JP4206472B2

JP4206472B2 - 亜鉛電解液のマンガン濃度調節法

Info

Publication number: JP4206472B2
Application number: JP2000147318A
Authority: JP
Inventors: 英樹八塚; 健作福田; 林太郎富樫
Original assignee: Dowa Metals and Mining Co Ltd
Current assignee: Dowa Metals and Mining Co Ltd
Priority date: 2000-05-19
Filing date: 2000-05-19
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2020-05-19
Also published as: JP2001329391A

Description

【０００１】
【発明の属する利用分野】
本発明は、電解液のマンガン濃度を調節する方法に関し、詳しくは湿式亜鉛製錬の電解採取工程で副生する二酸化マンガン含有アノードスケールを、二価鉄イオンを酸化する目的で浸出工程に繰り返すことによって電解液のマンガン濃度を調節する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、典型的な湿式亜鉛製錬（図２参照）では、次のような方法で亜鉛電解液のマンガン濃度の調節が行われている。
湿式亜鉛製錬において電解液中に存在する二価マンガンイオンは、アノード表面に二酸化マンガンとして電析する。電析した二酸化マンガンは剥がれ落ちて電解槽内に堆積し、二酸化マンガン含有アノードスケールとなる。この二酸化マンガン含有アノードスケールは回収して、その全量または一部を該亜鉛製錬の一次浸出工程に繰り返し、または過マンガン酸カリウムを添加して、浸出時に発生する二価鉄イオンを酸化した後水酸化第二鉄として沈殿除去する目的に利用される。また、電解槽より回収した二酸化マンガン含有アノードスケールは、一部濾過して廃棄している。
２Ｆｅ^２＋＋ＭｎＯ_２＋４Ｈ^＋＝２Ｆｅ^３＋＋Ｍｎ^２＋＋２Ｈ_２Ｏ・・・（１）
Ｆｅ^３＋＋３Ｈ_２Ｏ＝Ｆｅ（ＯＨ）_３＋３Ｈ^＋・・・（２）
【０００３】
湿式亜鉛製錬で処理する鉱石は０．０１％から１％程度のマンガンを含有しており、鉱石中のマンガンは該亜鉛製錬における焙焼工程で酸化されて二酸化マンガンとなり、二酸化マンガン含有アノードスケールと共に一次浸出時に発生する二価鉄イオンを酸化する際の酸化剤として用いられる。二価鉄イオンの酸化に過剰であった未反応の二酸化マンガンは、二次浸出工程において浸出されて液中に溶解され、脱鉄の後、一次浸出工程に繰り返される。従って、一次浸出工程に繰り返した二酸化マンガン含有アノードスケール、および鉱石の焙焼によって生成する二酸化マンガンは、浸出されて二価マンガンイオンとなり、電解元液のマンガン濃度を左右する。すなわち、一次浸出に繰り返した二酸化マンガン含有アノードスケールの量と鉱石中のマンガン品位により、電解元液のマンガン濃度が決定される。また、電解元液を電解採取するときにアノードに電析する二酸化マンガンの量は種々の条件により決定され、差し引き分が電解液のマンガン濃度となる。
【０００４】
また、特開平６−２０６０８０には、湿式亜鉛製錬の浸出残査の加圧浸出処理工程において発生する砒素と鉄を含有する酸性溶液に該亜鉛製錬の電解採取工程において副生する二酸化マンガン含有アノードスケールを添加して該溶液中の砒素と鉄とを酸化処理する方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の方法には次のような課題があった。
（１）電解槽より回収した二酸化マンガン含有アノードスケールの粒度は様々で、その中には粒径の大きなものが相当量含まれている。これらの粗粒子は反応効率が悪く、工程の滞留時間内に二価鉄イオンを十分酸化することができない。従って過剰のアノードスケールを一次浸出工程に繰り返す必要があり、その結果、電解元液のマンガン濃度上昇を助長し、電力原単位を上昇させることとなった。また、電解元液のマンガン濃度上昇に伴い、二酸化マンガン含有アノードスケールの発生量が増加するため、電解槽からの回収量が多くなり、回収作業に負荷がかかり、多くの工数が必要になる。
【０００６】
（２）電解液のマンガン濃度は、アノードの溶出防止のためには１．０ｇ／Ｌ以上が好ましいが、電力原単位の面からは低ければ低いほど好ましい。従って、鉱石のマンガン品位に左右されずに電解液のマンガン濃度を１．５ｇ／Ｌ程度に保つことが湿式亜鉛製錬の操業上望ましい。原料事情等により鉱石のマンガン品位が上昇すると、一次浸出工程に繰り返す二酸化マンガン含有アノードスケールの量を減らさない限り、電解液のマンガン濃度も上昇する。しかし、二酸化マンガン含有アノードスケールの浸出工程への繰り返し量は二酸化マンガン含有アノードスケール処理工程での濾過能力に依存している。
従って、本発明の目的は、湿式亜鉛製錬における電解液のマンガン濃度を好ましい範囲内に制御する方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため発明者らは鋭意検討を重ねた結果、従来発生したままの状態で浸出工程に繰り返していた二酸化マンガン含有アノードスケールをハイドロサイクロン等の分級装置を使用して分級し、粒度の小さい二酸化マンガン含有アノードスケールだけを浸出工程に繰り返すことによって二酸化マンガンの反応効率を向上し、工程上必要な二酸化マンガン含有アノードスケールの量を減らし、二価鉄イオンの酸化を十分達成しつつも二酸化マンガン含有アノードスケールの浸出工程への繰り返し量を必要最低限度に抑え、電解液のマンガン濃度を所定の範囲内にコントロールできることを見出した。
【０００８】
すなわち、本発明は、湿式亜鉛製錬における電解採取工程で副生する二酸化マンガン含有アノードスケールを、浸出液中の二価鉄イオンを酸化する目的で浸出工程に繰り返すことによって亜鉛電解液のマンガン濃度を調節する方法において、該二酸化マンガン含有アノードスケールを分級装置によって粗粒部分と細粒部分とに分級し、細粒部分のみを浸出工程に繰り返すことを特徴とする亜鉛電解液のマンガン濃度調節法を提供するものである。前記分級装置として、ハイドロサイクロンを好適に使用することができる。また、前記細粒部分のメジアン径は３０μｍ以下であることが望ましい。本発明はさらに、湿式亜鉛製錬における電解採取工程で副生する二酸化マンガン含有アノードスケールを、浸出液中の二価鉄イオンを酸化する目的で浸出工程に繰り返すことによって亜鉛電解液のマンガン濃度を調節する方法において、該二酸化マンガン含有アノードスケールをメジアン径が３０μｍ以下となるまで粉砕した後浸出工程に繰り返すことを特徴とする亜鉛電解液のマンガン濃度調節法を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の方法を示す工程図である。以下同図に従って本発明の方法を説明する。
電解槽から回収した、メジアン径が約１００μｍ以下、パルプ濃度が１００ｇ／Ｌ程度の二酸化マンガン含有アノードスケールスラリーをハイドロサイクロンを用いて分級する。得られたオーバーフロー（メジアン径約３０μｍ以下（好ましくは１０μｍ以下）、パルプ濃度約５０ｇ／Ｌ）を所定量一次浸出工程に繰り返す。
ハイドロサイクロンで分級する代わりに、二酸化マンガン含有アノードスケールスラリーを適当な粉砕機でメジアン径約３０μｍ以下の粒度まで粉砕してからその所定量を一次浸出工程に繰り返しても良い。
【００１０】
【実施例】
図１に示すように、実際にハイドロサイクロンを現場に設置して二酸化マンガン含有アノードスケールの分級を行い、操業データを採取した。ハイドロサイクロンで分級する前と後（オーバーフロー）の二酸化マンガン含有アノードスケールの粒度分布を図３に示す。
分級操業を行った時の比較データの例を表１と表２に示す。
【００１１】
【表１】

表１から明らかなように、電解槽から回収された二酸化マンガン含有アノードスケールを分級することにより、二価鉄イオンの酸化に必要な二酸化マンガン含有アノードスケールの量を大幅に削減することができた。
【００１２】
【表２】

【００１３】
粒度が粗くかつ高濃度に濃縮されたハイドロサイクロンアンダーフローが遠心分離機に供給されるので、表２に示すように遠心分離機への給液時間が短縮され、稼働回数が増加し、濾過能力が向上した。従ってマンガン含有量の多い鉱石を処理する場合でも、濾過能力に余裕ができるので必要なだけ二酸化マンガン含有アノードスケールを系外に抜き出し、電解元液のマンガン濃度を所定の範囲内に安定に保持することが可能になった。
電解元液マンガン濃度と電解尾液マンガン濃度との間には、図４に示すような相関関係がある。従って本発明の方法によって一次浸出工程への二酸化マンガン含有アノードスケールの繰り返し量を調節することにより電解元液のマンガン濃度を所定の範囲内に保持すれば、電解尾液のマンガン濃度も一定の範囲内に維持できる。
析出する二酸化マンガンの量が電解元液のマンガン濃度によってどのように変動するかを表３に示す。
【００１４】
【表３】

【００１５】
表３から明らかなように、電解元液のマンガン濃度を下げることによってに二酸化マンガン含有スケールの発生量を減少し、その回収作業を軽減することができる。
また、電解液マンガン濃度の低減によって電解液の電気伝導度が上昇することが知られている。すなわち、電解液マンガン濃度が１ｇ／Ｌ低下すれば電解液の電気伝導度が３．３４ｍＳ／ｃｍ上昇することが経験的に知られている。従って、本発明の方法によって電解液マンガン濃度が１０．６ｇ／Ｌから２．８ｇ／Ｌに低下（表２参照）した結果、電解液の電気伝導度が２６ｍＳ／ｃｍ上昇したことになる。これによる電解電力原単位の低下は１１ｋＷｈ／ｔ−Ｚｎと算定される。
【００１６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の方法によって、
１）二酸化マンガン含有アノードスケールを分級して反応性の良い細粒を浸出工程に送液することより、浸出槽内の第一鉄イオンの酸化状態が安定し、そのため、二酸化マンガン含有アノードスケールの過剰な送液が不要となり、送液量を削減することができ、その結果電解液マンガン濃度を低下できる；
２）粗い粒子が濃縮されて濾過機へフィードされるため、二酸化マンガン含有アノードスケールの濾過能力が大幅に向上する；
３）電解液マンガン濃度の低下により電解電力原単位が低下する
等の効果が得られ、湿式亜鉛製錬の操業を安定化し処理能力を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を示す二酸化マンガン含有アノードスケール処理の工程図である。
【図２】典型的な湿式亜鉛製錬の工程を示す図である。
【図３】二酸化マンガン含有アノードスケールの分級前と分級後の粒度分布を示す図である。
【図４】電解元液マンガン濃度と電解尾液マンガン濃度との相関関係を示す散布図である。

Claims

焙焼工程で酸化されたマンガンを含有する鉱石を浸出して得た浸出液を亜鉛電解液として電解採取する湿式亜鉛製錬における該電解採取工程で副生する二酸化マンガン含有アノードスケールスラリーを、該浸出する工程の浸出液中に送液することによって該亜鉛電解液のマンガン濃度を調節する方法において、該二酸化マンガン含有アノードスケールスラリーを分級装置によって粗粒部分と細粒部分とに分級し、細粒部分のみを前記浸出する工程に送液することを特徴とする亜鉛電解液のマンガン濃度調節法。
焙焼工程で酸化されたマンガンを含有する鉱石を浸出して得た浸出液を浄液した後に亜鉛電解液として電解採取する湿式亜鉛製錬における該電解採取工程で副生する二酸化マンガン含有アノードスケールスラリーを、該浸出する工程の浸出液中に送液することによって該亜鉛電解液のマンガン濃度を調節する方法において、該二酸化マンガン含有アノードスケールスラリーを分級装置によって粗粒部分と細粒部分とに分級し、細粒部分のみを前記浸出する工程に送液することを特徴とする亜鉛電解液のマンガン濃度調節法。
前記分級装置がハイドロサイクロンであることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
前記細粒部分のメジアン径が３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
焙焼工程で酸化されたマンガンと鉄を含有する鉱石を浸出して得た浸出液を亜鉛電解液として電解採取する湿式亜鉛製錬における該電解採取工程で副生する二酸化マンガン含有アノードスケールスラリーを、該浸出液中の二価鉄イオンを酸化する目的で該浸出する工程に送液することによって該亜鉛電解液のマンガン濃度を調節する方法において、該スラリー中の二酸化マンガン含有アノードスケールをメジアン径が３０μｍ以下となるまで粉砕した後前記浸出する工程に送液することを特徴とする亜鉛電解液のマンガン濃度調節法。
焙焼工程で酸化されたマンガンと鉄を含有する鉱石を浸出して得た浸出液を浄液した後に亜鉛電解液として電解採取する湿式亜鉛製錬における該電解採取工程で副生する二酸化マンガン含有アノードスケールスラリーを、該浸出液中の二価鉄イオンを酸化する目的で該浸出する工程に送液することによって該亜鉛電解液のマンガン濃度を調節する方法において、該スラリー中の二酸化マンガン含有アノードスケールをメジアン径が３０μｍ以下となるまで粉砕した後前記浸出する工程に送液することを特徴とする亜鉛電解液のマンガン濃度調節法。