JP3431148B2 - 金属の化合物からの金属の回収用の電気化学系 - Google Patents
金属の化合物からの金属の回収用の電気化学系Info
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- JP3431148B2 JP3431148B2 JP51689693A JP51689693A JP3431148B2 JP 3431148 B2 JP3431148 B2 JP 3431148B2 JP 51689693 A JP51689693 A JP 51689693A JP 51689693 A JP51689693 A JP 51689693A JP 3431148 B2 JP3431148 B2 JP 3431148B2
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- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C1/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions
- C25C1/12—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions of copper
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
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- C25C7/002—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells of cells comprising at least an electrode made of particles
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Description
【発明の詳細な説明】
序論
本発明は電気化学系及び電気化学方法、更に詳しく
は、多くの電気化学方法が商用規模かつ連続基準で金属
の天然または人工の化合物から金属を溶解し、回収する
ことを可能にする系及び方法に関する。
は、多くの電気化学方法が商用規模かつ連続基準で金属
の天然または人工の化合物から金属を溶解し、回収する
ことを可能にする系及び方法に関する。
従来技術の説明
乾式精錬法、例えば、キブセット（KIVCET）法及びイ
サスメルト（ISASMELT）法及び湿式精錬法、例えば、溶
媒抽出法；アンモニアを使用するアルバイター（Arbite
r）法；エイムコ（EIMCO）電気スラリー法並びにデクス
テック（DEXTEC）銅法が、とりわけ、金属鉱石からの金
属の抽出のためにこの30年ほどで導入された。これらの
方法の殆どがエネルギーのかなりのインプットを必要と
し、かなりの廃棄生成物を生成し、またはそれらの商用
の用途において制限される。
サスメルト（ISASMELT）法及び湿式精錬法、例えば、溶
媒抽出法；アンモニアを使用するアルバイター（Arbite
r）法；エイムコ（EIMCO）電気スラリー法並びにデクス
テック（DEXTEC）銅法が、とりわけ、金属鉱石からの金
属の抽出のためにこの30年ほどで導入された。これらの
方法の殆どがエネルギーのかなりのインプットを必要と
し、かなりの廃棄生成物を生成し、またはそれらの商用
の用途において制限される。
環境上の効果、低コスト並びに製品の良好な回収率及
び品質に関して最も魅力的なものは電解方法である。こ
れらは、オーストラリアで開発されたデクステック銅法
に対する要求であった。この方法において、銅の電気化
学的溶解及び沈殿が単一電解槽中で行われ、そこでアノ
ード部分中で空気及び電気を使用する微細な硫化銅鉱石
の溶解が隔膜によりカソード部分（そこで、銅が電気分
解により析出される）から分離される。小規模では、デ
クステック法は、最小の環境上の効果で低いエネルギー
及び試薬コストで簡単な工程で銅金属を製造する。しか
しながら、デクステック法は下記の難点のために商用の
規模の製造に適しないことが明らかである。
び品質に関して最も魅力的なものは電解方法である。こ
れらは、オーストラリアで開発されたデクステック銅法
に対する要求であった。この方法において、銅の電気化
学的溶解及び沈殿が単一電解槽中で行われ、そこでアノ
ード部分中で空気及び電気を使用する微細な硫化銅鉱石
の溶解が隔膜によりカソード部分（そこで、銅が電気分
解により析出される）から分離される。小規模では、デ
クステック法は、最小の環境上の効果で低いエネルギー
及び試薬コストで簡単な工程で銅金属を製造する。しか
しながら、デクステック法は下記の難点のために商用の
規模の製造に適しないことが明らかである。
1.反応の速度は、隔膜バッグ中の銅イオンの移動の速度
により調節されることが明らかであり、おそらく商用の
用途にはあまりに遅すぎる。
により調節されることが明らかであり、おそらく商用の
用途にはあまりに遅すぎる。
2.隔膜バッグ中の小開口部が小さい鉱石粒子またはスケ
ール沈着により塞がれることから維持するという問題。
ール沈着により塞がれることから維持するという問題。
3.隔膜バッグの形状を維持し、それを支持することの困
難なこと。
難なこと。
4.アノード部分で溶解した不純物が除去できず、しかも
カソードで銅と共に沈殿させられる。
カソードで銅と共に沈殿させられる。
本発明において提案された電気化学系は上記の通常の
隔膜の欠点を解消し、しかもデクステック法と同様の電
気化学反応が連続の商業規模で行われることを可能にす
る。
隔膜の欠点を解消し、しかもデクステック法と同様の電
気化学反応が連続の商業規模で行われることを可能にす
る。
従来技術に最近開示されたその他の電気化学方法は、
下記のとおりである。
下記のとおりである。
米国特許第4181588号；ウォン（Wong）;1980年１月１日
この方法において、硫化鉛が別個の容器中で塩化第二
鉄／塩化ナトリウム溶液で浸出される。次いでその溶液
が濾過され、電解槽に導入され、そこで金属鉛がアノー
ドで沈殿され、塩化第一鉄が隔膜を通過してアノードに
入り、そこでそれは塩化第２鉄に酸化され、浸出タンク
に循環される。
鉄／塩化ナトリウム溶液で浸出される。次いでその溶液
が濾過され、電解槽に導入され、そこで金属鉛がアノー
ドで沈殿され、塩化第一鉄が隔膜を通過してアノードに
入り、そこでそれは塩化第２鉄に酸化され、浸出タンク
に循環される。
米国特許第4159232号；ベーコン（Bacon）ら;1979年６
月26日 この方法は鉄鉱石から銅及び鉄金属を得、またニッケ
ル鉱石からニッケル及び鉄金属を得ることを目的とす
る。微細な鉱石が溶解され、容器を強塩酸及び塩化ナト
リウムで浸出する。酸素による汚染が避けられる。何と
なれば、それは電解方法に影響するからである。浸出液
が分離され、電解槽のカソード区画に供給され、そこで
銅が析出され、塩化第一鉄及び水素が生成される。塩化
第一鉄はアノードに拡散し、塩化第二鉄に酸化され、こ
れが浸出タンクに戻される。カソードで生成された水素
は塩化第一鉄の一部を金属イオンに還元するのに使用さ
れる。
月26日 この方法は鉄鉱石から銅及び鉄金属を得、またニッケ
ル鉱石からニッケル及び鉄金属を得ることを目的とす
る。微細な鉱石が溶解され、容器を強塩酸及び塩化ナト
リウムで浸出する。酸素による汚染が避けられる。何と
なれば、それは電解方法に影響するからである。浸出液
が分離され、電解槽のカソード区画に供給され、そこで
銅が析出され、塩化第一鉄及び水素が生成される。塩化
第一鉄はアノードに拡散し、塩化第二鉄に酸化され、こ
れが浸出タンクに戻される。カソードで生成された水素
は塩化第一鉄の一部を金属イオンに還元するのに使用さ
れる。
この米国特許は、若干の硫化銅が少なくとも一つのア
ノード区画に添加され、次いでその他のアノード区画に
循環されるような一つの変化を開示している。アノード
スラリーを攪拌する装置がない。何となれば、空気の導
入はこの米国特許の化学プロセスに有害であるからであ
る。
ノード区画に添加され、次いでその他のアノード区画に
循環されるような一つの変化を開示している。アノード
スラリーを攪拌する装置がない。何となれば、空気の導
入はこの米国特許の化学プロセスに有害であるからであ
る。
米国特許第3926752号；ロレット（Loretto）ら;1975
年12月16日 この特許は、アノード区画中で塩化第二鉄及び塩酸で
浸出することにより銅鉱石から金属銅そしてまた金属イ
オンの回収に関する。隔膜はアノード区画をカソード区
画から分離する。生成された塩化第一鉄はアノード中で
塩化第二鉄に酸化される。供給原料溶液が鉄充填物によ
り銅を逆抽出された後に、金属鉄が別のカソード区画中
で回収される。
年12月16日 この特許は、アノード区画中で塩化第二鉄及び塩酸で
浸出することにより銅鉱石から金属銅そしてまた金属イ
オンの回収に関する。隔膜はアノード区画をカソード区
画から分離する。生成された塩化第一鉄はアノード中で
塩化第二鉄に酸化される。供給原料溶液が鉄充填物によ
り銅を逆抽出された後に、金属鉄が別のカソード区画中
で回収される。
化学の点で異なるが、この米国特許は、連続の商用操
作のための隔膜中の拡散の制限を問題としているデクス
テック法と同様である。
作のための隔膜中の拡散の制限を問題としているデクス
テック法と同様である。
米国特許第5183544号；ウェーバー（Weber）ら;1993年
２月 この米国特許は、高グレードの水酸化ニッケルプレス
ケーキからニッケル金属を回収することを目的とする。
ニッケルの浸出の多くではないとしても一部が、浸出タ
ンク中で起こる。電解槽中で、アノードに導入または溶
解されたニッケルイオンは隔膜中を通過してカソード区
画中で金属に還元される必要がある。ニッケルイオンが
隔膜中を移動する必要があるという制限は、水酸化ニッ
ケルプレスケーキ中のニッケルの純度及び高濃度により
解消される。本発明は、説明された従来技術で生じる種
々の問題を解決することを目的とする。
２月 この米国特許は、高グレードの水酸化ニッケルプレス
ケーキからニッケル金属を回収することを目的とする。
ニッケルの浸出の多くではないとしても一部が、浸出タ
ンク中で起こる。電解槽中で、アノードに導入または溶
解されたニッケルイオンは隔膜中を通過してカソード区
画中で金属に還元される必要がある。ニッケルイオンが
隔膜中を移動する必要があるという制限は、水酸化ニッ
ケルプレスケーキ中のニッケルの純度及び高濃度により
解消される。本発明は、説明された従来技術で生じる種
々の問題を解決することを目的とする。
発明の要約
それ故、一つの形態において、本発明は、
金属鉱石のスラリーを含み、かつアノードをその中に
浸漬させるためのアノードタンク、 金属鉱石の新しいスラリーをアノードタンクに供給す
るための装置、 微小ノズルまたは多孔質材料を通してスラリーへの空
気スパージングを与えてアノードタンク中のスラリーの
攪拌を与え、かつ酸化条件を与えるための装置を含むア
ノードタンク、 カソード液を含み、かつカソードをその中に浸漬させ
るためのカソードタンク、 カソードタンクとアノードタンクの間の電気接続、 電流をカソードとアノードの間に供給するための装
置、 反応したスラリーをアノードタンクから抜取り、それ
を液体／固体分離室に移すための装置、及び 液体／固体分離室中の反応したスラリーの液体部分を
カソード液としてカソードタンクに移すための装置 を含む連続法の金属回収用電解槽にあると言われる。
浸漬させるためのアノードタンク、 金属鉱石の新しいスラリーをアノードタンクに供給す
るための装置、 微小ノズルまたは多孔質材料を通してスラリーへの空
気スパージングを与えてアノードタンク中のスラリーの
攪拌を与え、かつ酸化条件を与えるための装置を含むア
ノードタンク、 カソード液を含み、かつカソードをその中に浸漬させ
るためのカソードタンク、 カソードタンクとアノードタンクの間の電気接続、 電流をカソードとアノードの間に供給するための装
置、 反応したスラリーをアノードタンクから抜取り、それ
を液体／固体分離室に移すための装置、及び 液体／固体分離室中の反応したスラリーの液体部分を
カソード液としてカソードタンクに移すための装置 を含む連続法の金属回収用電解槽にあると言われる。
この装置により、アノードタンクとカソードタンクの
間で、反応したスラリーが抜き取られ、液体固体分離操
作をそこで行わせ、次いで分離段階からの液体部分が金
属の析出用のカソードタンクに戻されるような配置が提
供されることがわかるであろう。この分離段階により、
カソードタンクへの不純物の移動の問題の多くが除か
れ、またアノードタンクとカソードタンクの間の隔膜の
閉塞の問題がないであろう。
間で、反応したスラリーが抜き取られ、液体固体分離操
作をそこで行わせ、次いで分離段階からの液体部分が金
属の析出用のカソードタンクに戻されるような配置が提
供されることがわかるであろう。この分離段階により、
カソードタンクへの不純物の移動の問題の多くが除か
れ、またアノードタンクとカソードタンクの間の隔膜の
閉塞の問題がないであろう。
分離された液体がカソードタンクに移される前に、分
離された液体を精製するための一つまたは幾つかの精製
段階が更に用意されてもよい。精製は、溶媒抽出、硫化
水素沈殿、炭酸化、セメンテーションまたはその他の既
知の精製方法を含む得る。また、液体部分は、調節され
た温度及びpHの如き溶液条件を有していてもよく、また
その後の電気分解を改良するために添加された添加剤を
有していてもよい。
離された液体を精製するための一つまたは幾つかの精製
段階が更に用意されてもよい。精製は、溶媒抽出、硫化
水素沈殿、炭酸化、セメンテーションまたはその他の既
知の精製方法を含む得る。また、液体部分は、調節され
た温度及びpHの如き溶液条件を有していてもよく、また
その後の電気分解を改良するために添加された添加剤を
有していてもよい。
更に、金属回収用の電解槽は、分離前にスラリーに完
全な反応を可能にするように液体固体分離段階の前に反
応したスラリーを抜き取るための反応容器を含んでいて
もよい。その反応部分は、幾つかのアノード反応が迅速
であり得る時、または液体固体分離段階がアノード反応
を完結するのに充分な時間を与え得る時のみに任意であ
る。
全な反応を可能にするように液体固体分離段階の前に反
応したスラリーを抜き取るための反応容器を含んでいて
もよい。その反応部分は、幾つかのアノード反応が迅速
であり得る時、または液体固体分離段階がアノード反応
を完結するのに充分な時間を与え得る時のみに任意であ
る。
カソードタンクとアノードタンクの間の電気接続は、
二つのタンクの間に共通な壁の少なくとも一部を含む多
孔質隔膜により与えられてもよく、またはそれは夫々の
タンクに浸漬され、かつタンクの外部で電気接続された
電気コンダクターを含んでいてもよい。このような電気
コンダクターはグラファイトまたは炭素棒であってもよ
く、または炭素もしくはグラファイトからつくられた共
通の壁であってもよい。
二つのタンクの間に共通な壁の少なくとも一部を含む多
孔質隔膜により与えられてもよく、またはそれは夫々の
タンクに浸漬され、かつタンクの外部で電気接続された
電気コンダクターを含んでいてもよい。このような電気
コンダクターはグラファイトまたは炭素棒であってもよ
く、または炭素もしくはグラファイトからつくられた共
通の壁であってもよい。
アノードは、アノード反応が起こるのに充分な表面積
を与えるための複数の炭素棒を備えていてもよい。
を与えるための複数の炭素棒を備えていてもよい。
好ましい形態において、カソードは回収すべき金属の
純粋な金属電極を含んでいてもよい。
純粋な金属電極を含んでいてもよい。
アノードタンクに加えられる空気は、アノードタンク
中の適当な反応温度を与え、かつ維持するために加熱さ
れてもよい。
中の適当な反応温度を与え、かつ維持するために加熱さ
れてもよい。
別の形態において、本発明は、
金属鉱石のスラリーを電解槽のアノードタンクに供給
する工程、 空気を気泡の形態でアノードタンクの底部に導入して
スラリーの攪拌を与え、かつアノードタンク中で酸化条
件を与える工程、 アノードタンク中の鉱石のスラリーをアノード反応に
より反応させてそれから金属有価物を浸出する工程、 浸出スラリーをアノードタンクから抜取り、浸出スラ
リーから液体部分及び固体残渣部分を分離する工程、そ
して 液体部分を、電解槽のカソードを含むカソードタンク
に通し、アノードタンクとカソードタンクの間に電気接
続を与え、またアノードとカソードの間に電流を与えて
カソード反応を行い、それによりカソードで金属を析出
させる工程 を含むことを特徴とする電解槽中の金属鉱石から金属の
電気化学的回収のための連続方法にあると言い得る。
する工程、 空気を気泡の形態でアノードタンクの底部に導入して
スラリーの攪拌を与え、かつアノードタンク中で酸化条
件を与える工程、 アノードタンク中の鉱石のスラリーをアノード反応に
より反応させてそれから金属有価物を浸出する工程、 浸出スラリーをアノードタンクから抜取り、浸出スラ
リーから液体部分及び固体残渣部分を分離する工程、そ
して 液体部分を、電解槽のカソードを含むカソードタンク
に通し、アノードタンクとカソードタンクの間に電気接
続を与え、またアノードとカソードの間に電流を与えて
カソード反応を行い、それによりカソードで金属を析出
させる工程 を含むことを特徴とする電解槽中の金属鉱石から金属の
電気化学的回収のための連続方法にあると言い得る。
アノードタンクに加えられる空気は、反応のための加
熱をもたらすために所望の温度に加熱されてもよい。
熱をもたらすために所望の温度に加熱されてもよい。
反応が液体固体分離の前、アノードタンクからの浸出
スラリーの除去後に反応容器中で起こることを可能にす
る更なる工程が含まれていてもよい。
スラリーの除去後に反応容器中で起こることを可能にす
る更なる工程が含まれていてもよい。
液体部分をカソードタンクに移す前に液体部分の精製
の工程が更に含まれていてもよい。
の工程が更に含まれていてもよい。
アノードタンク中のスラリーは、岩塩−酸またはその
他の適当な電解質溶液を含んでいてもよい。カソードタ
ンクからの古液は更に別のスラリーをつくるための補給
液として使用でき、その後そのスラリーをアノードタン
クに供給する。
他の適当な電解質溶液を含んでいてもよい。カソードタ
ンクからの古液は更に別のスラリーをつくるための補給
液として使用でき、その後そのスラリーをアノードタン
クに供給する。
アノードは複数の炭素棒またはグラファイト棒を含ん
でいてもよく、またカソードは電解槽中で回収すべき金
属と同じ金属の純粋な金属電極を含んでいてもよい。
でいてもよく、またカソードは電解槽中で回収すべき金
属と同じ金属の純粋な金属電極を含んでいてもよい。
本発明の電解槽の主たる特徴は、金属がグラファイト
電極の如き不活性電極を取り付け、微細な金属化合物の
スラリーを含むアノード部分中で溶解されるような系で
あることがわかるであろう。電解質またはアノード液
は、アノードタンクの底部からの熱空気の如き空気の加
入により攪拌される。
電極の如き不活性電極を取り付け、微細な金属化合物の
スラリーを含むアノード部分中で溶解されるような系で
あることがわかるであろう。電解質またはアノード液
は、アノードタンクの底部からの熱空気の如き空気の加
入により攪拌される。
アノード部分からの製品は液体固体分離段階中で連続
的に処理され、好ましくは分離液が精製され、その後、
それは本発明の電解槽のカソード部分に戻され、そこで
主金属が電気分解により析出される。
的に処理され、好ましくは分離液が精製され、その後、
それは本発明の電解槽のカソード部分に戻され、そこで
主金属が電気分解により析出される。
本発明の電気化学方法により回収し得る金属として、
銅、ニッケル、コバルト、鉛、亜鉛、鉄、クロム、アル
ミニウム、チタン、金、銀、マンガン及びそれらの化合
物または鉱石からの同様の電気的性質を有するその他の
金属が挙げられる。
銅、ニッケル、コバルト、鉛、亜鉛、鉄、クロム、アル
ミニウム、チタン、金、銀、マンガン及びそれらの化合
物または鉱石からの同様の電気的性質を有するその他の
金属が挙げられる。
本発明の重要な特徴は、アノード反応及びカソード反
応の両方が同時に起こっているが、隔膜または電気コン
ダクター壁により分離されることである。従来技術の隔
膜電解槽と異なり、本発明の電解槽中の隔膜はアノード
液をカソード液と混合することから防止するためのみに
使用され、カソード反応が起こるために金属イオンが隔
膜を横切って移動することを必要としない。固体による
隔膜の閉塞の問題は、アノードタンクに対しカソードタ
ンク中の若干の水圧ヘッド（hydraulic head）を維持す
ることにより解消し得る。
応の両方が同時に起こっているが、隔膜または電気コン
ダクター壁により分離されることである。従来技術の隔
膜電解槽と異なり、本発明の電解槽中の隔膜はアノード
液をカソード液と混合することから防止するためのみに
使用され、カソード反応が起こるために金属イオンが隔
膜を横切って移動することを必要としない。固体による
隔膜の閉塞の問題は、アノードタンクに対しカソードタ
ンク中の若干の水圧ヘッド（hydraulic head）を維持す
ることにより解消し得る。
図面の簡単な説明
これは本発明を概説するが、理解を助けるべきであ
り、本発明の装置の好ましい実施態様及び実施例を示す
添付図面が参照されるであろう。
り、本発明の装置の好ましい実施態様及び実施例を示す
添付図面が参照されるであろう。
図中、
図１は本発明の電解槽の第一の実施態様を示し、
図２は本発明の電解槽の別の実施態様を示し、そして
図３は他段階処理を含む本発明の商用規模の電気化学
方法を示す。
方法を示す。
図面の詳細な説明
見るべき図面を更に近くで見ると、特に図１に関し
て、この系の電解槽は、その中にアノード２を有するア
ノードタンク１と、その中にカソード４を有するカソー
ドタンク３とを含む。アノードタンク１は、その底端部
に空気の供給管５を含み、また空気の気泡がアノードタ
ンク中のスラリーを通過することを可能にするための適
当な多孔質材料またはスパージングノズル６を含む。反
応したスラリーは配管７を通して任意の反応容器８に抜
き取られる。充分な反応時間後に、スラリーが配管９を
通して液体固体分離段階10に送られる。この段階におい
て、固体浸出残渣11が生成され、また液体部分12が生成
される。液体部分は配管12を通して溶液精製段階13に送
られる。精製された溶液が配管14を通してカソードタン
ク３に送られ、金属がカソード４で析出され、希薄液が
配管15を通して抜き取られる。DC電源16が電力をアノー
ド及びカソードに与えるのに使用される。カソードタン
クとアノードタンクの間の壁17はカソードタンクとアノ
ードタンクの間の溶液接触を与えるように多孔質であ
り、またはアノードタンクとカソードタンクの間の溶液
接触を可能にするように導電性である。
て、この系の電解槽は、その中にアノード２を有するア
ノードタンク１と、その中にカソード４を有するカソー
ドタンク３とを含む。アノードタンク１は、その底端部
に空気の供給管５を含み、また空気の気泡がアノードタ
ンク中のスラリーを通過することを可能にするための適
当な多孔質材料またはスパージングノズル６を含む。反
応したスラリーは配管７を通して任意の反応容器８に抜
き取られる。充分な反応時間後に、スラリーが配管９を
通して液体固体分離段階10に送られる。この段階におい
て、固体浸出残渣11が生成され、また液体部分12が生成
される。液体部分は配管12を通して溶液精製段階13に送
られる。精製された溶液が配管14を通してカソードタン
ク３に送られ、金属がカソード４で析出され、希薄液が
配管15を通して抜き取られる。DC電源16が電力をアノー
ド及びカソードに与えるのに使用される。カソードタン
クとアノードタンクの間の壁17はカソードタンクとアノ
ードタンクの間の溶液接触を与えるように多孔質であ
り、またはアノードタンクとカソードタンクの間の溶液
接触を可能にするように導電性である。
カソードタンク中で製造された金属製品は、低電流密
度が使用される場合にはカソードに析出されたプレート
形態、また高電流密度がカソード中で使用される場合に
は粉末形態であり得ることが注目し得る。
度が使用される場合にはカソードに析出されたプレート
形態、また高電流密度がカソード中で使用される場合に
は粉末形態であり得ることが注目し得る。
図２を見ると、カソード部分の両側に二つのアノード
部分が用意されている電解槽の別の実施態様が見られる
であろう。この実施態様において、アノード液の流れは
カソード液の流れに向流であることが示されているが、
その流れは並流または向流のいずれであってもよい。
部分が用意されている電解槽の別の実施態様が見られる
であろう。この実施態様において、アノード液の流れは
カソード液の流れに向流であることが示されているが、
その流れは並流または向流のいずれであってもよい。
スラリーはスラリー調製段階25中で調製され、アノー
ド30を含む二つのアノード部分20及び21に流入される。
反応したスラリーは任意の反応部分26に流入され、そし
て充分な反応時間後に液体固体段階27に流入される。液
体固体分離からの液体が溶液精製段階28（これはその他
の性質、例えば、pHの調節を含み得る）に流入され、そ
して純粋なものに富む液体がカソード部分22に流入され
る。カソード29への、またはカソードセルの底部への粉
末としてのカソード部分中の金属の析出後に、希薄液が
配管32を通して再使用のためのスラリー調製段階に抜き
取られる。導電性壁23がカソード部分22の両側に用意さ
れてアノードタンク20とカソードタンク22の間に溶接接
触を与える。アノード及びカソードへの電力は電力供給
装置31により与えられる。
ド30を含む二つのアノード部分20及び21に流入される。
反応したスラリーは任意の反応部分26に流入され、そし
て充分な反応時間後に液体固体段階27に流入される。液
体固体分離からの液体が溶液精製段階28（これはその他
の性質、例えば、pHの調節を含み得る）に流入され、そ
して純粋なものに富む液体がカソード部分22に流入され
る。カソード29への、またはカソードセルの底部への粉
末としてのカソード部分中の金属の析出後に、希薄液が
配管32を通して再使用のためのスラリー調製段階に抜き
取られる。導電性壁23がカソード部分22の両側に用意さ
れてアノードタンク20とカソードタンク22の間に溶接接
触を与える。アノード及びカソードへの電力は電力供給
装置31により与えられる。
図３は、三つの段階プロセスが使用される本発明の電
気化学系の別の実施態様を示す。
気化学系の別の実施態様を示す。
スラリーは、微細に粉砕された金属鉱石59、酸及び試
薬60並びに溶液貯蔵タンク56からの液体を添加すること
によりスラリー調製段階40で調製され、次いで第一アノ
ード部分41に流入される。反応後に、浸出スラリーが第
一シックナー42に流入され、そこから液体が溶液精製段
階43に流入され、その後、第一段階44のカソード部分に
戻される。カソード44からの希薄液及びシックナー42か
らの濃縮スラリーが混合段階45（これは酸及び試薬の添
加を含む得る）に流入され、その後、第二段階のアノー
ド部分46に流入される。
薬60並びに溶液貯蔵タンク56からの液体を添加すること
によりスラリー調製段階40で調製され、次いで第一アノ
ード部分41に流入される。反応後に、浸出スラリーが第
一シックナー42に流入され、そこから液体が溶液精製段
階43に流入され、その後、第一段階44のカソード部分に
戻される。カソード44からの希薄液及びシックナー42か
らの濃縮スラリーが混合段階45（これは酸及び試薬の添
加を含む得る）に流入され、その後、第二段階のアノー
ド部分46に流入される。
浸出スラリーはシックナー47にもう一度流入される。
シックナー47からの液体が溶液精製段階48に流入され、
そして第二段階カソード部分49に流入される。カソード
49からの希薄溶液が、必要とされる酸または試薬を含む
ミキサー50中でシックナー47からの濃縮スラリーと混合
され、この混合スラリーが第三段階のアノード部分51に
流入される。
シックナー47からの液体が溶液精製段階48に流入され、
そして第二段階カソード部分49に流入される。カソード
49からの希薄溶液が、必要とされる酸または試薬を含む
ミキサー50中でシックナー47からの濃縮スラリーと混合
され、この混合スラリーが第三段階のアノード部分51に
流入される。
第三段階の浸出スラリーがシックナー52に流入され、
この段階からの液体が溶液精製53に流入され、その後、
第三段階54のカソード部分に流入される。カソード部分
54からの稀薄溶液が配管55により溶液貯蔵56に流入さ
れ、続いてスラリー調製段階40中の新しいスラリー調製
に使用される。シックナー52からのスラリーアンダーフ
ローが洗浄段階58で洗浄され、残渣が廃棄される。洗浄
液は、若干の水を除去してプロセス水バランスを維持す
るために蒸発段階62で若干の蒸発を必要とすることがあ
り、その後、それは更なる使用のために溶液貯蔵56に移
される。
この段階からの液体が溶液精製53に流入され、その後、
第三段階54のカソード部分に流入される。カソード部分
54からの稀薄溶液が配管55により溶液貯蔵56に流入さ
れ、続いてスラリー調製段階40中の新しいスラリー調製
に使用される。シックナー52からのスラリーアンダーフ
ローが洗浄段階58で洗浄され、残渣が廃棄される。洗浄
液は、若干の水を除去してプロセス水バランスを維持す
るために蒸発段階62で若干の蒸発を必要とすることがあ
り、その後、それは更なる使用のために溶液貯蔵56に移
される。
或る量の古液は、望ましくない塩の蓄積を防止するた
めに廃棄し得る。
めに廃棄し得る。
金属製品は第一段階、第二段階及び第三段階のカソー
ド部分から製造され、この多段階系が単一金属の更に良
好な回収を得、または数種の金属の抽出を分離するのに
使用し得ることが注目されるであろう。
ド部分から製造され、この多段階系が単一金属の更に良
好な回収を得、または数種の金属の抽出を分離するのに
使用し得ることが注目されるであろう。
実施例
微細な銅鉱石と、アノード液（これはほぼ飽和した岩
塩、約12g/リットルの銅、及びpHを約２〜2.5に保つた
めの硫酸を含む）の混合物を本発明の電解槽のアノード
部分（そこには、グラファイト電極が浸漬される）に導
入する。熱空気をアノード部分の底部にある分散装置に
より導入してスラリーに攪拌を与え、アノードで酸化反
応に酸素を与え、そして加熱してスラリー温度を85〜95
℃に保つ。
塩、約12g/リットルの銅、及びpHを約２〜2.5に保つた
めの硫酸を含む）の混合物を本発明の電解槽のアノード
部分（そこには、グラファイト電極が浸漬される）に導
入する。熱空気をアノード部分の底部にある分散装置に
より導入してスラリーに攪拌を与え、アノードで酸化反
応に酸素を与え、そして加熱してスラリー温度を85〜95
℃に保つ。
低電流密度で低電圧をグラファイトアノードに適用
し、そこで銅及びその他の金属が電子の除去により溶解
する。溶解した鉄を酸化鉄沈殿に変換し、硫黄が元素硫
黄として残る。
し、そこで銅及びその他の金属が電子の除去により溶解
する。溶解した鉄を酸化鉄沈殿に変換し、硫黄が元素硫
黄として残る。
溶解金属を含む電気浸出スラリーを反応部分に移して
アノード部分からの酸化反応を完結させてカソード反応
の妨害を避ける。この反応は任意である。何となれば、
一部のアノード反応が充分に迅速であることがあり、ま
た液体固体分離工程がアノード反応を完結させることが
あるからである。
アノード部分からの酸化反応を完結させてカソード反応
の妨害を避ける。この反応は任意である。何となれば、
一部のアノード反応が充分に迅速であることがあり、ま
た液体固体分離工程がアノード反応を完結させることが
あるからである。
浸出残渣を液体固体分離工程（これは濃縮、その後の
濾過及び洗浄、または洗浄を伴う向流デカントからなっ
ていてもよい）でアノード液から分離する。洗浄は、プ
ロセス水バランスを維持するために回路に戻す前に多段
階蒸発を必要とし得る。固体は廃棄してもよく、または
更に別の貴重な金属もしくは硫黄の回収にかけられても
よい。
濾過及び洗浄、または洗浄を伴う向流デカントからなっ
ていてもよい）でアノード液から分離する。洗浄は、プ
ロセス水バランスを維持するために回路に戻す前に多段
階蒸発を必要とし得る。固体は廃棄してもよく、または
更に別の貴重な金属もしくは硫黄の回収にかけられても
よい。
次いで浸出液は不純物、例えば、銀、亜鉛、鉄、等の
除去のための溶液精製にかけられてもよい（これらが必
要量の銅金属析出を妨害する場合）。また、溶媒抽出が
適用されて不純物を除去し、または不純物から銅を回収
することが可能であり、次いで銅を含む逆抽出液を銅の
電気分解による回収のためのカソード部分に移す。
除去のための溶液精製にかけられてもよい（これらが必
要量の銅金属析出を妨害する場合）。また、溶媒抽出が
適用されて不純物を除去し、または不純物から銅を回収
することが可能であり、次いで銅を含む逆抽出液を銅の
電気分解による回収のためのカソード部分に移す。
通常の場合、精製された銅溶液を本発明の電解槽のカ
ソード部分に供給し、そこで銅を電子の付加により銅電
極に析出させる。或る種の試薬を添加して析出される銅
の純度を改良し、またはデンドライトの成長の如き問題
を防止し得る。高電流密度を使用する場合には、銅をカ
ソード部分の底部から粉末として回収でき、また低電流
密度を使用する場合には、銅スターターシート上で銅の
シートとして回収できる。スチームをカソード部分に注
入して加熱及び攪拌を与えてもよい。カソード部分の水
圧勾配をアノード部分の水圧勾配の丁度上に保って最小
の流れをカソード部分から隔膜を通してアノード部分に
与えて隔膜の目詰まりを防止する。
ソード部分に供給し、そこで銅を電子の付加により銅電
極に析出させる。或る種の試薬を添加して析出される銅
の純度を改良し、またはデンドライトの成長の如き問題
を防止し得る。高電流密度を使用する場合には、銅をカ
ソード部分の底部から粉末として回収でき、また低電流
密度を使用する場合には、銅スターターシート上で銅の
シートとして回収できる。スチームをカソード部分に注
入して加熱及び攪拌を与えてもよい。カソード部分の水
圧勾配をアノード部分の水圧勾配の丁度上に保って最小
の流れをカソード部分から隔膜を通してアノード部分に
与えて隔膜の目詰まりを防止する。
アノード部分とカソード部分の間の隔膜を使用してア
ノード部分とカソード部分の間の溶液接触を維持する
が、アノード液とカソード液の混合を防止する。或る実
施態様において、グラファイト棒を使用してアノード部
分とカソード部分の間の溶液接触を与え得るが、或る種
の添加のもとではグラファイト棒のスケール付着がその
接触を壊すことがある。隔膜またはグラファイトの如き
導電性材料がアノード部分とカソード部分の間の溶液接
触を与え得る。
ノード部分とカソード部分の間の溶液接触を維持する
が、アノード液とカソード液の混合を防止する。或る実
施態様において、グラファイト棒を使用してアノード部
分とカソード部分の間の溶液接触を与え得るが、或る種
の添加のもとではグラファイト棒のスケール付着がその
接触を壊すことがある。隔膜またはグラファイトの如き
導電性材料がアノード部分とカソード部分の間の溶液接
触を与え得る。
カソード部分から排出された希薄溶液をアノード部分
のためのスラリー供給原料調製または溶液貯蔵タンクに
移し得る。この稀薄溶液の部分は、廃棄され、または望
ましくない塩の蓄積を防止するために処理されることが
必要とされることがある。
のためのスラリー供給原料調製または溶液貯蔵タンクに
移し得る。この稀薄溶液の部分は、廃棄され、または望
ましくない塩の蓄積を防止するために処理されることが
必要とされることがある。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭53−52235（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−112491（ＪＰ，Ａ)
特公 昭50−13203（ＪＰ，Ｂ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C25C 1/00 301
C25C 1/12
C25C 7/06 301
Claims (14)
- 【請求項１】金属鉱石のスラリーを含み、かつアノード
をその中に浸漬させるためのアノードタンク、 金属鉱石の新しいスラリーをアノードタンクに供給する
ための装置、 微小ノズルまたは多孔質材料を通してスラリーへの空気
スパージングを与えてアノードタンク中のスラリーの攪
拌を与え、かつ酸化条件を与えるための装置を含むアノ
ードタンク、 カソード液を含み、かつカソードをその中に浸漬させる
ためのカソードタンク、 カソードタンクとアノードタンクの間の電気接続、 電流をカソードとアノードの間に供給するための装置、 反応したスラリーをアノードタンクから抜取り、それを
液体／固体分離室に移すための装置、及び 液体／固体分離室中の反応したスラリーの液体部分をカ
ソード液としてカソードタンクに移すための装置 を含む連続法の金属回収用電解槽。 - 【請求項２】分離された液体部分をカソードタンクに移
す前にそれを精製するための精製タンクを更に含む請求
の範囲第１項に記載の金属回収用電解槽。 - 【請求項３】分離前のスラリーの完全なアノード反応を
可能にするように液体／固体分離室の前に抜き取られた
反応スラリーのための反応容器を更に含む請求の範囲第
１項に記載の金属回収用電解槽。 - 【請求項４】カソードタンクとアノードタンクの間の電
気接続が、タンク間の多孔質隔膜により与えられる溶液
電気接続である請求の範囲第１項に記載の金属回収用電
解槽。 - 【請求項５】アノードが複数の炭素棒またはグラファイ
ト棒により用意される請求の範囲第１項に記載の金属回
収用電解槽。 - 【請求項６】カソードが回収すべき金属を含む請求の範
囲第１項に記載の金属回収用電解槽。 - 【請求項７】スラリーにスパージする前の空気を加熱し
てアノードタンク中で反応熱を与える装置がある請求の
範囲第１項に記載の金属回収用電解槽。 - 【請求項８】金属鉱石のスラリーを電解槽のアノードタ
ンクに供給する工程、 空気を気泡の形態でアノードタンクの底部に導入してス
ラリーの攪拌を与え、かつアノードタンク中で酸化条件
を与える工程、アノードタンク中の鉱石のスラリーをア
ノード反応により反応させてそれから金属有価物を浸出
する工程、 浸出スラリーをアノードタンクから抜取り、浸出スラリ
ーから液体部分及び固体残渣部分を分離する工程、そし
て 液体部分を、電解槽のカソードを含むカソードタンクに
通し、アノードタンクとカソードタンクの間に電気接続
を与え、またアノードとカソードの間に電流を与えてカ
ソード反応を行い、それによりカソードで金属を析出さ
せる工程 を含むことを特徴とする電解槽中の金属鉱石から金属の
電気化学的回収のための連続方法。 - 【請求項９】空気を加熱してアノードタンク中のアノー
ド反応に加熱を与える請求の範囲第８項に記載の方法。 - 【請求項１０】抜き取られた浸出スラリーのアノード反
応を液体／固体分離工程前に反応容器中で完結させる工
程を更に含む請求の範囲第８項に記載の方法。 - 【請求項１１】液体部分をカソードタンクに移す前に液
体部分の精製の工程を更に含む請求の範囲第８項に記載
の方法。 - 【請求項１２】アノードが複数の炭素棒またはグラファ
イト棒を含む請求の範囲第８項に記載の方法。 - 【請求項１３】電気接続が、アノードタンクとカソード
タンクの間の多孔質隔膜により与えられる溶液電気接続
である請求の範囲第８項に記載の方法。 - 【請求項１４】カソードが電解槽中で回収される金属と
同じ金属を含む請求の範囲第８項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AUPL166792 | 1992-04-01 | ||
| AU1667 | 1992-04-01 | ||
| AU2554 | 1992-05-22 | ||
| AUPL255492 | 1992-05-22 | ||
| PCT/AU1993/000129 WO1993020262A1 (en) | 1992-04-01 | 1993-03-29 | Electrochemical system for recovery of metals from their compounds |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07505443A JPH07505443A (ja) | 1995-06-15 |
| JP3431148B2 true JP3431148B2 (ja) | 2003-07-28 |
Family
ID=25644220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51689693A Expired - Lifetime JP3431148B2 (ja) | 1992-04-01 | 1993-03-29 | 金属の化合物からの金属の回収用の電気化学系 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5569370A (ja) |
| JP (1) | JP3431148B2 (ja) |
| WO (1) | WO1993020262A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101318479B1 (ko) * | 2005-10-06 | 2013-10-16 | 엑스트라타 테크놀로지 피티와이 엘티디 | 납 제련 방법 및 장치 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5882502A (en) * | 1992-04-01 | 1999-03-16 | Rmg Services Pty Ltd. | Electrochemical system and method |
| US6267854B1 (en) | 1999-10-21 | 2001-07-31 | Orville Lee Maddan | Apparatus and method for producing magnesium from seawater |
| US6372017B1 (en) | 2000-02-07 | 2002-04-16 | Orville Lee Maddan | Method for producing magnesium |
| CN1715454A (zh) * | 2001-08-01 | 2006-01-04 | 株式会社日矿材料 | 高纯镍、由其构成的溅射靶及通过该靶形成的高纯镍薄膜 |
| JP2004043946A (ja) * | 2002-05-21 | 2004-02-12 | Nikko Materials Co Ltd | 高純度金属の製造方法及び装置 |
| US20040168909A1 (en) * | 2003-02-28 | 2004-09-02 | Larson Arden L. | Three-dimensional flow-through electrode and electrochemical cell |
| FI120438B (fi) * | 2006-08-11 | 2009-10-30 | Outotec Oyj | Menetelmä metallipulverin muodostamiseksi |
| GB0618025D0 (en) * | 2006-09-13 | 2006-10-25 | Enpar Technologies Inc | Electrochemically catalyzed extraction of metals from sulphide minerals |
| US20110094877A1 (en) * | 2007-08-06 | 2011-04-28 | Gomez Rodolfo Antonio M | Electrochemical system for metal recovery |
| CN101450824B (zh) * | 2007-12-07 | 2012-07-18 | 鲁道夫·安东尼奥·M·戈麦斯 | 水的电解活化 |
| US8634903B2 (en) * | 2009-10-30 | 2014-01-21 | Medtronic, Inc. | Measuring T-Wave alternans |
| CL2011000617A1 (es) * | 2011-03-23 | 2011-11-25 | Propipe Maqu Limitada | Celda electrolitica y proceso para la obtencion de metales mediante electrodialisis reactiva que comprende al menos una unidad basica con tres compartimentos de iguales dimensiones, separados por membranas de intercambio ionico, en donde dos de los compartimentos contendran el anolito y el otro el catolito. |
| GB201414847D0 (en) * | 2014-08-20 | 2014-10-01 | Lain Eva Maria | Leaching of sulphide minerals |
| JP6604466B2 (ja) * | 2015-03-25 | 2019-11-13 | 住友電気工業株式会社 | 銅の製造方法及び銅の製造装置 |
| US9777346B2 (en) | 2015-09-03 | 2017-10-03 | Battelle Energy Alliance, Llc | Methods for recovering metals from electronic waste, and related systems |
| BR112023019059A2 (pt) * | 2021-03-24 | 2023-10-17 | Electrasteel Inc | Remoção de impurezas em um sistema de conversão de ferro |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1001449A (en) * | 1910-10-12 | 1911-08-22 | Universal Ore Reduction Company | Method or process of and apparatus for extracting metals from the ores thereof. |
| US3788965A (en) * | 1972-04-07 | 1974-01-29 | 2C 2B Corp | Hydrometallurgical solubilizer with selective electroplating mechanism |
| CA1030098A (en) * | 1973-04-09 | 1978-04-25 | Hydrion Industries Ltd. | Direct recovery of metals from sulphide ores by leaching and electrolysis |
| GB1496852A (en) * | 1975-02-14 | 1978-01-05 | Dextec Metallurg | Extraction of copper from ores and concentrates |
| US4159232A (en) * | 1977-09-23 | 1979-06-26 | Bacon William G | Electro-hydrometallurgical process for the extraction of base metals and iron |
| US4214964A (en) * | 1978-03-15 | 1980-07-29 | Cannell John F | Electrolytic process and apparatus for the recovery of metal values |
| US4181588A (en) * | 1979-01-04 | 1980-01-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Method of recovering lead through the direct reduction of lead chloride by aqueous electrolysis |
| US4594132A (en) * | 1984-06-27 | 1986-06-10 | Phelps Dodge Corporation | Chloride hydrometallurgical process for production of copper |
| US5183544A (en) * | 1991-01-03 | 1993-02-02 | Xerox Corporation | Apparatus for electrowinning of metal from a waste metal material |
-
1993
- 1993-03-29 US US08/318,782 patent/US5569370A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-03-29 WO PCT/AU1993/000129 patent/WO1993020262A1/en active Application Filing
- 1993-03-29 JP JP51689693A patent/JP3431148B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| KR101318479B1 (ko) * | 2005-10-06 | 2013-10-16 | 엑스트라타 테크놀로지 피티와이 엘티디 | 납 제련 방법 및 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1993020262A1 (en) | 1993-10-14 |
| JPH07505443A (ja) | 1995-06-15 |
| US5569370A (en) | 1996-10-29 |
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