JP2004202488A - 金属鉱山排水の処理方法および有価金属の回収方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本願発明に係る金属鉱山排水の処理方法においては、酸性で重金属を含んだ金属鉱山排水を第1の容器内に供給しながら、該排水中の2価の鉄イオンの一部を3価の鉄イオンに酸化する処理を行った後、該排水を第2の容器に投入し、該排水のpHを3〜5にコントロールして砒素と3価の鉄イオンの化合物を析出させた後、該析出物を固液分離する処理を行い、液分を第3の容器に投入し、該排水のpHを3〜5にコントロールし、鉄酸化細菌を添加し、空気を吹き込み、2価の鉄イオンを3価の鉄イオンに酸化すると同時に鉄水酸化物を析出させた後、該析出物を固液分離する処理を行い、液分を第4の容器に投入し、該排水のpHを6〜10にコントロールし、銅、亜鉛の少なくとも1種の元素を金属水酸化物として析出させる処理が順次行われる。
【選択図】 図5
Description
第2の容器内で、該排水のpHを3〜5にコントロールして、砒素と3価の鉄イオンの化合物を析出させた後、該析出物を固液分離する処理を行い、液分を第3の容器に投入し、
第3の容器内で、該排水のpHを3〜5にコントロールし、鉄酸化細菌を添加し、空気を吹き込み、2価の鉄イオンを3価の鉄イオンに酸化すると同時に水酸化鉄を析出させた後、該析出物を固液分離する処理を行い、液分を第4の容器に投入し、そして
第4の容器内で、該排水のpHを6〜10にコントロールし、銅、亜鉛の少なくとも1の元素を金属水酸化物として析出させること
を順次行うことを特徴とする金属鉱山排水の処理方法。
第2の容器内で、該排水のpHを3〜5にコントロールして、砒素と3価の鉄イオンの化合物を析出させた後、該析出物を固液分離する処理を行い、液分を第3の容器に投入し、
第3の容器内で、該排水のpHを6〜10にコントロールし、空気を吹き込み、2価の鉄イオンを3価の鉄イオンに酸化すると同時に水酸化鉄を析出させた後、該析出物を固液分離する処理を行い、液分を放流すること
を順次行うことを特徴とする金属鉱山排水の処理方法。
第4の容器内で、該排水のpHを6〜10にコントロールし、銅および/または亜鉛の元素を金属水酸化物として析出させること
を順次行うことを特徴とする金属鉱山排水の処理方法。
本発明に係る金属鉱山排水の処理方法は、2価の鉄イオンおよび/または3価の鉄イオンを含み、かつ、砒素イオン、銅イオン、亜鉛イオンのうち少なくとも1種の元素を含む金属鉱山排水、および、金属鉱山排水処理時に発生した汚泥で砒素・銅・亜鉛のうち少なくとも1つの元素と3価の鉄を含む汚泥をその処理対象とする。
また、反応槽内のpHは、1以上5以下、好ましくは1以上3以下に制御することが良い。pH1以下だと鉱酸が多く必要となり、pH5以上では、3価の鉄イオンがほとんど溶解しておらず、還元反応自体が進みにくくなるためである。
図5には、本発明に係る金属鉱山排水の処理および有価金属の回収装置の一例を示す。
第4の容器内で、該排水のpHを6〜10にコントロールし、銅および/または亜鉛の元素を金属水酸化物として析出させた後、該析出物を固液分離する処理を行い、液分を放流することができる。
金属鉱山排水として、表1に示す、2価鉄イオン、3価鉄イオン、5価の砒素イオン、銅イオンおよび亜鉛イオンを含む溶液を使用し、図5の処理装置の第1から第4の容器を用いて、この金属鉱山排水の処理を行った。第1の容器、第2の容器、第3の容器、第4の容器の容量はそれぞれ、0.6L、1L、3L、3Lである。
対象汚泥としては、表3に示す、鉄、砒素、銅、亜鉛イオンを含む汚泥を使用し、金属鉱山排水としては、表4に示す、2価鉄イオン、3価鉄イオン、5価の砒素イオン、銅イオンおよび亜鉛イオンを含む溶液を使用し、図5の処理装置を用いて、この金属鉱山排水および汚泥の処理を行った。第5の容器、第1の容器、第2の容器、第3の容器、第4の容器の容量はそれぞれ、1L、0.6L、1L、3L、3Lである。
11…汚泥貯留槽
12…切り出しポンプ
13…第5の容器
14…希釈液または酸性水
15…pH計
16…ORP計
17…攪拌機
18…鉱酸
19…ポンプ
20…還元剤貯留
21…切り出しポンプ
22…ポンプ
23…固液分離装置
31…鉱山排水
32…溶存酸素濃度計
33…原液槽
34…第1の容器
35…石
36…第2の容器
37…攪拌機
38…整流壁
39…膜分離装置
40…吸引ポンプ
41…第3の容器
42…整流壁
43…散気管
44…膜分離装置
45…吸引ポンプ
46…第4の容器
47…整流壁
48…散気管
49…膜分離装置
50…吸引ポンプ
Claims (18)
- 金属鉱山から発生する酸性で重金属として鉄イオン以外に、砒素、銅、亜鉛の1種以上を含んだ鉱山排水を、第1の容器に投入し、該排水中の2価の鉄イオンの一部を3価の鉄イオンに酸化する処理を行った後、該排水を第2の容器に投入し、
第2の容器内で、該排水のpHを3〜5にコントロールして、砒素と3価の鉄イオンの化合物を析出させた後、該析出物を固液分離する処理を行い、液分を第3の容器に投入し、
第3の容器内で、該排水のpHを3〜5にコントロールし、鉄酸化細菌を添加し、空気を吹き込み、2価の鉄イオンを3価の鉄イオンに酸化すると同時に水酸化鉄を析出させた後、該析出物を固液分離する処理を行い、液分を第4の容器に投入し、そして
第4の容器内で、該排水のpHを6〜10にコントロールし、銅、亜鉛の少なくとも1の元素を金属水酸化物として析出させること
を順次行うことを特徴とする金属鉱山排水の処理方法。 - 金属鉱山から発生する酸性で重金属として2価の鉄イオンおよび/または3価の鉄イオンを含み、かつ、砒素イオンを含んだ鉱山排水を、第1の容器に投入し、該排水中の2価の鉄イオンの一部を3価の鉄イオンに酸化する処理を行った後、該排水を第2の容器に投入し、
第2の容器内で、該排水のpHを3〜5にコントロールして、砒素と3価の鉄イオンの化合物を析出させた後、該析出物を固液分離する処理を行い、液分を第3の容器に投入し、
第3の容器内で、該排水のpHを6〜10にコントロールし、空気を吹き込み、2価の鉄イオンを3価の鉄イオンに酸化すると同時に水酸化鉄を析出させた後、該析出物を固液分離する処理を行い、液分を放流することを順次行うことを特徴とする金属鉱山排水の処理方法。 - 金属鉱山から発生する酸性で重金属として2価の鉄イオンおよび/または3価の鉄イオンを含み、かつ、銅イオンおよび/または亜鉛イオンを含んだ鉱山排水を、第3の容器に投入し、第3の容器内で、該排水のpHを3〜5にコントロールし、鉄酸化細菌を添加し、空気を吹き込み、2価の鉄イオンを3価の鉄イオンに酸化すると同時に水酸化鉄を析出させた後、該析出物を固液分離する処理を行い、液分を第4の容器に投入し、そして、
第4の容器内で、該排水のpHを6〜10にコントロールし、銅および/または亜鉛の元素を金属水酸化物として析出させること
を順次行うことを特徴とする金属鉱山排水の処理方法。 - 前記第1の容器で、一部酸化後の3価の鉄イオンのモル量が砒素のモル量の1〜3倍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。
- 前記第3の容器内から排出される排水中の2価の鉄イオン質量濃度が150mg/L以下、または、前記第2の容器から排出される排水中の鉄の質量濃度に対する前記第3の容器内から排出される排水中の2価の鉄イオン質量濃度との比が0.12以下であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第3の容器内から排出される排水中の2価の鉄イオン質量濃度が20mg/L以下、または、前記第2の容器から排出される排水中の鉄の質量濃度に対する前記第3の容器内から排出される排水中の2価の鉄イオン質量濃度との比が0.02以下であることを特徴とする、請求項5に記載の方法。
- 前記第3の容器内で析出する鉄イオンの質量に対する該第3の容器内で析出する亜鉛イオンおよび銅イオンの総質量の比が0.1以下であることを特徴とする、請求項1または3に記載の方法。
- 前記第3の容器内で析出する鉄イオンの質量に対する該第3の容器内で析出する亜鉛イオンおよび銅イオンの総質量の比が0.01以下であることを特徴とする、請求項7に記載の方法。
- 前記第2〜4の容器のうち少なくとも1槽で、排水の攪拌をし、析出した金属化合物の粒子に、金属イオンを接触させて粒子径を大きくし、粒子径が大きくなった金属化合物を脱水することを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第2〜4の容器のうち少なくとも1槽で、容器内の排水を分離膜を用いて濾過することを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記分離膜の孔径が1〜100μmであることを特徴とする、請求項10に記載の方法。
- 金属鉱山からの酸性排水を中和処理する際に発生する中和沈殿物と、水または酸性水とを第5の容器内で混合してスラリー状にし、該スラリーのpHを1以上5以下にコントロールし、その容器に還元剤を投入し、3価の鉄イオンを2価の鉄イオンに還元し、固液分離を行い、液分を第1の容器に投入し、前記の金属鉱山から発生する酸性で重金属として2価の鉄イオンおよび/または3価の鉄イオンを含み、かつ、砒素イオン、銅イオン、亜鉛イオンのうち少なくとも1種の元素を含んだ鉱山排水に混合し、排水処理を行なうことを特徴とする、請求項1、2、及び4〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記固液分離後の液分を、第1の容器の替わりに第3の容器に投入し、前記記載の金属鉱山から発生する酸性で重金属として銅、亜鉛のうち少なくとも1つの元素、かつ、3価の鉄を含んだ鉱山排水に混合し、排水処理を行なうことを特徴とする、請求項3、及び5〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 還元剤として製鉄業における精錬炉から発生するダスト、製鉄業で圧延する際に発生するスケール、切削屑の少なくとも1つ以上を使用することを特徴とする、請求項12または13に記載の方法。
- 還元剤として使用する金属鉄の比表面積を10cm2/g以上のものを使用することを特徴とする、請求項14に記載の方法。
- 第5の容器内に投入する酸性水として、金属鉱山排水を使用することを特徴とする、請求項12〜15のいずれか1項に記載の方法。
- 金属鉱山排水中に3価の鉄イオン濃度が5価の砒素イオン濃度に対して、モル濃度換算で1倍以上ある場合には、第1の容器を不要とし、モル濃度換算で1倍未満の場合には、3価の鉄イオンからなる化合物を原液槽に投入し、3価の鉄イオン濃度が5価の砒素イオン濃度に対して、モル濃度換算で1〜3倍にすることで、第1の容器を不要とすることを特徴とする、請求項1、2、及び5〜16のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項1〜17のいずれか1項に記載の方法で析出した金属水酸化物を汚泥としてそれぞれ回収することを特徴とする金属鉱山排水中の有価金属の回収方法。
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