜鉛を１ｍｇ／ｌ（リットル）以下まで硫化除去で
きるようにする。
【００１７】さらに、溶液に溶存する亜鉛イオンをニッ
ケルイオンやコバルトイオンに対して選択的に硫化して
除去する場合に、その選択性を高めるため、反応容器の
中で溶液と平衡する気相中の硫化水素の濃度を調整しつ
つ、反応温度を６０℃以下に保持することを特徴とす
る。これにより、安定して亜鉛のみを硫化除去できる。
ケルイオンやコバルトイオンに対して選択的に硫化して
除去する場合に、その選択性を高めるため、反応容器の
中で溶液と平衡する気相中の硫化水素の濃度を調整しつ
つ、反応温度を６０℃以下に保持することを特徴とす
る。これにより、安定して亜鉛のみを硫化除去できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明による硫化反応の制御方法
は、反応容器の中で溶液と平衡する気相中の硫化水素の
濃度を調整することにより、溶液中に溶存する硫化水素
量を調整し、反応溶液のＯＲＰを制御することにより、
煩雑なサンプリングによるＯＲＰやｐＨの制御および不
活性ガスによる閉塞防止策を施すことなく硫化反応の制
御を可能とする非常に簡単な一連の湿式工程を提供す
る。
は、反応容器の中で溶液と平衡する気相中の硫化水素の
濃度を調整することにより、溶液中に溶存する硫化水素
量を調整し、反応溶液のＯＲＰを制御することにより、
煩雑なサンプリングによるＯＲＰやｐＨの制御および不
活性ガスによる閉塞防止策を施すことなく硫化反応の制
御を可能とする非常に簡単な一連の湿式工程を提供す
る。
【００１９】本発明は、０．１ＭＰａ以下の加圧下で行
われる硫化水素を用いた硫化反応において、気相の硫化
水素濃度と反応溶液中のＯＲＰが線形の関係を持つこと
に基づいている。
われる硫化水素を用いた硫化反応において、気相の硫化
水素濃度と反応溶液中のＯＲＰが線形の関係を持つこと
に基づいている。
【００２０】この関係は、反応溶液中に溶存する硫化水
素濃度が、それと平衡する気相の硫化水素濃度と線形の
関係を持ち、さらに反応溶液中に溶存する硫化水素濃度
も反応溶液中のＯＲＰと線形の関係を有することによ
る。
素濃度が、それと平衡する気相の硫化水素濃度と線形の
関係を持ち、さらに反応溶液中に溶存する硫化水素濃度
も反応溶液中のＯＲＰと線形の関係を有することによ
る。
【００２１】本発明が対象とする硫化反応は、反応溶液
のＯＲＰを調整することにより制御が可能である。よっ
て、本発明に従い、気相中の硫化水素濃度を調整するこ
とにより、ＯＲＰを制御して、溶液中の硫化反応の制御
が可能となる。
のＯＲＰを調整することにより制御が可能である。よっ
て、本発明に従い、気相中の硫化水素濃度を調整するこ
とにより、ＯＲＰを制御して、溶液中の硫化反応の制御
が可能となる。
【００２２】たとえば、硫化反応を用いたニッケル溶液
からの脱亜鉛反応の場合、不純物として亜鉛を含むニッ
ケル溶液のｐＨを１．５〜４．０とし、硫化水素を気相
中に吹き込むことで、ＯＲＰを−１００〜−２５０ｍＶ
（Ａｇ／ＡｇＣｌ電極電位）に制御して、亜鉛の除去を
可能とする。
からの脱亜鉛反応の場合、不純物として亜鉛を含むニッ
ケル溶液のｐＨを１．５〜４．０とし、硫化水素を気相
中に吹き込むことで、ＯＲＰを−１００〜−２５０ｍＶ
（Ａｇ／ＡｇＣｌ電極電位）に制御して、亜鉛の除去を
可能とする。
【００２３】なお、亜鉛除去の場合、ｐＨが１．５未満
であると、溶液中の硫黄イオン濃度が低下して硫化反応
が進みにくくなる。また、ｐＨが４．０を超えると重金
属の水酸化物が沈殿する場合がある。
であると、溶液中の硫黄イオン濃度が低下して硫化反応
が進みにくくなる。また、ｐＨが４．０を超えると重金
属の水酸化物が沈殿する場合がある。
【００２４】また、脱亜鉛後のニッケル等の重金属溶液
からニッケルやコバルトを回収させるために反応させる
場合には、溶液のｐＨを０．５〜３．０とし、硫化水素
を気相中に吹き込むことで、ＯＲＰを−１３０〜−３０
０ｍＶ（Ａｇ／ＡｇＣｌ電極電位）に制御して、ニッケ
ルやコバルトを回収する。
からニッケルやコバルトを回収させるために反応させる
場合には、溶液のｐＨを０．５〜３．０とし、硫化水素
を気相中に吹き込むことで、ＯＲＰを−１３０〜−３０
０ｍＶ（Ａｇ／ＡｇＣｌ電極電位）に制御して、ニッケ
ルやコバルトを回収する。
【００２５】したがって、溶液のＯＲＰが上記の範囲と
なるように、溶液中の硫化水素量を制御することになる
が、この溶液中の硫化水素量は、気相の硫化水素分圧に
より決定すればよい。
なるように、溶液中の硫化水素量を制御することになる
が、この溶液中の硫化水素量は、気相の硫化水素分圧に
より決定すればよい。
【００２６】ここで、溶液中に溶存する硫化水素量は、
平衡する気相中の硫化水素の分圧により決定されるた
め、本発明の方法においては、硫化水素を液中に配管を
用いて吹き込む必要はなく、気相に吹き込むだけで十分
である。したがって、反応生成物によって、溶液中に硫
化水素を吹き込むために配管が閉塞するという問題も解
決される。
平衡する気相中の硫化水素の分圧により決定されるた
め、本発明の方法においては、硫化水素を液中に配管を
用いて吹き込む必要はなく、気相に吹き込むだけで十分
である。したがって、反応生成物によって、溶液中に硫
化水素を吹き込むために配管が閉塞するという問題も解
決される。
【００２７】一方、ニッケルやコバルトなどの金属イオ
ンを含む溶液から、まず亜鉛を選択的に硫化固定して除
去する際に、ニッケルやコバルトも硫化されてしまう場
合がある。
ンを含む溶液から、まず亜鉛を選択的に硫化固定して除
去する際に、ニッケルやコバルトも硫化されてしまう場
合がある。
【００２８】すなわち、反応温度が硫化反応の反応速度
に影響するため、高温で反応を行うと硫化反応が促進さ
れる。同一の硫化反応が起こる系においては、硫化の目
標とする被硫化成分すなわち亜鉛と、意図的に溶液中に
残留させようとする成分すなわちニッケルやコバルトに
ついて、ともに反応が促進し、沈殿してしまうため、両
者の選択性が失われてしまう。そのまま、さらに反応が
進むと、硫化反応により生成される硫酸がいったん沈殿
させた硫化物を再溶解させ、硫化固定率を悪化させるこ
とになる。
に影響するため、高温で反応を行うと硫化反応が促進さ
れる。同一の硫化反応が起こる系においては、硫化の目
標とする被硫化成分すなわち亜鉛と、意図的に溶液中に
残留させようとする成分すなわちニッケルやコバルトに
ついて、ともに反応が促進し、沈殿してしまうため、両
者の選択性が失われてしまう。そのまま、さらに反応が
進むと、硫化反応により生成される硫酸がいったん沈殿
させた硫化物を再溶解させ、硫化固定率を悪化させるこ
とになる。
【００２９】この反応速度は、低温においては比較的穏
やかであるため、６０℃以下の反応条件で反応を行わせ
ることにより、硫化成分の選択性を損なわずに亜鉛の分
離を行うことが可能となる。
やかであるため、６０℃以下の反応条件で反応を行わせ
ることにより、硫化成分の選択性を損なわずに亜鉛の分
離を行うことが可能となる。
【００３０】なお、高温の反応でも、硫化剤の添加速度
を落とすことにより、反応速度を低下させ、上記の選択
性を有したまま分離を行うことは可能であるとも考えら
れる。しかし、この方法による添加速度の調整では、工
業的に可能と考えられる反応速度まで達成しがたく、仮
に実施した場合でも選択硫化による分離終点の判定が困
難である。
を落とすことにより、反応速度を低下させ、上記の選択
性を有したまま分離を行うことは可能であるとも考えら
れる。しかし、この方法による添加速度の調整では、工
業的に可能と考えられる反応速度まで達成しがたく、仮
に実施した場合でも選択硫化による分離終点の判定が困
難である。
【００３１】
【実施例】次に、本発明に係る実施例について具体的に
述べるが、かかる実施例によっては本発明の範囲は限定
されない。実施例においては、硫化による脱亜鉛反応を
例に説明するが、特に選択的に脱亜鉛反応を行わせる場
合を除き、同様の制御がコバルト、ニッケル、鉄、マン
ガンなどの重金属の硫化反応にも適用できる。
述べるが、かかる実施例によっては本発明の範囲は限定
されない。実施例においては、硫化による脱亜鉛反応を
例に説明するが、特に選択的に脱亜鉛反応を行わせる場
合を除き、同様の制御がコバルト、ニッケル、鉄、マン
ガンなどの重金属の硫化反応にも適用できる。
【００３２】（実施例１）脱亜鉛反応始液として、約３
ｇ／ｌのニッケルを含む硫酸塩溶解液を使用した。この
溶液中の不純物としての亜鉛は、６０ｍｇ／ｌであっ
た。３０リットルの反応容器を２槽連続につなぎ、この
溶液に対して硫化による脱亜鉛反応を実施した。
ｇ／ｌのニッケルを含む硫酸塩溶解液を使用した。この
溶液中の不純物としての亜鉛は、６０ｍｇ／ｌであっ
た。３０リットルの反応容器を２槽連続につなぎ、この
溶液に対して硫化による脱亜鉛反応を実施した。
【００３３】上記の反応始液を６０リットル／時の速度
で連続的に添加し、容器の加圧を０．０２ＭＰａ、温度
を４０〜５０℃に保持し、攪拌しつつ、硫化水素を気相
中に吹き込みながら反応させ、試料１〜７を採取し、分
析を行った。
で連続的に添加し、容器の加圧を０．０２ＭＰａ、温度
を４０〜５０℃に保持し、攪拌しつつ、硫化水素を気相
中に吹き込みながら反応させ、試料１〜７を採取し、分
析を行った。
【００３４】なお、連続反応時間は１４時間とし、反応
初期ｐＨは３．６７、初期ＯＲＰは２６６ｍＶであっ
た。その試験結果を表１に示す。
初期ｐＨは３．６７、初期ＯＲＰは２６６ｍＶであっ
た。その試験結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】表１に示すとおり、脱亜鉛の反応は、反応
溶液のＯＲＰに依存し、ＯＲＰが−１００ｍＶ（Ａｇ／
ＡｇＣｌ電極電位）以下で、亜鉛を１ｍｇ／ｌ以下ま
で、ほぼ完全に除去できることがわかる。
溶液のＯＲＰに依存し、ＯＲＰが−１００ｍＶ（Ａｇ／
ＡｇＣｌ電極電位）以下で、亜鉛を１ｍｇ／ｌ以下ま
で、ほぼ完全に除去できることがわかる。
【００３７】次に、ＯＲＰを−１００ｍＶ以下とするた
め、ＯＲＰと溶液中の硫化水素量の関係を調査した。そ
の結果を図１に示す。
め、ＯＲＰと溶液中の硫化水素量の関係を調査した。そ
の結果を図１に示す。
【００３８】図１に示すように、反応溶液のＯＲＰは溶
液中の硫化水素量と線形の関係を持つため、溶液中の硫
化水素量を制御することで、反応溶液のＯＲＰを制御で
きることがわかる。本実施例の場合、ほぼ完全に脱亜鉛
が可能な領域である−１００ｍＶ以下までＯＲＰを下げ
るためには、約４０ｍｇ／ｌの硫化水素が反応溶液に溶
存していることが必要である。
液中の硫化水素量と線形の関係を持つため、溶液中の硫
化水素量を制御することで、反応溶液のＯＲＰを制御で
きることがわかる。本実施例の場合、ほぼ完全に脱亜鉛
が可能な領域である−１００ｍＶ以下までＯＲＰを下げ
るためには、約４０ｍｇ／ｌの硫化水素が反応溶液に溶
存していることが必要である。
【００３９】さらに、約４０ｍｇ／ｌの溶存硫化水素量
を得るために、平衡する気相中の硫化水素分圧を調査し
た。その結果を図２に示す。
を得るために、平衡する気相中の硫化水素分圧を調査し
た。その結果を図２に示す。
【００４０】図２に示すように、反応溶液中の硫化水素
溶存量と、これと平衡する気相中の硫化水素濃度も線形
の関係を有することがわかる。本実施例においては、反
応を進めるにあたり必要な気相中の硫化水素濃度は、図
２に示すとおり約２体積％である。また、硫化水素濃度
が４体積％に達すると、溶液中の硫化水素濃度は８０ｍ
ｇ／ｌになる。この場合の反応溶液のＯＲＰは、図１に
示すとおり−１５０ｍＶとなる。
溶存量と、これと平衡する気相中の硫化水素濃度も線形
の関係を有することがわかる。本実施例においては、反
応を進めるにあたり必要な気相中の硫化水素濃度は、図
２に示すとおり約２体積％である。また、硫化水素濃度
が４体積％に達すると、溶液中の硫化水素濃度は８０ｍ
ｇ／ｌになる。この場合の反応溶液のＯＲＰは、図１に
示すとおり−１５０ｍＶとなる。
【００４１】したがって、反応溶液と平衡する気相中の
硫化水素濃度を調整することにより、硫化反応を制御す
ることが可能である。
硫化水素濃度を調整することにより、硫化反応を制御す
ることが可能である。
【００４２】具体的には、気相中の硫化水素濃度を２体
積％以上とすることにより、溶液中の硫化水素溶存量を
４０ｍｇ／ｌ以上とすることができる。溶液中の硫化水
素溶存量を４０ｍｇ／ｌ以上とすることによって、反応
溶液のＯＲＰを−１００ｍＶ以下とすることができ、こ
れにより溶液中の亜鉛濃度を１ｍｇ／ｌ以下とすること
が可能となる。
積％以上とすることにより、溶液中の硫化水素溶存量を
４０ｍｇ／ｌ以上とすることができる。溶液中の硫化水
素溶存量を４０ｍｇ／ｌ以上とすることによって、反応
溶液のＯＲＰを−１００ｍＶ以下とすることができ、こ
れにより溶液中の亜鉛濃度を１ｍｇ／ｌ以下とすること
が可能となる。
【００４３】また、これらの試験を通じて、硫化水素吹
込み配管の閉塞は一切観察されなかった。
込み配管の閉塞は一切観察されなかった。
【００４４】（実施例２）次に、脱亜鉛反応始液とし
て、約３ｇ／ｌのニッケルを含む硫酸塩溶解液を使用し
た。この溶液中の不純物としての亜鉛は、８０ｍｇ／ｌ
であり、ｐＨを２．５０、ＯＲＰを−１００〜−２００
ｍＶに調整した。５ｍ3 の加圧型反応槽を使用して、こ
の溶液に対して硫化による脱亜鉛反応を実施した。
て、約３ｇ／ｌのニッケルを含む硫酸塩溶解液を使用し
た。この溶液中の不純物としての亜鉛は、８０ｍｇ／ｌ
であり、ｐＨを２．５０、ＯＲＰを−１００〜−２００
ｍＶに調整した。５ｍ3 の加圧型反応槽を使用して、こ
の溶液に対して硫化による脱亜鉛反応を実施した。
【００４５】上記の反応始液を滞留時間が２０分（約２
５０リットル／分）となる速度で連続的に添加し、容器
の加圧を０．０５ＭＰａに保持し、攪拌しつつ、硫化水
素を溶液１ｍ3 あたり０．０５ｍ3 （０．７５ｍ3 ／
時）の添加速度で気相中に吹き込みながら反応させた。
５０リットル／分）となる速度で連続的に添加し、容器
の加圧を０．０５ＭＰａに保持し、攪拌しつつ、硫化水
素を溶液１ｍ3 あたり０．０５ｍ3 （０．７５ｍ3 ／
時）の添加速度で気相中に吹き込みながら反応させた。
【００４６】なお、連続反応時間は１時間とし、温度を
２水準の６０℃および８０℃に保ち、その効果の確認を
行った。その試験結果を図３に示す。
２水準の６０℃および８０℃に保ち、その効果の確認を
行った。その試験結果を図３に示す。
【００４７】図３に示すように、６０℃の反応において
は、亜鉛が吹き込む硫化水素量にあわせて沈殿除去する
ことがわかる。一方、８０℃の反応においては、亜鉛は
いったん始液濃度である８０ｍｇ／ｌから低下し、その
後亜鉛と共存するニッケルの過剰な硫化による酸生成に
より再溶解され、その硫化反応の選択性を失うことが理
解される。
は、亜鉛が吹き込む硫化水素量にあわせて沈殿除去する
ことがわかる。一方、８０℃の反応においては、亜鉛は
いったん始液濃度である８０ｍｇ／ｌから低下し、その
後亜鉛と共存するニッケルの過剰な硫化による酸生成に
より再溶解され、その硫化反応の選択性を失うことが理
解される。
【００４８】また、反応後の殿物の品位を測定した。そ
の結果を表２に示す。
の結果を表２に示す。
【００４９】
【表２】
【００５０】表２に示すとおり、８０℃の反応では、明
らかにニッケルおよびコバルトの共沈が増え、選択性が
失われている。なお、硫黄の品位が化学量論組成と比較
して多いのは、硫化水素が容器内の酸素と接触し酸化さ
れ、それにより生成された単体硫黄を多く含むためであ
る。
らかにニッケルおよびコバルトの共沈が増え、選択性が
失われている。なお、硫黄の品位が化学量論組成と比較
して多いのは、硫化水素が容器内の酸素と接触し酸化さ
れ、それにより生成された単体硫黄を多く含むためであ
る。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明により、気
相中の硫化水素濃度を調整することにより、溶液に溶存
する硫化水素濃度および反応溶液のＯＲＰを制御するこ
とができ、不要な設備を要さず、簡単な反応制御によ
り、容易に亜鉛等の重金属の硫化反応を制御することが
可能となる。
相中の硫化水素濃度を調整することにより、溶液に溶存
する硫化水素濃度および反応溶液のＯＲＰを制御するこ
とができ、不要な設備を要さず、簡単な反応制御によ
り、容易に亜鉛等の重金属の硫化反応を制御することが
可能となる。
【００５２】特に、亜鉛のみを選択的に硫化させること
が可能となり、本発明によりあらかじめ亜鉛を分離除去
した後、さらに本発明によりニッケルやコバルトなどの
重金属を硫化物として回収でき、当該処理のコストを大
幅に抑制することが可能となることから、本発明は工業
的にきわめて有用である。
が可能となり、本発明によりあらかじめ亜鉛を分離除去
した後、さらに本発明によりニッケルやコバルトなどの
重金属を硫化物として回収でき、当該処理のコストを大
幅に抑制することが可能となることから、本発明は工業
的にきわめて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 溶液中の硫化水素量とＯＲＰの関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図２】 気相中の硫化水素量と溶液中の硫化水素量の
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図３】 反応温度を６０℃および８０℃とした場合
の、気相中への硫化水素吹込み量（累積）と溶液中の亜
鉛濃度の関係を示すグラフである。
の、気相中への硫化水素吹込み量（累積）と溶液中の亜
鉛濃度の関係を示すグラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 今村 正樹
愛媛県新居浜市磯浦町17−５ 住友金属鉱
山株式会社新居浜研究所内
Ｆターム(参考） 4D038 AA08 AB66 AB67 AB69 AB80
BA06
4K001 AA07 AA10 AA16 AA19 AA30
BA19 BA21 DB23 DB24 EA03
Claims (3)
- 【請求項１】 常圧に対し０．１ＭＰａ以下加圧された
容器内において、気相中に硫化水素を供給し、溶液中に
溶存する硫化水素に平衡する気相中の硫化水素濃度を調
整することにより、重金属の硫化を制御することを特徴
とする硫化反応の制御方法。 - 【請求項２】 気相中の硫化水素濃度を２体積％以上と
し、溶液のｐＨを１．５〜４．０に制御し、溶液中の亜
鉛を硫化除去することを特徴とする請求項１に記載の硫
化反応の制御方法。 - 【請求項３】 硫化反応を６０℃以下で行うことにより
溶液中の亜鉛を選択的に硫化除去する請求項２に記載の
硫化反応の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003044927A JP3945418B2 (ja) | 2002-02-25 | 2003-02-21 | 硫化反応の制御方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002-48017 | 2002-02-25 | ||
| JP2002048017 | 2002-02-25 | ||
| JP2003044927A JP3945418B2 (ja) | 2002-02-25 | 2003-02-21 | 硫化反応の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003313617A true JP2003313617A (ja) | 2003-11-06 |
| JP3945418B2 JP3945418B2 (ja) | 2007-07-18 |
Family
ID=29551924
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|---|---|---|---|
| JP2003044927A Expired - Lifetime JP3945418B2 (ja) | 2002-02-25 | 2003-02-21 | 硫化反応の制御方法 |
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| JP (1) | JP3945418B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007069068A (ja) * | 2005-09-05 | 2007-03-22 | Nagao Kk | 重金属含有廃水の処理方法 |
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| JP2015020103A (ja) * | 2013-07-18 | 2015-02-02 | 住友金属鉱山株式会社 | 重金属除去方法 |
| WO2019102652A1 (ja) * | 2017-11-24 | 2019-05-31 | 住友金属鉱山株式会社 | 硫酸ニッケル水溶液の脱亜鉛システム、及びその方法 |
-
2003
- 2003-02-21 JP JP2003044927A patent/JP3945418B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP2010126778A (ja) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ニッケル及びコバルトを含む硫化物の製造方法 |
| US8716177B2 (en) | 2008-11-28 | 2014-05-06 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Production process of sulfide containing nickel and cobalt |
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| WO2019102652A1 (ja) * | 2017-11-24 | 2019-05-31 | 住友金属鉱山株式会社 | 硫酸ニッケル水溶液の脱亜鉛システム、及びその方法 |
| JP2019094544A (ja) * | 2017-11-24 | 2019-06-20 | 住友金属鉱山株式会社 | 硫酸ニッケル水溶液の脱亜鉛システム、及びその方法 |
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| JP3945418B2 (ja) | 2007-07-18 |
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