JP3762060B2

JP3762060B2 - 硫化物形態のものからのアンチモンの回収方法

Info

Publication number: JP3762060B2
Application number: JP24430797A
Authority: JP
Inventors: 敏文石井; 一博佐藤
Original assignee: Nippon Mining and Metals Co Ltd
Current assignee: Nippon Mining Holdings Inc
Priority date: 1997-09-09
Filing date: 1997-09-09
Publication date: 2006-03-29
Anticipated expiration: 2017-09-09
Also published as: JPH1180853A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアンチモンを含む硫化物形態のものからアンチモンを分離回収する方法に関する、更に詳細には非鉄製錬中間物として生成される硫化物形態のものからアンチモンを不溶性の水酸化物として分離回収する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、アンチモン（Ｓｂ）は化合物半導体の材料として注目されておりその需要は高まっている。
【０００３】
主に、アンチモンを含む輝安鉱（Ｓｂ₂Ｓ₃）を原料として製錬、更に、精錬工程で乾式法により粗アンチモンを生成後、電解法等により高品位のアンチモンを得ている。
【０００４】
この他に銅、亜鉛の非鉄製錬工程においては、各種の中間物が発生するが、なかでも硫化物形態の中間物は、銅等に加えてアンチモン、砒素、ビスマス等を含むことを大きな特徴としている。これらの製錬中間物等の硫化物形態のものの各種不純物の中で、特に砒素、ビスマスを含むものからは、従来の技術ではアンチモンを分離回収することが困難であった。
【０００５】
しかしながら、高品位のアンチモンの製造のために非鉄製錬中間物、原料鉱石等に含まれる他の金属とアンチモンを分離回収するために種々の方法が提案されている。例えば、砒素、銅、亜鉛、ビスマス、アンチモン等を含有する硫化物形態の製錬中間物より砒素を分離回収する方法として、硫化物態の製錬中間物をスラリー状としてｐＨ５〜８に制御し、アンチモン、ビスマスの抽出を抑えつつ空気酸化により砒素のみを分離回収する方法が提案されている（特開昭５４−１６０５９０号公報等）。また、高価な反応装置であるオートクレーブを採用することにより砒素、銅とアンチモン等を分離する方法が示されている（CIM Bulletin；Vol.78，No.884(1985) p.84-93）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記方法でアンチモンを個別的に分離して回収するには以下のような問題点がある。
【０００７】
特開昭５４−１６０５９０号公報に提案の方法は、アンチモンについては銅及びビスマスと挙動を共にするため、アンチモンを単独で分離回収することは困難である。また、オートクレーブを使用する方法は、操業工程が非効率であり、更にビスマスの除去が困難であるという問題点がある。
【０００８】
本発明は上記の欠点を解決したもので、硫化物形態のものから銅、砒素、ビスマス等の不純物成分を分離してアンチモンを単体で回収する方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、請求項１に記載の発明は、アンチモンに加えて、少なくとも銅、砒素、ビスマス等を含む硫化物形態のものをアルカリの存在下で酸化することにより砒素とアンチモンを浸出し、銅とビスマスは残渣中に残し、固液分離後更に浸出液のみをアルカリ添加によりｐＨ１１以上に調整して酸化処理することにより、今度はアンチモンのみを沈殿させ、砒素を含む浸出液を固液分離するアンチモンの回収方法である。これによって、銅、ビスマス、砒素とアンチモンを分離してアンチモンのみを単独で回収する方法が得られる。更に、回収したアンチモンの品位を高くすることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記酸化浸出及び前記酸化処理が空気を溶液中へ吹き込むアンチモンの回収方法である。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記酸化浸出及び前記酸化処理において、溶液１ｍ³当たり０．１〜１．０ｍ³／分の空気を吹き込むアンチモンの回収方法である。これによって、酸化浸出時には銅、ビスマスの浸出を抑え浸出液の品位を向上させることができる。また、酸化処理では、砒素の沈殿を抑えて回収するアンチモンの品位を向上させることができる。更に、吹き込む空気の攪拌効果によって、効率的に安価にアンチモンを回収することができるからである。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記溶液の温度が５０〜８０℃の範囲にあるアンチモンの回収方法である。これによって、銅、ビスマス、砒素の不純物濃度を低く抑え、回収するアンチモンの品位を高くすることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、前記硫化物形態のものが硫化アンチモン（Ｓｂ₂Ｓ₃、Ｓｂ₂Ｓ₅）である場合のアンチモンの回収方法である。
【００１４】
ここで、アルカリとは強い塩基性を有する物質であり、具体的には苛性ソーダ（ＮａＯＨ）、炭酸ナトリウム（Ｎａ₂ＣＯ₃）、アンモニア（ＮＨ₃）等である。特に、苛性ソーダが好ましい。アルカリで浸出したのは、目的金属に作用しやすく少量ですみ、容器等を腐食することが少ないからである。
【００１５】
酸化浸出及び酸化処理における酸化は、酸化剤を添加することによって行う。酸化剤としては、Ｆｅ³⁺、ＭｎＯ₂、ＫＭｎＯ₄、酸素（Ｏ₂）、空気、過酸化水素水（Ｈ₂Ｏ₂）等があげられる。特に、空気が好ましい。
【００１６】
硫化物形態のものとは、輝安鉱等のアンチモンを含む硫化鉱石、銅等の電解精製の陰極下部に生成するアンチモンを含む沈殿物、銅等の乾式製錬中の排ガスやダスト、銅等の湿式製錬中の銅電解浄液出沈殿物等をいう。
【００１７】
浸出は、大気圧下で空気を吹き込むことができる回転翼付きの浸出装置で行うことができる。
【００１８】
固液分離の装置は、フィルタープレス等の通常の濾過装置で行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図１に基づいて具体的に説明する。ここで、硫化物形態のものとして銅電解浄液出沈殿物１．６９dry-ｔとその他中間物０．４７dry-ｔを用いた。その他の中間物とは、銅乾式製錬中の硫酸工程で発生した廃酸硫化物である。硫化物形態のものの組成を表１に示す。
【００２０】
【表１】

硫化物形態のものを１０m³の工業用水を入れた攪拌浸出槽中に空気３．０m³/分を吹き込みながら苛性ソーダ４５０ｋｇを添加して浸出した。浸出液の組成を表２に示す。
【００２１】
【表２】

これによって、銅、ビスマスの浸出が抑えられていることがわかる。空気の吹き込み量は溶液１m³当たり０．３m³/分であるが、０．１〜１．０m³/分の範囲で吹き込むことができる。この場合、０．１m³/分未満の場合、吹き込み量が少ないために酸化の効果が現れない。１．０m³/分より多い場合、空気による酸化の効率が低下するため送風動力がかさむために好ましくない。アルカリとして苛性ソーダを４５０ｋｇ添加し、溶液温度は６０℃に当初調整し５時間攪拌浸出した。浸出液の組成を以下に示す。
【００２２】
ここでｐＨは、７．０〜９．０の範囲が好ましい。ｐＨが７．０未満の場合、砒素、アンチモンの浸出が遅く好ましくない、またｐＨが９．０より高い場合、硫黄の浸出が著しくなるためである。溶液温度は、５０℃〜８０℃の範囲が好ましい。８０℃を越える場合、蒸気用エネルギーのコストがかさみ、５０℃未満の場合、浸出反応の速度が遅くなり効率的ではないからである。
【００２３】
酸化浸出処理後、フィルタープレスによって固液分離して、浸出液１３m³と残渣１．４０dry-ｔを得た。表３に残渣の組成を示す。
【００２４】
【表３】

これによって、砒素、アンチモンは浸出されたが、銅とビスマスは浸出されず、残渣中に残留したことがわかる。
【００２５】
つづいて、アンチモン、砒素を含むアルカリ浸出液１２m³を苛性ソーダでｐＨ１１にし、溶液温度を６０℃に調整後、更に空気３．６m³を吹き込み酸化処理した。この時のアンチモン、砒素の浸出液中の濃度に対する処理時間の影響をそれぞれ図２、図３に示す。図２により、１５分で浸出液中のほとんどのアンチモンが溶液中に溶解していないことがわかる。図３により、砒素の場合は時間による影響はほとんどなく、溶液中に留まっていることがわかる。従って、砒素は液中にそのまま残留したが、アンチモンは沈殿した。酸化処理後の溶液の組成を表４に示す。
【００２６】
【表４】

ここで溶液のｐＨは１１以上にすることが必要である。ｐＨ１１未満の場合、処理時間が長くなり効率的でないからである。空気の吹き込み量は溶液１m³当たり０．３m³/分であるが、０．１〜１．０m³/分の範囲で吹き込むことができる。この場合、０．１m³/分未満の場合、アンチモンの除去に要する時間がかかりすぎるからである。１．０m³/分より多い場合、送風動力のコストがかさむからである。
【００２７】
【発明の効果】
本発明により銅に加えて、アンチモン、砒素、ビスマス等を含む硫化物形態のものからのアンチモンを分離して回収することが可能になり、銅、砒素、ビスマスのそれぞれが、アンチモンフリーになり、処理法の自由度が大きいものとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】アンチモンの除去方法を示すフローシートである。
【図２】浄液出沈殿物のアルカリ浸出液に対する酸化処理の処理時間が処理後液のアンチモン濃度に与える影響を示した。
【図３】浄液出沈殿物のアルカリ浸出液に対する酸化処理の処理時間が処理後液の砒素濃度に与える影響を示した。

Claims

アンチモンに加えて、少なくとも銅、砒素、ビスマスを含む硫化物形態のものをアルカリの存在下で酸化浸出し、固液分離後の浸出液をアルカリ添加によりｐＨ１１以上に調整し、アルカリ添加後の浸出液を酸化処理して含アンチモン殿物を分離回収する、ことを特徴とする硫化物形態のものからのアンチモンの回収方法。
請求項１に記載のアンチモンの回収方法において、前記酸化浸出及び前記酸化処理を溶液中へ空気を吹き込むことにより行う、ことを特徴とするアンチモンの回収方法。
請求項２に記載のアンチモンの回収方法における前記酸化浸出及び前記酸化処理において、溶液１ｍ^３当たり０．１〜１．０ｍ^３／分の空気を吹き込む、ことを特徴とするアンチモンの回収方法。
請求項１ないし請求項３に記載のアンチモンの回収方法において、酸化浸出時の溶液の温度が５０〜８０℃の範囲にある、ことを特徴とするアンチモンの回収方法。
請求項１ないし請求項４に記載のアンチモンの回収方法において、硫化物形態のものが硫化アンチモンである、ことを特徴とするアンチモンの回収方法。