JP2006283047A - 粗硫酸ニッケルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、粗硫酸ニッケル中の鉄品位を制御する方法を提供する。
【解決手段】銅電解の浄液工程において、電解液中のニッケルを濃縮冷却により粗硫酸ニッケルとして除去する方法において、電解液のニッケル濃度を制御することにより粗硫酸ニッケル中の鉄品位を制御する粗硫酸ニッケルの製造方法。
【選択図】図２

Description

本発明は、粗硫酸ニッケルの製造方法に関する。更に詳しくは、銅電解の浄液工程において、電解液中のニッケルを濃縮冷却により硫酸ニッケルとして除去する方法において、電解液中のニッケル濃度を制御することにより粗硫酸ニッケル中の鉄品位を制御する方法に関する。

銅電解液中の不純物を除去するため、始めに電解液を加熱濃縮した後冷却することで銅を硫酸銅として取り除く。次に電解採取工程にて銅、砒素、アンチモン、ビスマス等の不純物を陰極側で還元除去する。
この電解採取後液を−１５〜０℃まで冷却し、液中のニッケルを粗硫酸ニッケルとして析出させた後、遠心分離することで液中からニッケルを除去し、銅電解液中のニッケル濃度をバランスさせている。

ニッケルは、銅鉱石中あるいは銅溶錬工程で溶解処理するスクラップ類から銅アノードに移行し、銅電解工程へ持ち込まれる。
アノード中のニッケルは電解精製工程で陽極反応により電解液中へ溶出する。溶出したニッケルは硫酸ニッケルとして系外除去し、電解液中のニッケル濃度をバランスさせる。

鉄はニッケルと挙動を共にする。すなわち、アノード中の鉄は、陽極反応により電解液中へ溶出し、ニッケルと共に粗硫酸ニッケルに含まれ系外除去される。このときの形態は硫酸鉄と考えられる。
一方、公開された特許としては、例えば特開2004-169158（特許文献１）が、あるが、不純物として鉄を意識していない。
また、特許第3546911号（特許文献２）では、溶媒抽出法により鉄を除去している。
特開2004-169158 特許第3546911号

本発明の目的は、電解液中のニッケル濃度を制御することにより、粗硫酸ニッケル中の鉄品位を一定品位以内にする方法を提供する。

本発明は、以上の課題を解決するため、
（１）銅電解の浄液工程において、電解液中のニッケルを濃縮冷却により粗硫酸ニッケルとして除去する方法において、
電解液中のニッケル濃度を１２〜２４ｇ／Ｌに制御することにより、粗硫酸ニッケル中の鉄品位を０．５％以下に抑える粗硫酸ニッケルの製造方法。
を提供する。

本発明を実施することにより以下の効果を得ることができる。
（１）電解液中のニッケル濃度を制御することにより粗硫酸ニッケル中の鉄品位を低減することができる。

本発明の処理フローを図１により説明する。
銅の電解液は、不純物除去のため浄液工程へ送られる。銅の電解液は、通常銅を45〜50ｇ/L、ニッケル12〜15g/L、鉄0.75〜1.00g/L、硫酸170〜200g/Lを含む。浄液工程において、該電解液は加熱濃縮される。

このときの銅濃度は、90〜100g/L、ニッケルは24〜30g/L、鉄は1.5〜2.0g/L、硫酸は340〜400g/Lとなる。この濃縮液を10℃まで冷却することにより、硫酸銅が析出する。この硫酸は、銅固液分離した後、別途精製され製品硫酸銅となる。
冷却後液の銅は10g/L、ニッケルは24〜30g/L、鉄は1.5〜2.0g/Lである。
さらにこの液を電解採取工程へ送ることにより、銅、砒素、アンチモン、ビスマスが除去される。
この電解採取後液は、銅0.5g/L、ニッケル24〜30g/L、鉄1.5〜2.0g/Lである。

更に、電解採取後液を−１５〜０℃に冷却することにより、ニッケルは
粗硫酸ニッケルとして析出する。
この粗硫酸ニッケルは、不純物を少量含むので粗硫酸ニッケルと称している。
代表的な不純物は、鉄、アルミ、銅、亜鉛である。鉄は一部が硫酸鉄の形
態で粗硫酸ニッケルに混入すると考えている。

本発明では、電解液中のニッケル濃度を制御し、粗硫酸ニッケル中の不純
物品位を制御する。すなわち、電解液のニッケル濃度をある範囲に制御する
ことにより、粗硫酸ニッケル中鉄品位を制御することを見出した。

図２および図３により詳細を説明する。
図２は、実操業における電解液中のニッケル、鉄濃度及び粗硫酸ニッケル中の鉄品位の推移を表している。電解液中の鉄濃度は０．７５〜１．０ｇ／Ｌの間であるが、電解液中のニッケル濃度の低下と共に粗硫酸ニッケル中の鉄が上昇していることを確認できる。
また電解液中の鉄濃度も０．７５〜１．０ｇ／Ｌの範囲に、保持することが望ましい。 これは、粗硫酸ニッケル中の鉄品位を低く保持するためである。
このときの電解液中のニッケル濃度と粗硫酸ニッケル中の鉄品位の関係をグラフ化したものが図３である。
図３より、電解液中のニッケル濃度が低下すると粗硫酸ニッケル中の鉄品位が加速度的に上昇し、電解液中のニッケル濃度が１２ｇ／Ｌ以下になると、粗硫酸ニッケル中の鉄品位が０．５以上となることが確認できる。
ニッケル濃度の低い液を冷却した場合、硫酸鉄の核発生が促進され、硫酸
鉄が生成しやすくなるためと推定している。

図４は、電解液中のニッケル濃度と電解槽の電圧の関係を表している。
電解液中のニッケル濃度が高いと電解精製時の通電抵抗が大きくなり、電解槽の電圧を上昇させることが確認できる。電解槽の電圧上昇は、電解電力原単位を悪化させるため、電解液中のニッケル濃度は、低い方が好ましい。

電解液中のニッケル濃度は、１２〜２４ｇ／Ｌの範囲であれば、粗硫酸ニッケル中の鉄品位を０．５％以下に制御できる。
しかしながら、高濃度のニッケルは電解精製時の通電抵抗となり、電解電力原単位の悪化を招来する。したがって、電解液中のニッケル濃度は、１２〜１４ｇ／Ｌの範囲が好ましい。

電解液中のニッケル濃度を制御する方法として、アノード中のニッケル品位の制御、系外除去する硫酸ニッケル量の制御等が挙げられる。

実際の操業データを解析した結果、電解液中のニッケル濃度と粗硫酸ニッ
ケル品位の間には、図３に示すような関係が見られた。このときの冷却温
度は−１５〜−１０℃である。

すなわち、電解液中のニッケル濃度を下げていくと、粗硫酸ニッケル中の鉄品位が上昇する。これは電解液中のニッケル濃度が１４ｇ／Ｌを下回ると顕著であり、１２ｇ／Ｌを下回ると粗硫酸ニッケル中鉄品位が０．５％を超えることが確認できる。

浄液工程フローを示す。 銅電解液中のニッケル濃度、鉄濃度及び粗硫酸ニッケル中の鉄品位の推移を示す。 銅電解液中のニッケル濃度と粗硫酸ニッケル中の鉄品位の関係を示す。 銅電解液中のニッケル濃度と電解槽電圧の関係を示す。

Claims (1)

1. 銅電解の浄液工程において、電解液中のニッケルを濃縮冷却することにより硫酸ニッケルとして除去する方法において、
   電解液中のニッケル濃度を１２〜２４ｇ／Ｌに制御することにより、粗硫酸ニッケル中の鉄品位を０．５％以下に抑えることを特徴とする粗硫酸ニッケルの製造方法。