JP2017226559A

JP2017226559A - 硫酸ニッケルと硫酸コバルトの低塩素濃度混合水溶液の製造方法

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Publication number: JP2017226559A
Application number: JP2016122147A
Authority: JP
Inventors: 道天野; Michi Amano; 啓明永井; Hiroaki Nagai; 二郎早田; Jiro Hayata
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2016-06-20
Filing date: 2016-06-20
Publication date: 2017-12-28
Anticipated expiration: 2036-06-20
Also published as: JP6489378B2

Abstract

【課題】少なくともＣｌと、Ｎｉ（ＯＨ）_３と、Ｃｏ（ＯＨ）_３を含む混合物のスラリーに硫酸を添加してスラリー中の固体成分を溶解し、含まれている塩素分を除去したＮｉＳＯ_４とＣｏＳＯ_４の混合水溶液を製造する方法であって、特段のコスト増加、効率低下を伴わずに、塩素濃度の低いＮｉＳＯ_４とＣｏＳＯ_４の混合水溶液の製造方法を提供する。
【解決手段】５〜１０重量％のＣｌと、３５〜６０重量％のＮｉと、１〜１０重量％のＣｏを少なくとも含む混合物にスラリー化水溶液を添加してスラリー濃度が３６０ｇ／Ｌ以下の濃度調整スラリーを形成した後、その濃度調整スラリーに硫酸を添加して作製したスラリーの固体成分を溶解する溶解液の温度を６０℃以上に保持し、且つ溶解液のｐＨを２．０以下に制御してスラリーの固体成分を溶解してスラリーに含まれるＣｌを除去することで、塩素濃度の低いＮｉＳＯ_４とＣｏＳＯ_４の混合水溶液を得るＮｉＳＯ_４とＣｏＳＯ_４の低塩素濃度混合水溶液の製造方法。
【選択図】図２

Description

本発明は、少なくとも塩素と、水酸化第二ニッケルと、水酸化第二コバルトを含む混合物を溶解して塩素濃度の低い硫酸ニッケルと硫酸コバルトの混合水溶液を製造する方法に関するものであり、本発明で得られた硫酸ニッケルと硫酸コバルトの混合水溶液から、さらに不純物を公知の方法で除去し、高純度の硫酸ニッケルを得ることを可能とするものである。

不純物濃度が低く、ニッケルの純度の高い「高純度硫酸ニッケル」は、一般的なめっき材料、ハードディスク用の無電解めっき材料、触媒材料、コンデンサーやインダクター等の電子部品用材料、電池用材料等として使用されている。

最近では、ハイブリッド自動車や電気自動車、モバイル通信機器やパソコン等の電子機器、電力貯蔵設備等に用いられるニッケル水素電池やリチウムイオン電池、即ち二次電池の需要が加速的に増加しているが、それら二次電池の正極材料の原料として、高純度硫酸ニッケルが使用されている。

この高純度硫酸ニッケルの製品としての形態には、水溶液の状態で出荷されるものと、水溶液を濃縮、結晶、脱水、乾燥させた結晶の状態で出荷されるものがある。
主に、電子部品用材料や電池用材料としては、より不純物の含有率が低い高純度硫酸ニッケル水溶液が必要とされてきており、鉄、銅、亜鉛等の陽イオン構成元素および塩素などの陰イオン構成元素が含まれていない高純度なものが望まれ、そのための製造プロセスが開発されている。

この高純度硫酸ニッケル水溶液を得る方法には、例えば電解採取等のプロセスを経て生産された高純度ニッケルを硫酸に溶解する方法もある。
しかし、製造する過程で、大規模な装置を用いて、既に大量のエネルギーや手間を掛けて得られた高純度ニッケルを原料とする方法は、エネルギーやコストを考えると、有利な方法では無い。

そこで、鉱物資源もしくは二次資源からニッケルを分離、濃縮する過程で、高純度硫酸ニッケル水溶液を得る方法が得策となる。
一般的には、ニッケルを含む原料を硫酸に溶解し、得られた粗硫酸ニッケル水溶液中の鉄、銅、コバルトなどの不純物を除去する。
そして、結晶の場合、不純物を除去した後にこの水溶液を加熱蒸発させることにより濃縮し、続いて冷却して硫酸ニッケルの結晶を析出させる。

高純度な硫酸ニッケルを製造するためには、原料の溶解方法や結晶を析出させる晶析工程の条件設定も当然重要であるが、晶析前の硫酸ニッケル水溶液中の不純物を低下させることがより重要である。
通常、硫酸ニッケル製造の原料には、ニッケルの他に鉄、銅、亜鉛などの不純物が含まれており、これら不純物は原料を溶解するときにニッケルとともに溶解液に浸出される。

高純度な硫酸ニッケルを製造するためには、これら陽イオン構成元素を溶解液から何らかの方法で除去する必要があるが、塩素などの陰イオン構成元素も完全に除去しなければ高純度の硫酸ニッケル水溶液は製造することができない。
そこで、陽イオン構成元素を除去する方法としては、沈澱法、溶媒抽出法、イオン交換法など種々の方法が提案されており、粗硫酸ニッケル水溶液から比較的容易に除去することができる。
一方陰イオン構成元素は、一般に除去され難く、特に塩素イオンは一旦溶解液に混入してしまうとその除去は事実上極めて困難である。

ところで、ニッケル製錬においては、乾式製錬法で得られたＮｉ_３Ｓ_２等のニッケル硫化物を主成分とするニッケルマットが生産されている。
さらに、近年では、埋蔵量が豊富でかつ地表近くに存在するため、比較的容易に採掘することができる低ニッケル品位のニッケル酸化鉱石を原料とし、湿式製錬法によりニッケルとコバルトの混合硫化物（以降、混合硫化物と称する場合がある）を生産することが行なわれている。

上記ニッケルマットや混合硫化物を原料として、ニッケルおよびコバルトを精製する方法、すなわちニッケルの湿式製錬プロセスとしては、ニッケルマットや混合硫化物を塩素ガスの酸化力を利用して浸出し、浸出液から不純物を除去し、浸出されたニッケルイオンおよびコバルトイオンを電解採取によって電気ニッケル及び電気コバルトとして製品化する方法が実用化されている。
ここで、浸出液から不純物を除去する過程で、微量の酸化鉛を含んだ水酸化第二ニッケルと、水酸化第二コバルトを含む混合物が発生する。
この混合物が、硫酸に溶解され、高純度硫酸ニッケルの原料として用いられる。

この混合物は、原料を塩素ガスで浸出した塩化ニッケル水溶液に塩素ガスを吹込んで酸化して得られたものであるため、一部の金属は塩素を含有する化合物として沈殿し、さらには、塩素イオンを含有する母液が付着することもあり、得られる混合物は高濃度で塩素を含有してしまう。
したがって、高純度硫酸ニッケル製造工程において、このような混合物が溶解される際に、ニッケルと共に塩素も混入するため、塩素イオンを効率良く除去することが低塩素硫酸ニッケル製造において重要となる。

特許文献１には、少なくとも塩素と、水酸化第二ニッケルと、水酸化第二コバルトとを含む混合物のスラリーを作製し、そのスラリーに硫酸を添加した溶液の液温を６０℃以上、ｐＨを２．０以下となるように制御しながらスラリーの固体成分を溶解して、塩素分を除去する低塩素ニッケルコバルト硫酸溶液の製造方法が開示されている。

特許文献２には、澱物をスラリー化した後、作製したスラリーに、濃度５０重量％以上の硫酸を添加し、そのｐＨを０〜２の範囲に調整し、且つガスを吹込む低塩素濃度のニッケルとコバルトの混合硫酸水溶液の製造方法が開示されている。
しかし、ガスを吹込むためには、溶解装置にガス吹込み装置を備える必要があり、設備コスト、ガス吹込みのための運転コストが増加し、ガス吹込み時間を要することから溶解時間も増えるために、その運転効率が低下する問題を抱えている。

また特許文献３には、コバルトが除去されてなる溶液から得られた、ニッケル水酸化物を含有するスラリーに、コバルトイオンを含有する水溶液を添加し、その後、そのスラリーに硫酸を添加して溶解させることにより塩素分を除去する低塩素硫酸ニッケル／コバルト溶液の製造方法が開示されている。
しかし、コバルトを添加することは、その後の工程においてコバルトを除去するためのコスト増加につながる。また、コバルトの繰返しが必要になるため、コバルトの製品化に要する時間が長くなるという欠点を有している。

これらの特許文献に開示された技術は、特許文献１に記載の方法を基礎として、特許文献２または特許文献３に記載の方法に改良されてきたものであるが、近年、硫酸ニッケル水溶液に対する高純度化、即ちより不純物濃度の低い硫酸ニッケル水溶液への要求が高まってきており、さらなる改善が求められていた。

特開２０００−２０３８４８号公報特開２００６−０４５０１９号公報特開２０１２−００１４１４号公報

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて考案されたものであり、少なくとも塩素と、水酸化第二ニッケルと、水酸化第二コバルトを含む混合物をスラリー化し、作製したスラリーに硫酸を添加してスラリー中の固体成分を溶解し、含まれている塩素分を除去した硫酸ニッケルと硫酸コバルトの混合水溶液を製造する方法であって、特段のコスト増加、効率低下を伴わずに、塩素濃度の低い硫酸ニッケルと硫酸コバルトの混合水溶液を製造する方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成すべく、少なくとも塩素と、水酸化第二ニッケルと、水酸化第二コバルトを含む混合物をスラリー化し、作製したスラリーに硫酸を添加してスラリー中の固体成分を溶解し、含まれている塩素分を除去した硫酸ニッケルと硫酸コバルトの混合水溶液を製造する条件について、特に、スラリー濃度に着目して鋭意検討を重ねた結果、スラリー濃度を３６０ｇ／Ｌ以下とすることによって、効率良く低塩素硫酸ニッケルと硫酸コバルトの混合水溶液を製造することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明の第１の発明は、５〜１０重量％の塩素と、３５〜６０重量％のニッケルと、１〜１０重量％のコバルトを少なくとも含む混合物にスラリー化水溶液を添加してスラリー濃度が３６０ｇ／Ｌ以下の濃度調整スラリーを形成した後、その濃度調整スラリーに硫酸を添加して作製したスラリーの固体成分を溶解する溶解液を、溶解液の温度を６０℃以上に保持し、且つ溶解液のｐＨを２．０以下に制御して濃度調整スラリーの固体成分を溶解してスラリーに含まれる塩素を除去することで、塩素濃度の低い硫酸ニッケルと硫酸コバルトの混合水溶液を得ることを特徴とする硫酸ニッケルと硫酸コバルトの低塩素濃度混合水溶液の製造方法である。

また、本発明の第２の発明は、第１の発明における濃度調整スラリーのスラリー濃度が、３００〜３６０ｇ／Ｌであることを特徴とする硫酸ニッケルと硫酸コバルトの低塩素濃度混合水溶液の製造方法である。

また、本発明の第３の発明は、第１及び第２の発明における溶解液のｐＨを１．５以下に維持するように制御して前記濃度調整スラリーの固体成分を溶解することを特徴とする硫酸ニッケルと硫酸コバルトの低塩素濃度混合水溶液の製造方法である。

本発明の硫酸ニッケルと硫酸コバルトの低塩素濃度混合水溶液の製造方法によれば、特段のコスト増加、効率低下を伴わずに、塩素濃度が２００ｍｇ／Ｌ未満と低い硫酸ニッケルと硫酸コバルトの混合水溶液を製造することができ、工業上顕著な効果を奏するものである。

スラリー濃度と溶解液塩素濃度の関係を示した図である。実施例と比較例におけるスラリー濃度と溶解液塩素濃度の関係を示した図である。

本発明は、少なくとも塩素と、水酸化第二ニッケルと、水酸化第二コバルトを含む混合物をスラリー化し、作製したスラリーに硫酸を添加した溶液の液温を６０℃以上とし、溶液のｐＨが２．０以下となるように制御しながら、スラリーの固体成分を溶解し、含まれる塩素分を除去した硫酸ニッケルと硫酸コバルトの混合水溶液を製造する方法であって、硫酸が添加されるスラリーのスラリー濃度を３６０ｇ／Ｌ以下と、従来よりも低目に規定するものである。

先ず、本発明の一実施形態として、ニッケルの湿式製錬プロセスで得られる、少なくとも塩素と、水酸化第二ニッケルと、水酸化第二コバルトを含む混合物を硫酸に溶解して、高純度硫酸ニッケルの製造に供する場合を例に挙げて、本発明を説明する。

［ニッケルの湿式製錬プロセス］
ニッケル製錬においては、例えば、ニッケル硫化鉱石を溶鉱炉で溶解して得られるニッケル硫化物や、ニッケル酸化鉱石に硫黄を添加して電気炉で溶解して得られるニッケル硫化物等、いわゆる乾式製錬法で得られたＮｉ_３Ｓ_２等のニッケル硫化物を主成分とするニッケルマットが生産されている。

一方で、低ニッケル品位のニッケル酸化鉱石を加圧酸浸出し、その加圧酸浸出液から鉄をはじめとする不純物を除去した後、湿式硫化反応によって、例えば硫化水素ガスをニッケルイオンおよびコバルトイオンを含んだ浸出液中に吹込むことによって、得られた、ＮｉＳ等の硫化物を主成分とする混合硫化物も生産されている。

上記ニッケルマットや混合硫化物を原料として、ニッケルおよびコバルトを精製する方法、すなわちニッケルの湿式製錬プロセスとしては、ニッケルマットや混合硫化物を塩素ガスの酸化力を利用して浸出し、浸出液から不純物を除去し、浸出されたニッケルイオンおよびコバルトイオンを電解採取によって電気ニッケル及び電気コバルトとして製品化する方法が実用化されている。
この方法は、混合硫化物を、塩化物水溶液にレパルプした後、そのスラリーに塩素ガスを吹込むことによりニッケル及びコバルトを塩化物水溶液中に塩素浸出して塩素浸出液を形成するもので、その得られた酸化剤としての２価の銅クロロ錯イオンを含んだ塩素浸出液に、粉砕したニッケルマットを接触させて、銅とニッケルの置換反応を行うことによりニッケルマット中のニッケルを、塩素浸出液に置換浸出して置換浸出終液を形成するものである。

この置換浸出によって得られた置換浸出終液は、脱鉄工程、溶媒抽出工程、脱鉛工程、脱亜鉛工程で構成される浄液工程に送られる。
先ず、脱鉄工程では置換浸出終液に、酸化剤として塩素ガスを、中和剤として炭酸ニッケルスラリーを添加して、水酸化第二鉄を主成分とする沈殿物を生成させることにより、置換浸出終液中の鉄を除去する処理が行われた脱鉄終液を得る。
この脱鉄工程の反応中の溶液のｐＨは、２．０〜２．５程度であるので、この工程では鉄のみが選択的に溶液から除去される。

次の溶媒抽出工程では、得られた脱鉄終液に、アミン系抽出剤であるトリ−ノルマル−オクチルアミン（ＴＮＯＡ）を混合、接触させることによって、コバルト、銅、亜鉛、鉄を水相から有機相に移行させ、コバルト、銅、亜鉛、鉄が除去されたニッケルを含む抽出残液（水相）が得られる。

脱鉛工程では、脱鉄工程と同様に、酸化剤として塩素ガスを、中和剤として炭酸ニッケルスラリーを添加して、溶媒抽出後の抽出残液中の鉛を酸化鉛として除去したニッケルを含む脱鉛終液を生成するもので、脱鉛工程でのｐＨは４〜５に制御されるため、ニッケルの一部も３価の水酸化物として沈殿物を形成し、溶媒抽出後の抽出残液中に微量に残留したコバルトも３価の水酸化物として沈澱物を形成する。

この脱鉛工程で得られた沈澱物（以降、脱鉛澱物と称する場合がある）は、少なくとも塩素と、３価のニッケルの水酸化物である水酸化第二ニッケル［Ｎｉ（ＯＨ）_３］と、３価のコバルトの水酸化物である水酸化第二コバルト［Ｃｏ（ＯＨ）_３］を含む混合物であり、高純度硫酸ニッケル製造プロセスに送られ、高純度硫酸ニッケルの原料として、硫酸に溶解される。

一方脱鉛後の脱鉛終液は脱亜鉛工程に送られ、その脱亜鉛工程で、脱鉛終液中に残存した０．１ｍｇ／Ｌ程度の微量な亜鉛のクロロ錯イオンを、弱塩基性陰イオン交換樹脂に吸着させて除去して不純物を除去した塩化ニッケル水溶液を得る。

上記に示すような浄液工程を経て、不純物が除去された塩化ニッケル水溶液は、ｐＨ調整の後、電解工程に送られ、電解採取法によって電気ニッケルが製造される。

この方法はシンプルで、電解採取で発生した塩素ガスを浸出に再利用する等、効率的かつ経済的な生産を実現している。
また、溶媒抽出工程で分離されたコバルトについては、ニッケルとは別の処理ルートにより、さらなる不純物の除去が行われ、電解採取により電気コバルトとして製品化される。

［本発明の硫酸ニッケルと硫酸コバルトの低塩素濃度混合水溶液の製造方法］
本発明は、上記「ニッケルの湿式製錬プロセス」において、脱鉛澱物の硫酸溶解工程に適用することができる。
本発明の基礎となる、少なくとも塩素と、水酸化第二ニッケルと、水酸化第二コバルトを含む混合物、即ち脱鉛澱物を、水（純水を含む）や各工程で排出される洗浄液に代表される低濃度硫酸ニッケル水溶液などの塩素濃度の低い水溶液をスラリー化溶液に用いてスラリー化し、作製したスラリーに硫酸を添加した溶解液の温度を６０℃以上、そのｐＨを２．０以下となるように制御しながら混合物（スラリー中では、固体成分として存在する）を溶解させて塩素成分を除去した硫酸ニッケルと硫酸コバルトの低塩素濃度混合水溶液を製造する方法は、特許文献１で公知のように、酸溶解時の水酸化第二ニッケル、水酸化第二コバルトの酸化作用を利用するものである。

即ち、塩素を含む水酸化第二ニッケルを硫酸で溶解すると、下記式（１）に従って、ニッケルが溶液に溶解するとともに、塩化物イオンが酸化されて塩素ガスが発生する。
そのことで、脱鉛澱物に含まれていた塩素が液中に溶け出したことで液中に含まれていた塩化物イオンを、塩素ガスとして除去するものである。

水酸化第二コバルトと塩化物イオンとの反応も、上記式（１）と同様に進行する（下記式（２）参照）。

式（１）、（２）から分かるように、溶解時のｐＨは低いほど反応が右に進み塩素除去が効率的に行われるので好都合である。
具体的には、ｐＨを２．０以下とすることにより、溶解液中の塩素濃度を０．５ｇ／Ｌ以下にすることができる。
さらに好ましくは、ｐＨを１．５以下とすることである。

ところで、溶解液のｐＨの下限については特に限定されるものでは無いが、０．５以上が望ましい。
その理由は、後工程で溶解液中の不純物を除去する必要があり、その不純物除去時には中和沈澱法、溶媒抽出法、硫化法等、いずれの方法においても中和処理が必要となることから、ｐＨを低下させ過ぎると、中和剤の消費量が増加するからである。
中和剤の使用量が増加すると、薬剤コストの増加だけでは無く、例えばニッケルロスの増加等も引き起こす。

また、水溶液への塩素ガスの溶解度は温度の上昇に伴って減少する。
そこで、高温度での脱鉛澱物の溶解は、ニッケルやコバルトの溶解速度を速め、回収率を増加させるだけで無く、生成した塩素を効率的に気中に排出するために有利である。
したがって、溶解液の温度は、６０℃以上が好ましい。なお、塩素の除去には、溶液の温度が高温ほど望ましいため、特に溶液の温度に上限は無いが、エネルギーコストや設備管理の面から１００℃程度が実用的である。

従来、この脱鉛澱物の硫酸溶解に当たって、スラリー濃度は高いほど良いとされ、具体的には３００〜８００ｇ／Ｌ、さらには４００ｇ／Ｌ以上がより好ましいとされてきた。
一方、本発明では、このスラリー濃度を３６０ｇ／Ｌ以下、より好ましくは３００〜３６０ｇ／Ｌと、従来よりも低目に制御するものである。

本発明では、この脱鉛澱物を用いる硫酸溶解工程はバッチ処理工程であり、溶解槽に、予め定められた量の脱鉛澱物スラリーを受入れ、その脱鉛澱物中のニッケルおよびコバルト量に見合った、予め定められた量の硫酸を添加し、溶解反応終了時のｐＨを規定された管理値に維持する操作を行っている。

図１は、スラリー濃度と溶解液塩素濃度の関係を示す図である。
図１からは、硫酸添加量は脱鉛澱物中のニッケルおよびコバルト量に見合った量であっても、即ち溶解反応終了時のｐＨを規定された管理値に維持する操作を行っても、溶解液塩素濃度はスラリー濃度に依存し、スラリー濃度が高くなると塩素濃度も高くなることが分かる。
これは、スラリー濃度が高い場合、スラリーの粘性が高くなり、反応不良が生じ易くなるためであると推定される。或いは、スラリーの粘性が高くなり、塩素ガスの排出が不十分となるためであると推定できる。
そこで、スラリー濃度は３６０ｇ／Ｌ以下が好ましい。さらに、３００〜３６０ｇ／Ｌであることが、より好ましい。

スラリー濃度が３００ｇ／Ｌ未満の場合、溶解液のニッケル濃度が低下するため、溶解液中の不純物を除去する後工程において効率が低下し、処理コストが増加する問題、さらに高純度硫酸ニッケル水溶液の濃縮、結晶工程においては、濃縮のためのエネルギー消費量が増加し、処理コストが増加する問題が生じ、且つスラリー濃度が３００ｇ／Ｌ未満では、それ以上の塩素除去効果が得られないことから、３００ｇ／Ｌ未満のスラリー濃度を使用する際は、上記問題への対応を考慮して鉛澱物を溶解する。

［高純度硫酸ニッケル製造プロセス］
本発明の脱鉛澱物を硫酸により溶解することによって得られた溶解液には、未溶解の脱鉛澱物が残存しているため、その解消のために、還元剤である亜硫酸ガスを吹込むことによって完全溶解に処される。
この完全溶解、即ち還元溶解の結果、得られた硫酸ニッケルと硫酸コバルトの混合水溶液は、次の脱鉄工程に送られる。

次の脱鉄工程では、空気を吹込むことにより酸化を行いつつ、中和剤の消石灰スラリーを添加することにより中和を行い、硫酸ニッケルと硫酸コバルトの混合水溶液中の鉄を水酸化第二鉄として沈澱除去する。
脱鉄工程で得られた脱鉄終液は、次の溶媒抽出工程に送られる。

この溶媒抽出工程では、あらかじめニッケルを抽出した２−エチルヘキシルホスホン酸モノ−２−エチルヘキシル等の酸性抽出剤を有機相とし、一方不純物を含む脱鉄終液を水相として接触させることにより、ニッケルより優先的に酸性抽出剤に抽出されるコバルトをはじめとした不純物元素と酸性抽出剤中のニッケルを置換させて、脱鉄終液から高純度硫酸ニッケル水溶液を生成するものである。

この溶媒抽出工程で得られた高純度硫酸ニッケル水溶液が、低塩素濃度の硫酸ニッケル水溶液であり、電子部品用材料や電池用材料の原料として、水溶液の状態で出荷されるか、または結晶の状態で製品化される。
また、高純度硫酸ニッケルの結晶を製造する場合には、溶媒抽出工程で得られた高純度硫酸ニッケル水溶液は、次の晶析工程に送られる。
晶析工程では、高純度硫酸ニッケル水溶液を、晶析装置にて濃縮、結晶、さらには脱水乾燥装置にて脱水、乾燥することによって、高純度硫酸ニッケル結晶が製造される。

ニッケルの湿式製錬プロセスの脱鉛工程から得られた脱鉛澱物に低濃度硫酸ニッケル水溶液を加えてスラリー化して供給スラリーを作製した。次に、その供給スラリーのスラリー濃度を、２５０〜４００ｇ／Ｌに調整して実施例及び比較例に係る供試材（濃度調整スラリー）を作製し、硫酸溶解操業を行った。
なお、供給スラリーにおける固体成分の化学組成は、Ｎｉが４５〜５５重量％、Ｃｏが１〜５重量％、Ｆｅが０．０１〜０．０５重量％、Ｃｕが０．１〜０．５重量％、Ｃｌが５〜７重量％であった。この化学成分の分析は、蛍光Ｘ線分析装置にて行った。

硫酸溶解操業は、バッチ処理工程で行い、詳細には溶解槽にスラリー濃度を２５０〜４００ｇ／Ｌの間に調整した表１に示す供給スラリー（濃度調整スラリー）を受入れ、スラリー温度を９５℃に保持後、そのスラリーに、液温を９５℃に維持、且つｐＨが１．４〜１．６の範囲に維持されるように、７０重量％の硫酸水溶液を添加して作製した実施例１、２及び比較例１に係る溶解液を得た。
その作製した溶解液塩素濃度を測定して図２に表示した。
その結果、実施例１（請求項１の発明に相当）及び実施例２（請求項２の発明に相当）共に、その溶解液の塩素濃度は１４０〜１６０ｍｇ／Ｌの範囲であった。

図２より、溶解液塩素濃度は、供給スラリーのスラリー濃度が３６０ｇ／Ｌ近傍までは、急激な低下を示すが、スラリー濃度を３５０〜３６０ｇ／Ｌ程度にした場合に、溶解液塩素濃度が最低値を示し、さらに３６０ｇ／Ｌよりスラリー濃度を低くした場合には、溶解液塩素濃度の値の低下は見られず、わずかに上昇する傾向も見られた。
また３００ｇ／Ｌ未満では、溶解液塩素濃度は最低値とほぼ同じ塩素濃度の値を得られるが、溶解液のニッケル濃度が低下するため、溶解液中の不純物を除去する後工程において効率が低下し、処理コストが増加してしまうと共に、高純度硫酸ニッケル水溶液の濃縮、結晶工程においては、濃縮のためのエネルギー消費量が増加し、処理コストが増加する問題が生じてしまう可能性があるために、その範囲での使用には、上記問題の発生を考慮した利用が望ましい。
従って、硫酸溶解操業に供給するスラリーの好ましいスラリー濃度は３６０ｇ／Ｌ以下（実施例１）で、より好ましくは３００ｇ／Ｌ以上、３６０ｇ／Ｌ以下（実施例２）である。

Claims

５〜１０重量％の塩素と、３５〜６０重量％のニッケルと、１〜１０重量％のコバルトを少なくとも含む混合物にスラリー化水溶液を添加してスラリー濃度が３６０ｇ／Ｌ以下の濃度調整スラリーを形成した後、前記濃度調整スラリーに硫酸を添加して作製した前記スラリーの固体成分を溶解する溶解液を、前記溶解液の温度を６０℃以上に保持し、且つ前記溶解液のｐＨを２．０以下に制御して前記濃度調整スラリーの固体成分を溶解して前記スラリーに含まれる塩素を除去することで、塩素濃度の低い硫酸ニッケルと硫酸コバルトの混合水溶液を得ることを特徴とする硫酸ニッケルと硫酸コバルトの低塩素濃度混合水溶液の製造方法。
前記濃度調整スラリーのスラリー濃度が、３００〜３６０ｇ／Ｌであることを特徴とする請求項１記載の硫酸ニッケルと硫酸コバルトの低塩素濃度混合水溶液の製造方法。
前記溶解液のｐＨを１．５以下に維持するように制御して前記濃度調整スラリーの固体成分を溶解することを特徴とする請求項１又は２に記載の硫酸ニッケルと硫酸コバルトの低塩素濃度混合水溶液の製造方法。