JP2879688B2 - Process for producing a solution containing zinc-containing material containing Al - Google Patents
Process for producing a solution containing zinc-containing material containing AlInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、亜鉛または亜鉛系メッキ工場で生成するメ
ッキドロスやハンダなどのAlを含む亜鉛含有物を塩基性
炭酸アンモニウム液に溶解して溶解液を製造する方法に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a dissolving solution obtained by dissolving zinc or a zinc-containing substance such as plated dross or solder generated in a zinc-based plating plant in a basic ammonium carbonate solution. And a method for producing the same.
近年、製鉄所では、鋼板の高度利用化を図るために、
亜鉛または亜鉛系メッキ鋼板として、自動車用鋼板や家
電用鋼板としての利用が多くなっている。かかるメッキ
工程においては、メッキドロスが比較的多量に発生する
が、従来、その用途が殆どなく、廉価で亜鉛の専用業者
に外販され、一方、亜鉛の専用業者ではZnOの形でその
ままあるいは電気分解などにより純度を高めて販売する
ようにしている。In recent years, at steelworks, in order to achieve advanced utilization of steel sheets,
As zinc or a zinc-based plated steel sheet, it is increasingly used as a steel sheet for automobiles and a steel sheet for home appliances. In such a plating step, a relatively large amount of plating dross is generated, but conventionally, there is almost no use of the plating dross, and it is sold at a low price to a specialized zinc supplier. To increase the purity.
上記の特にZn−Alメッキドロス中には、Alの含有量が
たとえば約0.1〜10%程度含有しており、本来なら、そ
のAl分を除去して、亜鉛または亜鉛系メッキ工程に再利
用するか、酸化亜鉛として磁性材料などに利用すること
が望ましい。The above-mentioned Zn-Al plating dross particularly contains, for example, about 0.1 to 10% of Al. Therefore, the Al content should be removed and reused in the zinc or zinc-based plating step. It is desirable to use zinc oxide as a magnetic material.
他方、本出願人は、特開昭59−88319号などにおい
て、FeおよびPbを含む亜鉛含有物を塩基性炭酸アンモニ
ウム液に溶解し、その後不純物除去(特にFeおよびPb除
去)工程などを経て、溶解液を晶析工程に導き、晶析操
作により、亜鉛を塩基性炭酸亜鉛として回収することを
提案し、また実用的にも優れた方法(以下先行法とい
う)であることを確証した。On the other hand, the present applicant disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-88319 or the like that a zinc-containing substance containing Fe and Pb was dissolved in a basic ammonium carbonate solution, and then a step of removing impurities (particularly, removing Fe and Pb) was performed. The solution was led to a crystallization step, and it was proposed to recover zinc as basic zinc carbonate by a crystallization operation, and it was confirmed that the method was a practically superior method (hereinafter referred to as a prior method).
Zn−Alメッキドロス中には、前記のように、Al分を比
較的多く含んでおり、これを除去しないと、そのままZn
メッキに利用した場合、メッキ性状を阻害する、または
磁性特性の低下につながるなどの問題がある。As described above, the Zn-Al plating dross contains a relatively large amount of Al, and if this is not removed, the Zn
When used for plating, there are problems such as impairing the plating properties or deteriorating the magnetic properties.
したがって、Alの除去は重要な課題であり、もし亜鉛
含有物を塩基性炭酸アンモニウム液に溶解したときAlの
含有量が少ない炭酸亜鉛溶液を得ることができれば、前
記の先行法に則って、炭酸亜鉛として回収できる。Therefore, removal of Al is an important issue, and if a zinc carbonate solution having a low content of Al can be obtained when a zinc-containing substance is dissolved in a basic ammonium carbonate solution, a carbonate according to the above-mentioned prior method can be obtained. Can be recovered as zinc.
しかし、前記公報での対象の亜鉛含有物は、Al含有量
が問題になるほどの原料でなかったためにその除去に注
意を払わなくて足りた。しかるに、前記のZn−Alメッキ
ドロスのように、Al含有量が多いと、先行法をそのまま
適用しても、到底Alの少ない炭酸亜鉛結晶を得ることが
できないことが判った。However, the subject zinc-containing material in the above publication was not a raw material whose Al content was a problem, so that care was not required for its removal. However, it has been found that when the Al content is large, as in the case of the above-mentioned Zn-Al plated dross, even if the prior method is applied as it is, it is impossible to obtain a zinc carbonate crystal with very little Al.
そこで、種々のAl除去方法を試みたが、悉く失敗し
た。Therefore, various Al removal methods were tried, but failed completely.
したがって、本発明の課題は、Al含有量の少ない亜鉛
溶解液を得ることにある。Therefore, an object of the present invention is to obtain a zinc solution having a low Al content.
上記課題は、塩基性炭酸アンモニウム液にAlを含む亜
鉛含有物を溶解するとともに、その溶解の際、NH3:CO3
濃度重量比を、1:0.8〜1:1.8とすることで解決できる。The above object is to dissolve a zinc-containing material containing Al in a basic ammonium carbonate solution, and to dissolve NH 3 : CO 3
The problem can be solved by setting the concentration weight ratio to 1: 0.8 to 1: 1.8.
本発明者らは、Alを含む亜鉛含有物に対しても、塩基
性炭酸アンモニウム液により溶解することが優れ、かつ
溶解液製造工程において、Al含有量を低減させ、Al含有
量の少ない溶解液を得るようにすれば、その後は先行法
をそのまま適用して高純度炭酸亜鉛として亜鉛を回収で
きることを知見した。また、必要ならばさらに炭酸亜鉛
を焼成して酸化亜鉛を得ることができる。The present inventors have found that, even for a zinc-containing substance containing Al, it is excellent to be dissolved by a basic ammonium carbonate solution, and in the solution production step, the Al content is reduced, and the solution having a low Al content is reduced. It has been found that, after that, zinc can be recovered as high-purity zinc carbonate by applying the prior method as it is. If necessary, zinc oxide can be further calcined to obtain zinc oxide.
一方、本発明者は、前記公報などにおいて、亜鉛含有
物を塩基性炭酸アンモニウム液により溶解するにあた
り、NH4OHおよび(NH4)2CO3のそれぞれの濃度を5〜40
%が好ましいことを提案したが、その提案当時には、本
発明が対象とするような、Al含有量の多い亜鉛含有物の
溶解を想定していなかったので、溶解液の濃度について
厳密な管理を必要としなかったが、Al含有量の多い亜鉛
含有物の溶解に際して、Alの含有量を確実に低減させる
には、前記のラフな濃度範囲では所望の溶解液を得るこ
とができないことがあることが判明した。特に、NH3:CO
3濃度重量比が重要であることが判明した。On the other hand, the present inventor disclosed in the above publications that when dissolving a zinc-containing substance with a basic ammonium carbonate solution, the respective concentrations of NH 4 OH and (NH 4 ) 2 CO 3 were 5 to 40.
% Was preferred, but at the time of the proposal, it was not intended to dissolve zinc-containing substances having a high Al content, which is the object of the present invention. Although not required, in dissolving a zinc-containing material having a high Al content, in order to surely reduce the Al content, it may not be possible to obtain a desired solution in the above rough concentration range. There was found. In particular, NH 3 : CO
The concentration-to-weight ratio was found to be important.
しかるに、本発明にしたがって、NH3:CO3濃度重量比
が、1:0.8〜1〜1.8とすると、確実にAl含有量を低減で
きることが判明した。However, according to the present invention, it has been found that when the NH 3 : CO 3 concentration weight ratio is 1: 0.8 to 1 to 1.8, the Al content can be surely reduced.
以下本発明をさらに詳説する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
本発明の対象とするAlを含む亜鉛含有物(以下亜鉛含
有物と省略することもある)としては、前述のように、
メッキ工程から排出されるZn−Alメッキドロスや、ハン
ダ製造工場からの廃ハンダなどが含まれる。かかる対象
とする亜鉛含有物中のAl含有量に制限はないが、1000pp
m以上含有するものであっても、炭酸亜鉛溶液中の濃度
として、Alを10mg/、特に5mg/以下に低減できるこ
とは注目されるべきことである。As the zinc-containing material containing Al targeted in the present invention (hereinafter sometimes abbreviated as zinc-containing material), as described above,
This includes Zn-Al plating dross discharged from the plating process and waste solder from a solder manufacturing plant. Although there is no limitation on the Al content in the zinc-containing material to be subjected, 1000 pp
It should be noted that even if the content is not less than m, the concentration of Al in the zinc carbonate solution can be reduced to 10 mg /, particularly 5 mg / or less.
亜鉛含有物は、塩基性炭酸アンモニウム液に溶解され
る。この塩基性炭酸アンモニウム液を得るには、アンモ
ニア水と炭酸ガスとを接触させることなどにより得るこ
とができる。何れにしても、Alを含む亜鉛含有物を溶解
する際に、NH3:CO3濃度重量比が、1:0.8〜1:1.8とする
こと必須となる。この濃度重量比のさらに好ましい範囲
は、1:1〜1:1.5である。The zinc content is dissolved in the basic ammonium carbonate solution. This basic ammonium carbonate solution can be obtained by contacting aqueous ammonia with carbon dioxide gas. In any case, when dissolving the zinc-containing material containing Al, it is essential that the NH 3 : CO 3 concentration weight ratio be 1: 0.8 to 1: 1.8. A more preferred range of the concentration-weight ratio is 1: 1 to 1: 1.5.
この範囲が好ましい理由は、次の実験により知見され
た。The reason why this range is preferable was found by the following experiment.
すなわち、Alを約10重量%(以下%は全て重量%であ
る)、亜鉛を約89%含む、製鉄所の溶融亜鉛メッキ工場
から廃棄されるZn−Alメッキドロスを本発明の亜鉛含有
物として、これを種々のCO3:NH3濃度重量比の亜鉛溶解
液により溶解し、その溶解後の溶解液中のZnとAlの濃度
について調べたところ、第1表および第1図の結果を得
た。That is, Zn-Al plated dross discarded from a hot-dip galvanizing plant of an ironworks containing about 10% by weight of Al (hereinafter, all percentages are all by weight) and about 89% of zinc as a zinc-containing material of the present invention, This was dissolved in a zinc solution having various CO 3 : NH 3 concentrations and weight ratios, and the concentrations of Zn and Al in the solution after the dissolution were examined. The results shown in Table 1 and FIG. 1 were obtained. .
この結果により、本発明のNH3:CO3濃度重量比が前記
範囲にあるときは、Zn溶解量が多く、かつAl濃度が少な
い亜鉛溶解液を得ることができるとともに、NH3:CO3濃
度重量比が、第1図の1:1.8の線を超えると、Alの濃度
が比較的少ないものの溶解量が少なくなり、他方、NH3:
CO3濃度重量比が1:0.8未満であると、Alの濃度が高くな
ることが判る。Znの溶解量が少ないと、亜鉛含有物の溶
解に時間と過大な溶解装置を必要とし経済的な運転がで
きない。Alの溶解量が多いと、勿論その後において炭酸
亜鉛を晶析したとき、Al含有量の多い結晶しか得られな
い。 According to this result, when the NH 3 : CO 3 concentration weight ratio of the present invention is within the above range, a Zn solution having a large Zn dissolution amount and a low Al concentration can be obtained, and the NH 3 : CO 3 concentration can be obtained. When the weight ratio exceeds the line of 1: 1.8 in FIG. 1, the amount of dissolution decreases although the Al concentration is relatively low, while NH 3 :
It is understood that when the weight ratio of the CO 3 concentration is less than 1: 0.8, the Al concentration increases. If the dissolution amount of Zn is small, it takes time and an excessive dissolution apparatus to dissolve the zinc-containing material, and economic operation cannot be performed. If the amount of Al dissolved is large, of course, when zinc carbonate is subsequently crystallized, only crystals having a high Al content can be obtained.
上記のようにして得られた溶解液は、先行法にしたが
って炭酸亜鉛の回収に利用できる。The solution obtained as described above can be used for recovery of zinc carbonate according to the prior art.
本発明にしたがって、炭酸亜鉛溶液中のAl濃度が5mg/
以下であると、最終的に晶析によって得られる炭酸亜
鉛中のAl含有量は30mg/kg以下となり、きわめて高品質
な炭酸亜鉛結晶を得ることができる。なお、炭酸亜鉛溶
液中のAl濃度が1mg/以下であれば、炭酸亜鉛結晶中の
Al含有量は10mg/kg以下となる。According to the present invention, the Al concentration in the zinc carbonate solution is 5 mg /
If it is less than the above, the Al content in zinc carbonate finally obtained by crystallization will be 30 mg / kg or less, and extremely high quality zinc carbonate crystals can be obtained. Note that if the Al concentration in the zinc carbonate solution is 1 mg / or less,
The Al content will be 10 mg / kg or less.
以下本発明法の具体例および付随する他の事項を第2
図により説明する。Hereinafter, specific examples of the method of the present invention and other related matters are described in the second section.
This will be described with reference to the drawings.
まず、溶解原液の調整装置1において、水、炭酸ガス
CO2およびNH4OH、ならびに後述する返送液により適切な
NH3:CO3濃度重量比の塩基性炭酸アンモニウム液を調整
する。この濃度調整済塩基性炭酸アンモニウム液を一時
溶解液タンク2に貯留し、必要量第1溶解槽3に導く。
第1溶解槽3の後段には、第1沈降分離槽4、第2溶解
槽5、第2沈降分離槽6、第1部分晶析槽7、第2部分
晶析槽8が順に配設されている。First, in the dissolving solution adjusting device 1, water, carbon dioxide gas
CO 2 and NH 4 OH, and the
Prepare a basic ammonium carbonate solution with a NH 3 : CO 3 concentration weight ratio. This basic ammonium carbonate solution whose concentration has been adjusted is temporarily stored in the solution tank 2 and guided to the required first solution tank 3.
A first settling / separation tank 4, a second settling tank 5, a second settling / separation tank 6, a first partial crystallization tank 7, and a second partial crystallization tank 8 are disposed in the subsequent stage of the first dissolving tank 3. ing.
第1溶解槽3および第2溶解槽5には、対象とする亜
鉛含有物9がそれぞれ投入手段10、11により投入され、
その溶解が図られる。溶解にはたとえば図示の循環ポン
プ12A、12Bによる溶解液の循環により行うことができ
る。Into the first dissolution tank 3 and the second dissolution tank 5, a target zinc-containing material 9 is charged by charging means 10 and 11, respectively.
The dissolution is achieved. The dissolution can be performed, for example, by circulating the dissolving solution by the illustrated circulation pumps 12A and 12B.
第1溶解槽3における清澄液は、第1沈降分離槽4に
導き、そこで未溶解のZn含有量が多く、かつ水酸化アル
ミニウムを高濃度に含むZn含有スラリーをポンプにより
第1溶解槽3に返送する。第1沈降分離槽4での清澄液
は第2溶解槽5に供給し、この第2溶解槽5において新
たな亜鉛含有物の投入を受け、その溶解を図る。第2溶
解槽5における清澄液は第2沈降分離槽6に導き、そこ
でZn含有量の多く、かつ水酸化アルミニウムを高濃度に
含むZn含有スラリーを前段の第2溶解槽5および第1溶
解槽3に返送する。第2沈降分離槽6の清澄液は、順次
第1および第2部分晶析槽7、8に対して供給する。The clarified liquid in the first dissolving tank 3 is led to the first sedimentation separation tank 4, where a Zn-containing slurry containing a large amount of undissolved Zn and containing aluminum hydroxide at a high concentration is pumped into the first dissolving tank 3. I will send it back. The clarified liquid in the first settling / separation tank 4 is supplied to the second dissolution tank 5, and a new zinc-containing substance is supplied to the second dissolution tank 5 to dissolve the same. The clarified liquid in the second dissolving tank 5 is led to the second sedimentation / separation tank 6, where a Zn-containing slurry having a high Zn content and containing aluminum hydroxide in a high concentration is provided in the second and fifth dissolving tanks 5 and 1 in the preceding stage. Return to 3. The clarified liquid in the second settling / separation tank 6 is sequentially supplied to the first and second partial crystallization tanks 7 and 8.
本発明においては、上記第1溶解槽3および第2溶解
槽5において、亜鉛溶解液として、NH3:CO3濃度重量比
が前記範囲内にあるように、調整される。具体的には、
たとえば主に溶解原液の調整装置1において、NH3:CO3
濃度重量比が調整される。In the present invention, in the first dissolving tank 3 and the second dissolving tank 5, the zinc solution is adjusted so that the NH 3 : CO 3 concentration weight ratio is within the above range. In particular,
For example, mainly in the dissolving solution adjusting device 1, NH 3 : CO 3
The concentration weight ratio is adjusted.
一方、最終的に得られる炭酸亜鉛結晶中のSi含有量が
メッキ性状を阻害することなどにおいて問題になる場合
には、必要により、図示のSi除去手段が付加される。On the other hand, if the Si content in the finally obtained zinc carbonate crystal has a problem in obstructing the plating properties, the illustrated Si removing means is added as necessary.
すなわち、炭酸亜鉛溶液に対して、マグネタイトなど
の水酸化鉄の添加が行われる。Siの含有量の低減に当た
り、本発明者らは、特公昭63−50414号公報において、
硫酸鉄溶液を添加することを先に提案した。しかし、本
発明の対象とする亜鉛含有物の溶解液に対しても、比較
的効果はあるものの、未だ充分でなく、水酸化鉄の添加
がより好ましいことを知見している。That is, iron hydroxide such as magnetite is added to the zinc carbonate solution. In reducing the content of Si, the present inventors, in JP-B-63-50414,
It was previously proposed to add an iron sulfate solution. However, it has been found that, although relatively effective, it is still not sufficient for the solution containing the zinc-containing substance of the present invention, and that the addition of iron hydroxide is more preferable.
そこで、第2図のように、硫酸鉄FeSO4溶液槽20から
の硫酸鉄溶液、および過酸化水素槽21からの過酸化水素
を酸化槽22に供給するとともに、この酸化槽22に中和
剤、たとえばアンモニア水または塩基性炭酸アンモニウ
ム液を添加して中和し、水酸化鉄(たとえばFe3O4・nH2
O)を得て、清澄液分は水酸化鉄供給槽23から系外に排
出しながら、水酸化鉄スラリーを第2溶解槽5、第2沈
降分離槽6、第1部分晶析槽7および第2部分晶析槽8
に並行的に供給し、溶解性シリカSiO2を水酸化鉄に吸着
させ、後述の固液分離装置42、53により固形物分として
系外に排出するようにしてある。また、本実施例におい
て、硫酸鉄の形でなく、水酸化鉄の形で炭酸亜鉛溶液に
添加するのは、硫酸鉄スラリーよりマグネタイトスラリ
ーは沈降性および濾過性に優れるためであり、固液分離
効果が大きく、もって炭酸亜鉛溶液中に残存するSiの含
有量をより低減できるからである。Therefore, as shown in FIG. 2, the iron sulfate solution from the iron sulfate FeSO 4 solution tank 20 and the hydrogen peroxide from the hydrogen peroxide tank 21 are supplied to the oxidation tank 22 and the neutralizing agent is supplied to the oxidation tank 22. For example, ammonia water or basic ammonium carbonate solution is added for neutralization, and iron hydroxide (eg, Fe 3 O 4 .nH 2
O), the clarified liquid is discharged from the iron hydroxide supply tank 23 to the outside of the system, and the iron hydroxide slurry is supplied to the second dissolution tank 5, the second sedimentation separation tank 6, the first partial crystallization tank 7, and Second partial crystallization tank 8
And the soluble silica SiO 2 is adsorbed on iron hydroxide, and is discharged out of the system as solids by solid-liquid separators 42 and 53 described below. Further, in this embodiment, the reason why the magnetite slurry is added to the zinc carbonate solution in the form of iron hydroxide instead of the form of iron sulfate is because magnetite slurry is more excellent in sedimentation and filterability than iron sulfate slurry, This is because the effect is large and the content of Si remaining in the zinc carbonate solution can be further reduced.
この点に関して、次のような実験を行った。 In this regard, the following experiment was conducted.
すなわち、第3図のように、Znを約89%、Alを約10%
含むZn−Alメッキドロス100gを塩基性アンモニウム液
(溶媒)に液温40℃の状態で溶解し、その後濾過して濾
液(NH3:136g/、Zn:123g/、Fe:286mg/、Si:1.5mg
/)を得た。That is, as shown in FIG. 3, about 89% of Zn and about 10% of Al
100 g of Zn-Al-plated dross is dissolved in a basic ammonium liquid (solvent) at a liquid temperature of 40 ° C., and then filtered to obtain a filtrate (NH 3 : 136 g /, Zn: 123 g /, Fe: 286 mg /, Si: 1.5 mg
/) Got.
かかる濾液100mlについて、それぞれ(1)エア酸
化、(2)FeSO4添加+エア酸化、(3)FeSO4添加+H2
O2酸化、(4)マグネタイトスラリー(Fe3O4・nH2Oを5
0g/で含む)の5ml添加、(5)同マグネタイトスラリ
ーの10ml添加を行った後の溶液を濾過し、濾液中の濃度
を調べるとともに、ケーキスラリーについて溶媒(塩基
性炭酸アンモニウム液)を添加し、次いで濾過したとき
の、ケーキおよび濾液について濃度を調べたところ第3
図に併示する結果を得た。For 100 ml of the filtrate, (1) air oxidation, (2) FeSO 4 addition + air oxidation, (3) FeSO 4 addition + H 2
O 2 oxidation, (4) magnetite slurry (Fe 3 O 4 .nH 2 O
(5 g) was added, and (5) the solution after the addition of 10 ml of the magnetite slurry was filtered, the concentration in the filtrate was examined, and a solvent (basic ammonium carbonate solution) was added to the cake slurry. Then, when the concentration of the cake and the filtrate at the time of filtration was examined,
The results shown in the figure were obtained.
この結果から、特に工程(5)に示されるマグネタイ
トスラリーの添加法が、炭酸亜鉛溶液中のSi濃度として
0.35mg/まで低下させることができ、優れた方法であ
ることが判る。From these results, the method of adding the magnetite slurry shown in the step (5) was particularly effective in determining the Si concentration in the zinc carbonate solution.
It can be reduced to 0.35 mg /, which proves to be an excellent method.
なお、炭酸亜鉛溶液に対して、マグネタイト(Fe3O4
・nH2O)として5〜20g/、Feとして1〜4g/のマグ
ネタイトを添加するのが好ましい。また、マグネタイト
を得るためのFeSO4に対する酸化率は50〜80%が好まし
い。In addition, magnetite (Fe 3 O 4
· NH 2 O) as a 5 to 20 g /, preferably added 1 to 4 g / magnetite as Fe. Also, oxidation rate for FeSO 4 for obtaining the magnetite is preferably 50-80%.
炭酸亜鉛溶液中、または最終的に得られる炭酸亜鉛結
晶中のAl含有量を著しく低減させる必要がある場合、部
分晶析を行うと有効である。When it is necessary to significantly reduce the Al content in the zinc carbonate solution or in the zinc carbonate crystal finally obtained, it is effective to perform partial crystallization.
たとえば、第2図のように、第1および第2部分晶析
槽7、8からの炭酸亜鉛溶液を各槽の加熱または減圧蒸
発によって凝縮器30に導き、アンモニウムを蒸発除去
し、炭酸亜鉛の一部を晶析し、晶析物の一部は固液分離
装置40たとえば遠心分離機の溶液側に経路41により、そ
の後の溶解・金属亜鉛添加工程に導くとともに、アンモ
ニアの蒸発に伴って、炭酸亜鉛溶液中に溶解しているAl
を水酸化アルミニウムとして同時に析出させ、これを部
分晶析槽7、8に返送し、第2部分晶析槽8からの水酸
化アルミニウムを含有する炭酸亜鉛スラリーを固液分離
装置40に供給し、固形物分を除去する。これにより、固
液分離装置40からの排出炭酸亜鉛溶液中におけるAl含有
量がきわめて少なくなる。For example, as shown in FIG. 2, the zinc carbonate solution from the first and second partial crystallization tanks 7 and 8 is led to the condenser 30 by heating or evaporating under reduced pressure of each tank, and ammonium is evaporated and removed. A portion is crystallized, and a portion of the crystallized product is guided to a subsequent dissolution / metal zinc addition step by a route 41 on the solution side of a solid-liquid separator 40, for example, a centrifuge, and with the evaporation of ammonia, Al dissolved in zinc carbonate solution
At the same time as aluminum hydroxide, which is returned to the partial crystallization tanks 7 and 8, and the zinc carbonate slurry containing aluminum hydroxide from the second partial crystallization tank 8 is supplied to the solid-liquid separation device 40, Remove solids. Thereby, the Al content in the zinc carbonate solution discharged from the solid-liquid separation device 40 is extremely reduced.
ちなみに、前述の実験と同様にメッキドロスを溶解
し、炭酸亜鉛溶液(Zn:100g/、Al:5mg/、NH3:104g/
)を得、これを部分晶析率として15wt%の部分晶析を
行い、続いて濾過により不溶解残渣分および部分晶析分
を除去した後の濾過について濃度を調べたところ、Zn:8
8g/、Al:1mg/以下、NH3:73g/となり、部分晶析に
よりAl濃度の低下が顕著に認められた。Incidentally, it was dissolved Mekkidorosu As in the previous experiments, zinc carbonate solution (Zn: 100g /, Al: 5mg /, NH 3: 104g /
) Was obtained, and a partial crystallization rate of 15 wt% was obtained. Subsequently, the concentration of the filtrate after removing the insoluble residue and the partially crystallized portion by filtration was determined to be Zn: 8.
8 g /, Al: 1 mg / or less, NH 3: 73 g /, and the decrease of the Al concentration by partial crystallization were remarkably observed.
なお、全晶析物に対する部分晶析率としては、5〜30
%が好ましい。30を超えると、装置コストの増大を招く
し、5%未満の部分晶析は、安定してその操作を行うこ
とができない。Incidentally, the partial crystallization rate of the total crystallized product, 5-30
% Is preferred. If it exceeds 30, the equipment cost will increase, and the partial crystallization of less than 5% cannot be stably performed.
固液分離装置40からの固形物側スラリー中には水酸化
アルミニウムを高濃度で含んでいる。また、一旦析出し
た水酸化アルミニウムスラリーは塩基性炭酸アンモニウ
ム液または炭酸亜鉛溶液と接触しても、亜鉛は溶出する
が、アルミニウムは溶出しない。そこで、亜鉛を回収す
るために、前記の固液分離装置40からの固形物側スラリ
ーを一旦貯留槽42に貯留した後、第1溶解槽3に返送し
て、炭酸亜鉛溶解液として再利用するのが好ましい。The solid-side slurry from the solid-liquid separation device 40 contains aluminum hydroxide at a high concentration. Also, when the aluminum hydroxide slurry once precipitated is brought into contact with a basic ammonium carbonate solution or a zinc carbonate solution, zinc is eluted but aluminum is not eluted. Therefore, in order to recover zinc, the solid-side slurry from the solid-liquid separator 40 is once stored in the storage tank 42, and then returned to the first dissolution tank 3 to be reused as a zinc carbonate solution. Is preferred.
ところで、固液分離装置40からの固形物側スラリー
を、第1溶解槽3に返送するとともに、前述のように、
第1沈降分離槽4からの未溶解のZn含有量が多く、かつ
水酸化アルミニウムを高濃度に含むZn含有スラリーを第
1溶解槽3に、第2沈降分離槽6からの同Zn含有スラリ
ーを第2溶解槽5とともに、第1溶解槽3に返送してい
る。この返送の理由は、Znの回収を副目的とするととも
に、炭酸亜鉛溶液中のAl濃度をより低減させることが主
目的である。By the way, the solid-side slurry from the solid-liquid separator 40 is returned to the first dissolving tank 3, and as described above,
A Zn-containing slurry having a large undissolved Zn content from the first sedimentation tank 4 and containing aluminum hydroxide at a high concentration is supplied to the first dissolution tank 3, and a Zn-containing slurry from the second sedimentation separation tank 6 is provided. It is returned to the first dissolving tank 3 together with the second dissolving tank 5. The main purpose of this return is to recover Zn, and to further reduce the Al concentration in the zinc carbonate solution.
この返送により、何故Alを効果的に除去できるかの理
由は次の通りであると考えられる。The reason why Al can be effectively removed by this return is considered to be as follows.
すなわち、第1溶解槽3および第2溶解槽5におい
て、対象の亜鉛含有物が塩基性炭酸アンモニウム液に溶
解するとき、亜鉛含有物中のAlがアルミン酸となり、Al
イオンが過飽和となっている部分に、返送スラリー中の
Al(OH)3の種が接触し、過飽和状態を解消するととも
に、その際にAl(OH)3の結晶の成長が行われることに
より、得られる炭酸亜鉛溶液中のAl分の低減が成される
と考えられる。That is, in the first dissolution tank 3 and the second dissolution tank 5, when the target zinc-containing substance is dissolved in the basic ammonium carbonate solution, Al in the zinc-containing substance becomes aluminate, and Al
In the part where the ions are supersaturated,
The seeds of Al (OH) 3 are brought into contact with each other to eliminate the supersaturated state, and at the same time, Al (OH) 3 crystals are grown, whereby the Al content in the resulting zinc carbonate solution is reduced. It is thought that.
かかる事実については、第4図の実験結果からも充分
に推測できる。実験は、第1図の結果を得たものと同一
のZnメッキドロスを用い、溶媒(塩基性炭酸アンモニウ
ム液)に溶解し、次いで濾過により不溶解物を除去し、
その不溶解物をメッキドロスとともに溶媒に溶解するこ
とを3段階行い、濾液中のAl濃度を調査した。また、最
終の不溶解物を、単に溶媒に溶解し、濾過した濾液につ
いてもAl濃度を調査した。This fact can be sufficiently inferred from the experimental results shown in FIG. The experiment was carried out using the same Zn-plated dross as that obtained in FIG. 1 and dissolved in a solvent (basic ammonium carbonate solution), and then insoluble matter was removed by filtration.
The insoluble material was dissolved in a solvent together with the plating dross in three steps, and the Al concentration in the filtrate was investigated. Further, the final insoluble material was simply dissolved in a solvent, and the filtrate obtained by filtration was also examined for the Al concentration.
そこで、濾液Aと濾液Cとを比較すると、濾液C中に
はAl濃度が1/5以下に低減しており、前記のスラリーの
返送がAl濃度低減に有効であることが判るとともに、濾
液D中のAl濃度結果により水酸化アルミニウムスラリー
中のAlは塩基性炭酸アンモニウム液に再溶解しないこと
が判る。Therefore, when the filtrate A and the filtrate C are compared, the Al concentration in the filtrate C is reduced to 1/5 or less, and it is understood that the returning of the slurry is effective for reducing the Al concentration, and the filtrate D From the result of the Al concentration in the aluminum hydroxide, it was found that Al in the aluminum hydroxide slurry did not redissolve in the basic ammonium carbonate solution.
水酸化アルミニウムの返送は、前述のAl(OH)3の結
晶の成長をもたらす。これにより、沈降性および濾過性
の向上をもたらす。実際に、第4図の実験過程における
不溶解物S1およびS3について、Znを除去するために、塩
基性炭酸アンモニウム液により洗浄し、次いで水洗し、
105℃で乾燥したサンプルについて、その組成を蛍光X
線分析法により調べるとともに、電子顕微鏡によりAl
(OH)3の結晶を目視した。The return of the aluminum hydroxide results in the growth of Al (OH) 3 crystals as described above. Thereby, the sedimentation property and the filtration property are improved. In fact, the insolubles S1 and S3 in the experimental process of FIG. 4 were washed with a basic ammonium carbonate solution to remove Zn, and then washed with water.
The composition of the sample dried at 105 ° C was
Inspection by X-ray analysis, and electron microscopy
The crystals of (OH) 3 were visually observed.
その結果のサンプル組成については、第2表に示す。 Table 2 shows the resulting sample compositions.
また、Al(OH)3の結晶については、電子顕微鏡下で
の観察により、不溶解物S1のサンプルでは、太さ約0.2
μm、長さ約1〜2μmの針状結晶であるのに対して、
不溶解物S3のサンプルでは、太さ約0.2〜0.3μm、長さ
約2〜3μmの針状結晶であり、返送操作により得られ
たAl(OH)3の結晶の方が、成長していることが判っ
た。 The Al (OH) 3 crystal was observed under an electron microscope to show that the insoluble S1 sample had a thickness of about 0.2 mm.
μm, about 1-2 μm long needle-like crystals,
The sample of the insoluble matter S3 is a needle-like crystal having a thickness of about 0.2 to 0.3 μm and a length of about 2 to 3 μm, and the Al (OH) 3 crystal obtained by the returning operation is growing. It turns out.
一方、返送する水酸化アルミニウムスラリーの量は、
Al(OH)3の結晶を成長させるに充分な量で足りるの
で、余剰分が生じる。そこで、第2図のように、貯留槽
42およびまたは第1沈降分離槽4からの水酸化アルミニ
ウムスラリーの一部を、貯留槽50、51に一旦貯留し、濾
過時において濾液タンク52からフィルタープレスなどの
固液分離機53により洗浄しつつ固液分離し、ケーキ分は
廃棄する一方で、濾液分は、前述の調整装置1に返送し
て塩基性炭酸アンモニウム液に対して添加することがで
きる。これにより、Znの回収を図ることができる。On the other hand, the amount of aluminum hydroxide slurry to be returned is
Since an amount sufficient to grow Al (OH) 3 crystals is sufficient, a surplus is generated. Therefore, as shown in FIG.
42 and / or a part of the aluminum hydroxide slurry from the first sedimentation separation tank 4 is temporarily stored in storage tanks 50 and 51, and is washed from the filtrate tank 52 by a solid-liquid separator 53 such as a filter press during filtration. While the solid-liquid separation is performed and the cake is discarded, the filtrate can be returned to the above-mentioned adjusting device 1 and added to the basic ammonium carbonate solution. This makes it possible to recover Zn.
ところで、固液分離装置40からの炭酸亜鉛溶液は、イ
オン置換槽60〜62群に対して供給され、FeやPbなどの不
純物除去が行われる。その際に、先行法のように、金属
亜鉛64の添加が2段において、実施例ではイオン置換槽
60、62に対して行われ、沈降分離槽63からの炭酸亜鉛溶
液は、先行法にしたがって、図示しない晶析工程に導か
れ、炭酸亜鉛の結晶の生成が行われ、得られた炭酸亜鉛
またはその後焼成して得た酸化亜鉛は、それぞれメッキ
用原料や、顔料または磁性材料などとして利用される。
65は金属亜鉛の供給装置である。また、各槽での沈降ス
ラリーは前段に供給され、向流的なイオン置換が行われ
るようになっている。イオン置換槽60のスラリーは、第
2溶解槽5に返送されている。By the way, the zinc carbonate solution from the solid-liquid separation device 40 is supplied to the ion replacement tanks 60 to 62 to remove impurities such as Fe and Pb. At that time, as in the prior method, the addition of metallic zinc 64 is performed in two stages, and in the embodiment, an ion exchange tank is used.
The zinc carbonate solution from the sedimentation / separation tank 63 is led to a crystallization step (not shown) according to the prior art, and zinc carbonate crystals are generated. Thereafter, the zinc oxide obtained by firing is used as a raw material for plating, a pigment or a magnetic material.
65 is a metal zinc supply device. Further, the settled slurry in each tank is supplied to the preceding stage, and countercurrent ion replacement is performed. The slurry in the ion exchange tank 60 is returned to the second dissolution tank 5.
また、イオン置換工程と晶析工程との間に濾過機など
の固液分離機を設けてもよく、この固液分離によるスラ
リーは、第2図のように、第1溶解槽3などへ返送でき
る。Further, a solid-liquid separator such as a filter may be provided between the ion replacement step and the crystallization step, and the slurry by the solid-liquid separation is returned to the first dissolution tank 3 and the like as shown in FIG. it can.
上記実施例において、溶解槽、沈降分離槽あるいは部
分晶析槽の基数などは適宜選定できる。たとえば、一回
で亜鉛鉄含有物の溶解を図ってもよい。また、固液分離
装置としては、沈降分離槽、遠心分離機、濾過機など適
宜の手段を用いることができる。In the above embodiment, the number of bases of the dissolution tank, the sedimentation separation tank or the partial crystallization tank can be appropriately selected. For example, the zinc-zinc-containing substance may be dissolved at one time. Further, as the solid-liquid separation device, an appropriate means such as a sedimentation separation tank, a centrifugal separator, and a filter can be used.
以上の通り、本発明によれば、Al濃度が著しく低い炭
酸亜鉛溶液を得ることができる。As described above, according to the present invention, a zinc carbonate solution having an extremely low Al concentration can be obtained.
第1図はNH3:CO3濃度重量比の変化によるZnおよびAlの
溶解濃度のグラフ、第2図は炭酸亜鉛溶解液の製造方法
の一例を示すフローシート、第3図および第4図はそれ
ぞれ異なる実験過程の説明図である。 1……塩基性炭酸アンモニウム液調整装置、 2……溶解液タンク、3、5……溶解槽、 4、6……沈降分離槽、7、8……部分晶析槽、 20……硫酸鉄槽、21……過酸化水素槽、 22……酸化(中和)槽、30……凝縮器、 40……固液分離装置(遠心分離機)、 53……固液分離装置(濾過機)、 60〜62……イオン置換槽、64……金属亜鉛。FIG. 1 is a graph of the concentration of Zn and Al dissolved according to the change in the NH 3 : CO 3 concentration weight ratio, FIG. 2 is a flow sheet showing an example of a method for producing a zinc carbonate solution, and FIGS. It is explanatory drawing of a different experiment process. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Basic ammonium carbonate liquid adjusting device, 2 ... Dissolution tank, 3, 5 ... Dissolution tank, 4, 6 ... Sedimentation separation tank, 7, 8 ... Partial crystallization tank, 20 ... Iron sulfate Tank 21 Hydrogen peroxide tank 22 Oxidation (neutralization) tank 30 Condenser 40 Solid-liquid separator (centrifuge) 53 Solid-liquid separator (filter) , 60-62 ... Ion replacement tank, 64 ... Metal zinc.
Claims (1)
含有物を溶解するとともに、その溶解の際、NH3:CO3濃
度重量比を、1:0.8〜1:1.8とすることを特徴とするAlを
含む亜鉛含有物を溶解液の製造方法。(1) dissolving a zinc-containing material containing Al in a basic ammonium carbonate solution, and at the time of dissolving, adjusting the NH 3 : CO 3 concentration ratio by weight to 1: 0.8 to 1: 1.8. A method for producing a solution containing a zinc-containing material containing Al.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28686089A JP2879688B2 (en) | 1989-11-02 | 1989-11-02 | Process for producing a solution containing zinc-containing material containing Al |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03150220A JPH03150220A (en) | 1991-06-26 |
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- 1989-11-02 JP JP28686089A patent/JP2879688B2/en not_active Expired - Lifetime
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