JP3208746B2 - ニッケル電解液のヒ素除去方法 - Google Patents

ニッケル電解液のヒ素除去方法

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宣雄 松木
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】 本発明は、不純物として鉄とヒ
素とを同時に含有するニッケル溶液からヒ素を除去する
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】 ニッケル硫化物を主成分とするニッケ
ルマットよりニッケルを回収する方法として種々のもの
が提案されている。これらの方法を大きく分けると、乾
式法と湿式法に分けられる。乾式法の主なものは、ニッ
ケルカルボニルを生成させ、これを分解し、ニッケルパ
ウダーを得るものであり、COを用いることから、わが
国で採用されるのは希である。
【0003】湿式法は、浸出等によりニッケル溶液を
得、あるいはニッケル硫化物を溶解し、成型して得たア
ノードを用い、電解採取、あるいは電解精製により金属
ニッケルを得るものが主である。
【0004】電解採取や電解精製により金属ニッケルを
得る場合、電解液中にニッケルより卑な金属が存在する
と、これら金属はニッケルと共に陰極に析出し、得られ
る金属ニッケルの純度を悪化させる。このため、ニッケ
ル電解液中の不純物は可能な限り除去し、低濃度にする
ことが行われる。
【0005】例えば、ニッケルマットより塩素を用いて
ニッケルを浸出すると、得られる浸出液中のヒ素や鉄は
それぞれ0.2mg/lを超える濃度となる。この溶液
中の鉄の除去は、pHを調整することにより行われる。
しかし、pH調整では液中のヒ素はわずかしか除去でき
ず、別途ヒ素を除去する必要があった。
【0006】従来のニッケル電解液中のヒ素の除去は、
電解液中に硫化水素を吹き込むことによりヒ素を硫化ヒ
素として沈澱除去するか、あるいは、電解液中の水酸化
鉄にヒ素イオンを吸着共沈させることにより行ってきて
いる。後者の方法は、ニッケル電解液中の鉄イオンの量
がヒ素の量に対して重量で6倍以上になるように、水溶
性鉄塩を電解液に添加するか、あるいはニッケル原料を
調整し、所定pHを維持しつつ液中に存在する2価の鉄
イオンを3価に酸化し、生成した水酸化鉄にヒ素イオン
を吸着、共沈させる。
【0007】しかし、前者では、得られる硫化ヒ素をヒ
素原料とすることが可能であるものの、液を還元性にす
る必要がある。さらに、鉄を同時に除去できないので、
鉄を除去するためには、電解液中に残留する硫化水素を
除去した後に鉄を酸化しなければならない。従って、煩
雑であり、硫化水素の除害設備が不可欠となる。
【0008】また、後者では、ヒ素の除去にともない発
生する澱物は極めて多量になり、且つ得られる澱物はヒ
素原料となり得ないために、無害化してから廃棄しなけ
ればならない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】 本発明の目的は、従
来のヒ素除去方法の欠点を解消できるようにしたニッケ
ル溶液中のヒ素の除去方法の提供にある。
【0010】また、本発明の目的は、ヒ素濃度が0.2
mg/l以下であるニッケル電解液を提供することであ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】 上記課題を解決する本
発明の方法は、鉄とヒ素とを含むニッケル溶液中のヒ素
を除去する方法において、 1)該ニッケル溶液中のFe/Asを重量比で1.06
5以上6未満とし、該ニッケル溶液の酸化還元電位を4
70〜500mV、pHを2.54〜2.88にして少
なくとも10分間維持する第一工程と、 2)該第一工程により生成したスラリーを濾過により固
液分離する一次分離工程と、 3)該一次分離工程より得たFe/ASが重量比で6以
上の濾液の酸化還元電位を500mV以上、pHを3.
5以上にして少なくとも10分間維持する第二工程と、 4)濾過により、第二工程で発生した沈澱を分離したニ
ッケル溶液を得る二次分離工程とからなるものである。
【0012】
【作用】 本発明では、ニッケル溶液中の鉄とヒ素の濃
度は共に0.2mg/l以下になる。
【0013】本発明において使用される酸化剤は、所定
の酸化還元電位(以下ORPと略す。)を得ることので
きるものであれば支障はないが、脱鉄、脱ヒ素後の液が
ニッケル電解液として使用されることを考慮すると、塩
素が好ましい。また、pH調整剤としては、同様な理由
より炭酸ニッケルや水酸化ニッケルが好ましい。
【0014】本発明において、沈澱工程を2工程に分割
するのは、第一工程で鉄イオンの一部とヒ素イオンの一
部とを沈澱させることにより、処理終液(濾液)中のF
e/Asを重量比で6以上とし、該処理終液(濾液)を
第二工程で処理することにより、液中のヒ素イオンを確
実に水酸化鉄に吸着、共沈させるためである。
【0015】第一工程における濾液中のFe/Asが
量比で6以上であるためには、始液中のFe/Asが
量比で1.065以上でなければならないし、また、p
Hを2.54〜2.88にしなければならない。そし
て、第二工程の始液中のFe/Asが重量比で6以上で
あることにより、その濾液のヒ素濃度を0.2mg/l
以下にできる。
【0016】以上説明したように、ヒ素を水溶液から鉄
とともに除去する場合、Fe/Asを重量比で6以上と
すれば、鉄との共沈によりヒ素を低濃度まで除去できる
ことは、従来技術に記載したとおりである。一方、本発
明は、Fe/As重量比が上記濃度よりも低い溶液から
も、低濃度までヒ素を除去することを特徴とするもので
ある。
【0017】具体的には、ヒ素の除去が可能となるFe
/As重量比が6以上の溶液を得るために、本発明の第
一工程により、低pH域でFe/As重量比の低い溶液
を処理し、鉄イオンの一部とヒ素イオンの一部を沈澱分
離してFe/As重量比を上昇させる。また、第一工程
での前記処理を可能とするために、第一工程の始液のF
e/As重量比が、1.065以上であること、あるい
は1.065以上に調整する必要がある。
【0018】また、上述のように、Fe/Asが重量比
で6以上の液からヒ素を鉄とともに共沈除去することは
公知であり、この場合、Fe/As比の操作は不必要で
ある。従って、本発明が対象とする第一工程の始液のF
e/As重量比の範囲は、1.065以上6未満の溶液
が対象となる。
【0019】
【実施例】 以下、実施例を用いて本発明をさらに説明
する。
【0020】始液のFe/As比(重量比)と濾液のヒ
素濃度の関係(第二工程): Ni:100g/l、A
s:0.01g/lの塩化物溶液に所定量の塩化第二鉄
を加え、完全に溶解して始液とした後、該始液を55℃
に維持しつつ、塩素ガスを吹き込み、ORPを800m
Vに維持しつつ、炭酸ニッケルと水酸化ニッケルとを添
加してpHを4.20に90分間維持した。その後、濾
過して得た濾液中のAs濃度と反応始液中のFe/As
比(重量比)との関係を図1に示した。この例は本発明
の第二工程に相当し、反応時間は通常10分間でよい
が、反応の確実を期すために90分間とした。なお、全
ケースにわたり終液(濾液)中の鉄イオン濃度は0.2
mg/l以下であった。
【0021】図1より、反応始液中のFe/As比(重
量比)が6以上であれば、濾液中のヒ素濃度を0.2m
g/l以下とし、濾液をそのまま電解液として用いるこ
とが可能であることがわかる。
【0022】ニッケル溶液中のFe/As比(重量比)
とpHの関係(第一工程): Ni:101g/l、F
e:0.26g/l、As:0.20g/lの塩化物溶
液を55℃に維持しつつ、塩素ガスを吹き込みORPを
470mVと500mVとにそれぞれ維持しつつ炭酸ニ
ッケルを添加してpHを2.4〜3.0の所定の値に3
0分間維持した。その後、濾過して得た濾液中のFe/
As比(重量比)とpHとの関係を図2に示した。図
中、●がORP470mVで、○がORP500mVで
ある。この例は本発明の第一工程の条件を求めるために
行ったものであり、通常反応時間は10分間で十分であ
るが、反応の確実を期すため30分間とした。
【0023】図2は、pHを2.54〜2.88に維持
すれば、濾液中のFe/As比(重量比)を6以上とす
ることが可能であることを示している。
【0024】始液中のFe/AS比(重量比)と濾液中
のFe/AS比(重量比)の関係(第一工程): 55
℃のNi:101g/l、As:0.25g/lの塩化
物溶液に、所定量の塩化第二鉄を添加し、完全に溶解し
て始液とした。その後、該始液に塩素ガスを吹き込みO
RPを495mVに維持しつつ炭酸ニッケルを添加して
pHを2.78に30分間維持した。この液を濾過して
得た濾液中のFe/As比(重量比)と始液中のFe/
As比(重量比)との関係を図3に示した。これは本発
明の第一工程に相当する。なお、反応時間は10分
上あれば十分であるが、反応の確実を期すため30分間
とした。
【0025】図3は、始液中のFe/As比(重量比)
が1.065以上あれば、濾液中のFe/As比(重量
比)を6以上とすることが可能であることを示してい
る。
【0026】以上の結果をまとめると、第二工程で得ら
れる清浄なニッケル溶液中のFeとAsとの濃度を共に
0.2mg/l以下とするためには、第一工程で得られ
る濾液中のFe/As比(重量比)を6以上とする必要
があり、そのためには、第一工程でのORPを470〜
500mVとし、pHを2.54〜2.88とし、始液
中のFe/As比(重量比)を1.065以上とするこ
とが必要となる。よって、第一工程での始液中のFe/
As比(重量比)が1.065未満である場合には、処
理に先立ち水溶性の塩化鉄等を加え調整しておくことが
必要となる。そして、第二工程では、ORPを500m
V以上として、pHを3.5以上に維持する必要があ
る。
【0027】[実施例1] Ni:101g/l、F
e:0.26g/l、As:0.24g/lの塩化物溶
2l(リットル)に塩素ガスを吹き込み、ORPを4
95mVに維持しつつ、炭酸ニッケルを添加してpHを
2.77とし、液温を55℃とし、30分間この温度に
維持した。
【0028】得られたスラリーを濾過して1.60gの
澱物と1.98l(リットル)の濾液とを得た。濾液中
のNi濃度は102g/l、Fe濃度は0.011g/
l、As濃度は0.0012g/lであり、Fe/As
比(重量比)は9.17であった。
【0029】上記濾液に再度塩素ガスを吹き込み、OR
Pを780mVに維持しつつ炭酸ニッケルを添加してp
Hを4.10とし、液温を55℃とし、90分間この温
度に維持した。
【0030】得られたスラリーを濾過して微量の澱物と
1.98l(リットル)の濾液とを得た。濾液中のNi
濃度は102g/l、Fe濃度は0.0002g/l、
As濃度は<0.0002g/lであった。
【0031】[実施例2] Ni:90g/l、Fe:
0.17g/l、As:0.15g/l、SO 2−
99.6g/l、Cl2−:36.9g/lの塩化物と
硫酸塩の混合溶液1000mlを60℃に保ち、塩素ガ
スを吹き込み、ORPを472mVに維持しつつ、水酸
化ニッケルを添加してpHを2.65とし、30分間保
持した。
【0032】得られたスラリーを濾過して0.47gの
澱物と989mlの濾液とを得た。濾液中のNi濃度は
91g/l、Fe濃度は0.0025g/l、As濃度
は0.0035g/lであり、Fe/As比(重量比)
は7.14であった。
【0033】上記濾液900mlを60℃に保ち、再度
塩素ガスを吹き込み、ORPを680mVに維持しつ
つ、水酸化ニッケルを添加してpHを3.80とし、9
0分間保持した。
【0034】得られたスラリーを濾過して微量の澱物と
900mlの濾液とを得た。濾液中のNi濃度は91g
/l、Fe濃度は0.0002g/l、As濃度は0.
0002g/lであった。
【0035】[比較例] Ni:101g/l、Fe:
0.26g/l、As:0.24g/lの塩化物溶液
l(リットル)に塩素ガスを吹き込み、ORPを780
mVに維持しつつ、炭酸ニッケルを添加してpHを4.
10とし、液温を55℃とし、この温度を120分間維
持した。
【0036】得られたスラリーを濾過して1.82gの
澱物と1.98l(リットル)の濾液とを得た。濾液中
のNi濃度は102g/l、Fe濃度は0.0002g
/l、As濃度は0.0017g/lであり、Asは十
分除去されたとは言い難いことがわかった。
【0037】
【発明の効果】 本発明の方法によれば、ニッケル電解
液中のヒ素濃度を0.2mg/l以下にするに際し、使
用する薬剤は酸化剤と中和剤のみでよく、生成する澱物
量を増加させることなく、且つ原料の混合調整は不要で
あり、操業や設備の単純化が可能であるために、工業的
に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例により求められた反応終液
(濾液)中のAs濃度と反応始液中のFe/As比(重
量比)との関係を示したグラフである。
【図2】 本発明の実施例により求められたニッケル溶
液中のFe/As比(重量比)とpHとの関係を示した
グラフである。
【図3】 本発明の実施例により得られた反応終液(濾
液)中のFe/As比(重量比)と始液中のFe/As
比(重量比)との関係を示したグラフである。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄とヒ素とを含むニッケル溶液中のヒ素
    を除去する方法において、 1)該ニッケル溶液中のFe/Asを重量比で1.06
    5以上6未満とし、該ニッケル溶液の酸化還元電位を4
    70〜500mV、pHを2.54〜2.88にして少
    なくとも10分間維持する第一工程と、 2)該第一工程により生成したスラリーを濾過により固
    液分離する一次分離工程と、 3)該一次分離工程より得たFe/ASが重量比で6以
    上の濾液の酸化還元電位を500mV以上、pHを3.
    5以上にして少なくとも10分間維持する第二工程と、 4)濾過により、第二工程で発生した沈澱を分離したニ
    ッケル溶液を得る二次分離工程とからなることを特徴と
    するヒ素の除去方法。
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