JP3370330B2 - 酸化亜鉛の回収方法 - Google Patents
酸化亜鉛の回収方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
1.発明の技術分野
本発明は一般に、本質的に純粋な酸化亜鉛を回収する
ための方法に関し、特に、本質的に純粋な酸化亜鉛を、
亜鉛化合物を含有する金属ダストから、循環する操作で
回収する方法に関する。
ための方法に関し、特に、本質的に純粋な酸化亜鉛を、
亜鉛化合物を含有する金属ダストから、循環する操作で
回収する方法に関する。
2.従来の技術
酸化亜鉛は典型的には粗大な白色または灰色の粉末で
あり、促進活性剤、顔料、食品添加物として、また、半
導体分野において種々の用途がある。酸化亜鉛は飛散灰
や煙塵のような廃棄物を含む商業上の副生成物中に見い
だされる。酸化亜鉛を回収する方法はこの技術分野では
知られており、それには工業廃棄物質から酸化亜鉛を回
収する方法も含まれている。そのような従来の方法は鉱
酸、苛性ソーダ、水酸化アンモニウムおよび炭酸アンモ
ニウム溶液により浸出する方法を含む。しかしながら、
これらの方法は酸化亜鉛の収率が低く、典型的には純粋
な酸化亜鉛が回収されず、回収された酸化亜鉛が他の金
属塩により汚染されている。したがって、純粋な酸化亜
鉛を得るためには、続けて焙焼および蒸発工程が必要で
あった。
あり、促進活性剤、顔料、食品添加物として、また、半
導体分野において種々の用途がある。酸化亜鉛は飛散灰
や煙塵のような廃棄物を含む商業上の副生成物中に見い
だされる。酸化亜鉛を回収する方法はこの技術分野では
知られており、それには工業廃棄物質から酸化亜鉛を回
収する方法も含まれている。そのような従来の方法は鉱
酸、苛性ソーダ、水酸化アンモニウムおよび炭酸アンモ
ニウム溶液により浸出する方法を含む。しかしながら、
これらの方法は酸化亜鉛の収率が低く、典型的には純粋
な酸化亜鉛が回収されず、回収された酸化亜鉛が他の金
属塩により汚染されている。したがって、純粋な酸化亜
鉛を得るためには、続けて焙焼および蒸発工程が必要で
あった。
本発明の筆頭譲受人に譲渡されたバロースの米国特許
第3,849,121号には、酸化亜鉛を工業廃棄物から選択的
に回収するための方法が開示されている。バロース法
は、高温において廃棄物を塩化アンモニウム溶液で浸出
する工程、溶液から鉄を分離する工程、この溶液を金属
亜鉛で処理する工程、およびこの溶液を冷却して酸化亜
鉛を沈澱させる工程よりなる。バロースの特許は、主と
して鉄および酸化亜鉛の混合物である金属ダストを取り
扱うための、また一連の工程において、酸化鉄を廃棄金
属から分離するための方法を開示している。しかしなが
ら、最終工程で得られる物質は少量の酸化亜鉛、酸化亜
鉛の水和物を含む可能性のある水和された亜鉛相および
水酸化亜鉛、ならびに別の相および大量のジアミノ二塩
化亜鉛Zn（NH3）2Cl2または亜鉛および塩素イオンを含
む他の同様な化合物の混合物である。現在のところ、バ
ロース法は、このバロース特許の発行に続いて制定され
た環境保護局の指針のために経済的に実行不可能であ
る。さらに、バロース法は連続的な方法ではないため
に、連続工程のように経済的ではない。
第3,849,121号には、酸化亜鉛を工業廃棄物から選択的
に回収するための方法が開示されている。バロース法
は、高温において廃棄物を塩化アンモニウム溶液で浸出
する工程、溶液から鉄を分離する工程、この溶液を金属
亜鉛で処理する工程、およびこの溶液を冷却して酸化亜
鉛を沈澱させる工程よりなる。バロースの特許は、主と
して鉄および酸化亜鉛の混合物である金属ダストを取り
扱うための、また一連の工程において、酸化鉄を廃棄金
属から分離するための方法を開示している。しかしなが
ら、最終工程で得られる物質は少量の酸化亜鉛、酸化亜
鉛の水和物を含む可能性のある水和された亜鉛相および
水酸化亜鉛、ならびに別の相および大量のジアミノ二塩
化亜鉛Zn（NH3）2Cl2または亜鉛および塩素イオンを含
む他の同様な化合物の混合物である。現在のところ、バ
ロース法は、このバロース特許の発行に続いて制定され
た環境保護局の指針のために経済的に実行不可能であ
る。さらに、バロース法は連続的な方法ではないため
に、連続工程のように経済的ではない。
かくして、大部分が酸化亜鉛であり、酸化亜鉛と他の
亜鉛相との混合物ではない生成物をもたらす、工業廃棄
物から酸化亜鉛を回収する方法が必要とされている。以
下に開示される方法は純粋な酸化亜鉛の調製に関する。
さらに、酸化亜鉛は望ましい生成物であり、ジアミノ二
塩化亜鉛は望ましくない生成物であるために、ここで開
示される方法は、いかにして酸化亜鉛の生成を増大させ
るか、またいかにしてジアミノ二塩化亜鉛の生成を減少
させるかを説明する。
亜鉛相との混合物ではない生成物をもたらす、工業廃棄
物から酸化亜鉛を回収する方法が必要とされている。以
下に開示される方法は純粋な酸化亜鉛の調製に関する。
さらに、酸化亜鉛は望ましい生成物であり、ジアミノ二
塩化亜鉛は望ましくない生成物であるために、ここで開
示される方法は、いかにして酸化亜鉛の生成を増大させ
るか、またいかにしてジアミノ二塩化亜鉛の生成を減少
させるかを説明する。
廃棄金属プロセスダストは、典型的に、様々な量の
鉛、カドミウムおよび他の金属をこのダスト中に含有し
ている。様々な理由で、たとえば、鉛およびカドミウム
をリサイクルするために、および／または大気中に鉛お
よびカドミウムが持ち込まれることを避けるために、そ
のような金属を廃棄金属ダストから除去することが望ま
しい。バロースの特許には、溶解した鉛およびカドミウ
ムを、廃棄金属ダストを処理するために使用された塩化
アンモニウム溶液から除去する方法が含まれる。このバ
ロース法において、粉末の亜鉛ダストが塩化アンモニウ
ム溶液に加えられ、そして電気化学反応の結果、元素状
の鉛が粉末の亜鉛ダスト表面に堆積する。この反応を続
行するためには、鉛が亜鉛ダスト粒子を覆うにつれて、
この粒子はもはや電気化学的反応に役立たなくなるため
に、大きな亜鉛の表面積が当初に存在しなければならな
い。この理由で、非常に細かい粉末が使用される。しか
しながら、開示されたバロース法では、粉末の亜鉛ダス
トは、溶液に加えられると直ちに凝集して容器の底に沈
む大きな塊を形成するという大きな欠点がある。急速に
撹拌を行ってもこの事態は避けられない。亜鉛の凝集の
ために、全ての鉛を除去するために大量の亜鉛を加えな
ければならず、これは経済的理由にとっては不幸な行為
である。さらに、鉛およびいくらかのカドミウムを、こ
れらの金属を売却または再使用するために亜鉛から分離
することが望まれるならば、金属中の亜鉛濃度が高くな
ればなるほど、亜鉛の単位量あたりの処理すべき量は増
大する。
鉛、カドミウムおよび他の金属をこのダスト中に含有し
ている。様々な理由で、たとえば、鉛およびカドミウム
をリサイクルするために、および／または大気中に鉛お
よびカドミウムが持ち込まれることを避けるために、そ
のような金属を廃棄金属ダストから除去することが望ま
しい。バロースの特許には、溶解した鉛およびカドミウ
ムを、廃棄金属ダストを処理するために使用された塩化
アンモニウム溶液から除去する方法が含まれる。このバ
ロース法において、粉末の亜鉛ダストが塩化アンモニウ
ム溶液に加えられ、そして電気化学反応の結果、元素状
の鉛が粉末の亜鉛ダスト表面に堆積する。この反応を続
行するためには、鉛が亜鉛ダスト粒子を覆うにつれて、
この粒子はもはや電気化学的反応に役立たなくなるため
に、大きな亜鉛の表面積が当初に存在しなければならな
い。この理由で、非常に細かい粉末が使用される。しか
しながら、開示されたバロース法では、粉末の亜鉛ダス
トは、溶液に加えられると直ちに凝集して容器の底に沈
む大きな塊を形成するという大きな欠点がある。急速に
撹拌を行ってもこの事態は避けられない。亜鉛の凝集の
ために、全ての鉛を除去するために大量の亜鉛を加えな
ければならず、これは経済的理由にとっては不幸な行為
である。さらに、鉛およびいくらかのカドミウムを、こ
れらの金属を売却または再使用するために亜鉛から分離
することが望まれるならば、金属中の亜鉛濃度が高くな
ればなるほど、亜鉛の単位量あたりの処理すべき量は増
大する。
かくして、元素状の鉛、カドミウムおよび他の金属を
工業廃棄物から回収することを可能にし、鉛、カドミウ
ムおよび他の金属を除去するため必要とされる亜鉛ダス
トの量を最小にするように、粉末化された亜鉛ダストが
溶液中で分散された状態を維持することを可能にするよ
うな方法が要求されている。必要とされる亜鉛の量を最
小にすると、第１に必要な亜鉛の量が減少することによ
り、第２に処理される物質の体積が減少することによ
り、そして第３に比例的により多量の鉛およびカドミウ
ムの除去が可能になることにより工程の経済性が増加す
る。
工業廃棄物から回収することを可能にし、鉛、カドミウ
ムおよび他の金属を除去するため必要とされる亜鉛ダス
トの量を最小にするように、粉末化された亜鉛ダストが
溶液中で分散された状態を維持することを可能にするよ
うな方法が要求されている。必要とされる亜鉛の量を最
小にすると、第１に必要な亜鉛の量が減少することによ
り、第２に処理される物質の体積が減少することによ
り、そして第３に比例的により多量の鉛およびカドミウ
ムの除去が可能になることにより工程の経済性が増加す
る。
発明の簡単な要約
本発明は、本質的に純粋な酸化亜鉛を、亜鉛または酸
化亜鉛を含む廃棄物から回収する方法においてこれらの
要求を満足する。この廃棄物は約90℃以上の温度におい
て、塩化アンモニウム溶液に加えられる。亜鉛および／
または酸化亜鉛は、酸化鉛や酸化カドミウムのような廃
棄物中に含有される他の金属酸化物と一緒に塩化アンモ
ニウム溶液に溶解する。結果として得られる溶液は、酸
化鉄およびケイ酸塩のような不活性物質のような、塩化
アンモニウム溶液に溶解しない不溶物質を除去するため
にろ過される。つづいて、微細粉末状の金属亜鉛が、結
果として得られた溶液に約90℃以上の温度において加え
られる。微細粉末状の金属亜鉛が毛状の固まりになり効
果が低下するのを避けるために、この時点で分散剤を添
加してもよい。電気化学反応により、金属鉛およびいく
らかのカドミウムが金属亜鉛粒子の表面に析出する。十
分な粉末金属亜鉛の添加は、結果として得られる溶液か
ら実質的に全ての鉛の除去をもたらす。結果として得ら
れる溶液は固体の鉛、亜鉛およびカドミウムを除去する
ためにろ過される。これらの初期工程は、分散剤の添加
を除けば、一般的に先行技術に開示されているが、本質
的に純粋な酸化亜鉛の生成を未だもたらしていない。
化亜鉛を含む廃棄物から回収する方法においてこれらの
要求を満足する。この廃棄物は約90℃以上の温度におい
て、塩化アンモニウム溶液に加えられる。亜鉛および／
または酸化亜鉛は、酸化鉛や酸化カドミウムのような廃
棄物中に含有される他の金属酸化物と一緒に塩化アンモ
ニウム溶液に溶解する。結果として得られる溶液は、酸
化鉄およびケイ酸塩のような不活性物質のような、塩化
アンモニウム溶液に溶解しない不溶物質を除去するため
にろ過される。つづいて、微細粉末状の金属亜鉛が、結
果として得られた溶液に約90℃以上の温度において加え
られる。微細粉末状の金属亜鉛が毛状の固まりになり効
果が低下するのを避けるために、この時点で分散剤を添
加してもよい。電気化学反応により、金属鉛およびいく
らかのカドミウムが金属亜鉛粒子の表面に析出する。十
分な粉末金属亜鉛の添加は、結果として得られる溶液か
ら実質的に全ての鉛の除去をもたらす。結果として得ら
れる溶液は固体の鉛、亜鉛およびカドミウムを除去する
ためにろ過される。これらの初期工程は、分散剤の添加
を除けば、一般的に先行技術に開示されているが、本質
的に純粋な酸化亜鉛の生成を未だもたらしていない。
ろ液は、つづいて約20℃と60℃の間の温度まで冷却さ
れ、その結果亜鉛化合物の混合物が結晶化する。この混
合物は、酸化亜鉛水和物および水酸化物種はもちろん、
かなりの量のジアミノ二塩化亜鉛または亜鉛アミノ錯体
を含む他の錯化合物を含有する。固体の沈澱物は溶液か
らろ過され、その溶液はリサイクルされ、その固体の沈
澱物は約25℃と100℃の間の温度において水で洗浄され
る。ジアミノ二塩化亜鉛は洗浄水中に溶解し、大部分の
酸化亜鉛水和物種は沈澱した固体として残される。沈澱
した固体は、次に溶液からろ過され、その結果得られた
溶液はリサイクルされ、固体沈澱物は約100℃と200℃の
間の温度の乾燥器内に配置され、結果として乾燥した白
色の酸化亜鉛粉末が得られる。この付加的な工程は実質
的に純粋な酸化亜鉛の生成及び回収を可能にする。
れ、その結果亜鉛化合物の混合物が結晶化する。この混
合物は、酸化亜鉛水和物および水酸化物種はもちろん、
かなりの量のジアミノ二塩化亜鉛または亜鉛アミノ錯体
を含む他の錯化合物を含有する。固体の沈澱物は溶液か
らろ過され、その溶液はリサイクルされ、その固体の沈
澱物は約25℃と100℃の間の温度において水で洗浄され
る。ジアミノ二塩化亜鉛は洗浄水中に溶解し、大部分の
酸化亜鉛水和物種は沈澱した固体として残される。沈澱
した固体は、次に溶液からろ過され、その結果得られた
溶液はリサイクルされ、固体沈澱物は約100℃と200℃の
間の温度の乾燥器内に配置され、結果として乾燥した白
色の酸化亜鉛粉末が得られる。この付加的な工程は実質
的に純粋な酸化亜鉛の生成及び回収を可能にする。
したがって本発明の目的は、飛散灰や煙塵のような、
酸化鉄、酸化鉛、カドミウムのような他の金属と、他の
物質とを含む廃棄物から酸化亜鉛を回収するための方法
を提供することである。
酸化鉄、酸化鉛、カドミウムのような他の金属と、他の
物質とを含む廃棄物から酸化亜鉛を回収するための方法
を提供することである。
本発明の他の目的は、高純度の酸化亜鉛を回収するた
めの方法を提供することである。
めの方法を提供することである。
さらに本発明の他の目的は、浸出用および洗浄用の溶
液が後続の使用のためにリサイクルされる、酸化亜鉛の
回収方法を提供することである。
液が後続の使用のためにリサイクルされる、酸化亜鉛の
回収方法を提供することである。
さらに本発明の他の目的は、出発物質に含まれる幾ら
かの鉛およびカドミウム金属の元素状態での沈澱をまた
もたらす、酸化亜鉛の回収方法を提供することである。
かの鉛およびカドミウム金属の元素状態での沈澱をまた
もたらす、酸化亜鉛の回収方法を提供することである。
本発明の他の目的は、すべての亜鉛が実質的に酸化亜
鉛に転化されるように、すべての亜鉛をリサイクルする
ことが可能な、酸化亜鉛の回収方法を提供することであ
る。
鉛に転化されるように、すべての亜鉛をリサイクルする
ことが可能な、酸化亜鉛の回収方法を提供することであ
る。
さらに本発明の他の目的は、出発物質に含有される酸
化鉄が溶液内に持ち込まれないような、酸化亜鉛の回収
方法を提供することである。
化鉄が溶液内に持ち込まれないような、酸化亜鉛の回収
方法を提供することである。
本発明の追加の目的は、出発物質に含有される鉛、カ
ドミウムおよび他の金属が最小量の粉末状亜鉛ダストを
使用して工程から除去されることが可能な、酸化亜鉛の
回収方法を提供することである。
ドミウムおよび他の金属が最小量の粉末状亜鉛ダストを
使用して工程から除去されることが可能な、酸化亜鉛の
回収方法を提供することである。
さらに本発明の他の目的は、中間の溶液に加えられる
粉末亜鉛ダストが、抗凝集剤または分散剤として作用す
る水溶性ポリマーの使用により分散された状態を保つ、
酸化亜鉛の回収方法を提供することを目的とする。
粉末亜鉛ダストが、抗凝集剤または分散剤として作用す
る水溶性ポリマーの使用により分散された状態を保つ、
酸化亜鉛の回収方法を提供することを目的とする。
本発明の最終目的は、経済的で、迅速および効率的な
酸化亜鉛の回収方法を提供することである。
酸化亜鉛の回収方法を提供することである。
これらの目的および他の目的、特徴および利点は、以
下の好ましい態様の詳細な説明を添付図面と共に読むな
らば、当業者にとり明らかになるであろう。
下の好ましい態様の詳細な説明を添付図面と共に読むな
らば、当業者にとり明らかになるであろう。
図面の簡単な説明
図1Aは実施例１において得られた沈澱物（多相）のＸ
線回折である。
線回折である。
図1BはZnO＋Zn（NH3）2Cl2を乾燥した後の沈澱物のＸ
線回折である。
線回折である。
図1CはZnOを洗浄および乾燥した後の沈澱物のＸ線回
折である。
折である。
図2Aは実施例４において得られた沈澱物（多相）のＸ
線回折である。
線回折である。
図2BはZnO＋Zn（NH3）2Cl2を乾燥した後の沈澱物のＸ
線回折である。
線回折である。
図2CはZnOを洗浄および乾燥した後の沈澱物のＸ線回
折である。
折である。
好ましい態様の詳細な説明
ここで開示される酸化亜鉛を回収するための方法は、
工業的なまたは他のプロセスの廃棄物から酸化亜鉛を回
収する際に、その最もよい方法で実施される。使用され
る典型的な工業廃棄物は、次のパーセント組成を有し、
原材料に亜鉛めっき鋼を含む煙道ガスである。
工業的なまたは他のプロセスの廃棄物から酸化亜鉛を回
収する際に、その最もよい方法で実施される。使用され
る典型的な工業廃棄物は、次のパーセント組成を有し、
原材料に亜鉛めっき鋼を含む煙道ガスである。
表１ 煙道ガスの分析
成分 重量パーセント
酸化亜鉛 39.64
酸化鉄 36.74
酸化鉛 5.72
不活性物質１ 9.10
酸化カルシウム 2.80
酸化カリウム 2.41
酸化マンガン 1.29
酸化スズ 1.13
酸化アルミニウム 0.38
酸化マグネシウム 0.33
酸化クロム 0.16
酸化銅 0.06
銀 0.05
未同定物質２ 0.22
合計 100.00
１ 炭素粒が混ざりこんだ、スラグのような石英質の物
質 ２ モリブデン、アンチモン、インジウム、カドミウ
ム、ゲルマニウム、ビスマス、チタン、ニッケルおよび
ホウ素 一般的な工程の説明 塩化アンモニウム水溶液が既知の量および濃度で調製
される。表１に示された廃棄物の煙塵または他の金属と
混合された亜鉛または酸化亜鉛を含有する他の供給物質
源のような、亜鉛化学種を含有する供給物質が、約90℃
以上の温度において塩化アンモニウム溶液に加えられ
る。亜鉛および／または酸化亜鉛は、酸化鉛、酸化カド
ミウムのような他の金属酸化物と一緒にこの塩化アンモ
ニウム溶液に溶解する。塩化アンモニウム溶液における
酸化亜鉛の溶解度が表２に示される。
質 ２ モリブデン、アンチモン、インジウム、カドミウ
ム、ゲルマニウム、ビスマス、チタン、ニッケルおよび
ホウ素 一般的な工程の説明 塩化アンモニウム水溶液が既知の量および濃度で調製
される。表１に示された廃棄物の煙塵または他の金属と
混合された亜鉛または酸化亜鉛を含有する他の供給物質
源のような、亜鉛化学種を含有する供給物質が、約90℃
以上の温度において塩化アンモニウム溶液に加えられ
る。亜鉛および／または酸化亜鉛は、酸化鉛、酸化カド
ミウムのような他の金属酸化物と一緒にこの塩化アンモ
ニウム溶液に溶解する。塩化アンモニウム溶液における
酸化亜鉛の溶解度が表２に示される。
表２ 23％NH4Cl溶液におけるZnOの溶解度
温度 溶解g/100gH2O
90℃ 14.6
80℃ 13.3
70℃ 8.4
60℃ 5.0
50℃ 3.7
40℃ 2.3
90℃以上の温度における23重量％塩化アンモニウム水
溶液は、酸化亜鉛の最も高い溶解度を与えることが見出
された。塩化アンモニウムの濃度が約23％未満では、煙
塵から最大量の酸化亜鉛は溶解せず、塩化アンモニウム
の濃度が約23％を超えると、この溶液を冷却した際に塩
化アンモニウムが酸化亜鉛と一緒に沈澱する傾向があ
る。したがって、好ましい塩化アンモニウム溶液の濃度
として23％が選択された。酸化鉄およびケイ酸塩のよう
な不活性物質はこの好ましい溶液には溶解しない。
溶液は、酸化亜鉛の最も高い溶解度を与えることが見出
された。塩化アンモニウムの濃度が約23％未満では、煙
塵から最大量の酸化亜鉛は溶解せず、塩化アンモニウム
の濃度が約23％を超えると、この溶液を冷却した際に塩
化アンモニウムが酸化亜鉛と一緒に沈澱する傾向があ
る。したがって、好ましい塩化アンモニウム溶液の濃度
として23％が選択された。酸化鉄およびケイ酸塩のよう
な不活性物質はこの好ましい溶液には溶解しない。
酸化亜鉛および塩化アンモニウム溶液は、次に、いく
らかの不溶物質を除去するためにろ過される。この溶液
がまだ熱いうちに、すなわち90℃以上の温度であるうち
に、微粉末状の金属亜鉛がこの溶液に加えられる。電気
化学反応により、溶液中の金属鉛およびカドミウムが金
属亜鉛粒子の表面に析出する。十分な量の粉末状金属亜
鉛の付加は、溶液から実質的にすべての鉛の除去をもた
らす。この溶液は、続いて固体の鉛、亜鉛およびカドミ
ウムを除去するためにろ過される。
らかの不溶物質を除去するためにろ過される。この溶液
がまだ熱いうちに、すなわち90℃以上の温度であるうち
に、微粉末状の金属亜鉛がこの溶液に加えられる。電気
化学反応により、溶液中の金属鉛およびカドミウムが金
属亜鉛粒子の表面に析出する。十分な量の粉末状金属亜
鉛の付加は、溶液から実質的にすべての鉛の除去をもた
らす。この溶液は、続いて固体の鉛、亜鉛およびカドミ
ウムを除去するためにろ過される。
固体の鉛およびカドミウムを除去するために、酸化亜
鉛および塩化アンモニウム溶液に、粉末化された金属亜
鉛を単独で加えることもできる。しかしながら、典型的
には、亜鉛粉末は凝集して、溶液内で大きな固まりを形
成し、容器の底に沈んでしまう。急速な撹拌はこの凝集
が生じることを避けることはできない。亜鉛粉末を、酸
化亜鉛および塩化アンモニウム溶液内に懸濁させ続ける
ために、抗凝集剤または分散剤として作用する多くの水
溶性ポリマー類のいずれか一種を使用することができ
る。さらに、多くの表面活性物質も亜鉛粉末を懸濁させ
続けるように作用する、同様にスケールの抑制に使用さ
れる多くの化合物を使用することができる。これらの物
質はわずかに10〜1000ppmの濃度で存在すればよい。様
々な好適な物質には、リグノスルホネート類、ポリホス
フェート類、ポリアクリレート類、ポリメタクリレート
類、マレイン酸無水物コポリマー類、ポリマレイン酸無
水物、リン酸エステル類およびホスホネート類のような
水溶性ポリマー分散剤、スケール抑制剤および界面活性
剤が含まれる。これらの種々の物質の説明は、ここで参
照文として包括されている、Drew,Principles of Indus
trial Waste Treatment,79〜84頁のような文献に見出さ
れる。FMCコーポレーションにより製造される、種々の
分子量を持つ水溶性ポリマー類のマレイン酸ベースアク
リルオリゴマーであるFlocon 100および他のFloconシリ
ーズもまた効果的である。広範なイオン化学種を含有す
る非常に高いイオン強度を有する溶液に分散剤を加える
ことは、分散剤がそのような高いイオン強度の溶液には
しばしば溶解しないために、標準的な操作にとっては禁
物である。
鉛および塩化アンモニウム溶液に、粉末化された金属亜
鉛を単独で加えることもできる。しかしながら、典型的
には、亜鉛粉末は凝集して、溶液内で大きな固まりを形
成し、容器の底に沈んでしまう。急速な撹拌はこの凝集
が生じることを避けることはできない。亜鉛粉末を、酸
化亜鉛および塩化アンモニウム溶液内に懸濁させ続ける
ために、抗凝集剤または分散剤として作用する多くの水
溶性ポリマー類のいずれか一種を使用することができ
る。さらに、多くの表面活性物質も亜鉛粉末を懸濁させ
続けるように作用する、同様にスケールの抑制に使用さ
れる多くの化合物を使用することができる。これらの物
質はわずかに10〜1000ppmの濃度で存在すればよい。様
々な好適な物質には、リグノスルホネート類、ポリホス
フェート類、ポリアクリレート類、ポリメタクリレート
類、マレイン酸無水物コポリマー類、ポリマレイン酸無
水物、リン酸エステル類およびホスホネート類のような
水溶性ポリマー分散剤、スケール抑制剤および界面活性
剤が含まれる。これらの種々の物質の説明は、ここで参
照文として包括されている、Drew,Principles of Indus
trial Waste Treatment,79〜84頁のような文献に見出さ
れる。FMCコーポレーションにより製造される、種々の
分子量を持つ水溶性ポリマー類のマレイン酸ベースアク
リルオリゴマーであるFlocon 100および他のFloconシリ
ーズもまた効果的である。広範なイオン化学種を含有す
る非常に高いイオン強度を有する溶液に分散剤を加える
ことは、分散剤がそのような高いイオン強度の溶液には
しばしば溶解しないために、標準的な操作にとっては禁
物である。
つぎに、ろ液は約20℃と60℃の間の温度まで冷却され
て、その結果、亜鉛化合物の混合物が結晶化する。この
混合物は、かなりの量のジアミノ二塩化亜鉛、または亜
鉛アミノ錯体、酸化亜鉛水和物および水酸化物種を含む
他の錯化合物を含有する。沈澱した結晶化固体は溶液か
らろ過され、約25℃と100℃の間の温度において水で洗
浄される。ろ過された溶液は、供給物質をさらに受け入
れるためにリサイクルされる。ジアミノ二塩化亜鉛は水
に溶解する。このジアミノ二塩化亜鉛の水に対する溶解
度を表３に示す。
て、その結果、亜鉛化合物の混合物が結晶化する。この
混合物は、かなりの量のジアミノ二塩化亜鉛、または亜
鉛アミノ錯体、酸化亜鉛水和物および水酸化物種を含む
他の錯化合物を含有する。沈澱した結晶化固体は溶液か
らろ過され、約25℃と100℃の間の温度において水で洗
浄される。ろ過された溶液は、供給物質をさらに受け入
れるためにリサイクルされる。ジアミノ二塩化亜鉛は水
に溶解する。このジアミノ二塩化亜鉛の水に対する溶解
度を表３に示す。
表３ Zn（NH3）2Cl2の水に対する溶解度
温度 溶解g/100gH2O
90℃ 32
80℃ 24
40℃ 21
25℃ 12.8
酸化亜鉛水和物は極めて僅かに水に溶解する。この結
果得られた溶液はつぎに水和した酸化亜鉛化学種を除去
するためにろ過される。溶液からろ過された固体状の水
和した酸化亜鉛化学種は、約100℃と200℃の間の温度の
乾燥器中に配置される。十分な乾燥期間のあとで、結果
として得られた乾燥白色粉末は本質的に純粋な酸化亜鉛
である。溶液からのろ液はさらなる亜鉛化合物の混合物
を受け入れるためにリサイクルされる。
果得られた溶液はつぎに水和した酸化亜鉛化学種を除去
するためにろ過される。溶液からろ過された固体状の水
和した酸化亜鉛化学種は、約100℃と200℃の間の温度の
乾燥器中に配置される。十分な乾燥期間のあとで、結果
として得られた乾燥白色粉末は本質的に純粋な酸化亜鉛
である。溶液からのろ液はさらなる亜鉛化合物の混合物
を受け入れるためにリサイクルされる。
供給物質に含有される亜鉛、鉛およびカドミウムは両
性の化学種なので、塩化アンモニウム溶液を使用するこ
とにより、これらの化学種は溶液内に移行する、一方、
供給物質内に存在する酸化鉄は溶液内に移行しない。約
10を超えるpHを有する強塩基溶液または約３未満のpHを
有する強酸溶液のような他の溶液もまた亜鉛、鉛および
カドミウム化学種を溶解するために使用することができ
るが；しかし、強酸溶液を使用すると酸化鉄が溶液に溶
解し、また、強塩基溶液を使用すると酸化鉄がゼラチン
状になってしまう。鉛およびカドミウムは、元素状態の
鉛およびカドミウムの沈澱をもたらす電気化学反応によ
り、塩化アンモニウム溶液から除去される。ジアミノ二
塩化亜鉛と酸化亜鉛の水および塩化アンモニウム溶液に
対する溶解度の差は、純粋な酸化亜鉛が回収できるよう
にジアミノ二塩化亜鉛の選択的な溶解を可能にする。こ
れは、ジアミノ二塩化亜鉛と酸化亜鉛化学種の形態の相
対量を改善するために、結晶化工程においても同様に使
用することができる。重要なことは、すべての亜鉛が実
質的に酸化亜鉛に転化されるように、すべての亜鉛がリ
サイクルされるということである。
性の化学種なので、塩化アンモニウム溶液を使用するこ
とにより、これらの化学種は溶液内に移行する、一方、
供給物質内に存在する酸化鉄は溶液内に移行しない。約
10を超えるpHを有する強塩基溶液または約３未満のpHを
有する強酸溶液のような他の溶液もまた亜鉛、鉛および
カドミウム化学種を溶解するために使用することができ
るが；しかし、強酸溶液を使用すると酸化鉄が溶液に溶
解し、また、強塩基溶液を使用すると酸化鉄がゼラチン
状になってしまう。鉛およびカドミウムは、元素状態の
鉛およびカドミウムの沈澱をもたらす電気化学反応によ
り、塩化アンモニウム溶液から除去される。ジアミノ二
塩化亜鉛と酸化亜鉛の水および塩化アンモニウム溶液に
対する溶解度の差は、純粋な酸化亜鉛が回収できるよう
にジアミノ二塩化亜鉛の選択的な溶解を可能にする。こ
れは、ジアミノ二塩化亜鉛と酸化亜鉛化学種の形態の相
対量を改善するために、結晶化工程においても同様に使
用することができる。重要なことは、すべての亜鉛が実
質的に酸化亜鉛に転化されるように、すべての亜鉛がリ
サイクルされるということである。
本方法の結晶化工程は、生産量を増大するために、ま
た、洗浄および乾燥工程後の酸化亜鉛の収率を最大にす
るために連続的に行われる。
た、洗浄および乾燥工程後の酸化亜鉛の収率を最大にす
るために連続的に行われる。
以下の実施例では、本発明にしたがって酸化亜鉛の生
成を増加させる方法を説明する。これらの実施例にした
がって調製された酸化亜鉛のＸ線回折の分析結果が、高
純度の酸化亜鉛の回収を示している。
成を増加させる方法を説明する。これらの実施例にした
がって調製された酸化亜鉛のＸ線回折の分析結果が、高
純度の酸化亜鉛の回収を示している。
実施例１ 従来技術
バロース特許の表１に記載された組成の金属ダスト
が、23重量％のNH4Cl溶液（H2O 100gあたりNH4Cl 30g）
に、バロース特許において検討されたように、10グラム
の溶液あたり１グラムのダスト量で加えられる。この溶
液は90℃の温度まで加熱され、そして１時間撹拌され、
その間にダスト中の酸化亜鉛が溶解する。おおよそ60％
の酸化鉄、５％の酸化カルシウム、５％のマンガン、30
％の他の物質という組成を有する残存する固体は、溶液
からろ過される。つぎに、粉末亜鉛が90℃においてこの
ろ液に加えられ、廃棄金属の沈澱を生じさせ、この沈澱
物は約60％の鉛、40％の亜鉛、２％のカドミウムおよび
８％の他の金属を含有する。廃棄金属は、つづいてろ過
され、ろ液は、約２時間かけて室温（約18℃と30℃の
間）まで冷却される。この溶液は、本質的に純粋な酸化
亜鉛ではなく水和した亜鉛相とジアミノ二塩化亜鉛の混
合物である白色の沈澱物を含有する。
が、23重量％のNH4Cl溶液（H2O 100gあたりNH4Cl 30g）
に、バロース特許において検討されたように、10グラム
の溶液あたり１グラムのダスト量で加えられる。この溶
液は90℃の温度まで加熱され、そして１時間撹拌され、
その間にダスト中の酸化亜鉛が溶解する。おおよそ60％
の酸化鉄、５％の酸化カルシウム、５％のマンガン、30
％の他の物質という組成を有する残存する固体は、溶液
からろ過される。つぎに、粉末亜鉛が90℃においてこの
ろ液に加えられ、廃棄金属の沈澱を生じさせ、この沈澱
物は約60％の鉛、40％の亜鉛、２％のカドミウムおよび
８％の他の金属を含有する。廃棄金属は、つづいてろ過
され、ろ液は、約２時間かけて室温（約18℃と30℃の
間）まで冷却される。この溶液は、本質的に純粋な酸化
亜鉛ではなく水和した亜鉛相とジアミノ二塩化亜鉛の混
合物である白色の沈澱物を含有する。
実施例２
表１に記載された組成の金属ダストが、23重量％のNH
4Cl溶液（H2O 100gあたりNH4Cl 30g）に加えられる。１
グラムのダストが、10グラムの溶液に対して使用され
る。この溶液は90℃の温度まで加熱され、そして１時間
撹拌される。この間にダスト中の酸化亜鉛が溶解する。
おおよそ60％の酸化鉄、５％の酸化カルシウム、５％の
マンガン、30％の他の物質という組成を有する残存する
固体は、溶液からろ過される。つぎに、粉末化された亜
鉛が90℃において、このろ液に加えられる。これは、廃
棄金属の沈澱をもたらし、この沈澱物は約60％の鉛、40
％の亜鉛、２％のカドミウムおよび８％の他の金属を含
有する。廃棄金属は、つづいてろ過され、ろ液は、約２
時間かけて室温（約18℃と30℃の間）まで冷却される。
この溶液はそのとき白色の沈澱物を含有する。
4Cl溶液（H2O 100gあたりNH4Cl 30g）に加えられる。１
グラムのダストが、10グラムの溶液に対して使用され
る。この溶液は90℃の温度まで加熱され、そして１時間
撹拌される。この間にダスト中の酸化亜鉛が溶解する。
おおよそ60％の酸化鉄、５％の酸化カルシウム、５％の
マンガン、30％の他の物質という組成を有する残存する
固体は、溶液からろ過される。つぎに、粉末化された亜
鉛が90℃において、このろ液に加えられる。これは、廃
棄金属の沈澱をもたらし、この沈澱物は約60％の鉛、40
％の亜鉛、２％のカドミウムおよび８％の他の金属を含
有する。廃棄金属は、つづいてろ過され、ろ液は、約２
時間かけて室温（約18℃と30℃の間）まで冷却される。
この溶液はそのとき白色の沈澱物を含有する。
図1Aに示されるように、この沈澱物のＸ線回折は、そ
れが水和した亜鉛相とジアミノ二塩化亜鉛の混合物であ
ることを示している。水和した亜鉛相は実質的には水に
不溶であるが、しかし、表３に示す私達の測定は、ジア
ミノ二塩化亜鉛が水にかなり可溶であることを示してい
る。白色沈澱物部分が乾燥され、そして図1Bに示される
ように、酸化亜鉛およびジアミノ二塩化亜鉛が幾分の他
の成分と同様に存在する。つづいて、白色沈澱物はこの
溶液からろ過され、90℃において水に再び懸濁され、１
時間撹拌される。この懸濁液はつぎにろ過され、生成物
は140℃の乾燥器中で乾燥される。図1Cに示されるよう
に、結果として得られた白色固体は99％以上酸化亜鉛で
ある。得られた酸化亜鉛の量は、最初の沈澱物の総量の
47.8％であった。
れが水和した亜鉛相とジアミノ二塩化亜鉛の混合物であ
ることを示している。水和した亜鉛相は実質的には水に
不溶であるが、しかし、表３に示す私達の測定は、ジア
ミノ二塩化亜鉛が水にかなり可溶であることを示してい
る。白色沈澱物部分が乾燥され、そして図1Bに示される
ように、酸化亜鉛およびジアミノ二塩化亜鉛が幾分の他
の成分と同様に存在する。つづいて、白色沈澱物はこの
溶液からろ過され、90℃において水に再び懸濁され、１
時間撹拌される。この懸濁液はつぎにろ過され、生成物
は140℃の乾燥器中で乾燥される。図1Cに示されるよう
に、結果として得られた白色固体は99％以上酸化亜鉛で
ある。得られた酸化亜鉛の量は、最初の沈澱物の総量の
47.8％であった。
この実施例によって回収されたZnOはまた、以下の成
分を有していた： 鉛 866ppm カリウム 45ppm カルシウム 25ppm未満 マンガン 25ppm未満 クロム 25ppm未満 実施例３ 亜鉛を含有するろ液が冷却される工程まで、実施例１
の操作が続けられる。ジアミノ二塩化亜鉛が、塩化アン
モニウム溶液中の他の可能性のある沈澱物（非常によく
溶けるため現れない塩化亜鉛を除いて）の大部分よりも
よく溶けるため、ジアミノ二塩化亜鉛は温度が下がるに
つれて、固体中のより大きなフラクションとして現れ
る。ろ液は小部分に分割され、各小部分は異なる温度ま
で冷却された。結果として得られた固体はろ過され、90
℃で１時間水に再懸濁され、ろ過され、そして乾燥され
た。その結果物はすべての場合において99％以上酸化亜
鉛であったが、収率は次のように小部分が冷却された温
度により変化した。
分を有していた： 鉛 866ppm カリウム 45ppm カルシウム 25ppm未満 マンガン 25ppm未満 クロム 25ppm未満 実施例３ 亜鉛を含有するろ液が冷却される工程まで、実施例１
の操作が続けられる。ジアミノ二塩化亜鉛が、塩化アン
モニウム溶液中の他の可能性のある沈澱物（非常によく
溶けるため現れない塩化亜鉛を除いて）の大部分よりも
よく溶けるため、ジアミノ二塩化亜鉛は温度が下がるに
つれて、固体中のより大きなフラクションとして現れ
る。ろ液は小部分に分割され、各小部分は異なる温度ま
で冷却された。結果として得られた固体はろ過され、90
℃で１時間水に再懸濁され、ろ過され、そして乾燥され
た。その結果物はすべての場合において99％以上酸化亜
鉛であったが、収率は次のように小部分が冷却された温
度により変化した。
結晶化温度（℃） 得られたZnOパーセント
75 65
70 60
60 60
50 50
60℃以上の温度における結晶化はZnOの収率を向上させ
る。
る。
実施例４
ZnOはまた、その工程において使用された洗浄水から
再び回収することができる。実施例１の手順を使用して
得られた50gの乾燥した亜鉛相沈澱物（室温まで冷却し
たあとで得られた固体）が90℃において100gのH2Oに加
えられる。ジアミノ二塩化亜鉛は他の亜鉛相がわずかに
少量溶解する間に溶解してしまう（ジアミノ二塩化亜鉛
の一部分である塩化アンモニウムのために）。残存する
固体はろ過により取り出され、乾燥され結果として99％
以上の酸化亜鉛が得られる。ろ液は室温まで冷却され、
固体がろ過により取り出される。この固体は再び水和さ
れた亜鉛相とZn（NH3）2Cl2との混合物である。この固
体は90℃の水で洗浄され、ろ過され、乾燥されて結果と
して99％以上のZnOが得られる。収率は40％ZnOである。
再び回収することができる。実施例１の手順を使用して
得られた50gの乾燥した亜鉛相沈澱物（室温まで冷却し
たあとで得られた固体）が90℃において100gのH2Oに加
えられる。ジアミノ二塩化亜鉛は他の亜鉛相がわずかに
少量溶解する間に溶解してしまう（ジアミノ二塩化亜鉛
の一部分である塩化アンモニウムのために）。残存する
固体はろ過により取り出され、乾燥され結果として99％
以上の酸化亜鉛が得られる。ろ液は室温まで冷却され、
固体がろ過により取り出される。この固体は再び水和さ
れた亜鉛相とZn（NH3）2Cl2との混合物である。この固
体は90℃の水で洗浄され、ろ過され、乾燥されて結果と
して99％以上のZnOが得られる。収率は40％ZnOである。
この収率は、より高い温度で結晶化させることにより
向上させることができる。さらに、同一の洗浄水を新し
い水の代わりに再び使用することも可能である、という
のはこの工程のこの部分が温度に対するZn（NH3）２の
溶解度における変化に依存するからである（データ部分
参照）。
向上させることができる。さらに、同一の洗浄水を新し
い水の代わりに再び使用することも可能である、という
のはこの工程のこの部分が温度に対するZn（NH3）２の
溶解度における変化に依存するからである（データ部分
参照）。
実施例５
亜鉛源はダストである必要はない。純粋なZnOを23％N
H4Cl溶液に加えたとしても、結果は同じである。例とし
て、23％NH4Cl溶液にZnOを飽和させた溶液を、表２の溶
解度データを使用して、40℃〜90℃の範囲の温度におい
て調製した。これらの溶液はつぎに、１〜２時間かけて
室温まで冷却された。結果として得られた固体はろ過さ
れ、90℃の水で洗浄され、そして乾燥された。前のとお
り、また図2Aに示されるように、最初の固体は水和した
亜鉛相とジアミノ二塩化亜鉛との混合物であった。図2C
に示されるように、最終生成物は99％のZnOであった。
図2Bは中間の酸化亜鉛およびジアミノ二塩化亜鉛の沈澱
物の分析結果を示す。最初の固体沈澱物フラクションと
して得られた収率が下記に示される： これらの結果は、ZnOの収率が、溶解したZnOの量が増
加するにつれて（これはまたより高い温度を意味する）
向上するということを示している。
H4Cl溶液に加えたとしても、結果は同じである。例とし
て、23％NH4Cl溶液にZnOを飽和させた溶液を、表２の溶
解度データを使用して、40℃〜90℃の範囲の温度におい
て調製した。これらの溶液はつぎに、１〜２時間かけて
室温まで冷却された。結果として得られた固体はろ過さ
れ、90℃の水で洗浄され、そして乾燥された。前のとお
り、また図2Aに示されるように、最初の固体は水和した
亜鉛相とジアミノ二塩化亜鉛との混合物であった。図2C
に示されるように、最終生成物は99％のZnOであった。
図2Bは中間の酸化亜鉛およびジアミノ二塩化亜鉛の沈澱
物の分析結果を示す。最初の固体沈澱物フラクションと
して得られた収率が下記に示される： これらの結果は、ZnOの収率が、溶解したZnOの量が増
加するにつれて（これはまたより高い温度を意味する）
向上するということを示している。
実施例６
この実施例は、生産量を増大させ、かつ酸化亜鉛の収
率を最大にするために、連続した結晶化工程で実施され
る本発明の手順を示している。実施例１の手順が酸化亜
鉛を含有する溶液から、廃棄金属が沈澱する工程まで続
けられる。連続した結晶化工程用の供給原料として50ガ
ロンの溶液が使用される。溶液は、最初約90℃において
バッフルおよび吸出し管を備えた１ガロンのジャケット
付き結晶化装置内に、１時間あたり１ガロンの速度でポ
ンプにより供給される。結晶化装置のジャケットの温度
は定温度循環浴の使用により約55℃に維持される。この
溶液および生成物である結晶は、結晶化装置に存在する
物質の体積を一定に保つために連続的に除去される。着
実な方法では、結晶化装置内の温度は約60℃に維持され
る。生成物溶液はフィルターを通して流れ、固体が回収
される。固体生成物は、つぎに実施例１で述べたような
洗浄および乾燥工程に供される。この連続結晶化工程か
らの酸化亜鉛の収率は、結晶化された固体の総量の約60
％である。
率を最大にするために、連続した結晶化工程で実施され
る本発明の手順を示している。実施例１の手順が酸化亜
鉛を含有する溶液から、廃棄金属が沈澱する工程まで続
けられる。連続した結晶化工程用の供給原料として50ガ
ロンの溶液が使用される。溶液は、最初約90℃において
バッフルおよび吸出し管を備えた１ガロンのジャケット
付き結晶化装置内に、１時間あたり１ガロンの速度でポ
ンプにより供給される。結晶化装置のジャケットの温度
は定温度循環浴の使用により約55℃に維持される。この
溶液および生成物である結晶は、結晶化装置に存在する
物質の体積を一定に保つために連続的に除去される。着
実な方法では、結晶化装置内の温度は約60℃に維持され
る。生成物溶液はフィルターを通して流れ、固体が回収
される。固体生成物は、つぎに実施例１で述べたような
洗浄および乾燥工程に供される。この連続結晶化工程か
らの酸化亜鉛の収率は、結晶化された固体の総量の約60
％である。
この結晶化装置はより低い温度で操作してもよい；しか
しながら、より低い温度は実施例２に示したように得ら
れた酸化亜鉛の最終収率を減少させる。使用される流速
もまた、結晶化装置の容器の壁への結晶化を最小にとど
めるために、結晶化装置のジャケット温度と共に変化さ
せることができる。さらに、結晶化装置のジャケット温
度に伴うこれらの変数は、結晶の寸法分布を変化させる
ために使用することができる。
しながら、より低い温度は実施例２に示したように得ら
れた酸化亜鉛の最終収率を減少させる。使用される流速
もまた、結晶化装置の容器の壁への結晶化を最小にとど
めるために、結晶化装置のジャケット温度と共に変化さ
せることができる。さらに、結晶化装置のジャケット温
度に伴うこれらの変数は、結晶の寸法分布を変化させる
ために使用することができる。
実施例７
表１に示された組成の金属ダストが、約90℃において
23％塩化アンモニウム溶液に温浸される。塩化アンモニ
ウム溶液10グラムあたり、金属亜鉛ダスト１グラムが使
用される。１時間後、残存する固体が溶液からろ過され
る。この溶液のうちの500ccが、撹拌機とともに２個の
容器の各々に注入され、それらの溶液の温度が90℃に維
持される。500ppmのFlocon 100が容器のうちの１個に加
えられ、一方他の容器には何も加えられない。10分の４
グラム（0.4g）の200メッシュ亜鉛ダストが、つづいて
２溶液の各々に加えられる。Flocon 100を含有する溶液
中では、亜鉛ダストは懸濁状態を保つのに対し、何等か
の添加物を含有する溶液では亜鉛ダストが共に凝集する
（綿状の固まり）。約90℃で１時間経過後、固体は溶液
の各々からろ過されて、秤量および分析される。分散剤
を含有する溶液から得られた固体の量は1.9グラムであ
り、おおよそ21％の亜鉛、75％の鉛、２％のカドミウム
および残部として他の金属を含んでいた。分散剤を含有
しない溶液から得られた固体の量は1.2グラムであり、
おおよそ33％の亜鉛、63％の鉛、２％のカドミウムおよ
び残部として他の金属を含んでいた。この実施例から、
分散剤の添加という付加的な工程が、溶液中の廃棄物か
ら除去される鉛および他の金属の量を増加させることが
確認される。
23％塩化アンモニウム溶液に温浸される。塩化アンモニ
ウム溶液10グラムあたり、金属亜鉛ダスト１グラムが使
用される。１時間後、残存する固体が溶液からろ過され
る。この溶液のうちの500ccが、撹拌機とともに２個の
容器の各々に注入され、それらの溶液の温度が90℃に維
持される。500ppmのFlocon 100が容器のうちの１個に加
えられ、一方他の容器には何も加えられない。10分の４
グラム（0.4g）の200メッシュ亜鉛ダストが、つづいて
２溶液の各々に加えられる。Flocon 100を含有する溶液
中では、亜鉛ダストは懸濁状態を保つのに対し、何等か
の添加物を含有する溶液では亜鉛ダストが共に凝集する
（綿状の固まり）。約90℃で１時間経過後、固体は溶液
の各々からろ過されて、秤量および分析される。分散剤
を含有する溶液から得られた固体の量は1.9グラムであ
り、おおよそ21％の亜鉛、75％の鉛、２％のカドミウム
および残部として他の金属を含んでいた。分散剤を含有
しない溶液から得られた固体の量は1.2グラムであり、
おおよそ33％の亜鉛、63％の鉛、２％のカドミウムおよ
び残部として他の金属を含んでいた。この実施例から、
分散剤の添加という付加的な工程が、溶液中の廃棄物か
ら除去される鉛および他の金属の量を増加させることが
確認される。
上記の説明は、現時点で発明者にとって認識された本
発明の最適な方法を明らかにし、かつ上記の実施例は、
単に実例をあげる目的をもつものである。というのは、
当業者が本発明、ならびに従属する請求項に示されたも
のと同等のものの精神および展望から離れることなく、
本工程に変更を加えることができることは明らかである
からである。
発明の最適な方法を明らかにし、かつ上記の実施例は、
単に実例をあげる目的をもつものである。というのは、
当業者が本発明、ならびに従属する請求項に示されたも
のと同等のものの精神および展望から離れることなく、
本工程に変更を加えることができることは明らかである
からである。
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C01G 9/02
C22B 19/34
B09B 3/00 ZAB
Claims (23)
- 【請求項１】亜鉛化合物を含む廃棄物から酸化亜鉛を回
収する方法であって、 a.前記廃棄物を高温で塩化アンモニウム溶液により処理
し、溶解した亜鉛および溶解した酸化亜鉛を含む溶液を
生成させ、それによって前記廃棄物中の酸化鉄が溶液中
に移行しないようにする工程； b.前記酸化鉄のいかなるものをもはじめとする、前記溶
液中に存在する不溶物質から前記溶液を分離する工程； c.前記溶液に金属亜鉛を加え、それにより前記溶液に含
有される鉛およびカドミウムイオンが前記金属亜鉛によ
り置換し、そして金属鉛および金属カドミウムとして前
記溶液から沈澱させる工程； d.前記溶液を金属鉛と金属カドミウムから分離する工
程； e.前記溶液の温度を下げ、それにより亜鉛成分を、結晶
化した亜鉛化合物の混合物として、沈澱させる工程； f.前記沈澱した亜鉛化合物を前記溶液から分離する工
程； g.前記亜鉛化合物の固体を洗浄水で洗浄し、それにより
前記亜鉛化合物のいくらかを溶解させる工程； h.前記溶液から残存する亜鉛化合物固体を分離する工
程；および i.前記残存する亜鉛化合物の固体を100℃と200℃との間
の温度において乾燥させ、それによって前記の結果とし
て得られる生成物が99％以上の純度を有する酸化亜鉛と
なる工程を含む回収方法。 - 【請求項２】工程ｃの前記塩化アンモニウム溶液を90℃
以上の温度に維持する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】前記塩化アンモニウム溶液の濃度が23重量
％である、請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】前記金属亜鉛が粉体である、請求項１に記
載の方法。 - 【請求項５】前記溶液の温度が、そこから亜鉛成分を沈
澱させるために予め決定された期間にわたり、制御され
た方法で20℃と60℃の間まで下げられる、請求項１に記
載の方法。 - 【請求項６】前記洗浄水が25℃と100℃の間の温度であ
る、請求項１に記載の方法。 - 【請求項７】前記残存する亜鉛化合物が100℃と200℃の
間の温度で乾燥される、請求項１に記載の方法。 - 【請求項８】そこから亜鉛成分が沈澱したあとで、前記
溶液を工程ａにおいて再使用するためにリサイクルする
工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項９】さらに、そこから前記酸化亜鉛を分離した
あとで、洗浄水を工程ｇにおいて再使用するためにリサ
イクルする工程を含む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１０】連続的に操作される請求項１に記載の方
法。 - 【請求項１１】工程ｃにおいて前記溶液に金属亜鉛を加
えている間に、前記溶液に同時に分散剤を加える工程を
さらに含む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１２】前記分散剤が前記溶液中に10から1000pp
mの濃度で存在する、請求項11に記載の方法。 - 【請求項１３】前記分散剤が水溶性ポリマー類よりなる
群から選ばれる、請求項12に記載の方法。 - 【請求項１４】前記分散剤が、マレイン酸ベースのアク
リル酸オリゴマー類、リグノスルホネート類、ポリホス
フェート類、ポリアクリレート類、ポリメタクリレート
類、マレイン酸無水物コポリマー類、ポリマレイン酸無
水物、リン酸エステル類およびホスホネート類よりなる
群から選ばれる、請求項13に記載の方法。 - 【請求項１５】亜鉛、鉄およびカドミウム化合物を含む
廃棄物から酸化亜鉛を回収する方法であって、 a.前記廃棄物を90℃以上の温度に維持された塩化アンモ
ニウム溶液で処理し、亜鉛、鉄、鉛およびカドミウム化
合物を含む溶液を生成させる工程； b.前記溶液を前記溶液中に存在する溶解しない鉄化合物
および他の不溶物質から分離する工程； c.前記溶液に金属亜鉛を加え、それにより前記溶液に含
有される鉛およびカドミウムイオンを前記金属亜鉛によ
り置換し、そして金属鉛および金属カドミウムとして前
記溶液から沈澱させる工程； d.前記溶液を金属鉛と金属カドミウムから分離する工
程； e.前記溶液の温度を20℃と60℃の間まで下げ、それによ
りジアミノ二塩化亜鉛および酸化亜鉛水和物をはじめと
する、亜鉛化合物を沈澱させる工程； f.前記沈澱した亜鉛化合物を前記溶液から分離する工
程； g.前記亜鉛化合物を25℃と100℃の間の温度において洗
浄水で洗浄し、それによりジアミノ二塩化亜鉛成分を溶
解させる工程； h.前記溶液から残存する亜鉛化合物固体を分離する工
程；および i.前記残存する亜鉛化合物固体を100℃と200℃との間の
温度において乾燥させ、結果として本質的に純粋な酸化
亜鉛を得る工程を含む回収方法。 - 【請求項１６】金属亜鉛が粉体である、請求項15に記載
の方法。 - 【請求項１７】前記亜鉛化合物がここから沈澱したあと
で、前記溶液を工程ａで使用するためにリサイクルする
工程をさらに含む、請求項15に記載の方法。 - 【請求項１８】そこから前記酸化亜鉛を分離したあと
で、洗浄水を工程ｇに使用するためにリサイクルする工
程をさらに含む、請求項15に記載の方法。 - 【請求項１９】連続的に操作される、請求項15に記載の
方法。 - 【請求項２０】工程ｃにおいて前記溶液に金属亜鉛を加
えている間に、前記溶液に同時に分散剤を加える工程を
さらに含む、請求項15に記載の方法。 - 【請求項２１】前記分散剤が前記溶液中に10から1000pp
mの濃度で存在する、請求項20に記載の方法。 - 【請求項２２】前記分散剤が水溶性ポリマー類よりなる
群から選ばれる、請求項21に記載の方法。 - 【請求項２３】前記分散剤が、マレイン酸ベースのアク
リル酸オリゴマー類、リグノスルホネート類、ポリホス
フェート類、ポリアクリレート類、ポリメタクリレート
類、マレイン酸無水物コポリマー類、ポリマレイン酸無
水物、リン酸エステル類およびホスホネート類よりなる
群から選ばれる、請求項22に記載の方法。
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