JP2012513370A - 二次ダストを用いた高純度酸化亜鉛の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、ステンレス鋼ダストをリサイクルする工程で発生する二次ダストを塩酸水溶液で浸出して亜鉛を選択的に溶解して亜鉛水溶液を製造し、鉄、クロム、フッ素、鉛、カドミウムなどの不純物を除去し、NaOHを加えてpH14〜15の条件で亜鉛をアルカリ亜鉛水溶液に溶解して濾過し、その後、高純度塩化亜鉛を亜鉛のモル数に対するOHのモル数の比が2.0〜3.0となるように加えて高純度酸化亜鉛を直接製造し、水洗してNaClを除去し、その後、高純度酸化亜鉛スラッジを濾過及び乾燥することにより、高純度酸化亜鉛を製造する方法をその要旨とする。本発明によれば、産業副産物であるダストを高純度酸化亜鉛に資源化して高付加価値の製品にすることができる。
Description
中和:ZnCl2+Ca(OH)2=Zn(OH)2+CaCl2
中和:ZnSO4+Ca(OH)2=Zn(OH)2+CaSO4
中和:ZnNO3+Ca(OH)2=Zn(OH)2+Ca(NO3)2
表1の組成からなるステンレス副産物のリサイクル工程で発生する二次ダスト100gを濃塩酸(35%)1リットルと苛性ソーダ(50%)1リットルに2時間溶解した後、溶解していないスラッジを濾過して除去し、亜鉛及び不純物の溶出量を分析し、その結果を下記表2に示す。
実施例1の浸出溶液のうち、亜鉛の浸出量と不純物の含量の面で最も良好な条件(発明例1、比較例5)で製造された浸出溶液1リットルに、金属亜鉛の含量が異なる副産物を、添加量(単位:グラム)、種類、亜鉛金属濃度(単位:重量%)を変化させて添加し、浸出溶液中の亜鉛と不純物の溶出量の程度をICPで分析し、その結果を下記表3に示す。
上記表3に示すように、精製された溶液にNaOHの1モル溶液1リットルを加え、pH13.5以上の条件で攪拌しながら、酸化亜鉛を直接合成した。
上記表4の強アルカリ亜鉛浸出溶液に高純度塩化亜鉛を亜鉛のモル数に対するOHのモル数の比が2.0〜3.0となるように調節して加えると、白色の亜鉛が生成され、これを乾燥させた後、X線回折(XRD)で分析した結果、酸化亜鉛単一相であり、蛍光X線(XRF)で純度を分析した結果、99.5%以上の高純度酸化亜鉛であった。
Claims (18)
- ステンレスダストをリサイクルする工程で発生する二次ダストを酸性水溶液で浸出することにより、亜鉛を選択的に溶解して亜鉛水溶液を製造する段階と、
前記亜鉛水溶液と残留物を濾過することにより、前記亜鉛水溶液から第1グループの不純物を分離除去する段階と、
前記第1グループの不純物が除去された水溶液に金属亜鉛成分を含有するダストを加え、第2グループの不純物を除去する段階と、
前記第2グループの不純物が除去された水溶液にNaOHを加え、pH14〜15の条件で亜鉛をアルカリ亜鉛水溶液に溶解して濾過する段階と、
前記アルカリ亜鉛水溶液に高純度塩化亜鉛を亜鉛のモル数に対するOHのモル数の比が2.0〜3.0となるように加え、高純度酸化亜鉛スラッジを水溶液中で直接製造する段階と、
前記高純度酸化亜鉛スラッジを水洗してNaClを除去する段階と、
前記高純度酸化亜鉛スラッジを濾過及び乾燥する段階とを含む、
二次ダストを用いた高純度酸化亜鉛の製造方法。 - 前記アルカリ亜鉛水溶液に高純度塩化亜鉛を加え、高純度酸化亜鉛スラッジを水溶液中で直接製造する段階の前に、
前記第2グループの不純物が除去された水溶液にアルカリ剤を加え、亜鉛及び第3グループの不純物を水酸化物に中和して沈殿させる段階と、
前記水溶液を濾過して中和塩と塩化物を得る段階と、
前記得られた中和沈殿物にNaOHを加え、pH14〜15の条件で亜鉛をアルカリ亜鉛水溶液に溶解して濾過する段階とをさらに含む、
請求項1に記載の二次ダストを用いた高純度酸化亜鉛の製造方法。 - 前記二次ダストを浸出させるための酸性水溶液が、塩酸水溶液、硫酸水溶液、及び硝酸水溶液のうちの1種である、請求項1に記載の二次ダストを用いた高純度酸化亜鉛の製造方法。
- 前記二次ダストを浸出させるための酸性水溶液が、塩酸水溶液、硫酸水溶液、及び硝酸水溶液のうちの1種である、請求項2に記載の二次ダストを用いた高純度酸化亜鉛の製造方法。
- 前記二次ダストを浸出させるための酸性水溶液が塩酸水溶液であり、前記塩酸水溶液が約5〜18%の塩酸を含み、浸出pHが約4〜6である、請求項3に記載の二次ダストを用いた高純度酸化亜鉛の製造方法。
- 前記二次ダストを浸出させるための酸性水溶液が塩酸水溶液であり、前記塩酸水溶液が約5〜18%の塩酸を含み、浸出pHが約4〜6である、請求項4に記載の二次ダストを用いた高純度酸化亜鉛の製造方法。
- 前記第1グループの不純物が、鉄、クロム、ニッケル、鉛、シリコン、及びフッ素のうちの1種又は2種以上であり、前記第2グループの不純物が、鉛及びカドミウムのうちの1種又は2種である、請求項1に記載の二次ダストを用いた高純度酸化亜鉛の製造方法。
- 前記第1グループの不純物が、鉄、クロム、ニッケル、鉛、シリコン、及びフッ素のうちの1種又は2種以上であり、前記第2グループの不純物が、鉛及びカドミウムのうちの1種又は2種であり、前記第3グループの不純物が、マンガン及びマグネシウムのうちの1種又は2種である、請求項2に記載の二次ダストを用いた高純度酸化亜鉛の製造方法。
- 前記二次ダストを酸性水溶液で浸出して亜鉛を選択的に溶解した亜鉛水溶液から分離された残留物(スラッジ)を酸洗した後に濾過し、濾過により得られた濾液を前記亜鉛水溶液に添加して使用する、請求項1に記載の二次ダストを用いた高純度酸化亜鉛の製造方法。
- 前記二次ダストを酸性水溶液で浸出して亜鉛を選択的に溶解した亜鉛水溶液から分離された残留物(スラッジ)を酸洗した後に濾過し、濾過により得られた濾液を前記亜鉛水溶液に添加して使用する、請求項2に記載の二次ダストを用いた高純度酸化亜鉛の製造方法。
- 前記鉛及びカドミウムのうちの1種又は2種を除去するための亜鉛含有ダスト又は亜鉛含有スラッジの金属亜鉛の含量が約40〜約90%である、請求項7に記載の二次ダストを用いた高純度酸化亜鉛の製造方法。
- 前記鉛及びカドミウムのうちの1種又は2種を除去するための亜鉛含有ダスト又は亜鉛含有スラッジの金属亜鉛の含量が約40〜約90%である、請求項8に記載の二次ダストを用いた高純度酸化亜鉛の製造方法。
- 前記亜鉛含有ダストが金属亜鉛を精錬する過程で得られるものであり、前記亜鉛含有スラッジが電気亜鉛メッキ工程の亜鉛ボール残渣から得られるものである、請求項11に記載の二次ダストを用いた高純度酸化亜鉛の製造方法。
- 前記亜鉛含有ダストが金属亜鉛を精錬する過程で得られるものであり、前記亜鉛含有スラッジが電気亜鉛メッキ工程の亜鉛ボール残渣から得られるものである、請求項12に記載の二次ダストを用いた高純度酸化亜鉛の製造方法。
- 前記亜鉛及び第3グループの不純物を水酸化物に中和して沈殿させるためのアルカリ剤が消石灰である、請求項2に記載の二次ダストを用いた高純度酸化亜鉛の製造方法。
- 前記中和塩がCaCl2であり、前記塩化物がKClである、請求項2に記載の二次ダストを用いた高純度酸化亜鉛の製造方法。
- 前記高純度塩化亜鉛が、塩化亜鉛乾燥重量に対してNi+Cr+Pb+Cd+Mn+Mg+F+Si<0.5重量%となるように、廃亜鉛メッキ溶液を精製して得た塩化亜鉛水溶液、及び亜鉛副産物を塩酸と反応させて精製した塩化亜鉛水溶液のうちの1種である、請求項1から16のいずれか1項に記載の二次ダストを用いた高純度酸化亜鉛の製造方法。
- 前記高純度塩化亜鉛が、前記亜鉛副産物として炭素鋼ダストを2次蒸発濃縮した二次ダストを使用し、前記二次ダストを塩酸と反応させて塩化亜鉛乾燥重量に対してNi+Cr+Pb+Cd+Mn+Mg+F+Si<0.5重量%となるように精製した塩化亜鉛水溶液である、請求項17に記載の二次ダストを用いた高純度酸化亜鉛の製造方法。
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