JP2021008385A

JP2021008385A - 炭酸亜鉛の製造方法

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Publication number: JP2021008385A
Application number: JP2019123805A
Authority: JP
Inventors: 庵崎　雅章; Masaaki Iosaki; 雅章庵崎; 修司母里; Shuji Mori
Original assignee: KINOTECH CORP
Current assignee: KINOTECH CORP
Priority date: 2019-07-02
Filing date: 2019-07-02
Publication date: 2021-01-28
Anticipated expiration: 2039-07-02
Also published as: JP7193136B2

Abstract

【課題】電炉ダスト又は電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダスト、高炉ダストを回転炉床炉で亜鉛含有の酸化物として回収した２次ダスト（粗酸化亜鉛）、又は粗水酸化亜鉛から、炭酸亜鉛を製造することができる炭酸亜鉛の製造方法を提供する。【解決手段】炭酸亜鉛の製造方法は、電炉ダスト又は電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程１０１、２０１、２０２、３０１と、亜鉛含有水溶液中の亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離して、炭酸亜鉛を製品として得る炭酸亜鉛分離工程１０２と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、炭酸亜鉛の製造方法に関し、特に、製鉄プロセスの一つである電炉法においてスクラップの溶解製錬時に発生する電炉ダスト、電炉ダストの一部を亜鉛原料としてリサイクルする際に還元炉で発生する２次ダスト（粗酸化亜鉛）、又は製鉄プロセスの一つである高炉法において発生する高炉ダストを回転炉床炉で亜鉛含有の酸化物として回収した２次ダスト（粗酸化亜鉛）を原料とする炭酸亜鉛の製造方法に関する。

製鉄プロセスの一つである電炉法では、スクラップの溶解製錬時に製鋼量の約１．５％から２．０％に相当すると共に酸化亜鉛成分を含む産業廃棄物としての電炉ダストが発生する。電炉ダストは、世界では８００万トン発生し、日本では４０万トン発生するといわれている。

鉄スクラップの多くは、廃建築物、廃家電又は廃自動車である。廃建築物、廃家電又は廃自動車の塗装下地には、亜鉛メッキが施されている。また、スクラップの中には、塗料、プラスチック及び油分等が含まれている。このため、電炉ダストには、亜鉛又は鉛等の重金属に加えて、塩化物及びダイオキシン類等の有害な有機物も含まれている。一方で、電炉ダストには、約２０〜３０％の鉄と２０〜３０％の亜鉛とが含まれている。また、粗酸化亜鉛は約１０％の鉄と約６０％の亜鉛を含有する。従って、電炉ダスト及び２次ダスト（粗酸化亜鉛）は、資源として非常に有用である。

かかる状況下で、特許文献１及び特許文献２は、亜鉛製造方法に関し、ハロゲン成分を含む電炉ダスト又は２次ダストを原料とし、そのダストの発生場所でのオンサイト型の亜鉛製錬所を実現することを企図した構成を開示している。

国際公開第２０１４／１８１８３３号国際公開第２０１５／０３０２３５号

ここで、本発明者の検討によれば、近年、炭酸亜鉛は、工業製品を始め、医薬品や飼料等に広く適用されており、一般に塩基性炭酸亜鉛の名称で流通されているが、電炉ダストや２次ダストから炭酸亜鉛を製造することも提案されてきている。

しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１及び特許文献２が開示する構成では、電炉ダストや２次ダストからスペシャルハイグレードの９９．９９５％相当の純度を有する亜鉛地金を製造することは可能であるが、炭酸亜鉛を製造することについては何等の開示等をしていない。

かかる状況下で、本発明者は、電炉ダスト又は電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として用いる場合に、原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液を最初に生成しておき、かかる亜鉛含有水溶液を用いてその中の亜鉛成分を炭酸塩の形態の亜鉛含有化合物とすることで、炭酸亜鉛を製造することができることに着目した。

本発明は、以上の検討を経てなされたもので、電炉ダスト又は電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストから、炭酸亜鉛を製造することができる炭酸亜鉛の製造方法を提供することを目的とする。

以上の目的を達成すべく、本発明の第１の局面における炭酸亜鉛の製造方法は、電炉ダスト又は前記電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、前記原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離して、前記炭酸亜鉛を製品として得る炭酸亜鉛分離工程と、を備える。

また、本発明は、かかる第１の局面に加えて、前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料から前記亜鉛成分を選択的に抽出して前記亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程を有し、前記炭酸亜鉛分離工程は、前記亜鉛含有水溶液に二酸化炭素又は炭酸イオンを接触させて、前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を前記炭酸亜鉛として分離することを第２の局面とする。

また、本発明は、かかる第２の局面に加えて、前記亜鉛抽出工程で生成された前記亜鉛含有水溶液に金属亜鉛を接触させて、前記亜鉛含有水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程を更に有し、前記炭酸亜鉛分離工程は、前記置換工程を経た前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を前記炭酸亜鉛として分離することを第３の局面とする。

また、本発明は、かかる第２の局面に加えて、前記亜鉛抽出工程で生成された前記亜鉛含有水溶液に酸化剤を接触させて、前記亜鉛含有水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記脱鉄脱マンガン工程を経た前記亜鉛含有水溶液に金属亜鉛を接触させて、前記亜鉛含有水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、を更に有し、前記炭酸亜鉛分離工程は、前記置換工程を経た前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を前記炭酸亜鉛として分離することを第４の局面とする。

また、本発明は、かかる第２の局面に加えて、前記亜鉛抽出工程で生成された前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離する前段炭酸亜鉛分離工程と、前記前段炭酸亜鉛分離工程で分離された前記炭酸亜鉛の亜鉛成分に塩酸の水溶液を接触させて塩化亜鉛の水溶液である塩化亜鉛水溶液を生成する亜鉛塩化工程と、前記塩化亜鉛水溶液に酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記脱鉄脱マンガン工程を経た前記塩化亜鉛水溶液に金属亜鉛を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、を更に有し、前記炭酸亜鉛分離工程は、前記置換工程を経た前記塩化亜鉛水溶液中の前記亜鉛成分を前記炭酸亜鉛として分離することを第５の局面とする。

また、本発明は、かかる第１の局面に加えて、前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料に塩素ガスを接触させて蒸発させ前記亜鉛成分を選択的に塩化し塩化亜鉛を生成する選択塩化工程と、前記塩化亜鉛を水に溶解して塩化亜鉛水溶液を前記亜鉛含有水溶液として生成する溶解工程と、を有し、前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分を分離する脱鉄工程と、前記鉄成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記置換工程を経た前記塩化亜鉛水溶液に酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中におけるマンガン成分を分離する脱マンガン工程と、を更に有し、前記炭酸亜鉛分離工程は、前記脱マンガン工程を経た前記塩化亜鉛水溶液中の前記亜鉛成分を前記炭酸亜鉛として分離することを第６の局面とする。

また、本発明は、かかる第１の局面に加えて、前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料に塩素ガスを接触させて蒸発させ前記亜鉛成分を選択的に塩化し塩化亜鉛を生成する選択塩化工程と、前記塩化亜鉛を水に溶解して塩化亜鉛水溶液を前記亜鉛含有水溶液として生成する溶解工程と、を有し、前記塩化亜鉛水溶液に酸化剤及びアルカリ剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液から前記亜鉛成分を前記炭酸亜鉛として分離して前記脱鉄脱マンガン工程に戻す前段炭酸亜鉛分離工程と、を更に有し、前記炭酸亜鉛分離工程は、前記置換工程を経た前記塩化亜鉛水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離することを第７の局面とする。

また、本発明は、かかる第１の局面に加えて、前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料に塩酸の水溶液を接触させて前記亜鉛成分を塩化した塩化亜鉛水溶液を生成する塩酸浸出工程を有し、前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、を更に有し、前記炭酸亜鉛分離工程は、前記置換工程を経た前記塩化亜鉛水溶液中の前記亜鉛成分を前記炭酸亜鉛として分離することを第８の局面とする。

本発明の第１の局面における炭酸亜鉛の製造方法によれば、電炉ダスト又は電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、亜鉛含有水溶液中の亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離して、炭酸亜鉛を製品として得る炭酸亜鉛分離工程と、を備えるものであるため、原料としての電炉ダスト又は２次ダストから亜鉛成分を抽出した水溶液を生成することを優先し、その水溶液中の亜鉛成分から生成した炭酸塩の形態の亜鉛含有化合物として炭酸亜鉛を生成するという製造コンセプトに基づいて、電炉ダスト又は電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストから、炭酸亜鉛を確実に製造することができる。

また、本発明の第２の局面における炭酸亜鉛の製造方法によれば、亜鉛含有水溶液生成工程が、原料から亜鉛成分を選択的に抽出して亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程を有し、炭酸亜鉛分離工程が、亜鉛含有水溶液に二酸化炭素又は炭酸イオンを接触させて、亜鉛含有水溶液中の亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離するものであるため、炭酸亜鉛を歩留まりよく安定的に量産することができる。

また、本発明の第３の局面における炭酸亜鉛の製造方法によれば、亜鉛抽出工程で生成された亜鉛含有水溶液に金属亜鉛を接触させて、亜鉛含有水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程を更に有し、炭酸亜鉛分離工程が、置換工程を経た亜鉛含有水溶液中の亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離するものであるため、純度を向上した炭酸亜鉛を歩留まりよく安定して量産することができる。

また、本発明の第４の局面における炭酸亜鉛の製造方法によれば、亜鉛抽出工程で生成された亜鉛含有水溶液に酸化剤を接触させて、亜鉛含有水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、脱鉄脱マンガン工程を経た亜鉛含有水溶液に金属亜鉛を接触させて、亜鉛含有水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、を更に有し、炭酸亜鉛分離工程が、置換工程を経た亜鉛含有水溶液中の亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離するものであるため、純度を向上した炭酸亜鉛を歩留まりよく安定して量産することができる。

また、本発明の第５の局面における炭酸亜鉛の製造方法によれば、亜鉛抽出工程で生成された亜鉛含有水溶液中の亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離する前段炭酸亜鉛分離工程と、前段炭酸亜鉛分離工程で分離された炭酸亜鉛の亜鉛成分に塩酸の水溶液を接触させて塩化亜鉛の水溶液である塩化亜鉛水溶液を生成する亜鉛塩化工程と、塩化亜鉛水溶液に酸化剤を接触させて、塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、脱鉄脱マンガン工程を経た塩化亜鉛水溶液に金属亜鉛を接触させて、塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、を更に有し、炭酸亜鉛分離工程が、置換工程を経た塩化亜鉛水溶液中の亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離するものであるため、純度を向上した炭酸亜鉛を歩留まりよく安定して量産することができる。

また、本発明の第６の局面における炭酸亜鉛の製造方法によれば、亜鉛含有水溶液生成工程が、原料に塩素ガスを接触させて蒸発させ亜鉛成分を選択的に塩化し塩化亜鉛を生成する選択塩化工程と、塩化亜鉛を水に溶解して塩化亜鉛水溶液を亜鉛含有水溶液として生成する溶解工程と、を有し、塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤を接触させて、塩化亜鉛水溶液中における鉄成分を分離する脱鉄工程と、鉄成分が分離された塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、置換工程を経た塩化亜鉛水溶液に酸化剤を接触させて、塩化亜鉛水溶液中におけるマンガン成分を分離する脱マンガン工程と、を更に有し、炭酸亜鉛分離工程が、脱マンガン工程を経た塩化亜鉛水溶液中の亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離するものであるため、純度を向上した炭酸亜鉛を歩留まりよく安定的に量産することができる。

また、本発明の第７の局面における炭酸亜鉛の製造方法によれば、亜鉛含有水溶液生成工程が、原料に塩素ガスを接触させて蒸発させ亜鉛成分を選択的に塩化し塩化亜鉛を生成する選択塩化工程と、塩化亜鉛を水に溶解して塩化亜鉛水溶液を亜鉛含有水溶液として生成する溶解工程と、を有し、塩化亜鉛水溶液に酸化剤及びアルカリ剤を接触させて、塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、鉄成分及びマンガン成分が分離された塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、鉄成分及びマンガン成分が分離された塩化亜鉛水溶液から亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離して脱鉄脱マンガン工程に戻す前段炭酸亜鉛分離工程と、を更に有し、炭酸亜鉛分離工程が、置換工程を経た塩化亜鉛水溶液中の亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離するものであるため、純度を向上した炭酸亜鉛を歩留まりよく安定的に量産することができる。

また、本発明の第８の局面における炭酸亜鉛の製造方法によれば、亜鉛含有水溶液生成工程が、原料に塩酸の水溶液を接触させて亜鉛成分を塩化した塩化亜鉛水溶液を生成する塩酸浸出工程を有し、塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、鉄成分及びマンガン成分が分離された塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、を更に有し、炭酸亜鉛分離工程が、置換工程を経た塩化亜鉛水溶液中の亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離するものであるため、純度を向上した炭酸亜鉛を歩留まりよく安定的に量産することができる。

本発明の第１の実施形態における炭酸亜鉛の製造方法の工程図である。本発明の第２の実施形態における炭酸亜鉛の製造方法の工程図である。本発明の第３の実施形態における炭酸亜鉛の製造方法の工程図である。本発明の第４の実施形態における炭酸亜鉛の製造方法の工程図である。本発明の第５の実施形態における炭酸亜鉛の製造方法の工程図である。本発明の第６の実施形態における炭酸亜鉛の製造方法の工程図である。本発明の第７の実施形態における炭酸亜鉛の製造方法の工程図である。本発明の第８の実施形態における炭酸亜鉛の製造方法の工程図である。本発明の第１の実施形態の実験例の結果を示す表１である。本発明の第２の実施形態の実験例の結果を示す表２である。本発明の第２の実施形態の別の実験例の結果を示す表３である。本発明の第３の実施形態の実験例の結果を示す表４である。本発明の第４の実施形態の実験例の結果を示す表５である。本発明の第５の実施形態の実験例の結果を示す表６である。本発明の第６の実施形態の実験例の結果を示す表７である。本発明の第７の実施形態の実験例の結果を示す表８である。

以下、図面を適宜参照して、本発明の各実施の形態における炭酸亜鉛の製造方法につき、詳細に説明する。

（第１の実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態における炭酸亜鉛の製造方法につき、詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る炭酸亜鉛の製造方法の工程を示す図である。

図１に示すように、本実施形態では、亜鉛抽出工程１０１及び炭酸亜鉛分離工程１０２を順に実行し、亜鉛抽出工程１０１が亜鉛含有水溶液生成工程に相当する。原料としての電炉ダスト又は２次ダストから亜鉛成分を抽出した水溶液を生成することを優先し、その水溶液中の亜鉛成分から生成した炭酸塩の形態の亜鉛含有化合物として炭酸亜鉛を生成するという製造コンセプトに基づいている。

具体的には、まず、亜鉛抽出工程１０１では、酸化亜鉛等である亜鉛含有化合物及び酸化鉄等である鉄化合物を含む原料としての電炉ダスト１と、アルカリ剤７の水溶液と、を直接接触させて、かかる亜鉛含有化合物から亜鉛成分を選択的に抽出した亜鉛抽出液として、亜鉛成分を含むアルカリ剤水溶液３０を生成すると共に、アルカリ剤７の水溶液に溶解しない固形分を残渣２０とした。

例えば、電炉ダスト１中の酸化亜鉛に対してアルカリ剤７として水酸化ナトリウムを使用して亜鉛成分を選択的に抽出したアルカリ剤水溶液３０を得る場合の化学式を、以下の（化１）に示す。

なお、亜鉛抽出工程１０１で用いる原料としては、電炉ダスト１の代わりに電炉ダストを還元炉で還元して得られる２次ダストを用いてもよい。また、亜鉛抽出工程１０１で用いる原料としては、電炉ダスト１に炭酸カルシウムを混合しか焼して得たものを用いてもよい。かかるか焼によれば、電炉ダスト１の亜鉛フェライト成分に含まれる亜鉛成分をアルカリ剤による抽出が容易な酸化亜鉛成分に転換することができる。また、このか焼で得られた二酸化炭素は、次の炭酸亜鉛分離工程１０２で用いることができる。また、亜鉛抽出工程１０１においては、アルカリ剤７の代わりに中性アンモニウム塩２９を用いてもよい。

次に、炭酸亜鉛分離工程１０２では、亜鉛抽出工程１０１で抽出された亜鉛成分を含むアルカリ剤水溶液３０と、二酸化炭素（炭酸ガス）２３と、を接触させて、亜鉛抽出工程１０１で抽出された亜鉛成分を含むアルカリ剤水溶液３０から炭酸亜鉛２１を析出させ、それを固液分離して固体として回収して、これをそのまま製品とした。炭酸亜鉛分離工程１０２での固液分離後のろ液は、亜鉛抽出工程１０１で亜鉛成分を選択的に抽出するためのアルカリ剤７として、繰り返し使用することができる。なお、亜鉛抽出工程１０１においてアルカリ剤７の代わりに中性アンモニウム塩２９を用いた場合には、炭酸亜鉛分離工程１０２での固液分離後のろ液は、亜鉛抽出工程１０１で亜鉛成分を選択的に抽出するための中性アンモニウム塩２９として、繰り返し使用することができる。また、繰り返し使うアルカリ剤や中性アンモニウム塩成分の分離には、イオン交換膜による拡散透析法や電気透析法等を併用してもよい。

例えば、化学式（化１）で示すアルカリ剤水溶液３０中の亜鉛成分に、以下の化学式（化２）に示すように、二酸化炭素２３を吹き込んで炭酸亜鉛２１を析出させ、このように析出させた炭酸亜鉛２１をろ過すれば、固形分としての炭酸亜鉛２１が得られる。

なお、炭酸亜鉛分離工程１０２では、アルカリ剤水溶液３０に接触させる二酸化炭素２３の代わりに、炭酸イオンを含む液体を用いてもよい。また、化学式（化２）から明らかなように、水酸化亜鉛がアルカリ水溶液に溶存するためには過剰の水酸イオンが必要なので、炭酸亜鉛分離工程１０２では、炭酸亜鉛２１の代わりに又は炭酸亜鉛と共に、水酸化亜鉛を析出させることもできる。また、炭酸亜鉛が母液から析出するときに、目的成分の亜鉛が固体である炭酸亜鉛に優先して析出し、不純物成分を母液に残す晶析の効果による精製効果がある。また、分離された炭酸亜鉛は、水酸化亜鉛や酸化亜鉛と二酸化炭素とに分解するものであるが、水酸化亜鉛又は酸化亜鉛に分解する過程においてもこれと同様の効果がある。また、水酸化亜鉛を、酸性の液から炭酸亜鉛をアルカリ剤として利用して分離する場合には、鉄と亜鉛とが共沈し亜鉛の歩留りが低下することがあるので、アルカリ剤として使う場合に鉄と亜鉛との共沈を防ぐために、炭酸亜鉛を加熱して炭酸亜鉛中の炭酸イオン成分を二酸化炭素として揮散させると共に、炭酸亜鉛中の亜鉛成分を水酸化亜鉛又は酸化亜鉛とすることも好ましいものである。なお、炭酸亜鉛や水酸化亜鉛は、加熱されると酸化亜鉛となる特性を有するため、炭酸亜鉛の一部が水酸化亜鉛のみならず酸化亜鉛になっていてもよい。また、亜鉛成分を含むアルカリ剤水溶液３０の加熱、冷却及びｐＨ調整等の手法により、炭酸亜鉛や水酸化亜鉛の析出と再溶解とを繰り返して、精製効果を積極的に利用して更に高純度の生成物を得ることもできる。

以上の本実施の形態の炭酸亜鉛の製造方法は、電炉ダスト又は電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、亜鉛含有水溶液中の亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離して、炭酸亜鉛を製品として得る炭酸亜鉛分離工程と、を備え、亜鉛含有水溶液生成工程が、原料から亜鉛成分を選択的に抽出して亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程１０１を有し、炭酸亜鉛分離工程１０２が、亜鉛含有水溶液に二酸化炭素又は炭酸イオンを接触させて、亜鉛含有水溶液中の亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離するものであるため、原料としての電炉ダスト又は２次ダストから亜鉛成分を抽出した水溶液を生成することを優先し、その水溶液中の亜鉛成分から生成した炭酸塩の形態の亜鉛含有化合物として炭酸亜鉛を生成するという製造コンセプトに基づいて、炭酸亜鉛を歩留まりよく安定的に量産することができる。

（第２の実施形態）
次に、図２を参照して、本発明の第２の実施形態における炭酸亜鉛の製造方法につき、詳細に説明する。

図２は、本実施形態に係る炭酸亜鉛の製造方法の工程を示す図である。

図２に示すように、本実施の形態に係る炭酸亜鉛の製造方法は、第１の実施形態に係る炭酸亜鉛の製造方法と比較して、亜鉛抽出工程１０１と炭酸亜鉛分離工程１０２との間に、置換工程（セメンテーション工程）１０３を有していることが、主たる相違点である。本実施の形態においては、かかる相違点に着目して説明するものとし、同一な構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。

具体的には、亜鉛抽出工程１０１に続く置換工程１０３では、亜鉛抽出工程１０１で抽出された亜鉛成分を含む亜鉛抽出液としてのアルカリ剤水溶液３０と、亜鉛微粒子等の金属亜鉛９と、を接触させて、アルカリ剤水溶液３０中における亜鉛よりも貴な銅、鉛、カドミウム等の金属不純物成分１０を還元析出して、アルカリ剤水溶液３０中の不純物成分の濃度を低減している。

次に、炭酸亜鉛分離工程１０２では、置換工程１０３で不純物成分の濃度が低減されたアルカリ剤水溶液１３１と、二酸化炭素２３と、を接触させて、アルカリ剤水溶液１３１から炭酸亜鉛２１を析出させ、それを固液分離して固体物として回収することになる。

以上の本実施の形態の炭酸亜鉛の製造方法によれば、第１の実施形態の構成に加えて、亜鉛抽出工程１０１で生成された亜鉛含有水溶液に金属亜鉛を接触させて、亜鉛含有水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程１０３を更に有するものであるため、純度を向上した炭酸亜鉛を歩留まりよく安定して量産することができる。

（第３の実施形態）
次に、図３を参照して、本発明の第３の実施形態における炭酸亜鉛の製造方法につき、詳細に説明する。

図３は、本実施形態に係る炭酸亜鉛の製造方法の工程を示す図である。

図３に示すように、本実施の形態に係る炭酸亜鉛の製造方法は、第２の実施形態に係る炭酸亜鉛の製造方法と比較して、亜鉛抽出工程１０１と置換工程１０３との間に、脱鉄脱マンガン工程１０４を有していることが、主たる相違点である。本実施の形態においては、かかる相違点に着目して説明するものとし、同一な構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。

具体的には、亜鉛抽出工程１０１に続く脱鉄脱マンガン工程１０４では、亜鉛抽出工程１０１で抽出された亜鉛成分を含む亜鉛抽出液としてのアルカリ剤水溶液３０に含まれる鉄成分及び溶解性マンガンを除去するために、かかるアルカリ剤水溶液３０に含まれる鉄又は溶解性マンガン成分の酸化とｐＨ調整とを行うと共に、アルカリ剤水溶液３０中の鉄成分及びマンガン成分を不溶解性の沈殿物のスラッジ８として分離除去する。具体的には、アルカリ剤水溶液３０に過マンガン酸塩、塩素酸塩、二酸化塩素等の酸化剤１１を添加してアルカリ剤水溶液３０中の第１鉄成分を第２鉄成分に酸化し、溶解性マンガンを酸化して不溶解性の二酸化マンガンに転換しスラッジ８として分離除去する。また、アルカリ剤水溶液３０中の鉄成分は、温度、ｐＨ値及び酸化還元電位（ＯＲＰ）値を制御して第一鉄成分及び第二鉄成分双方を含むマグヘマイトのような磁性酸化鉄にすることもできる。

なお、酸化剤１１として過マンガン酸塩を用いる場合、過剰の過マンガン酸がアルカリ剤水溶液３０に残存するまで過マンガン酸塩を供給して脱マンガンの終点を判断することができ、また、残存した過マンガン酸は、それを活性炭と接触させて不溶解性の二酸化マンガンに転換して除去される。

次に、置換工程１０３では、脱鉄脱マンガン工程１０４で不純物成分の濃度が低減されたアルカリ剤水溶液１３２と、亜鉛微粒子等の金属亜鉛９と、を接触させて、アルカリ剤水溶液１３２中における亜鉛よりも貴な銅、鉛、カドミウム等の金属不純物成分１０を還元析出して、アルカリ剤水溶液１３２中の不純物成分の濃度を更に低減している。

ここで、脱鉄脱マンガン工程では、酸化剤と共にｐＨ調整のための酸又はアルカリ剤を適宜添加して脱鉄脱マンガン工程における不純物除去効果を向上させてもよい。また、脱鉄脱マンガン工程と置換工程との実施順序については、置換工程の後工程が脱鉄脱マンガン工程であってもよい。例えば、原料が２次ダストのような、鉄の還元工程を経たものの場合は原料に含まれる鉄成分が２価（第１鉄成分）を多く含むケースがあり、このような原料を処理する場合は先に置換工程を実施する方が合理的だからである。このような脱鉄脱マンガン工程と置換工程との実施順序の自由度については、脱鉄脱マンガン工程と置換工程の両方を行う本実施形態以降の実施形態においても同様に当てはまるものである。また、かかる事情は、脱鉄脱マンガン工程を脱鉄工程及び脱マンガン工程に分離して、各々個別に実行する実施形態においても同様である。

以上の本実施の形態の炭酸亜鉛の製造方法によれば、第２の実施形態の構成に加えて、亜鉛抽出工程１０１で生成された亜鉛含有水溶液に酸化剤を接触させて、亜鉛含有水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程１０４を更に有するものであるため、純度を向上した炭酸亜鉛を歩留まりよく安定して量産することができる。

（第４の実施形態）
次に、図４を参照して、本発明の第４の実施形態における炭酸亜鉛の製造方法につき、詳細に説明する。

図４は、本実施形態に係る炭酸亜鉛の製造方法の工程を示す図である。

図４に示すように本実施の形態に係る炭酸亜鉛の製造方法は、第１の実施形態に係る炭酸亜鉛の製造方法と比較して、炭酸亜鉛分離工程１０２の後段に、炭酸亜鉛塩化工程１０５、脱鉄脱マンガン工程１０６、置換工程１０７及び炭酸亜鉛分離工程１０８を順に有していることが、主たる相違点である。本実施の形態においては、かかる相違点に着目して説明するものとし、同一な構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。

具体的には、亜鉛抽出工程１０１に続く工程であって前段の炭酸亜鉛分離工程１０２では、亜鉛抽出工程１０１で抽出された亜鉛成分を含む亜鉛抽出液であるアルカリ剤水溶液３０から炭酸亜鉛２１を析出させ、それを固液分離して固体として回収することは第１の実施形態のものと同様であるが、これをそのまま製品とはしない。

次に、炭酸亜鉛塩化工程１０５では、炭酸亜鉛分離工程１０２で回収された炭酸亜鉛２１に塩化剤１９としての塩酸を接触させ、炭酸亜鉛２１を固体のまま直接塩化して塩化亜鉛水溶液６を生成する。なお、炭酸亜鉛２１が水酸化亜鉛や酸化亜鉛を含む場合には、これらを含めて塩化すればよい。

次に、炭酸亜鉛塩化工程１０５に続く脱鉄脱マンガン工程１０６では、炭酸亜鉛塩化工程１０５で生成された亜鉛成分を含む塩化亜鉛水溶液６に含まれる鉄成分及び溶解性マンガンを除去するために、かかる塩化亜鉛水溶液６に含まれる鉄又は溶解性マンガン成分を酸化することによるｐＨ調整を行うと共に、塩化亜鉛水溶液６中の鉄及びマンガン成分を不溶解性の沈殿物のスラッジ８として分離除去して塩化亜鉛水溶液６１を得る。具体的には、塩化亜鉛水溶液６に過マンガン酸塩、塩素酸塩、二酸化塩素等の酸化剤１１を添加して塩化亜鉛水溶液６中の第１鉄成分を第２鉄成分に酸化し、溶解性マンガンを酸化して不溶解性の二酸化マンガンに転換しスラッジ８として分離除去する。

なお、酸化剤１１として過マンガン酸塩を用いる場合、過剰の過マンガン酸が塩化亜鉛水溶液６に残存するまで過マンガン酸塩を供給して脱マンガンの終点を判断することができ、また、残存した過マンガン酸は、それを活性炭と接触させて不溶解性の二酸化マンガンに転換して除去される。

次に、置換工程１０７では、脱鉄脱マンガン工程１０６を経由した塩化亜鉛水溶液６１を、亜鉛微粒子等の金属亜鉛９に接触させて、塩化亜鉛水溶液６１中における亜鉛よりも貴な銅、鉛、カドミウム等の金属不純物成分１０を還元析出して、塩化亜鉛水溶液６１中の不純物成分の濃度を低減した塩化亜鉛水溶液６２を得る。

次に、炭酸亜鉛分離工程１０８では、塩化亜鉛水溶液６２に炭酸ナトリウム１６を添加して炭酸亜鉛２１を析出させ、Ｃろ紙を使用した吸引及びろ過により炭酸亜鉛２１を分離すると共に、炭酸亜鉛分離工程１０８での固液分離後のろ液２２は、排出した。更に、分離した炭酸亜鉛２１を水酸化亜鉛３１及び二酸化炭素に分解し、水酸化亜鉛３１をそのまま製品とした。

以上の本実施の形態の炭酸亜鉛の製造方法によれば、第１の実施形態の構成に加えて、亜鉛抽出工程１０１で生成された亜鉛含有水溶液中の亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離する前段炭酸亜鉛分離工程１０２と、前段炭酸亜鉛分離工程１０２で分離された炭酸亜鉛の亜鉛成分に塩酸の水溶液を接触させて塩化亜鉛の水溶液である塩化亜鉛水溶液を生成する炭酸亜鉛塩化工程１０５と、塩化亜鉛水溶液に酸化剤を接触させて、塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程１０６と、脱鉄脱マンガン工程を経た塩化亜鉛水溶液に金属亜鉛を接触させて、塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程１０７と、を更に有し、炭酸亜鉛分離工程１０８が、置換工程１０７を経た塩化亜鉛水溶液中の亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離するものであるため、純度を向上した炭酸亜鉛を歩留まりよく安定して量産することができる。

（第５の実施形態）
次に、図５を参照して、本発明の第５の実施形態における炭酸亜鉛の製造方法につき、詳細に説明する。

図５は、本実施形態に係る炭酸亜鉛の製造方法の工程を示す図である。

図５に示すように、本実施形態では、選択塩化工程２０１、溶解工程２０２、脱鉄工程２０３、置換工程２０４、脱マンガン工程２０５及び亜炭酸鉛分離工程２０６を順に実行し、選択塩化工程２０１及び溶解工程２０２が亜鉛含有水溶液生成工程に相当する。本実施形態でも、原料としての電炉ダスト又は２次ダストから亜鉛成分を抽出した水溶液を生成することを優先し、その水溶液中の亜鉛成分から生成した炭酸塩の形態の亜鉛含有化合物として炭酸亜鉛を生成するという製造コンセプトに基づいている。また、必要に応じて、選択塩化工程２０１、溶解工程２０２及び炭酸亜鉛分離工程２０６のみを設けてもよい。

具体的には、まず、選択塩化工程２０１では、酸化亜鉛等である亜鉛含有化合物及び酸化鉄等である鉄化合物を含む原料としての電炉ダスト１と、塩素ガス１５及び酸素含有ガスである空気１７の混合ガスと、を高温下で直接接触させて電炉ダスト１を塩化し、主として塩化亜鉛成分から成り蒸気である塩化亜鉛３及び酸素ガス２を生成する共に、不揮発性である固形分を、酸化鉄を主成分とする残渣４とした。なお、選択塩化工程２０１を簡素化する観点からは、塩素ガス１５及び酸素含有ガスである空気１７の混合ガスに代えて、塩素ガス１５のみを用いてもよい。また、選択塩化工程２０１で用いる原料としては、電炉ダスト１の代わりに電炉ダストを還元炉で還元して得られる２次ダストを用いてもよい。

次に、溶解工程２０２では、選択塩化工程２０１で生成された塩化亜鉛３を脱塩水等の水１３に溶解して、塩化亜鉛水溶液６を生成すると共に、吸引及びろ過によりろ別された固形分を、塩化鉛及び酸化第２鉄（ヘマタイト）を主成分とする不溶解スラッジ５とした。

次に、脱鉄工程２０３では、溶解工程２０２で生成された塩化亜鉛水溶液６に苛性アルカリ、アンモニア水等のアルカリ剤７を添加してｐＨ調整を行い、塩化亜鉛水溶液６中の塩化第２鉄成分を水酸化物、酸化物等の不溶解性の沈殿物（スラッジ８）として分離除去して分離除去する。なお、かかるアルカリ剤７については、苛性アルカリ又はアンモニア水の添加に代えて、アンモニアガスとの接触、又は消石灰、生石灰、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム等の添加を行ってもよい。

ここで、脱鉄のためのｐＨ調整が、アルカリ剤と塩素と、アルカリ剤と次亜塩素酸塩（例えば食品添加物の次亜塩素酸ナトリウム）と、又はアルカリ性の次亜塩素酸塩１８を添加することによって行われれば、脱鉄と脱マンガンとを同時に実施することができるのみならず、不溶解性の含鉄沈殿物をろ過性のよい水和酸化鉄にできて好都合である。かかる事情は、実施の形態３以降の脱鉄脱マンガン工程１０４、１０６、２０７、３０２や脱鉄工程２０３で同様である。

次に、置換工程２０４では、脱鉄工程２０３で不純物成分の濃度を低減された塩化亜鉛水溶液１６１と、亜鉛微粒子等の金属亜鉛９と、を接触させて、亜鉛よりも貴な銅、鉛、カドミウム等の金属不純物成分１０を還元析出して、塩化亜鉛水溶液１６１中の不純物成分の濃度を更に低減している。

次に、脱マンガン工程２０５では、置換工程２０４で不純物成分の濃度を低減された塩化亜鉛水溶液１６２に過マンガン酸塩、塩素酸塩、二酸化塩素等の酸化剤１１を添加して、塩化亜鉛水溶液１６２中の溶解性マンガンを酸化し、不溶解性の二酸化マンガン（スラッジ８）に転換して分離除去する。

ここで、酸化剤１１として過マンガン酸塩を用いる場合、過剰の過マンガン酸がアルカリ剤水溶液３０に残存するまで過マンガン酸塩を供給して脱マンガンの終点を判断することができ、また、残存した過マンガン酸は、それを活性炭と接触させて不溶解性の二酸化マンガンに転換して除去される。

次に、炭酸亜鉛分離工程２０６では、脱マンガン工程２０５で不純物成分の濃度を低減された塩化亜鉛水溶液１６３と、アルカリ剤として炭酸ナトリウム１６と、を接触させて、塩化亜鉛水溶液１６３から炭酸亜鉛２１を析出させ、それを固液分離して固体物として回収して、これをそのまま製品とした。

以上の本実施の形態の炭酸亜鉛の製造方法によれば、電炉ダスト又は電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、亜鉛含有水溶液中の亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離して、炭酸亜鉛を製品として得る炭酸亜鉛分離工程と、を備え、亜鉛含有水溶液生成工程が、原料に塩素ガスを接触させて蒸発させ亜鉛成分を選択的に塩化し塩化亜鉛を生成する選択塩化工程２０１と、塩化亜鉛を水に溶解して塩化亜鉛水溶液を亜鉛含有水溶液として生成する溶解工程２０２と、を有し、塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤を接触させて、塩化亜鉛水溶液中における鉄成分を分離する脱鉄工程２０３と、鉄成分が分離された塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程２０４と、置換工程２０４を経た塩化亜鉛水溶液に酸化剤を接触させて、塩化亜鉛水溶液中におけるマンガン成分を分離する脱マンガン工程２０５と、を更に有し、炭酸亜鉛分離工程２０６が、脱マンガン工程２０５を経た塩化亜鉛水溶液中の亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離するものであるため、原料としての電炉ダスト又は２次ダストから亜鉛含有化合物としての塩化亜鉛を水溶液として優先して生成し、その原料中の亜鉛成分から生成した炭酸塩の形態の亜鉛含有化合物として炭酸亜鉛を生成するという製造コンセプトに基づいて、純度を向上した炭酸亜鉛を歩留まりよく安定的に量産することができる。

（第６の実施形態）
次に、図６を参照して、本発明の第６の実施形態における炭酸亜鉛の製造方法につき、詳細に説明する。

図６は、本実施形態に係る炭酸亜鉛の製造方法の工程を示す図である。

図６に示すように、本実施形態では、第５の実施形態に係る炭酸亜鉛の製造方法と比較して、脱鉄工程２０３及び脱マンガン工程２０５を置換工程２１０の前段に１つの脱鉄脱マンガン工程２０７として纏めて設定し、併せて、炭酸亜鉛分離工程２０６の前段に、炭酸亜鉛分離工程２０８及びアルカリ再生工程２０９を有していることが、主たる相違点である。本実施の形態においては、かかる相違点に着目して説明するものとし、同一な構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。なお、炭酸亜鉛分離工程２０８及びアルカリ再生工程２０９は、付加的な工程である。

具体的には、溶解工程２０２に続く脱鉄脱マンガン工程２０７では、溶解工程２０２で生成された塩化亜鉛水溶液６に苛性アルカリ、アンモニア水等のアルカリ剤７を添加してｐＨ調整を行い、塩化亜鉛水溶液６中の塩化第２鉄成分を水酸化物、酸化物等の不溶解性の沈殿物〈スラッジ８）として分離除去すると共に、かかる塩化亜鉛水溶液６に過マンガン酸塩、塩素酸塩、二酸化塩素等の酸化剤１１を添加して塩化亜鉛水溶液６中の溶解性マンガンを酸化し、不溶解性の二酸化マンガン〈スラッジ８〉に転換して分離除去する。なお、かかるアルカリ剤７については、苛性アルカリ又はアンモニア水の添加に代えて、アンモニアガスとの接触、又は消石灰、生石灰、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム等の添加を行ってもよい。

ここで、脱鉄のためのｐＨ調整が、アルカリ剤と塩素と、アルカリ剤と次亜塩素酸塩、又はアルカリ性の次亜塩素酸塩１８（例えば食品添加物の次亜塩素酸ナトリウム）を添加することによって行われれば、脱鉄と脱マンガンとを同時に実施することができるのみならず、不溶解性の含鉄沈殿物をろ過性のよい水和酸化鉄にできて好都合である。また、酸化剤１１として過マンガン酸塩を用いる場合、過剰の過マンガン酸が塩化亜鉛水溶液６に残存するまでの期間で過マンガン酸塩を供給して脱マンガンの終点を判断することができ、また、残存した過マンガン酸は、それを活性炭と接触させて不溶解性の二酸化マンガンに転換して除去される。

次に、置換工程２１０では、脱鉄脱マンガン工程２０７で不純物成分の濃度を低減された塩化亜鉛水溶液２６１と、亜鉛微粒子等の金属亜鉛９と、を接触させて、亜鉛よりも貴な銅、鉛、カドミウム等の金属不純物成分１０を還元析出して、塩化亜鉛水溶液２６１中の不純物成分の濃度を更に低減した塩化亜鉛水溶液２６２を生成している。

ここで、炭酸亜鉛分離工程２０８では、脱鉄脱マンガン工程２０７で不純物成分の濃度を低減された塩化亜鉛水溶液２６１と、アルカリ剤７として炭酸ナトリウムと、を接触させて、塩化亜鉛水溶液２６１から炭酸亜鉛２１を析出させ、それを固液分離して固体物として回収し脱鉄脱マンガン工程２０７に戻すことで、炭酸亜鉛２１をアルカリ剤として利用し、アルカリ剤成分を塩化亜鉛水溶液２６１に残存させることなく塩化亜鉛水溶液２６１中の亜鉛成分の濃度を高めることができる。このとき、前述したように、鉄と亜鉛との共沈を防ぐために炭酸亜鉛を加熱して、炭酸亜鉛中の炭酸イオン成分を二酸化炭素として揮散させると共に、炭酸亜鉛中の亜鉛成分を水酸化亜鉛又は酸化亜鉛とすることも好ましい。この際、アルカリ剤７として用いる炭酸ナトリウムは、実施の形態３以降の脱鉄脱マンガン工程１０４、１０６、２０７、３０２や脱鉄工程２０３でアルカリ剤７として用いてもよい。また、炭酸亜鉛分離工程２０８では、炭酸亜鉛２１の代わりに又は炭酸亜鉛と共に、水酸化亜鉛を析出させてもよい。

また、付言すれば、アルカリ再生工程２０９では、炭酸亜鉛分離工程２０８で炭酸亜鉛を分離後の塩化ナトリウムを主成分とするろ液２２に炭酸アンモニウム２４を添加して炭酸ナトリウムを析出させ、それを固液分離し、固体物として回収しアルカリ剤７として炭酸亜鉛分離工程２０８に戻すと共に、固液分離後のろ液２５は排出している。なお、ろ液２５中に塩化アンモニウムが含まれる場合には、塩化アンモニウムにアルカリ剤を加えてストリッピング工程により揮散させて捕集しアンモニア成分が必要な工程で再利用してもよい。

以上の本実施の形態の炭酸亜鉛の製造方法によれば、電炉ダスト又は電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、亜鉛含有水溶液中の亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離して、炭酸亜鉛を製品として得る炭酸亜鉛分離工程と、を備え、亜鉛含有水溶液生成工程が、原料に塩素ガスを接触させて蒸発させ亜鉛成分を選択的に塩化し塩化亜鉛を生成する選択塩化工程２０１と、塩化亜鉛を水に溶解して塩化亜鉛水溶液を亜鉛含有水溶液として生成する溶解工程２０２と、を有し、塩化亜鉛水溶液に酸化剤及びアルカリ剤を接触させて、塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程２０７と、鉄成分及びマンガン成分が分離された塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程２１０と、鉄成分及びマンガン成分が分離された塩化亜鉛水溶液から亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離して脱鉄脱マンガン工程に戻す前段炭酸亜鉛分離工程２０８と、を更に有し、炭酸亜鉛分離工程が２０６、置換工程を経た塩化亜鉛水溶液中の亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離するものであるため、原料としての電炉ダスト又は２次ダストから亜鉛含有化合物としての塩化亜鉛を水溶液として優先して生成し、その原料中の亜鉛成分から生成した炭酸塩の形態の亜鉛含有化合物として炭酸亜鉛を生成するという製造コンセプトに基づいて、純度を向上した炭酸亜鉛を歩留まりよく安定的に量産することができる。

（第７実施形態）
次に、図７を参照して、本発明の第７の実施形態における炭酸亜鉛の製造方法につき、詳細に説明する。

図７は、本実施形態に係る炭酸亜鉛の製造方法の工程を示す図である。

図７に示すように、本実施の形態に係る炭酸亜鉛の製造方法は、第６の実施形態に係る炭酸亜鉛の製造方法と比較して、第６の実施形態における選択塩化工程２０１及び溶解工程２０２を塩酸浸出工程３０１に置換した構成を有していることが、主たる相違点である。本実施の形態においては、かかる相違点に着目して説明するものとし、同一な構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。

つまり、本実施形態では、塩酸浸出工程３０１、脱鉄脱マンガン工程３０２、置換工程３０３及び炭酸亜鉛分離工程３０４を順に実行し、塩酸浸出工程３０１が亜鉛含有水溶液生成工程に相当するもので、本実施形態でも、原料としての電炉ダスト又は２次ダストから亜鉛成分を抽出した水溶液を生成することを優先し、その水溶液中の亜鉛成分から生成した炭酸塩の形態の亜鉛含有化合物として炭酸亜鉛を生成するという製造コンセプトに基づいている。

具体的には、まず、塩酸浸出工程３０１では、酸化亜鉛等である亜鉛含有化合物及び酸化鉄等である鉄化合物を含む原料としての電炉ダスト１と、塩酸１９の水溶液と、を直接接触させて電炉ダスト１を塩化し、主として塩化亜鉛成分及び塩化鉄成分から成る塩化亜鉛水溶液６を生成する共に、塩酸１９の水溶液に溶解しない固形分を残渣２０とした。なお、塩酸浸出工程３０１で用いる原料としては、電炉ダスト１の代わりに電炉ダストを還元炉で還元して得られる２次ダストを用いてもよい。

次に、脱鉄脱マンガン工程３０２では、塩酸浸出工程３０１で生成された塩化亜鉛水溶液６に苛性アルカリ、アンモニア水等のアルカリ剤７を添加してｐＨ調整を行い、塩化亜鉛水溶液６中の塩化第２鉄成分を水酸化物、酸化物等の不溶解性の沈殿物（スラッジ８）として分離除去すると共に、かかる塩化亜鉛水溶液６に過マンガン酸塩、塩素酸塩、二酸化塩素等の酸化剤１１を添加して塩化亜鉛水溶液６中の溶解性マンガンを酸化し不溶解性の二酸化マンガン（スラッジ８）に転換して分離除去する。

また、脱鉄脱マンガン工程３０２以降の置換工程３０３及び炭酸亜鉛分離工程３０４は、第２から第６の実施形態における置換工程１０３、１０７、２０４及び２１０、並びに第４から第６の実施形態における炭酸亜鉛分離工程１０８及び２０６と同様である。

以上の本実施の炭酸亜鉛の製造方法によれば、電炉ダスト又は電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、亜鉛含有水溶液中の亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離して、炭酸亜鉛を製品として得る炭酸亜鉛分離工程と、を備え、亜鉛含有水溶液生成工程が、原料に塩酸の水溶液を接触させて亜鉛成分を塩化した塩化亜鉛水溶液を生成する塩酸浸出工程３０１を有し、塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程３０２と、鉄成分及びマンガン成分が分離された塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程３０３と、を更に有し、炭酸亜鉛分離工程３０４が、置換工程３０３を経た塩化亜鉛水溶液中の亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離するものであるため、原料としての電炉ダスト又は２次ダストから亜鉛含有化合物としての塩化亜鉛を水溶液として優先して生成し、その原料中の亜鉛成分から生成した炭酸塩の形態の亜鉛含有化合物として炭酸亜鉛を生成するという製造コンセプトに基づいて、純度を向上した炭酸亜鉛を歩留まりよく安定的に量産することができる。

（第８の実施形態）
次に、図８を参照して、本発明の第８の実施形態における炭酸亜鉛の製造方法につき、詳細に説明する。

図８は、本実施形態に係る炭酸亜鉛の製造方法の工程を示す図である。

図８に示すように、本実施の形態に係る炭酸亜鉛の製造方法は、第７の実施形態に係る炭酸亜鉛の製造方法と比較して、炭酸亜鉛分離工程３０４の前段に、炭酸亜鉛分離工程３０５及びアルカリ再生工程３０６を有していることが、主たる相違点である。本実施の形態においては、かかる相違点に着目して説明するものとし、同一な構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。

具体的には、炭酸亜鉛分離工程３０５及びアルカリ再生工程３０６は、第６の実施形態における炭酸亜鉛分離工程２０８及びアルカリ再生工程２０９と同様である。

以上の本実施の炭酸亜鉛の製造方法によれば、第７の実施形態の構成に加えて、炭酸亜鉛分離工程３０４の前段に、炭酸亜鉛分離工程３０５及びアルカリ再生工程３０６を更に有ものであるため、純度を向上した炭酸亜鉛を歩留まりよく安定して量産することができる。

最後に、以上説明した本実施形態に対し、代表的に第１から第７の実施形態に対応する実験例につき、図９から図１６をも参照して詳細に説明する。

図９は、本発明の第１の実施形態の実験例１の結果を対応して示す表１であり、図１０及び図１１は、本発明の第２の実施形態の２つの実験例２及び３の結果を示す表２及び３であり、図１２は、本発明の第３の実施形態の実験例４の結果を示す表４であり、図１３は、本発明の第４の実施形態の実験例５の結果を示す表５であり、図１４は、本発明の第５の実施形態の実験例６の結果を示す表６であり、図１５は、本発明の第６の実施形態の実験例７の結果を示す表７であり、また、図１６は、本発明の第７の実施形態の実験例８の結果を示す表８である。なお、表中のＮＤは、検出せずであることを示す。また、表中の空欄は、電炉ダスト及び残渣については、検出限界未満又は検出せずであることを示し、電炉ダスト及び残渣以外については、分析項目外であることを示す。

（実験例１）
本実験例は、本発明の第１の実施形態に対応した実験例であり、その結果は図９の表１に示される。

まず、亜鉛抽出工程１０１では、予め、４４１ｇの重量の炭酸カルシウムと、７６２．８ｇの重量の電炉ダスト１と、を混合しか焼して得た８７０ｇの電炉ダスト（ＥＡＦＤ）１から８８．５ｇの重量のＥＡＦＤを分取し、分取したＥＡＦＤと、中性アンモニウム塩２９として２０．４％の濃度のＮＨ_４Ｃｌ水溶液と、を接触させ、中性アンモニウム塩２９の水溶液に溶解しない固形分をろ過により分離した残りの液体として、４１３ｍｌの体積の亜鉛抽出液３０を得た。また、中性アンモニウム塩２９の水溶液に溶解しない固形分をろ過して純水で洗浄した後に乾燥して、５２．８ｇの重量の残渣２０を得た。亜鉛抽出工程１０１における抽出条件では、温度が９５℃及び圧力が常圧であり、中性アンモニウム塩２９の水溶液とＥＡＦＤとの接触時間は、８時間とした。

次に、炭酸亜鉛分離工程１０２では、亜鉛抽出液３０に二酸化炭素２３を吹込み、炭酸亜鉛２１を析出させ、Ｃろ紙を使用した吸引及びろ過により炭酸亜鉛２１を分離し、これをそのまま製品とした。かかる炭酸亜鉛２１の組成を表１に示す。

なお、炭酸亜鉛２１を分離した後のろ液は、亜鉛抽出工程１０１で中性アンモニウム塩２９の水溶液として利用した。二酸化炭素２３は、亜鉛抽出工程１０１の電炉ダスト１のか焼において炭酸カルシウムの分解により発生したものを利用した。

（実験例２）
本実験例は、本発明の第２の実施形態に対応した実験例であり、その結果は図１９の表２に示される。

まず、亜鉛抽出工程１０１では、予め、４４１ｇの重量の炭酸カルシウムと、７６２．８ｇの重量の電炉ダスト１と、を混合しか焼して得た８７０ｇの重量の電炉ダスト（ＥＡＦＤ）１から１８６ｇの重量のＥＡＦＤを分取し、分取したＥＡＦＤと、中性アンモニウム塩２９として８０．２ｇの重量のＮＨ_４Ｃｌ及び６６ｇの重量の（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４を溶解して体積５００ｍｌにメスアップした水溶液と、を接触させ、中性アンモニウム塩２９の水溶液に溶解しない固形分をろ過により分離した残りの液体として、体積３６２．５ｍｌの亜鉛抽出液３０を得た。また、中性アンモニウム塩２９の水溶液に溶解しない固形分をろ過して純水で洗浄した後に乾燥し、６２．９ｇの残渣２０を得た。このように中性アンモニウム塩２９に（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４を混合したことにより、実験例１でＮＨ_４Ｃｌ水溶液を用いた場合に亜鉛抽出液３０中に濃度１１．３ｍｇ／ｌで抽出された鉛及び濃度８９１０ｍｇ／ｌで抽出されたカルシウムは、対応して検出下限値濃度５ｍｇ／ｌ未満及び濃度６１９ｍｇ／ｌになった。なお、本実験例の亜鉛抽出工程１０１における温度等の抽出条件は、実験例１のものと同じにした。

次に、置換工程１０３では、亜鉛抽出液３０に平均粒子径が約６μｍの粉末状の亜鉛粒子９を５ｇ投入した後に加熱して撹拌し、この撹拌物をろ過精度０．１μｍのメンブレンフィルタで吸引しろ過して、そのろ液として亜鉛抽出液１３１を得た。また、メンブレンフィルタ上の固形分を脱塩水で洗浄した後に吸引及び脱水し乾燥した固形分は、亜鉛粒子９の溶解に伴い還元されて析出した金属粉１０と、溶解せず残った粉末状亜鉛と、の混合物であった。

次に、置換工程１０３に引き続く炭酸亜鉛分離工程１０２を、亜鉛抽出液１３１を用いて実験例１のものと同じ内容で実行し、分離した炭酸亜鉛２１をそのまま製品とした。本実験例で得られた炭酸亜鉛２１の組成は、表２に示す通りであり、実験例１のものに比較すると銅、鉛、カドミウム等の金属不純物成分が低減されていた。

（実験例３）
本実験例は、本発明の第２の実施形態に対応した別の実験例であり、その結果は図１１の表３に示される。

まず、亜鉛抽出工程１０１では、予め、４４１ｇの重量の炭酸カルシウムと、７６２．８ｇの重量の電炉ダスト１と、を混合しか焼して得た８７０ｇの重量の電炉ダスト（ＥＡＦＤ）１から３００ｇの重量のＥＡＦＤを分取し、分取したＥＡＦＤと、中性アンモニウム塩２９として２０．４％の濃度のＮＨ_４Ｃｌ水溶液と、を接触させ、中性アンモニウム塩２９の水溶液に溶解しない固形分をろ過により分離した残りの液体として、６０１５ｍｌの体積の亜鉛抽出液３０を得た。また、中性アンモニウム塩２９の水溶液に溶解しない固形分の抽出可能な成分と、２４００ｍｌの濃度２０．４％のＮＨ_４Ｃｌ水溶液と、を接触させてかかる固形分を抽出した後に、それを純水で洗浄した後ろ過して、乾燥重量９４．７ｇの残渣２０を得た。なお、本実験例の亜鉛抽出工程１０１における温度等の抽出条件は、実験例１のものと同じにした。また、残渣２０をろ別した後のろ液(不溶解固形分から抽出可能な成分を抽出した後の中性アンモニウム塩の水溶液)は、次にＥＡＦＤを溶解するための中性アンモニウム塩２９の水溶液として利用し、残渣２０を純水で洗浄した後の洗浄水は、補給水として利用した。

次に、亜鉛抽出工程１０１に引き続く置換工程１０３を、実験例２のものと同じ内容で実行し、また、炭酸亜鉛分離工程１０２を、実験例１及び実験例２のものと同じ内容で実行し、分離した炭酸亜鉛２１をそのまま製品とした。本実験例で得られた炭酸亜鉛２１の組成は、表３に示す通りであり、実験例１のものに比較すると銅、鉛、カドミウム等の金属不純物成分が低減されていた。

（実験例４）
本実験例は、本発明の第３の実施形態に対応した実験例であり、その結果は図１２の表４に示される。

まず、亜鉛抽出工程１０１では、予め、４４１ｇの重量の炭酸カルシウムと、７６２．８ｇの重量の電炉ダスト１と、を混合しか焼して得た８７０ｇの重量の電炉ダスト（ＥＡＦＤ）１から６０．５ｇの重量のＥＡＦＤを分取し、分取したＥＡＦＤと、アルカリ剤７として１６．５％の濃度の水酸化ナトリウム水溶液と、を接触させ、アルカリ剤７の水溶液に溶解しない固形分をろ過により分離した残りの液体として３９５ｍｌの亜鉛抽出液３０を得た。アルカリ剤７の水溶液に溶解しない固形分の抽出可能な成分と、８６６ｍｌの体積の濃度１６．５５％の水酸化ナトリウム水溶液と、を接触させてかかる固形分を抽出した後に、それを純水で洗浄した後ろ過して、乾燥重量４３．３ｇの残渣２０を得た。なお、本実験例の亜鉛抽出工程１０１における温度等の抽出条件は、実験例１のものと同じにした。また、残渣２０をろ別した後のろ液（不溶解固形分から抽出可能な成分を抽出した後のアルカリ剤の水溶液）は、次にＥＡＦＤを溶解するためのアルカリ剤７として利用し、残渣２０を純水で洗浄した後の洗浄水は、希釈水として利用した。

次に、亜鉛抽出工程１０１に引き続く脱鉄脱マンガン工程１０４では、亜鉛抽出液３０に酸化剤１１として０．１ｇの重量のＫＭｎＯ_４結晶を添加した赤色の液に、加熱下で１０ｇの重量の活性炭を加えてその液色が透明になったことを確認後、ろ過精度が０．１μｍのメンブレンフィルタで吸引しろ過したろ液（脱鉄及び脱マンガンした亜鉛抽出液１３２）を得た。ろ紙上の固形分は、脱塩水で洗浄後乾燥し、２６３ｇの重量の脱鉄脱マンガンスラッジ８を得た。なお、残りの脱塩水は、ろ液に混合した。

次に、脱鉄脱マンガン工程１０４に引き続く置換工程１０３を、亜鉛抽出液１３２を用いて実験例２及び実験例３のものと同じ内容で実行し、また、炭酸亜鉛分離工程１０２を、実験例１から実験例３のものと同じ内容で実行し、分離した炭酸亜鉛２１をそのまま製品とした。本実験例で得られた炭酸亜鉛２１の組成は、表４に示す通りである。但し、本実験例では、炭酸亜鉛２１の分析値は、加熱乾燥時に酸化亜鉛に転換したものを分析したものを用いた。

（実験例５）
本実験例は、本発明の第４の実施形態に対応した実験例であり、その結果は図１３の表５に示される。

まず、亜鉛抽出工程１０１では、予め、４４１ｇの重量の炭酸カルシウムと、７６２．８ｇの重量の電炉ダスト１と、を混合しか焼して得た８７０ｇの重量の電炉ダスト（ＥＡＦＤ）１から２２８．３ｇの重量のＥＡＦＤを分取し、分取したＥＡＦＤと、中性アンモニウム塩２９として２０．４％の濃度のＮＨ_４Ｃｌ水溶液と、を接触させ、中性アンモニウム塩２９の水溶液に溶解しない固形分をろ過により分離した残りの液体として、１２８０ｍｌの体積の亜鉛抽出液３０を得た。中性アンモニウム塩２９の水溶液に溶解しない固形分をろ過して純水で洗浄した後に乾燥し、１５４．５ｇの重量の残渣２０を得た。なお、本実験例の亜鉛抽出工程１０１における温度等の抽出条件は、実験例１のものと同じにした。

次に、炭酸亜鉛分離工程１０２を、実験例１から実験例４のものと同じ内容で実行した。但し、分離した炭酸亜鉛２１は、製品とされることなく、次の炭酸亜鉛塩化工程１０５に送られた。

次に、炭酸亜鉛塩化工程１０５では、炭酸亜鉛分離工程１０２で固形分として分離した炭酸亜鉛２１を希塩酸１９に溶解して塩化亜鉛水溶液６を得た。

次に、炭酸亜鉛塩化工程１０５に引き続く脱鉄脱マンガン工程１０６では、塩化亜鉛水溶液６に酸化剤１１として次亜塩素酸ナトリウム水溶液を添加し、ろ過精度が０．１μｍのメンブレンフィルタ吸引しろ過したろ液（脱鉄及び脱マンガンした塩化亜鉛水溶液６１）を得た。ろ紙上の固形分は、脱塩水で洗浄後乾燥して脱鉄脱マンガンスラッジ８を得た。脱鉄脱マンガン工程１０６では鉄やマンガン以外にクロムも除去された。なお、残りの脱塩水は、ろ液に混合した。

次に、置換工程１０７では、塩化亜鉛水溶液６１に平均粒子径が約６μｍの粉末状の亜鉛粒子９を５ｇ投入した後に加熱して撹拌し、この撹拌物をろ過精度が０．１μｍのメンブレンフィルタで吸引しろ過して、そのろ液として塩化亜鉛水溶液６２を得た。メンブレンフィルタ上の固形分を脱塩水で洗浄した後に吸引脱水し乾燥した固形分は、亜鉛粒子９の溶解に伴い還元されて析出した金属粉１０と、溶解せず残った粉末状亜鉛と、の混合物であった。

次に、炭酸亜鉛分離工程１０８では、塩化亜鉛水溶液６２に炭酸ナトリウム１６を添加して炭酸亜鉛２１を析出させ、Ｃろ紙を使用した吸引及びろ過により炭酸亜鉛２１を分離した。更に、分離した炭酸亜鉛２１を加熱して、水酸化亜鉛３１及び二酸化炭素に分解し、水酸化亜鉛３１をそのまま製品とした。かかる水酸化亜鉛３１の組成は、表５では省略しているが、前段の炭酸亜鉛分離工程１０２で分離した炭酸亜鉛２１の組成は、表５に示す通りである。

（実験例６）
本実験例は、本発明の第５の実施形態に対応した実験例であり、その結果は図１４の表６に示される。

まず、選択塩化工程２０１では、竪型の管状炉（反応管）内で反応温度が９００℃の条件下で、電炉ダスト１を塩素ガス１５及び酸素ガス１７の混合ガスと接触させ、管状炉内の電炉ダスト（ＥＡＦＤ）１から、主として塩化亜鉛成分からなる塩化亜鉛３及び酸素２を蒸発させた。管状炉の下部には不揮発性の酸化鉄を主成分とする残渣４が残った。

次に、溶解工程２０２では、６２８．３ｇの塩化亜鉛３を６２８ｍｌの脱塩水１３に溶解して吸引及びろ過し９５０ｍｌの塩化亜鉛水溶液６を得た。ここで、ＰｂＣｌ_２とＦｅ_２Ｏ_３とを主成分とし吸引及びろ過によりろ別された不溶解スラッジ５を水洗して得られた水溶液から、０．５２５ｇの鉛を回収した。一方で、水洗により溶解しないＦｅ_２Ｏ_３を主成分とする固形分における乾燥重量は、１．１１７ｇであった。

次に、脱鉄工程２０３では、塩化亜鉛水溶液６を脱塩水で希釈してその体積を１４００ｍｌとし、これに対してｐＨ調整剤７として水酸化亜鉛を添加してｐＨを４．８４とし、これをＣろ紙で吸引及びろ過してろ液（脱鉄した塩化亜鉛水溶液１６１）を得た。また、ろ紙上の固形分を脱塩水で洗浄し乾燥して、重量が８．９９５ｇの脱鉄スラッジ８を得た。なお、洗浄水は、ろ液に混合した。

次に、置換工程２０４では、洗浄水を含むろ液（脱鉄した塩化亜鉛水溶液１６１）に平均粒子径が約６ｍｍで粒状の亜鉛粒子９を５０．３ｇ投入した後に加熱し撹拌して、この撹拌物をろ過精度が０．１μｍのメンブレンフィルタで吸引及びろ過してろ液（塩化亜鉛水溶液１６２）を得た。また、メンブレンフィルタ上の固形分を脱塩水で洗浄した後に吸引及び脱水して乾燥した固形分は、亜鉛粒子９の溶解に伴って還元されて析出した金属粉１０と、溶解せず残った粉末状亜鉛と、の混合物であった。

次に、脱マンガン工程２０５では、塩化亜鉛水溶液１６２に酸化剤１１として４ｇの重量のＫＭｎＯ_４結晶を添加した赤色の液に、加熱下で１０ｇの重量の活性炭を加えてその液色が透明になったことを確認後、ろ過精度が０．１μｍのメンブレンフィルタで吸引しろ過したろ液（脱マンガンした亜鉛抽出液１６３）を得た。ろ紙上の固形分は、脱塩水で洗浄後乾燥し、９．７ｇの重量の脱マンガンスラッジ８を得た。なお、残りの脱塩水は、ろ液に混合した。

次に、炭酸亜鉛分離工程２０６では、塩化亜鉛水溶液１６３にアルカリ剤として炭酸ナトリウム１６を添加して炭酸亜鉛２１を析出させ、これをＣろ紙を使用した吸引及びろ過により分離し、分離した炭酸亜鉛２１をそのまま製品とした。本実験例で得られた炭酸亜鉛２１の組成は、表６に示す通りである。また、この炭酸亜鉛２１は、加熱及び乾燥されると同時に水酸化亜鉛と二酸化炭素とに分解してしまうため、得られた水酸化亜鉛を脱鉄工程２０３でアルカリ剤の代わりに利用した。

（実験例７）
本実験例は、本発明の第６の実施形態に対応した実験例であり、その結果は図１５の表７に示される。

まず、選択塩化工程２０１及び溶解工程２０２を実験例６のものと同じ内容で実行した。但し、本実験例の溶解工程２０２では、回収した鉛は、０．７３ｇであった。

次に、脱鉄脱マンガン工程２０７では、分取した塩化亜鉛水溶液６を脱塩水で希釈して、これに対して酸化剤１１として次亜塩素酸ナトリウムを添加してｐＨを４．４とし、これをＣろ紙で吸引及びろ過してろ液（脱鉄脱マンガンした塩化亜鉛水溶液２６１）を得た。

次に、置換工程２１０では、洗浄水を含むろ液（脱鉄脱マンガンした塩化亜鉛水溶液２６１）に平均粒子径が約６μｍで粉末状の亜鉛粒子９を投入した後に加熱し撹拌して、この撹拌物をろ過精度が０．１μｍのメンブレンフィルタで吸引及びろ過してろ液（塩化亜鉛水溶液２６２）を得た。

ここで、前段の炭酸亜鉛分離工程２０８では、塩化亜鉛水溶液２６１にアルカリ剤７として炭酸ナトリウムを添加して炭酸亜鉛２１を析出させ、これをＣろ紙を使用した吸引及びろ過により分離した。この炭酸亜鉛２１は、加熱及び乾燥されると同時に水酸化亜鉛と二酸化炭素とに分解してしまうため、得られた水酸化亜鉛を脱鉄脱マンガン工程でアルカリ剤の代わりに利用した。

また、アルカリ再生工程２０９では、炭酸亜鉛２１を分離後の塩化ナトリウムを主成分とするろ液２２に炭酸アンモニウム２４を添加して炭酸ナトリウムを析出させ、これをろ過することにより炭酸ナトリウムを回収して、この回収した炭酸ナトリウムを炭酸亜鉛分離工程２０８でのアルカリ剤７として利用した。また、このように炭酸ナトリウムをろ過したろ液２５は、排出した。

次に、炭酸亜鉛分離工程２０６では、塩化亜鉛水溶液２６２にアルカリ剤として炭酸ナトリウム１６を添加して炭酸亜鉛２１を析出させ、これをＣろ紙を使用した吸引及びろ過により分離した。更に、分離した炭酸亜鉛２１を加熱して、水酸化亜鉛３１及び二酸化炭素に分解し、水酸化亜鉛３１をそのまま製品とした。かかる水酸化亜鉛３１の組成は、表７に示す通りである。

（実験例８）
本実験例は、本発明の第７の実施形態に対応した実験例であり、その結果は図１６の表８に示される。

まず、塩酸浸出工程３０１では、５５７．８ｇの重量の電炉ダスト１を塩酸１９として１０５０ｍｌの体積の濃度３５％の塩酸水溶液に溶解し、塩酸に溶解しない固形分をろ過により分離して塩化亜鉛水溶液６を得た。塩酸に溶解しない固形分は、残余の９１７ｍｌの体積の濃度３５％の塩酸水溶液に接触させて抽出した後に純水で洗浄後ろ過して乾燥重量３８．５ｇの残渣２０を得た。このときの溶解、抽出条件は、温度が９５℃、圧力が常圧で、塩酸と電炉ダスト１との接触時間が８時間とした。なお、残渣２０をろ別したろ液(不溶解固形分から抽出可能な成分を抽出した濃度３５％の塩酸水溶液)は、次にEAFDを溶解するための塩酸１９として利用し、残渣２０を純粋で洗浄した後の洗浄水は、希釈水として利用した。

次に、脱鉄脱マンガン工程３０２では、分取した塩化亜鉛水溶液６を脱塩水で希釈してその体積を２６８０ｍｌとし、これに対してｐＨ調整剤７として水酸化ナトリウムと酸化剤１１として次亜塩素酸ナトリウムとを添加してｐＨを４．０５とし、これをＣろ紙で吸引及びろ過したろ液（脱鉄脱マンガンした塩化亜鉛水溶液２６１）を得た。また、ろ紙上の固形分は、脱塩水で洗浄し乾燥して、重量が２６３ｇの脱鉄脱マンガン８を得た。脱鉄脱マンガン工程３０２では鉄やマンガン以外にクロムも除去された。なお、洗浄水は、ろ液に混合した。

次に、置換工程３０３では、洗浄水を含むろ液（脱鉄脱マンガンした塩化亜鉛水溶液２６１）に平均粒子径が約６μｍで粉末状の亜鉛粒子９を２５ｇ投入した後に加熱し撹拌して、この撹拌物をろ過精度が０．１μｍのメンブレンフィルタで吸引及びろ過してろ液（ろ過後の塩化亜鉛水溶液２６２）を得た。また、メンブレンフィルタ上の固形分を脱塩水で洗浄した後に吸引及び脱水して乾燥した３６．６ｇの重量の固形分は、亜鉛粒子９の溶解に伴って還元されて析出した金属粉１０と、この際に溶解せず残った粉末状亜鉛と、の混合物であった。

次に、炭酸亜鉛分離工程３０４では、塩化亜鉛水溶液２６２にアルカリ剤として炭酸ナトリウム１６を添加して炭酸亜鉛２１を析出させ、これをＣろ紙を使用した吸引及びろ過により分離し、分離した炭酸亜鉛２１をそのまま製品とした。本実験例で得られた炭酸亜鉛２１の組成は、表８に示す通りである。

なお、本発明は、構成要素の形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、かかる構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

以上のように、本発明においては、電炉ダスト又は電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストから、炭酸亜鉛を製造することができる炭酸亜鉛の製造方法を提供することができるものであるため、その汎用普遍的な性格から広範に製鉄プロセスの一つである電炉法においてスクラップの溶解製錬時に発生する電炉ダスト、又は電炉ダストの一部を製鉄原料としてリサイクルする際に還元炉で発生する２次ダストを原料とする炭酸亜鉛の製造方法に適用され得るものと期待される。

１…電炉ダスト又は２次ダスト
２…酸素ガス
３…塩化亜鉛
４…残渣
５、８…スラッジ
６、６１、６２、１６１、１６２、２６１、２６２…塩化亜鉛水溶液
７…アルカリ剤
９…亜鉛粒子
１０…金属不純物成分
１１…酸化剤
１３…水
１５…塩素ガス
１６…炭酸ナトリウム
１７…空気（酸素ガス）
１８…次亜塩素酸塩
１９…塩酸
２０…残渣
２１…炭酸亜鉛
２２、２５…ろ液
２３…二酸化炭素（炭酸ガス）
２４…炭酸アンモニウム
２９…中性アンモニウム塩
３０、１３１、１３２…アルカリ剤水溶液（亜鉛抽出液）
３１…水酸化亜鉛
１０１、２１２、３１１…亜鉛抽出工程
１０２、１０８、２０６、２０８、３０４、３０５…炭酸亜鉛分離工程
１０３、１０７、２０４、２１０、３０３…置換工程
１０４、１０６、２０３、２０７、３０２…脱鉄脱マンガン工程
１０５…炭酸亜鉛塩化工程
２０１…選択塩化工程
２０２…溶解工程
２０３…脱鉄工程
２０５…脱マンガン工程
２０９、３０６…アルカリ再生工程
３０１…塩酸浸出工程

Claims

電炉ダスト又は前記電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、前記原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、
前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離して、前記炭酸亜鉛を製品として得る炭酸亜鉛分離工程と、
を備える炭酸亜鉛の製造方法。
前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料から前記亜鉛成分を選択的に抽出して前記亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程を有し、
前記炭酸亜鉛分離工程は、前記亜鉛含有水溶液に二酸化炭素又は炭酸イオンを接触させて、前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を前記炭酸亜鉛として分離する請求項１に記載の炭酸亜鉛の製造方法。
前記亜鉛抽出工程で生成された前記亜鉛含有水溶液に金属亜鉛を接触させて、前記亜鉛含有水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程を更に有し、
前記炭酸亜鉛分離工程は、前記置換工程を経た前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を前記炭酸亜鉛として分離する請求項２に記載の炭酸亜鉛の製造方法。
前記亜鉛抽出工程で生成された前記亜鉛含有水溶液に酸化剤を接触させて、前記亜鉛含有水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、
前記脱鉄脱マンガン工程を経た前記亜鉛含有水溶液に金属亜鉛を接触させて、前記亜鉛含有水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、
を更に有し、
前記炭酸亜鉛分離工程は、前記置換工程を経た前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を前記炭酸亜鉛として分離する請求項２に記載の炭酸亜鉛の製造方法。
前記亜鉛抽出工程で生成された前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離する前段炭酸亜鉛分離工程と、
前記前段炭酸亜鉛分離工程で分離された前記炭酸亜鉛の亜鉛成分に塩酸の水溶液を接触させて塩化亜鉛の水溶液である塩化亜鉛水溶液を生成する亜鉛塩化工程と、
前記塩化亜鉛水溶液に酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、
前記脱鉄脱マンガン工程を経た前記塩化亜鉛水溶液に金属亜鉛を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、
を更に有し、
前記炭酸亜鉛分離工程は、前記置換工程を経た前記塩化亜鉛水溶液中の前記亜鉛成分を前記炭酸亜鉛として分離する請求項２に記載の炭酸亜鉛の製造方法。
前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料に塩素ガスを接触させて蒸発させ前記亜鉛成分を選択的に塩化し塩化亜鉛を生成する選択塩化工程と、前記塩化亜鉛を水に溶解して塩化亜鉛水溶液を前記亜鉛含有水溶液として生成する溶解工程と、を有し、
前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分を分離する脱鉄工程と、前記鉄成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記置換工程を経た前記塩化亜鉛水溶液に酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中におけるマンガン成分を分離する脱マンガン工程と、を更に有し、
前記炭酸亜鉛分離工程は、前記脱マンガン工程を経た前記塩化亜鉛水溶液中の前記亜鉛成分を前記炭酸亜鉛として分離する請求項１に記載の炭酸亜鉛の製造方法。
前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料に塩素ガスを接触させて蒸発させ前記亜鉛成分を選択的に塩化し塩化亜鉛を生成する選択塩化工程と、前記塩化亜鉛を水に溶解して塩化亜鉛水溶液を前記亜鉛含有水溶液として生成する溶解工程と、を有し、
前記塩化亜鉛水溶液に酸化剤及びアルカリ剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液から前記亜鉛成分を前記炭酸亜鉛として分離して前記脱鉄脱マンガン工程に戻す前段炭酸亜鉛分離工程と、を更に有し、
前記炭酸亜鉛分離工程は、前記置換工程を経た前記塩化亜鉛水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸亜鉛として分離する請求項１に記載の炭酸亜鉛の製造方法。
前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料に塩酸の水溶液を接触させて前記亜鉛成分を塩化した塩化亜鉛水溶液を生成する塩酸浸出工程を有し、
前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、を更に有し、
前記炭酸亜鉛分離工程は、前記置換工程を経た前記塩化亜鉛水溶液中の前記亜鉛成分を前記炭酸亜鉛として分離する請求項１に記載の炭酸亜鉛の製造方法。