JP2019529704A - 貴金属を回収する方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、少なくとも１種類の貴金属を含有する水溶液から当該金属を回収する方法、とくに、シックナ、清澄器または沈殿池などの沈殿設備のオーバーフロー液から、銀および任意で１種類以上の他の貴金属を回収する方法に関する。
Description
本発明は、少なくとも１種類の貴金属を含有する水溶液から当該金属を回収する方法に関するものであり、とくに、銀、および任意で他の１種類以上の貴金属を、シックナ、清澄器または沈殿池などの沈殿設備のオーバーフロー液から回収する方法に関する。
固形粒子が非常に微小であるおよび／または固形物含有量が少ない溶液から微細なコロイド物質を回収することは、とくに、強酸による浸出段階におけるシックナのオーバーフロー液など、溶液のpHが非常に低い（＜1.5）場合、困難であることが判明している。酸分が高いとpHは非常に低くなり、これはまた、溶液の粘度が高いことを意味する。
このような状況では、例えば、一般的な分離方法を用いると費用がかさみ、あるいは、ろ過および／または析出を行うには粒径が微小でありすぎる。
様々なろ過方法によって、強酸浸出段階におけるシックナのオーバーフロー液から微細コロイド物質を回収する試みがなされてきたものの、良好な結果が得られていない。フィルタで微粒子を取り除くことができなかったり、フィルタ要素全体が詰まってしまったり、あるいは、フィルタ自体の損壊なくして作業の非常に厳しい環境に適切に対処することはできなかったりした。
これによる不利益の１つとして有価物質の損失が挙げられ、ひいては、所望の物質の抽出収率の低下ならびに作業費用の増加につながる。
本発明は、従来の回収方法における問題点を改善する方法を提供することを目的とする。本発明の目的は、独立請求項に記載の事項を特徴とする方法によって達成される。本発明のさらなる実施例は、従属請求項にて示される。
シックナ、清澄器または沈殿池などの沈殿設備のオーバーフロー液から貴金属を回収することは、粒径が微小であることから困難であった。オーバーフロー液中の粒子の粒径分布は、一般的にP80が40μm未満、好ましくはP80が10μm未満である。
現在、誘導ガス浮選（IGF）、溶解ガス浮選（DGF）、カラム浮選および電解浮選などの技術によって発生したマイクロバブルおよび／またはナノバブルを利用する浮選利用法は、浮遊固形物の除去に有為であることが判っている。例えば、電解浮選法を用いた場合の除去効率は、70％を超える。
ナノバブルの大きさは通常、１μm未満であり、マイクロバブルは通常、1〜1000μmである。通常の泡沫浮選の気泡は、600〜2500μmである。より微小な気泡を用いることにより、通常の鉱物浮選工程では除去し切れない微粒子を除去することができる。
したがって、本発明は、少なくとも１種類の貴金属の回収において、マイクロバブルおよび／またはナノバブル浮選法を用いることに基づく。当該用途では、気泡の大きさは0.5〜250μm、好ましくは5〜200μmである。本方法は、シックナ、清澄器または沈殿池などの沈殿設備のオーバーフロー液から銀を回収することにとくに適している。
本発明は、銀などの貴金属が、直に排水堰に送られて失われることなく、効率的に回収されるという利点を有する。
以下に、本発明について、好適な実施例を挙げて添付の図面を参照しながらより詳細に述べる。
本発明の代表的な実施例のブロック図であり、浸出装置、清澄器およびDGF装置を備えた構成を示す。
本発明は、マイクロバブルおよび／またはナノバブル浮選装置を使用して、少なくとも１種類の貴金属を含有する微小粒子を含有する水溶液から当該金属を回収する方法に関する。
とくに、本発明は、銀および任意で１種類以上の他の貴金属を、シックナ、清澄器または沈殿池といった沈殿設備のオーバーフロー液から回収する方法に関する。
固形物の大部分は、沈殿工程で出発溶液から分離される。一般に固形物の80％超、さらに一般的には90％超が沈殿工程で除去される。沈殿しない小粒固形物は、液相に随伴してオーバーフロー液に流れ出る。オーバーフロー液中の微粒子は、相当な量の貴金属を含んでいるため、オーバーフロー液から固形物を回収することができる。微粒子は、原材料を酸洗いした後に析出を行う直前処理工程で発生する。微粒子の大部分は析出材料となる。
マイクロバブルおよび／またはナノバブル浮選が施される水溶液は、5000mg／L未満、一般的には1000mg／L未満、より一般的には500mg／L未満の低固体濃度の微小粒子を含有する貴金属を含んでいる。オーバーフロー液中の粒子の粒径分布は、一般にP80が40μm未満、好ましくはP80は10μm未満である。
このように、本発明は、少なくとも１種類の貴金属を含有する水溶液から当該金属を回収する方法に関するものであり、本方法は、水溶液にマイクロバブルおよび／またはナノバブル浮選を施す。一実施例では、マイクロバブルおよび／またはナノバブル浮選処理における溶液のpHは、最大で1.5である。一実施例では、マイクロバブルおよび／またはナノバブル浮選処理における溶液のpHは、0.5〜1.5の範囲内である。一実施例では、溶液のpHは約0.5である。
一実施例では、水溶液は、沈殿設備から生じるオーバーフロー液である。
一実施例では、マイクロバブルおよび／またはナノバブル浮選は、誘導ガス浮選（IGF）である。一実施例では、マイクロバブルおよび／またはナノバブル浮選は、溶解ガス浮選（DGF）である。一実施例では、マイクロバブルおよび／またはナノバブル浮選は、電解浮選である。一実施例では、マイクロバブルおよび／またはナノバブル浮選は、カラム浮選である。
一実施例では、貴金属は、銀、金、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金またはこれらの化合物からなる群から選択される金属である。
一実施例では、貴金属は銀である。したがって、一実施例において本発明は、銀含有水溶液から銀および任意で１種類以上の他の貴金属を回収する方法に関する。一実施例では、銀含有水溶液は、シックナ、清澄器または沈殿池などの沈殿設備のオーバーフロー液である。
酸洗いが行われると、銀は、難溶性析出物として、銀鉄ミョウバン石AgFe3(SO4)2(OH)6または他の難溶性化合物の態様をとる。銀含有析出物は超微細物質として析出することがあり、粒径が微小なため、銀含有析出物は回収を行うのに十分な速さでは沈降装置に沈降しない。また、粒径が微小であるために、ろ過も困難である。一般の泡沫浮選では、気泡サイズが大きすぎるため、微粒子を含む希薄固体スラリを溶液から分離できない。
一実施例では、マイクロバブルおよび／またはナノバブル浮選処理における水溶液中の亜鉛含有量は、60g／Lを超える。
一実施例では、供給溶液中の粒子の粒径P80は、40μm未満、好ましくは10μm未満である。
一実施例では、溶液のpHは、H2SO4、HCl、HNO3またはこれらの化合物を添加して調整する。一実施例では、pHは、H2SO4および／またはHClを添加して調整する。
一実施例では、溶解ガス浮選（DGF）装置を用いて、マイクロバブルおよび／またはナノバブルを発生させる。一実施例では、誘導ガス浮選（IGF）装置を用いて、マイクロバブルおよび／またはナノバブルを発生させる。一実施例では、電解浮選装置を用いて、マイクロバブルおよび／またはナノバブルを発生させる。一実施例では、カラム浮選装置を用いて、マイクロバブルおよび／またはナノバブルを発生させる。
一実施例では、マイクロバブルおよび／またはナノバブル中の気体は、空気である。一実施例では、マイクロバブルおよび／またはナノバブル中の気体は、酸素富化空気である。一実施例では、マイクロバブルおよび／またはナノバブル中の気体は、酸素である。
一実施例では、マイクロバブルおよび／またはナノバブル中の気体は、水素である。一実施例では、マイクロバブルおよび／またはナノバブル中の気体は、酸素と水素の化合物である。
一実施例では、マイクロバブルおよび／またはナノバブル中の気体は、窒素である。
一実施例では、マイクロバブルおよび／またはナノバブル中の気体は、ヘリウムである。
一実施例では、マイクロバブルおよび／またはナノバブル中の気体は、アルゴンである。
一実施例では、マイクロバブルおよび／またはナノバブル中の気体は、キセノンである。
一般的に、マイクロバブルおよび／またはナノバブル浮選において、通常の鉱物浮選化学物質の他に、凝集剤および／または凝固剤などの化学物質を利用して、少なくとも１種類の貴金属の回収を向上させることができる。凝集剤および凝固剤は技術分野で公知のものであり、例えば、ケミラ社が提供している。
一実施例では、凝集剤および凝固剤を、本発明のマイクロバブルおよび／またはナノバブル浮選に使用する。一実施例では、本発明のマイクロバブルおよび／またはナノバブル浮選に、凝固剤は使用せずに凝集剤を使用する。
本方法は、とりわけ、シックナ、清澄器または沈殿池などの沈殿設備の、銀含有オーバーフロー液などの工業溶液から銀を回収することに適している。
本方法を用いて、貴金属を当該金属を含有する水溶液から回収できるという事実は、特筆すべき事柄である。一般的に、金属含有粒子は非常に微小であるため、液体の流れに随伴してしまい、最終的にオーバーフロー液に入り込んでしまう。加えて、溶液中に存在する微小粒子および化学物質の残渣は、概して実地で使用されているフィルタを詰まらせてしまう。
実施例１
シックナのオーバーフロー液を、実験室規模の電解浮選装置で処理した。
シックナのオーバーフロー液を、実験室規模の電解浮選装置で処理した。
DAF試験装置において、試験装置の底に配設された電極に電流を流す。電流は、水分子のごく一部をH2とO2の気体に分解する。発生した気泡（大きさ10〜50μm）が表面まで上昇して、固形粒子を装置の表面に運び上げ、表面スラッジを形成する。必要となる電流および発生する気泡の量は、水中塩分および溶液のTSS量によって決まり、適宜調整する必要がある。
試験−生成物および洗浄液のデータ
処理／生成物の種類
‐生成物： 強酸処理のオーバーフロー液
‐作業： 固形物の除去／溶解空気浮選
処理／生成物の種類
‐生成物： 強酸処理のオーバーフロー液
‐作業： 固形物の除去／溶解空気浮選
処理水
‐温度： 平均 ＞90℃
‐固形物含有量： 最少 ０、最大 60,000mg/l
平均 3,000mg/l、最近２ヶ月 〜2,000mg/l
‐pH： ＜１、H2SO4 50〜70 g/l
‐Clレベル： ＞200mg/l
‐処理シックナで使用した凝集剤： Superfloc A100 HMW
‐温度： 平均 ＞90℃
‐固形物含有量： 最少 ０、最大 60,000mg/l
平均 3,000mg/l、最近２ヶ月 〜2,000mg/l
‐pH： ＜１、H2SO4 50〜70 g/l
‐Clレベル： ＞200mg/l
‐処理シックナで使用した凝集剤： Superfloc A100 HMW
被試験試料
‐温度： 〜80℃
‐固形分： 2.3〜2.6 g/l
‐濁度： 〜150 FTU
‐pH： ＜１
‐密度： 1,350〜1,400 g/l
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粒径分布：
d10 1.95/2.24 μm
d50 6.59/20.9 μm
d9O 37.4/50.4 μm
d10 1.95/2.24 μm
d50 6.59/20.9 μm
d9O 37.4/50.4 μm
DAF気泡試験
試験を行った強酸水は、化学物質を添加せずに、続いて数種類の化学物質を様々な量で添加して、DAF法によって処理された。試験はヒュームフード内で行われ、硫化水素警報装置をDAF装置の近傍に組み入れて、試験中に硫化水素の漏れがないか確認した。浮選時間終了後に、試料ホースによって、水面下約５センチメートルの地点で清澄水の試料を採取した。すべての試料および最も清澄していた試料から得た固形分から、濁度の分析を行った。試験は２日間行われ、各日、ゼロ試料から固形分を分析した。分析結果はそれぞれ、2.6g/lおよび2.3g/lだった。
試験を行った強酸水は、化学物質を添加せずに、続いて数種類の化学物質を様々な量で添加して、DAF法によって処理された。試験はヒュームフード内で行われ、硫化水素警報装置をDAF装置の近傍に組み入れて、試験中に硫化水素の漏れがないか確認した。浮選時間終了後に、試料ホースによって、水面下約５センチメートルの地点で清澄水の試料を採取した。すべての試料および最も清澄していた試料から得た固形分から、濁度の分析を行った。試験は２日間行われ、各日、ゼロ試料から固形分を分析した。分析結果はそれぞれ、2.6g/lおよび2.3g/lだった。
初めに、DAF法を用いて、化学物質を添加せずにスラッジの処理を行った。気泡発生時間は５分間で、後続の浮遊時間は５分間であった。その後、３つの最適な凝集剤をすべて、凝固剤を添加せずに試験した。翌日、凝固剤と凝集剤を共に添加して試験した。化学物質および用量を変えて、合計19回の試験を行った。また、異なる気泡発生時間で、発泡電流を変更しての試験も数回行った。
様々な試験において、泡の形成に大きな違いは見られなかった。泡の厚みは約１〜1.5センチメートルで、薄茶色味がかった色だった。清澄水の色は緑であり、試験期間後には多少の固形物が清澄水に浮遊していることが確認できた。気泡発生時間は大半の試験において５分間であり、浮遊時間はすべての試験において５分間であった。
様々な凝集剤および様々な凝集剤と凝固剤との組合せによってDAF法を行った結果を、以下（表１）に示す。
上記の結果から、本発明の方法を使用して、シックナ、清澄器または沈殿池などの沈殿設備のオーバーフロー液から固形物を除去できることが明らかに示されている。
技術の進歩につれて、本発明の概念を様々な方法で実現できることは、当業者には明らかであろう。したがって、本発明およびその実施例は、上述の例に限定されるものではなく、本願特許請求の範囲内で変更してもよいものである。
Claims (13)
- 少なくとも１種類の貴金属を含有する水溶液から該金属を回収する方法であって、前記水溶液にマイクロバブルおよび／またはナノバブル浮選を施し、前記水溶液のpHは最大で1.5であることを特徴とする方法。
- 請求項１に記載の方法において、前記水溶液は、シックナ、清澄器または沈殿池などの沈殿設備のオーバーフロー液であることを特徴とする方法。
- 請求項１または２に記載の方法において、前記水溶液の亜鉛含有量は60g/l超であることを特徴とする方法。
- 請求項１ないし３のいずれかに記載の方法において、前記供給溶液中の粒子の粒径P80は40μm未満、好ましくは10μm未満であることを特徴とする方法。
- 請求項１ないし４のいずれかに記載の方法において、前記貴金属は、銀、金、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金またはこれらの化合物からなる群から選択されることを特徴とする方法。
- 請求項５に記載の方法において、前記貴金属は銀であることを特徴とする方法。
- 請求項１ないし６のいずれかに記載の方法において、前記pHは0.5〜1.5の範囲であることを特徴とする方法。
- 請求項１ないし７のいずれかに記載の方法において、前記pHはH2SO4、HCl、HNO3またはこれらの任意の化合物を添加して調整することを特徴とする方法。
- 請求項８に記載の方法において、前記pHはH2SO4および／またはHClを添加して調整することを特徴とする方法。
- 請求項１に記載の方法において、前記マイクロバブルおよび／またはナノバブル浮選を施す装置は、誘導ガス浮選（IGF）装置であることを特徴とする方法。
- 請求項１に記載の方法において、前記マイクロバブルおよび／またはナノバブル浮選を施す装置は、溶解ガス浮選（DGF）装置であることを特徴とする方法。
- 請求項１に記載の方法において、前記マイクロバブルおよび／またはナノバブル浮選を施す装置は、電解浮選装置であることを特徴とする方法。
- 請求項１に記載の方法において、前記マイクロバブルおよび／またはナノバブル浮選を施す装置は、カラム浮選装置であることを特徴とする方法。
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