JP2023500038A - 亜鉛保有原料から亜鉛を回収するための改良された方法 - Google Patents
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Abstract
Description
a)亜鉛を少なくとも3重量%含有する、固体または液体の亜鉛保有原料を用意することと、
b)亜鉛保有原料が固体の場合、pHが0~4の酸水溶液を用いて前述の固体原料を浸出させて、固体原料に含有される亜鉛を溶解させ、これにより、溶解亜鉛を含有する浸出溶液と非浸出固体残渣とを含むパルプを得ることであって、
固体原料に含有される亜鉛重量と、この浸出工程で使用される酸水溶液の体積との比が、酸水溶液1m3当たり亜鉛少なくとも20kgである、ことと、
c)任意に、溶解亜鉛を含有する浸出溶液から、非浸出固体残渣を分離すること、
d)工程b)で得られたパルプ、または工程c)を行う場合は浸出溶液、または亜鉛保有原料が液体の場合には亜鉛保有原料を、中和剤の存在下で中和し、これにより、可溶化された亜鉛および固体残渣を含有する、中和された亜鉛リッチ溶液を得て、前述の亜鉛リッチ溶液を固体残渣から分離することであって、
亜鉛保有原料が液体の場合、亜鉛保有原料は、原料中に溶解した亜鉛を少なくとも40g/L含有する、ことと、
e)亜鉛リッチ溶液に含有される可溶化された亜鉛を、有機抽出剤を用いて溶媒抽出し、これにより、亜鉛充填有機液体相と、不純物を含有する水性ラフィネートとを得ることであって、
有機相と水相の量の重量比(O/A比)が1.3~1.6の範囲であり、この工程での温度が47~52℃の範囲である、ことと、
f)温度を47~52℃に維持しながら亜鉛充填有機液体相を洗浄およびスクラビングすることを含む方法によって、前述の亜鉛充填有機液体相を精製することと、
g)酸水溶液を用いて有機液体相に充填された亜鉛を除去し、これにより、亜鉛を含有する酸水溶液と、不純物を含有する有機流とを得ることと、
h)電解採取、結晶化、および沈殿から選択される方法により、工程g)で得られた酸水溶液に含有される亜鉛を回収し、これにより、金属亜鉛または亜鉛含有化合物と酸水溶液とを得ることと
を含む方法に関する。
本発明の方法の第1の工程は、供給材料として使用される原料が固体である場合のみに適用され、酸水溶液(L1、浸出用水溶液とも呼ばれる)を用いて亜鉛保有原料(R1)を浸出することにある。
任意に、本発明の方法の工程c)において、溶解亜鉛を含有する貴浸出溶液(A1)を非浸出固体残渣から分離するために固体-液体分離処理を行ってもよい。前述の分離処理は、当業者に公知の任意の方法、例えば物理的分離処理によって行ってもよい。
貴浸出溶液中に充填された亜鉛は、パルプ(A1)として、または前述の固体-液体分離工程を経た場合には溶液(A2)として、浸出エリアを出る。パルプまたは溶液としての、可溶化不純物を含有する前述の浸出溶液は、制御された中和工程からなる処理を経る。前述の中和処理は、ケイ素、鉄、アルミニウム、アンチモン、およびヒ素で主に構成される各不純物の沈殿と適合するpHで行われる。
中和工程d)およびこれに続く分離を行った後に得られる中和された亜鉛リッチ溶液(A4)は次に、溶液中に存在する他の金属不純物の含量をさらに減少させるため、液体-液体抽出工程に部分的または全体的に供して、これにより、より高純度の亜鉛の入手をもたらす。
Zn2++2HR→ZnR2+2H+
式中、HRは有機酸抽出剤を表し、ZnR2は抽出された亜鉛を含有する亜鉛充填有機溶液を指す。
抽出工程e)から生じた亜鉛充填有機溶液(O1)は、共抽出された同伴不純物を少量であるがまだ含有するので、さらなる精製のための工程f)に送る。
MeRn+Zn2+→ZnR2+Men+
式中、Men+は金属不純物陽イオンであり、nはその原子価である。
精製工程後に得られる清浄亜鉛充填有機相(O2)は、以下の化学反応に従って、前述の清浄有機相を酸水溶液で処理することにある除去工程に供する。
ZnR2+2H+→2HR+Zn2+
除去工程で生じた亜鉛含有精製水溶液(A5)は、超純粋亜鉛を回収するため、本発明の方法の最終工程に供給する。
このさらなる精製処理の様々な工程が以下に詳述され、またこれらは図2に図示されるフロー図において概略的に表されている。
- 中和された亜鉛リッチ水溶液の一部(A4’)および/または水性ラフィネートの一部(L2’)をセメンテーション工程に供し、これにより、溶解亜鉛を含有する液体流(L6)と、金属不純物を含有する固体部分とを生成することと、
- 溶解亜鉛を含有する液体流(L6)を沈殿工程に供して、中和工程c)に再循環される亜鉛リッチ固体部分(S1)を得ることと、を含む。
- 中和された亜鉛リッチ水溶液の一部(A4’)および/または水性ラフィネートの一部(L2’)をセメンテーション工程に供し、これにより、溶解亜鉛を含有する液体流(L7)と、金属不純物を含有する固体部分とを生成することと、
- 得られた溶解亜鉛を含有する液体流(L7)を有機抽出剤と接触させることにより、前述の液体流(L7)を減損工程に供し、これにより、抽出工程e)に再循環される亜鉛充填有機溶液(O5)と、減損水溶液(L8)とを生成することと、
- 減損水溶液(L8)をセメンテーション工程に供し、これにより、溶解亜鉛をまだ含有する液体流(L6)と、金属不純物を含有する固体部分とを生成することと、
- 液体流(L6)を沈殿工程に供して、中和工程d)に再循環される亜鉛リッチ固体部分(S1)を得ることと、を含む。
- 中和された亜鉛リッチ水溶液の一部および/または水性ラフィネートの一部を第1および第2のブリードに分割することと、
- 第1のブリードを沈殿工程に供して、中和工程d)に再循環される亜鉛リッチ固体部分を得ることと、
- 第2のブリードをセメンテーション工程に供し、これにより、溶解亜鉛を含有する液体流と、金属不純物を含有する固体部分とを生成すること、
- 溶解亜鉛を含有する液体流を沈殿工程に供して、中和工程d)に再循環される亜鉛リッチ固体部分を得ることと、を含む。
- 中和された亜鉛リッチ水溶液の一部および/または水性ラフィネートの一部を第1および第2のブリードに分割すること、
- 第1のブリードを沈殿工程に供して、中和工程d)に再循環される亜鉛リッチ固体部分を得ることと、
- 第2のブリードをセメンテーション工程に供し、これにより、溶解亜鉛を含有する液体流と、金属不純物を含有する固体部分とを生成することと、
- 得られた溶解亜鉛を含有する液体流を有機抽出剤と接触させることにより、前述の液体流を減損工程に供し、これにより、抽出工程e)に再循環される亜鉛充填有機溶液と、減損水溶液とを生成することと、
- 減損水溶液をセメンテーション工程に供し、これにより、溶解亜鉛をまだ含有する液体流と、金属不純物を含有する固体部分とを生成することと、
- 溶解亜鉛をまだ含有する液体流を沈殿工程に供して、中和工程d)に再循環される亜鉛リッチ固体部分を得ることと、を含む。
発明は、本発明による改良された方法が記載される実施例、およびEP1361296に規定される前の方法と比較した結果により、はるかによく理解されることになる。図1および図2も、様々な工程およびこの実施例に記載される方法から生じる流れの理解の助けとして役立ち、ここで全ての稼働ユニットは大文字で表されている。
- Znを固体から液体状態に移す原料浸出
- 水溶液から有機抽出剤(D2EHPA)へのZnの抽出
- 有機溶液を抽出へと再循環させて戻すことができるように、酸性処理を使用した抽出剤からのZn除去
- Zn電解採取または結晶化ユニットを実行するSHG Znの生成
を使用する、二次Zn保有材料からの特別高品質亜鉛の生成について言及する。
Claims (16)
- 亜鉛を含有する原料から金属亜鉛または亜鉛含有化合物を回収するための方法であって、
a)亜鉛を少なくとも3重量%含有する、固体または液体の亜鉛保有原料を用意することと、
b)前記亜鉛保有原料が固体の場合、pHが0~4の酸水溶液を用いて前記固体原料を浸出させて、前記固体原料に含有される前記亜鉛を溶解させ、これにより、溶解亜鉛を含有する浸出溶液と非浸出固体残渣とを含むパルプを得ることであって、
前記固体原料に含有される亜鉛重量と、この浸出工程で使用される前記酸水溶液の体積との比が、酸水溶液1m3当たり亜鉛少なくとも20kgである、ことと、
c)任意に、前記溶解亜鉛を含有する前記浸出溶液から、前記非浸出固体残渣を分離することと、
d)工程b)で得られた前記パルプ、または工程c)を行う場合は前記浸出溶液、または前記亜鉛保有原料が液体の場合には前記亜鉛保有原料を、中和剤の存在下で中和し、これにより、可溶化された亜鉛および固体残渣を含有する、中和された亜鉛リッチ溶液を得て、前記亜鉛リッチ溶液を前記固体残渣から分離することであって、
前記亜鉛保有原料が液体の場合、前記亜鉛保有原料は、前記原料中に溶解した亜鉛を少なくとも40g/L含有する、ことと、
e)前記亜鉛リッチ溶液に含有される前記可溶化された亜鉛を、有機抽出剤を用いて溶媒抽出し、これにより、亜鉛充填有機液体相と、不純物を含有する水性ラフィネートとを得ることであって、
前記有機相と水相の量の重量比(O/A比)が1.3~1.6の範囲であり、この工程での温度が47~52℃の範囲である、ことと、
f)温度を47~52℃に維持しながら前記亜鉛充填有機液体相を洗浄およびスクラビングすることを含む方法によって、前記亜鉛充填有機液体相を精製することと、
g)酸水溶液を用いて前記有機液体相に充填された前記亜鉛を除去し、これにより、亜鉛を含有する酸水溶液と、不純物を含有する有機流とを得ることと、
h)電解採取、結晶化、および沈殿から選択される方法により、工程g)で得られた前記酸水溶液に含有される前記亜鉛を回収し、これにより、金属亜鉛または亜鉛含有化合物と酸水溶液とを得ることと、を含む、方法。 - 前記固体原料に含有される亜鉛重量と、この浸出工程で使用される前記酸水溶液の体積との比が、酸水溶液1m3当たり亜鉛20~30kgの範囲である、請求項1に記載の方法。
- 前記亜鉛保有原料が、前記亜鉛保有原料の総重量に対して3~80重量%の亜鉛を含有する、請求項1または2に記載の方法。
- 工程b)で使用される前記酸水溶液が、硫酸、塩酸、硝酸、フッ化水素酸、およびこれらの混合物から選択される、請求項1~3のいずれか1項に記載の方法。
- 工程b)で使用される前記酸水溶液のpHが、1.5~2.5である、請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記浸出工程b)での温度が、45~65℃の範囲である、請求項1~5にいずれか1項に記載の方法。
- 工程d)で使用される前記中和剤が、水酸化物、炭酸塩、および重炭酸塩から選択される、請求項1~6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記抽出工程e)で使用される前記有機抽出剤が、アルキルリン酸、アルキルホスホン酸、アルキルホスフィン酸、およびこれらの混合物である、請求項1~7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記抽出工程e)での温度が50℃である、請求項1~8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記精製工程f)において、前記亜鉛充填有機液体相の前記洗浄が、有機/水性の体積比が5~100であり、0.01~4g/lの当量H+の酸性度を有する酸性化水を用いて行われる、請求項1~9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記精製工程f)において、前記亜鉛充填有機液体相の前記スクラビングが、工程h)で生じる前記酸水溶液から来る酸性再循環溶液を用いて行われる、請求項1~10のいずれか1項に記載の方法。
- 前記除去工程で使用される前記酸水溶液の酸性度が、0.5~5.5g/lの当量H+であり、この工程の温度が47~52℃に維持される、請求項1~11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記除去工程g)で生じる有機流のブリードを酸性度が2~10mol/lの酸で処理することによって、前記ブリードを再生工程に供し、これにより、前記抽出工程e)に再循環される再生有機相と、前記浸出工程b)に再循環される減損酸溶液とを生じさせることをさらに含む、請求項1~12のいずれか1項に記載の方法。
- 工程d)で得られる前記中和された亜鉛リッチ水溶液の一部、および/または工程e)で得られる前記水性ラフィネートの一部を、アルカリ剤の存在下、pH6~8および温度70~90℃で沈殿工程に供し、これにより、前記中和工程d)に再循環される亜鉛リッチ固体部分を生じさせることをさらに含む、請求項1~13のいずれか1項に記載の方法。
- - 工程d)で得られる前記中和された亜鉛リッチ水溶液および/または工程e)で得られる前記水性ラフィネートを、pH2~4でアルカリ剤でまず処理し、次に温度を20~90℃に維持しながら金属亜鉛粉末を添加することによって、前記溶液の一部および/または前記ラフィネートの一部をセメンテーション工程に供し、これにより、溶解亜鉛を含有する液体流と、金属不純物を含有する固体部分とを生成することと、
- 溶解亜鉛を含有する前記液体流を、請求項14に記載の沈殿工程に供して、前記中和工程d)に再循環される亜鉛リッチ固体部分を得ることと、をさらに含む、請求項1~13のいずれか1項に記載の方法。 - - 工程d)で得られる前記中和された亜鉛リッチ水溶液の一部、および/または工程e)で得られる前記水性ラフィネートの一部を、請求項15に記載のセメンテーション工程に供し、これにより、溶解亜鉛を含有する液体流と、金属不純物を含有する固体部分とを生成することと、
- 前記得られた溶解亜鉛を含有する液体流を有機抽出剤と接触させることによって、前記液体流を減損工程に供し、これにより、前記抽出工程e)に再循環される亜鉛充填有機溶液と、減損水溶液とを生成することと、
- 前記減損水溶液を別の請求項15に記載のセメンテーション工程に供し、これにより、溶解亜鉛をまだ含有する液体流と、金属不純物を含有する固体部分とを生成することと、
- 溶解亜鉛をまだ含有する前記液体流を、請求項14に記載の沈殿工程に供して、前記中和工程d)に再循環される亜鉛リッチ固体部分を得ることと、をさらに含む、請求項1~13のいずれか1項に記載の方法。
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