JP4385103B2 - 酸化鉄粉およびその製造方法 - Google Patents
酸化鉄粉およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4385103B2 JP4385103B2 JP2003200339A JP2003200339A JP4385103B2 JP 4385103 B2 JP4385103 B2 JP 4385103B2 JP 2003200339 A JP2003200339 A JP 2003200339A JP 2003200339 A JP2003200339 A JP 2003200339A JP 4385103 B2 JP4385103 B2 JP 4385103B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solution
- cadmium
- iron oxide
- arsenic
- oxide powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Compounds Of Iron (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸化鉄粉およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
湿式亜鉛製錬を実施すると、亜鉛浸出残渣が副製する。この亜鉛浸出残渣を還元性雰囲気下で酸により浸出し、得られた浸出液を予備中和し、次いでこの予備中和液へさらに中和剤を添加し、かつ酸化性ガスを吹き込んだあと固液分離する。この酸化性ガスの吹き込みと固液分離とによって、中和液中の第１鉄の一部を酸化すると同時に、アルミニウム(Al)、ケイ素(Si)およびヒ素の一部を鉄と共沈物として液から分離させる。そして共沈澱を分離したあとの溶液に、銅イオンの存在下で亜鉛末を添加することによって、溶液中のヒ素を砒化銅の形態で沈澱させた後、１５０℃の温度以下で酸化性ガスと反応させ、溶液中の鉄を水酸化鉄とし、次いでこれを酸化して酸化鉄を得る製造方法が、特許文献１に提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６２−２１７１７号公報
【０００４】
一方、製造された酸化鉄粉の用途として、セメント、フェライト、顔料、触媒等の用途が挙げられる。近年、環境の配慮から酸化鉄に含まれる不純物は、少ないことがのぞまれ、特に水銀（Hg）、砒素（As）、カドミウム（Cd）、鉛（Pb）等の環境規制物質、及び塩素（Cl）成分がより少ない酸化鉄が望まれている。
ところが、従来の技術に係る方法では、水銀、鉛、塩素の除去は十分に行えるものの、カドミウム、砒素においては、近年の厳しい要求水準に対応することが難しくなってきていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の要請を鑑みてなされたものであり、例えば、湿式亜鉛製錬にて副製する亜鉛浸出残渣から製造される中和液のような、鉄、砒素、カドミウムを含む溶液より、砒素、カドミウムの含有量が少ない酸化鉄粉を製造する方法、および、砒素、カドミウムの含有量が少ない酸化鉄粉を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明者らが研究をおこなった結果、砒素、カドミウムを含む鉄の酸性溶液から酸化鉄粉を製造する際に、当該溶液の温度と酸化還元電位とｐＨとを制御することにより、選択的に砒素とカドミウムを除去する方法と、この方法により一旦除去されたカドミウムの再溶解を防ぐ方法とを創出し、さらに当該方法を実施することで、従来の方法では除去することが困難であった酸化鉄粉中のマンガンをも削減できることが判明した。この結果、不純物の少ない酸化鉄粉を得ることができたものである。
すなわち、本発明は以下の構成を有する。
【０００７】
（構成１） 鉄、砒素およびカドミウムを含む溶液から酸化鉄粉を製造する方法であって、
前記溶液を６０℃以下とし、還元剤を添加し前記溶液の酸化還元電位を−５００ｍＶ以下とした後に、酸を添加してｐＨを４以下に調整して得られた固液混合体から、第１の溶液を分離する第１の工程と、
前記第１の溶液に酸を添加し、酸化性雰囲気下において加熱して得られた固液混合体から、第２の澱物を分離する第２の工程と、
前記第２の澱物に水を添加して得られた固液混合体から、第３の澱物を分離する第３の工程と、を有することを特徴とする酸化鉄粉の製造方法である。
【０００８】
（構成２） 前記溶液とは、亜鉛精鉱を酸化処理した焼鉱に酸を加えて得られた浸出液へ、所定の処理を施して得られた、鉄、砒素およびカドミウムを含む溶液であることを特徴とする構成１に記載の酸化鉄粉の製造方法である。
【０００９】
（構成３）カドミウム、砒素の含有量がそれぞれ１ｐｐｍ以下、且つマンガンの含有量が１００ｐｐｍ以下であることを特徴とする酸化鉄粉である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態例について、鉄、砒素およびカドミウムを含む原料溶液として、硫化鉱からの亜鉛精鉱を酸化処理した焼鉱へ酸を加え亜鉛浸出を行って得られた浸出液を用いた場合を例とし、図面を参照しながら説明する。
図１は、硫化鉱からの亜鉛精鉱の浸出液から、精製された酸化鉄粉を得るまでの工程例のフロー図である。
亜鉛製錬では、亜鉛鉱石より亜鉛を得るものであるが、例えば、硫化物からなる亜鉛精鉱１１を焙焼炉により焙焼５１し、亜鉛酸化物である亜鉛焼鉱１２とする。この亜鉛焼鉱１２を硫酸３１等により酸浸出５２し、金属を含む浸出液１３と残渣３２とを生成する。この浸出液１３から、所望の金属である亜鉛等を得るため亜鉛電解採取に適した液組成が精製される。この際、亜鉛精鉱１１に含まれていた鉄も同様に浸出液１３中に存在する。このため亜鉛製錬の工程の中には、当該鉄を除去する工程も含まれ、この工程を活用することで酸化鉄粉材料が得られる。
【００１１】
浸出液１３は、亜鉛電解採取の際に阻害となる金属を、複数の工程を経て除去する。例えば、浸出液１３を、亜硫酸ガス雰囲気下のオートクレーブで温度１１０℃に加熱し、中和剤３３として亜鉛と鉄とを溶解させて第１回中和５３を行い、難溶解となった銅、貴金属、鉛などを澱物３４として分離し、浸出ろ液１４を得る。
【００１２】
この浸出ろ液１４へ、酸濃度及び銅イオン濃度を調整しながら亜鉛粉末３５等の還元剤を添加し、これを還元して脱砒素５４し、砒素等の不純物を沈澱させて澱物３６とし、これを固液分離して低砒素液１５を得る。次にこの低砒素液１５へ、中和剤３７を添加し、多く含まれる遊離硫酸を第２回中和５５する。この第２回中和５５において、中和剤３７として炭酸カルシウム等を用い、低砒素液１５をｐＨ4〜５まで中和処理して、液中のケイ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム等の不純物を石膏と共に澱物３８として分離し、中和液１６を得る。
ここまでは、従来の亜鉛精錬工程と同様である。
【００１３】
以下、本発明に係る第１の工程について説明する。
中和液１６には、カドミウム（Ｃｄ）、砒素（Ａｓ）、亜鉛（Ｚｎ）、硫黄（Ｓ）、カルシウム（Ｃａ）、鉄（Ｆｅ）と雑多な金属が含有されている。これら雑多な元素が含まれている中和液から純度の高い酸化鉄粉材料である酸化鉄粉を得るために、還元５６を行う。還元５６においては、中和液１６からの砒素、カドミウム除去を目的に、亜鉛粉末３９等の還元剤を添加し、反応中の中和液１６の酸化還元電位を−５００ｍＶ以下とし、酸４０を添加し、ｐＨを４．０以下に調整する。また、本明細書において、例えば「酸化還元電位−５００ｍＶ以下」と記載した場合は、「酸化還元電位が−５００ｍＶを超えることなく、−５００ｍＶ付近の電位にある。」ことを意味して用いている。
【００１４】
ここで亜鉛粉末３９を添加するのは、酸化還元電位を調整するのに好適であることに加え、添加されるものが亜鉛であれば、これは添加前より中和液１６に含まれる成分であるため、新たな不純物となり得ないことにより、後工程への影響を最小限にできることによる。さらに加えて、理由は未だ定かではないが、亜鉛粉末３９を添加することで、砒素、カドミウム除去を効果的に行うことができるためである。亜鉛粉末３９の形態は、亜鉛を主成分とする粉状であって、粒径は細かい方が望ましいが、１μｍ〜１０００μｍ程度で良い。また、酸４０としては硫酸が好ましい。
【００１５】
ここで、中和液１６への亜鉛粉末３９、酸４０の添加による、砒素、カドミウムの除去効果について、図２〜図５を用いて詳細に説明する。
【００１６】
１．［中和液１６への、亜鉛粉末３９の添加による砒素、カドミウムの除去の検討］
本発明者らは、中和液１６（その組成例を表１に示す。）へ、適宜な条件にて亜鉛粉末３９を添加することで、中和液１６中の砒素、カドミウムを除去できることを見出した。この解明の過程について説明する。
【００１７】
【表１】
【００１８】
まず、表１のその組成を示す中和液１６へ、表２に示す２水準の条件で、反応温度の制御と、亜鉛粉末の添加とをおこなった。
【００１９】
【表２】
【００２０】
このときの中和液１６の挙動を、図２を参照しながら説明する。
図２は、縦軸に中和液１６中のカドミウム濃度を採り、横軸に反応時間を採ったグラフである。当該グラフにおいて、水準１は破線で、水準２は実線で示した。尚、添加した亜鉛粉末濃度が２ｇ／ｌのとき、中和液１６の酸化還元電位は−５００ｍＶ以下、ｐＨは３．０となり、添加した亜鉛粉末濃度が３ｇ／ｌのとき、酸化還元電位は−７００ｍＶ以下、ｐＨは４．０となった。
【００２１】
結果は図２に示すように、水準１では、反応時間の進行とともに、一旦は液中のカドミウム濃度は下がるが再び上昇する。これは、カドミウムが、一旦は澱物となるが再び液中に溶出してしまうためであると考えられる。これに対し、水準２では、カドミウム濃度は時間とともに減少する。これは、一旦、澱物となったカドミウムが、再び溶解するのを抑制できるためであると考えられる。
【００２２】
このことから、本発明者らは、中和液１６中の酸化還元電位を−７００ｍＶ以下となるように亜鉛粉末３９の添加量を調整し、さらには液温を制御することで、カドミウムを中和液１６から除去でき、カドミウム含有量の低い脱カドミウム液１７を得られることに想到した。そして、カドミウム除去が可能であるなら、中和液１６中にて、カドミウムと類似の挙動をとる砒素の除去も同時に可能であることに想到した。
【００２３】
２．［液温制御の検討］
表１に記載したものと同様の中和液１６を用い、反応温度条件を、２０℃、３０℃、４０℃の３水準とし、中和液１６からのカドミウムの除去を行った。尚、亜鉛粉末の添加量は３ｇ／ｌとし、酸化還元電位は−７００ｍＶ以下となった。
このときの、中和液１６の挙動を図３に示す。但し、図３は、図２と同様のグラフであり、２０℃の水準を一点鎖線で、３０℃の水準を実線で、４０℃の水準を２点鎖線で示した。
上述の結果より、各温度においてもカドミウム濃度が反応時間とともに減少することがわかり、反応時の液温は、６０℃以下が好ましく、さらには２０〜４０℃が適温であることが判明した。そして、この場合も、中和液１６中にて、カドミウムと類似の挙動をとる砒素の除去も同時に可能であることに想到した。
【００２４】
３．［酸化還元電位制御の検討］
表１に記載したものと同様の中和液１６を用い、亜鉛粉末添加濃度を制御することで酸化還元電位を−５００ｍＶおよび−８００ｍＶの２水準とし、中和液１６からのカドミウムの除去を行った。尚、液温は６０℃とした。
このときの、中和液１６の挙動を図４に示す。但し、図４は、図２と同様のグラフであり−５００ｍＶの水準を一点鎖線で、−８００ｍＶの水準を実線で示した。
【００２５】
図４から明らかなように、酸化還元電位が−５００ｍＶのとき、カドミウムの濃度は反応時間の経過と共に下がり、６０分後以降はほぼ一定値となった。一方、酸化還元電位が−８００ｍＶでは、その濃度が反応時間の経過と共に下がり、遂には、ほぼ０になることが判明した。この結果から、酸化還元電位が−８００ｍＶであれば十分に脱カドミウム効果が得られることがわかり、少なくとも酸化還元電位が−５００ｍＶ以下であることが好ましいと思われる。そして、この場合も、中和液１６中にて、カドミウムと類似の挙動をとる砒素の除去も同時に可能であることに想到した。
【００２６】
４．［ｐＨ制御の検討］
表１に記載したものと同様の中和液１６を用い、ｐＨの水準を２．０、３．０、４．０の３水準とし、中和液１６からのカドミウムの除去を行った。尚、液温は６０℃とし、酸化還元電位は−５００ｍＶ以下とした。
このときの、中和液１６の挙動を図５に示す。但し、図５は、図２と同様のグラフでありｐＨ２．０の水準を一点鎖線で、ｐＨ３．０の水準を実線で、ｐＨ４．０の水準を２点鎖線で示した。
【００２７】
図５から明らかなように、ｐＨが２．０では、カドミウムの濃度は、反応時間の経過と共に、一旦、減少するが、またすぐに濃度が上昇してしまう。ｐＨが３．０では、その濃度が反応時間の経過と共に減少し１０ｍｇ／ｌ程度までは減少するが、それ以降は、反応時間の経過と共にその濃度が上昇してしまう。一方、ｐＨ４．０では、反応時間の経過と共に、その濃度がほぼ０になることから、ｐＨは３．０以上であれば十分に脱カドミウム効果が得られることがわかり、さらにはｐＨが４．０以上であればさらに効果的である。そして、この場合も、中和液１６中にて、カドミウムと類似の挙動をとる砒素の除去も同時に可能であることに想到した。
【００２８】
ここで再び図１に戻り、上述した、１〜４の検討事項を要約する。
亜鉛粉末３９は、主に中和液１６の酸化還元電位を調整するために用いるが、その添加量は、中和液１６の酸化還元電位を−５００ｍＶ以下とする添加量が好ましく、−８００ｍＶ以下とする添加量がさらに好ましい。中和液１６の酸化還元電位を−５００ｍＶ以下とすることで、カドミウム、砒素沈澱除去及び澱物４１の中和液１６への再溶解を防ぐことができる。特に、酸化還元電位を−８００ｍＶ以下とすると、さらにカドミウム、砒素の沈澱除去に効果的である。
【００２９】
還元５６において中和液１６のｐＨは、２〜４に調整することが好ましい。これはカドミウム、砒素が、中和液１６へ再溶解するのを抑制するためであり、特に、ｐH３〜４であるとカドミウム、砒素の除去に効果的である。
反応時おける液温は、６０℃以下が好ましいが、特に、２０〜４０℃が好ましい。これは液温が高すぎると、一度は沈澱したカドミウム、砒素が再溶解するためであり、液温が低すぎると、反応の進行が遅いためである。
この処理後、得られた固液混合体からカドミウム、砒素を含んだ第１の澱物４１を固液分離し、脱カドミウム、脱砒素を終えた第１の溶液である脱カドミウム溶液１７を得る。ここで、本発明に係る第１の工程を完了する。
【００３０】
次に、本発明に係る第２の工程について説明する。
本発明に係る第１の溶液である脱カドミウム溶液１７は、含有する亜鉛と鉄とを分離するため脱鉄５７工程を経る。
本発明者らは、この脱鉄５７工程において、脱カドミウム溶液１７中の遊離酸の濃度を規定することで、亜鉛と鉄との溶解度差により鉄を分離することができることに想到した。ここで、遊離酸濃度の検討について説明する。
【００３１】
５．［遊離酸濃度の検討］
表１に記載したものと同様の中和液１６を用い、遊離酸の濃度の水準を１０ｇ／ｌ、３０ｇ／ｌの２水準とし、亜鉛と鉄との分離について検討した。尚、液温は１２０℃とした。尚、このとき添加する酸として硫酸を用いると、鉄と適宜な形成して澱物を形成するので好ましい。
この結果を表３に示す。遊離酸濃度が１０ｇ／ｌの場合は、鉄残渣中の亜鉛は８０００ｐｐｍ、鉄は６８ｗｔ％であり、遊離酸濃度が３０ｇ／ｌの場合は、亜鉛は１２００ｐｐｍ、鉄は７０ｗｔ％であった。すなわち、遊離酸濃度を適宜に設定することで、亜鉛と鉄とを分離できることが判明した。
【００３２】
【表３】
【００３３】
ここで、再び図１に戻り、５の検討事項を要約する。
例えばオートクレーブを用いて、硫酸４２を脱カドミウム溶液１７に添加して遊離酸濃度を１０〜３０ｇ／ｌ程度に調整し、反応温度を１２０℃程度、雰囲気を酸素分圧を０．３ＭＰa程度の酸化性雰囲気とすることで、鉄と硫酸との化合物を形成させて、本発明に係る第２の澱物である鉄残渣１８を生成させることが好ましい。遊離酸濃度を３０ｇ／ｌ以下とするのは、遊離酸濃度が高いと亜鉛の脱カドミウム溶液１７への溶解度が上がり、亜鉛との分離性が低下するためである。鉄残渣１８は、酸化鉄や水酸化鉄等の種々のジャロサイト化合物の混合物である。ここで、得られた固液混合体から、ろ液４３を分離し、種々のジャロサイト化合物である鉄残渣１８を回収して本発明に係る第２の工程を完了する。尚、ろ液４３は、亜鉛の製錬工程へ進めることができる。
【００３４】
次に、本発明に係る第３の工程を説明する。
本発明に係る第２の澱物である鉄残渣１８は、そのままでは、酸や金属イオンが付着しているため、それらを洗い落とすため、水４４等により洗浄５８する。水４４は、塩素を含まない用水が好ましい。塩素が含まれる水では鉄残渣１８に塩素分が付着するため、酸化鉄粉の成分に影響を与えるためである。水４４の添加は、鉄残渣１８がリパルプできる程度よい。得られた固液混合体から、ろ液４５を除去するための固液分離と水４４の添加とを繰り返し、本発明に係る第３の澱物である洗浄された鉄残渣１９を得る。こうして、本発明に係る第３の工程を完了する。
【００３５】
洗浄された鉄残渣１９の成分の多くは酸化鉄であるが、酸化鉄としての酸化状態が不充分である場合は、さらに酸化処理を行うために焙焼５９を施す。焙焼５９は、焙焼炉などを用いて、温度７００℃以上にて酸素含有の酸化性ガス雰囲気中にて行えば良い。この焙焼５９により、組成としては９９．９％以上の酸化鉄粉材料２０が得られる。この酸化鉄粉材料２０が、酸化鉄粉２３の原材となる。ここで得た酸化鉄粉材料２０は、後工程での粉砕により用途に応じて粒径を変えこともでき、粒径を問わない工程への材料として用いることができる。
【００３６】
焙焼工程を経た酸化鉄粉材料２０は、前述の水洗工程と同様に、水４６により洗浄６０処理し、澱物２１とろ液４７とに分離後、澱物２１を乾燥６１して乾燥物２２とし、所望の粒径にするため粉砕機等により粉砕６２して、酸化鉄粉２３を得る。
尚、本実施の形態例の説明において、鉄、砒素およびカドミウムを含む原料溶液として、亜鉛精鉱を酸化処理した焼鉱に酸を加えて亜鉛浸出を行って得られた浸出液を用いた場合を例としたが、本発明は、これに限られるものではなく、種々の鉄、砒素および／またはカドミウムを含む溶液に適用することができる。
【００３７】
【実施例】
以下、実施例を参照しながら、本発明をより具体的説明する。
（実施例１）
硫化鉱からの亜鉛精鉱を酸化焙焼して亜鉛焼鉱とし、ついで硫酸により酸浸出し、浸出液をオートクレーブで温度１１０℃に加熱し、さらに亜硫酸ガス雰囲気下において亜鉛と鉄を溶解させ、難溶解である銅、貴金属、鉛などを残渣として浸出ろ液と分離する。
この浸出ろ液において、酸濃度及び銅イオン濃度を調整しながら亜鉛末等の還元剤で還元される砒素等の不純物を沈澱させ低砒素液と残渣に固液分離する。次にこの低砒素液に多く含まれる遊離硫酸をカルシウム塩によりpHを4に中和した中和液を１ｍ3（１，０００ｌ）採取した。このときの中和液の液組成例を、表４に示す。
【００３８】
【表４】
【００３９】
組成は、砒素１ｍｇ／ｌ、カドミウム ４７６ｍｇ／ｌ、亜鉛 ８３ｍｇ／ｌ、鉄 ４６ｇ／ｌ、硫黄 ７７ｇ／ｌ、カルシウム ５５７ｍｇ／ｌm、マンガン４ｇ／ｌであった。なお、分析は化学分析を用い、以下同様な分析手法によった。
この中和液に、中和液に対して亜鉛粉により酸化還元電位が−８００ｍＶ以下になるように３．０ｇ／ｌの配合量で添加した。また硫酸を添加することで、ｐＨを４．０となるように液を調整しながら、液温を３０℃とし、９０分間の反応を行い、還元工程を行った。
次いで、液中に発生した澱物と脱カドミウム液との固液分離を行った。
【００４０】
これを繰り返し、液量が約１５ｍ3となるまで実施した。このときの脱カドミウム液の組成測定例を、表５に示す。
【００４１】
【表５】
【００４２】
組成は、砒素 未検出（1mｇ／ｌ以下）、カドミウム 未検出（１mｇ／ｌ以下）、Ｚｎ ６５ｇ／ｌ、Ｆｅ ３７ｇ／ｌ、Ｓ ６２ｇ／ｌ、Ｃａ ４１５mｇ／ｌ、マンガン １ｍｇ／ｌであった。
【００４３】
この液に硫酸を添加し、遊離酸濃度を３０ｇ／ｌ以上とした。そして、この遊離酸濃度を維持しながらオートクレーブにて液温を１２０℃とし、雰囲気を酸素分圧ＰＯ2０．３ＭＰａとし、２時間の反応を行った。次いで、固液分離をおこない鉄残渣を得た。
【００４４】
得られた鉄残渣に水を加えてリパルプし、固液分離することで、鉄残渣の水洗浄を行った。この水洗浄後の鉄残渣の組成測定例、及びＢＥＴ法により測定した比表面積を、表６に示す。
【００４５】
【表６】
【００４６】
鉄残渣の組成は、乾燥状態で、Ｆｅ2Ｏ3 ４９ｗｔ％、砒素 未検出（１ｐｐｍ以下）、カドミウム 未検出（１ｐｐｍ以下）、Ｚｎ ７３０ｐｐｍ、Ｓ １３２２００ｐｐｍ、Ｍｎ １８ｐｐｍ、Ｃｌ 未検出（１０ｐｐｍ以下）であった。また、ＢＥＴ法により測定した比表面積は０．５９ｍ2／ｇであった。
【００４７】
水洗浄後の残渣を焙焼炉に投入し、焙焼温度を９００℃で４時間、雰囲気を大気として酸化させ、酸化鉄粉材料を得た。この酸化鉄粉材料の組成例、及びＢＥＴ法により測定した比表面積を、表７に示す。
【００４８】
【表７】
【００４９】
酸化鉄粉材料の組成例は乾燥状態で、Ｆｅ2Ｏ3 ９９．９６ｗｔ％、砒素 未検出（１ｐｐｍ以下）、カドミウム 未検出（１ｐｐｍ以下）、Ｚｎ １４００ｐｐｍ、Ｓ １３６ｐｐｍ、Ｍｎ ２１ｐｐｍ、Ｃｌ 未検出（１０ｐｐｍ以下）、という純度の高い酸化鉄粉材料が得られた。特に、砒素、カドミウム、Ｍｎ、Ｃｌは低濃度であった。また、ＢＥＴ法により測定した比表面積は０．６ｍ2／ｇであった。
【００５０】
酸化鉄粉材料へ水を添加し、リパルプ後、固液分離することにより水洗浄を行った。水洗浄後の残渣を乾燥し、乾燥後に粉砕機へ投入して粉砕し、精製された酸化鉄粉が得られた。粉砕は、振動ミルで行い、ボール充填率７０％にて６０分間実施した。
得られた精製された酸化鉄粉の組成例、及びＢＥＴ法により測定した比表面積を、表８に示す。
【００５１】
【表８】
【００５２】
精製された酸化鉄粉の組成は、乾燥状態で、Ｆｅ2Ｏ3 ９９．９６ｗｔ％、砒素 未検出（１ｐｐｍ以下）、カドミウム 未検出（１ｐｐｍ以下）、Ｚｎ １４００ｐｐｍ、Ｓ １３６ｐｐｍ、Ｍｎ ２１ｐｐｍ、Ｃｌ 未検出（１０ｐｐｍ以下）であった。また、ＢＥＴ法により測定した比表面積は２．３６ｍ2／ｇであった。
当該酸化鉄粉の製造方法によれば、純度を保持したまま粒度を制御でき、純度が高く、より細かい酸化鉄粉を得ることが可能となった。
【００５３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明は、鉄、砒素およびカドミウムを含む溶液から酸化鉄粉を製造する方法であって、
前記溶液を６０℃以下とし、還元剤を添加し前記溶液の酸化還元電位を−５００ｍＶ以下とした後に、酸を添加してｐＨを４以下に調整して得られた固液混合体から、第１の溶液を分離する第１の工程と、
前記第１の溶液に酸を添加し、酸化性雰囲気下において加熱して得られた固液混合体から、第２の澱物を分離する第２の工程と、
前記第２の澱物に水を添加して得られた固液混合体から、第３の澱物を分離する第３の工程と、を有する酸化鉄粉の製造方法であり、当該製造方法により、鉄、砒素およびカドミウムを含む溶液から、砒素、カドミウムの含有量が少ない酸化鉄粉を製造することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】亜鉛精鉱の浸出液から精製された酸化鉄粉を得るまでの工程フロー図である。
【図２】反応温度条件および酸化還元電位を変化させた時の、中和液の挙動を示したグラフである。
【図３】反応温度条件を変化させた時の、中和液の挙動を示したグラフである。
【図４】酸化還元電位を変化させた時の、中和液の挙動を示したグラフである。
【図５】ｐＨを変化させた時の、中和液の挙動を示したグラフである。
【符号の説明】
１７．脱カドミウム液（第１の溶液）
１８．鉄残査（第２の澱物）
１９．洗浄された鉄残査（第３の澱物）
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸化鉄粉およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
湿式亜鉛製錬を実施すると、亜鉛浸出残渣が副製する。この亜鉛浸出残渣を還元性雰囲気下で酸により浸出し、得られた浸出液を予備中和し、次いでこの予備中和液へさらに中和剤を添加し、かつ酸化性ガスを吹き込んだあと固液分離する。この酸化性ガスの吹き込みと固液分離とによって、中和液中の第１鉄の一部を酸化すると同時に、アルミニウム(Al)、ケイ素(Si)およびヒ素の一部を鉄と共沈物として液から分離させる。そして共沈澱を分離したあとの溶液に、銅イオンの存在下で亜鉛末を添加することによって、溶液中のヒ素を砒化銅の形態で沈澱させた後、１５０℃の温度以下で酸化性ガスと反応させ、溶液中の鉄を水酸化鉄とし、次いでこれを酸化して酸化鉄を得る製造方法が、特許文献１に提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６２−２１７１７号公報
【０００４】
一方、製造された酸化鉄粉の用途として、セメント、フェライト、顔料、触媒等の用途が挙げられる。近年、環境の配慮から酸化鉄に含まれる不純物は、少ないことがのぞまれ、特に水銀（Hg）、砒素（As）、カドミウム（Cd）、鉛（Pb）等の環境規制物質、及び塩素（Cl）成分がより少ない酸化鉄が望まれている。
ところが、従来の技術に係る方法では、水銀、鉛、塩素の除去は十分に行えるものの、カドミウム、砒素においては、近年の厳しい要求水準に対応することが難しくなってきていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の要請を鑑みてなされたものであり、例えば、湿式亜鉛製錬にて副製する亜鉛浸出残渣から製造される中和液のような、鉄、砒素、カドミウムを含む溶液より、砒素、カドミウムの含有量が少ない酸化鉄粉を製造する方法、および、砒素、カドミウムの含有量が少ない酸化鉄粉を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明者らが研究をおこなった結果、砒素、カドミウムを含む鉄の酸性溶液から酸化鉄粉を製造する際に、当該溶液の温度と酸化還元電位とｐＨとを制御することにより、選択的に砒素とカドミウムを除去する方法と、この方法により一旦除去されたカドミウムの再溶解を防ぐ方法とを創出し、さらに当該方法を実施することで、従来の方法では除去することが困難であった酸化鉄粉中のマンガンをも削減できることが判明した。この結果、不純物の少ない酸化鉄粉を得ることができたものである。
すなわち、本発明は以下の構成を有する。
【０００７】
（構成１） 鉄、砒素およびカドミウムを含む溶液から酸化鉄粉を製造する方法であって、
前記溶液を６０℃以下とし、還元剤を添加し前記溶液の酸化還元電位を−５００ｍＶ以下とした後に、酸を添加してｐＨを４以下に調整して得られた固液混合体から、第１の溶液を分離する第１の工程と、
前記第１の溶液に酸を添加し、酸化性雰囲気下において加熱して得られた固液混合体から、第２の澱物を分離する第２の工程と、
前記第２の澱物に水を添加して得られた固液混合体から、第３の澱物を分離する第３の工程と、を有することを特徴とする酸化鉄粉の製造方法である。
【０００８】
（構成２） 前記溶液とは、亜鉛精鉱を酸化処理した焼鉱に酸を加えて得られた浸出液へ、所定の処理を施して得られた、鉄、砒素およびカドミウムを含む溶液であることを特徴とする構成１に記載の酸化鉄粉の製造方法である。
【０００９】
（構成３）カドミウム、砒素の含有量がそれぞれ１ｐｐｍ以下、且つマンガンの含有量が１００ｐｐｍ以下であることを特徴とする酸化鉄粉である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態例について、鉄、砒素およびカドミウムを含む原料溶液として、硫化鉱からの亜鉛精鉱を酸化処理した焼鉱へ酸を加え亜鉛浸出を行って得られた浸出液を用いた場合を例とし、図面を参照しながら説明する。
図１は、硫化鉱からの亜鉛精鉱の浸出液から、精製された酸化鉄粉を得るまでの工程例のフロー図である。
亜鉛製錬では、亜鉛鉱石より亜鉛を得るものであるが、例えば、硫化物からなる亜鉛精鉱１１を焙焼炉により焙焼５１し、亜鉛酸化物である亜鉛焼鉱１２とする。この亜鉛焼鉱１２を硫酸３１等により酸浸出５２し、金属を含む浸出液１３と残渣３２とを生成する。この浸出液１３から、所望の金属である亜鉛等を得るため亜鉛電解採取に適した液組成が精製される。この際、亜鉛精鉱１１に含まれていた鉄も同様に浸出液１３中に存在する。このため亜鉛製錬の工程の中には、当該鉄を除去する工程も含まれ、この工程を活用することで酸化鉄粉材料が得られる。
【００１１】
浸出液１３は、亜鉛電解採取の際に阻害となる金属を、複数の工程を経て除去する。例えば、浸出液１３を、亜硫酸ガス雰囲気下のオートクレーブで温度１１０℃に加熱し、中和剤３３として亜鉛と鉄とを溶解させて第１回中和５３を行い、難溶解となった銅、貴金属、鉛などを澱物３４として分離し、浸出ろ液１４を得る。
【００１２】
この浸出ろ液１４へ、酸濃度及び銅イオン濃度を調整しながら亜鉛粉末３５等の還元剤を添加し、これを還元して脱砒素５４し、砒素等の不純物を沈澱させて澱物３６とし、これを固液分離して低砒素液１５を得る。次にこの低砒素液１５へ、中和剤３７を添加し、多く含まれる遊離硫酸を第２回中和５５する。この第２回中和５５において、中和剤３７として炭酸カルシウム等を用い、低砒素液１５をｐＨ4〜５まで中和処理して、液中のケイ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム等の不純物を石膏と共に澱物３８として分離し、中和液１６を得る。
ここまでは、従来の亜鉛精錬工程と同様である。
【００１３】
以下、本発明に係る第１の工程について説明する。
中和液１６には、カドミウム（Ｃｄ）、砒素（Ａｓ）、亜鉛（Ｚｎ）、硫黄（Ｓ）、カルシウム（Ｃａ）、鉄（Ｆｅ）と雑多な金属が含有されている。これら雑多な元素が含まれている中和液から純度の高い酸化鉄粉材料である酸化鉄粉を得るために、還元５６を行う。還元５６においては、中和液１６からの砒素、カドミウム除去を目的に、亜鉛粉末３９等の還元剤を添加し、反応中の中和液１６の酸化還元電位を−５００ｍＶ以下とし、酸４０を添加し、ｐＨを４．０以下に調整する。また、本明細書において、例えば「酸化還元電位−５００ｍＶ以下」と記載した場合は、「酸化還元電位が−５００ｍＶを超えることなく、−５００ｍＶ付近の電位にある。」ことを意味して用いている。
【００１４】
ここで亜鉛粉末３９を添加するのは、酸化還元電位を調整するのに好適であることに加え、添加されるものが亜鉛であれば、これは添加前より中和液１６に含まれる成分であるため、新たな不純物となり得ないことにより、後工程への影響を最小限にできることによる。さらに加えて、理由は未だ定かではないが、亜鉛粉末３９を添加することで、砒素、カドミウム除去を効果的に行うことができるためである。亜鉛粉末３９の形態は、亜鉛を主成分とする粉状であって、粒径は細かい方が望ましいが、１μｍ〜１０００μｍ程度で良い。また、酸４０としては硫酸が好ましい。
【００１５】
ここで、中和液１６への亜鉛粉末３９、酸４０の添加による、砒素、カドミウムの除去効果について、図２〜図５を用いて詳細に説明する。
【００１６】
１．［中和液１６への、亜鉛粉末３９の添加による砒素、カドミウムの除去の検討］
本発明者らは、中和液１６（その組成例を表１に示す。）へ、適宜な条件にて亜鉛粉末３９を添加することで、中和液１６中の砒素、カドミウムを除去できることを見出した。この解明の過程について説明する。
【００１７】
【表１】
まず、表１のその組成を示す中和液１６へ、表２に示す２水準の条件で、反応温度の制御と、亜鉛粉末の添加とをおこなった。
【００１９】
【表２】
このときの中和液１６の挙動を、図２を参照しながら説明する。
図２は、縦軸に中和液１６中のカドミウム濃度を採り、横軸に反応時間を採ったグラフである。当該グラフにおいて、水準１は破線で、水準２は実線で示した。尚、添加した亜鉛粉末濃度が２ｇ／ｌのとき、中和液１６の酸化還元電位は−５００ｍＶ以下、ｐＨは３．０となり、添加した亜鉛粉末濃度が３ｇ／ｌのとき、酸化還元電位は−７００ｍＶ以下、ｐＨは４．０となった。
【００２１】
結果は図２に示すように、水準１では、反応時間の進行とともに、一旦は液中のカドミウム濃度は下がるが再び上昇する。これは、カドミウムが、一旦は澱物となるが再び液中に溶出してしまうためであると考えられる。これに対し、水準２では、カドミウム濃度は時間とともに減少する。これは、一旦、澱物となったカドミウムが、再び溶解するのを抑制できるためであると考えられる。
【００２２】
このことから、本発明者らは、中和液１６中の酸化還元電位を−７００ｍＶ以下となるように亜鉛粉末３９の添加量を調整し、さらには液温を制御することで、カドミウムを中和液１６から除去でき、カドミウム含有量の低い脱カドミウム液１７を得られることに想到した。そして、カドミウム除去が可能であるなら、中和液１６中にて、カドミウムと類似の挙動をとる砒素の除去も同時に可能であることに想到した。
【００２３】
２．［液温制御の検討］
表１に記載したものと同様の中和液１６を用い、反応温度条件を、２０℃、３０℃、４０℃の３水準とし、中和液１６からのカドミウムの除去を行った。尚、亜鉛粉末の添加量は３ｇ／ｌとし、酸化還元電位は−７００ｍＶ以下となった。
このときの、中和液１６の挙動を図３に示す。但し、図３は、図２と同様のグラフであり、２０℃の水準を一点鎖線で、３０℃の水準を実線で、４０℃の水準を２点鎖線で示した。
上述の結果より、各温度においてもカドミウム濃度が反応時間とともに減少することがわかり、反応時の液温は、６０℃以下が好ましく、さらには２０〜４０℃が適温であることが判明した。そして、この場合も、中和液１６中にて、カドミウムと類似の挙動をとる砒素の除去も同時に可能であることに想到した。
【００２４】
３．［酸化還元電位制御の検討］
表１に記載したものと同様の中和液１６を用い、亜鉛粉末添加濃度を制御することで酸化還元電位を−５００ｍＶおよび−８００ｍＶの２水準とし、中和液１６からのカドミウムの除去を行った。尚、液温は６０℃とした。
このときの、中和液１６の挙動を図４に示す。但し、図４は、図２と同様のグラフであり−５００ｍＶの水準を一点鎖線で、−８００ｍＶの水準を実線で示した。
【００２５】
図４から明らかなように、酸化還元電位が−５００ｍＶのとき、カドミウムの濃度は反応時間の経過と共に下がり、６０分後以降はほぼ一定値となった。一方、酸化還元電位が−８００ｍＶでは、その濃度が反応時間の経過と共に下がり、遂には、ほぼ０になることが判明した。この結果から、酸化還元電位が−８００ｍＶであれば十分に脱カドミウム効果が得られることがわかり、少なくとも酸化還元電位が−５００ｍＶ以下であることが好ましいと思われる。そして、この場合も、中和液１６中にて、カドミウムと類似の挙動をとる砒素の除去も同時に可能であることに想到した。
【００２６】
４．［ｐＨ制御の検討］
表１に記載したものと同様の中和液１６を用い、ｐＨの水準を２．０、３．０、４．０の３水準とし、中和液１６からのカドミウムの除去を行った。尚、液温は６０℃とし、酸化還元電位は−５００ｍＶ以下とした。
このときの、中和液１６の挙動を図５に示す。但し、図５は、図２と同様のグラフでありｐＨ２．０の水準を一点鎖線で、ｐＨ３．０の水準を実線で、ｐＨ４．０の水準を２点鎖線で示した。
【００２７】
図５から明らかなように、ｐＨが２．０では、カドミウムの濃度は、反応時間の経過と共に、一旦、減少するが、またすぐに濃度が上昇してしまう。ｐＨが３．０では、その濃度が反応時間の経過と共に減少し１０ｍｇ／ｌ程度までは減少するが、それ以降は、反応時間の経過と共にその濃度が上昇してしまう。一方、ｐＨ４．０では、反応時間の経過と共に、その濃度がほぼ０になることから、ｐＨは３．０以上であれば十分に脱カドミウム効果が得られることがわかり、さらにはｐＨが４．０以上であればさらに効果的である。そして、この場合も、中和液１６中にて、カドミウムと類似の挙動をとる砒素の除去も同時に可能であることに想到した。
【００２８】
ここで再び図１に戻り、上述した、１〜４の検討事項を要約する。
亜鉛粉末３９は、主に中和液１６の酸化還元電位を調整するために用いるが、その添加量は、中和液１６の酸化還元電位を−５００ｍＶ以下とする添加量が好ましく、−８００ｍＶ以下とする添加量がさらに好ましい。中和液１６の酸化還元電位を−５００ｍＶ以下とすることで、カドミウム、砒素沈澱除去及び澱物４１の中和液１６への再溶解を防ぐことができる。特に、酸化還元電位を−８００ｍＶ以下とすると、さらにカドミウム、砒素の沈澱除去に効果的である。
【００２９】
還元５６において中和液１６のｐＨは、２〜４に調整することが好ましい。これはカドミウム、砒素が、中和液１６へ再溶解するのを抑制するためであり、特に、ｐH３〜４であるとカドミウム、砒素の除去に効果的である。
反応時おける液温は、６０℃以下が好ましいが、特に、２０〜４０℃が好ましい。これは液温が高すぎると、一度は沈澱したカドミウム、砒素が再溶解するためであり、液温が低すぎると、反応の進行が遅いためである。
この処理後、得られた固液混合体からカドミウム、砒素を含んだ第１の澱物４１を固液分離し、脱カドミウム、脱砒素を終えた第１の溶液である脱カドミウム溶液１７を得る。ここで、本発明に係る第１の工程を完了する。
【００３０】
次に、本発明に係る第２の工程について説明する。
本発明に係る第１の溶液である脱カドミウム溶液１７は、含有する亜鉛と鉄とを分離するため脱鉄５７工程を経る。
本発明者らは、この脱鉄５７工程において、脱カドミウム溶液１７中の遊離酸の濃度を規定することで、亜鉛と鉄との溶解度差により鉄を分離することができることに想到した。ここで、遊離酸濃度の検討について説明する。
【００３１】
５．［遊離酸濃度の検討］
表１に記載したものと同様の中和液１６を用い、遊離酸の濃度の水準を１０ｇ／ｌ、３０ｇ／ｌの２水準とし、亜鉛と鉄との分離について検討した。尚、液温は１２０℃とした。尚、このとき添加する酸として硫酸を用いると、鉄と適宜な形成して澱物を形成するので好ましい。
この結果を表３に示す。遊離酸濃度が１０ｇ／ｌの場合は、鉄残渣中の亜鉛は８０００ｐｐｍ、鉄は６８ｗｔ％であり、遊離酸濃度が３０ｇ／ｌの場合は、亜鉛は１２００ｐｐｍ、鉄は７０ｗｔ％であった。すなわち、遊離酸濃度を適宜に設定することで、亜鉛と鉄とを分離できることが判明した。
【００３２】
【表３】
ここで、再び図１に戻り、５の検討事項を要約する。
例えばオートクレーブを用いて、硫酸４２を脱カドミウム溶液１７に添加して遊離酸濃度を１０〜３０ｇ／ｌ程度に調整し、反応温度を１２０℃程度、雰囲気を酸素分圧を０．３ＭＰa程度の酸化性雰囲気とすることで、鉄と硫酸との化合物を形成させて、本発明に係る第２の澱物である鉄残渣１８を生成させることが好ましい。遊離酸濃度を３０ｇ／ｌ以下とするのは、遊離酸濃度が高いと亜鉛の脱カドミウム溶液１７への溶解度が上がり、亜鉛との分離性が低下するためである。鉄残渣１８は、酸化鉄や水酸化鉄等の種々のジャロサイト化合物の混合物である。ここで、得られた固液混合体から、ろ液４３を分離し、種々のジャロサイト化合物である鉄残渣１８を回収して本発明に係る第２の工程を完了する。尚、ろ液４３は、亜鉛の製錬工程へ進めることができる。
【００３４】
次に、本発明に係る第３の工程を説明する。
本発明に係る第２の澱物である鉄残渣１８は、そのままでは、酸や金属イオンが付着しているため、それらを洗い落とすため、水４４等により洗浄５８する。水４４は、塩素を含まない用水が好ましい。塩素が含まれる水では鉄残渣１８に塩素分が付着するため、酸化鉄粉の成分に影響を与えるためである。水４４の添加は、鉄残渣１８がリパルプできる程度よい。得られた固液混合体から、ろ液４５を除去するための固液分離と水４４の添加とを繰り返し、本発明に係る第３の澱物である洗浄された鉄残渣１９を得る。こうして、本発明に係る第３の工程を完了する。
【００３５】
洗浄された鉄残渣１９の成分の多くは酸化鉄であるが、酸化鉄としての酸化状態が不充分である場合は、さらに酸化処理を行うために焙焼５９を施す。焙焼５９は、焙焼炉などを用いて、温度７００℃以上にて酸素含有の酸化性ガス雰囲気中にて行えば良い。この焙焼５９により、組成としては９９．９％以上の酸化鉄粉材料２０が得られる。この酸化鉄粉材料２０が、酸化鉄粉２３の原材となる。ここで得た酸化鉄粉材料２０は、後工程での粉砕により用途に応じて粒径を変えこともでき、粒径を問わない工程への材料として用いることができる。
【００３６】
焙焼工程を経た酸化鉄粉材料２０は、前述の水洗工程と同様に、水４６により洗浄６０処理し、澱物２１とろ液４７とに分離後、澱物２１を乾燥６１して乾燥物２２とし、所望の粒径にするため粉砕機等により粉砕６２して、酸化鉄粉２３を得る。
尚、本実施の形態例の説明において、鉄、砒素およびカドミウムを含む原料溶液として、亜鉛精鉱を酸化処理した焼鉱に酸を加えて亜鉛浸出を行って得られた浸出液を用いた場合を例としたが、本発明は、これに限られるものではなく、種々の鉄、砒素および／またはカドミウムを含む溶液に適用することができる。
【００３７】
【実施例】
以下、実施例を参照しながら、本発明をより具体的説明する。
（実施例１）
硫化鉱からの亜鉛精鉱を酸化焙焼して亜鉛焼鉱とし、ついで硫酸により酸浸出し、浸出液をオートクレーブで温度１１０℃に加熱し、さらに亜硫酸ガス雰囲気下において亜鉛と鉄を溶解させ、難溶解である銅、貴金属、鉛などを残渣として浸出ろ液と分離する。
この浸出ろ液において、酸濃度及び銅イオン濃度を調整しながら亜鉛末等の還元剤で還元される砒素等の不純物を沈澱させ低砒素液と残渣に固液分離する。次にこの低砒素液に多く含まれる遊離硫酸をカルシウム塩によりpHを4に中和した中和液を１ｍ3（１，０００ｌ）採取した。このときの中和液の液組成例を、表４に示す。
【００３８】
【表４】
組成は、砒素１ｍｇ／ｌ、カドミウム ４７６ｍｇ／ｌ、亜鉛 ８３ｍｇ／ｌ、鉄 ４６ｇ／ｌ、硫黄 ７７ｇ／ｌ、カルシウム ５５７ｍｇ／ｌm、マンガン４ｇ／ｌであった。なお、分析は化学分析を用い、以下同様な分析手法によった。
この中和液に、中和液に対して亜鉛粉により酸化還元電位が−８００ｍＶ以下になるように３．０ｇ／ｌの配合量で添加した。また硫酸を添加することで、ｐＨを４．０となるように液を調整しながら、液温を３０℃とし、９０分間の反応を行い、還元工程を行った。
次いで、液中に発生した澱物と脱カドミウム液との固液分離を行った。
【００４０】
これを繰り返し、液量が約１５ｍ3となるまで実施した。このときの脱カドミウム液の組成測定例を、表５に示す。
【００４１】
【表５】
組成は、砒素 未検出（1mｇ／ｌ以下）、カドミウム 未検出（１mｇ／ｌ以下）、Ｚｎ ６５ｇ／ｌ、Ｆｅ ３７ｇ／ｌ、Ｓ ６２ｇ／ｌ、Ｃａ ４１５mｇ／ｌ、マンガン １ｍｇ／ｌであった。
【００４３】
この液に硫酸を添加し、遊離酸濃度を３０ｇ／ｌ以上とした。そして、この遊離酸濃度を維持しながらオートクレーブにて液温を１２０℃とし、雰囲気を酸素分圧ＰＯ2０．３ＭＰａとし、２時間の反応を行った。次いで、固液分離をおこない鉄残渣を得た。
【００４４】
得られた鉄残渣に水を加えてリパルプし、固液分離することで、鉄残渣の水洗浄を行った。この水洗浄後の鉄残渣の組成測定例、及びＢＥＴ法により測定した比表面積を、表６に示す。
【００４５】
【表６】
鉄残渣の組成は、乾燥状態で、Ｆｅ2Ｏ3 ４９ｗｔ％、砒素 未検出（１ｐｐｍ以下）、カドミウム 未検出（１ｐｐｍ以下）、Ｚｎ ７３０ｐｐｍ、Ｓ １３２２００ｐｐｍ、Ｍｎ １８ｐｐｍ、Ｃｌ 未検出（１０ｐｐｍ以下）であった。また、ＢＥＴ法により測定した比表面積は０．５９ｍ2／ｇであった。
【００４７】
水洗浄後の残渣を焙焼炉に投入し、焙焼温度を９００℃で４時間、雰囲気を大気として酸化させ、酸化鉄粉材料を得た。この酸化鉄粉材料の組成例、及びＢＥＴ法により測定した比表面積を、表７に示す。
【００４８】
【表７】
酸化鉄粉材料の組成例は乾燥状態で、Ｆｅ2Ｏ3 ９９．９６ｗｔ％、砒素 未検出（１ｐｐｍ以下）、カドミウム 未検出（１ｐｐｍ以下）、Ｚｎ １４００ｐｐｍ、Ｓ １３６ｐｐｍ、Ｍｎ ２１ｐｐｍ、Ｃｌ 未検出（１０ｐｐｍ以下）、という純度の高い酸化鉄粉材料が得られた。特に、砒素、カドミウム、Ｍｎ、Ｃｌは低濃度であった。また、ＢＥＴ法により測定した比表面積は０．６ｍ2／ｇであった。
【００５０】
酸化鉄粉材料へ水を添加し、リパルプ後、固液分離することにより水洗浄を行った。水洗浄後の残渣を乾燥し、乾燥後に粉砕機へ投入して粉砕し、精製された酸化鉄粉が得られた。粉砕は、振動ミルで行い、ボール充填率７０％にて６０分間実施した。
得られた精製された酸化鉄粉の組成例、及びＢＥＴ法により測定した比表面積を、表８に示す。
【００５１】
【表８】
精製された酸化鉄粉の組成は、乾燥状態で、Ｆｅ2Ｏ3 ９９．９６ｗｔ％、砒素 未検出（１ｐｐｍ以下）、カドミウム 未検出（１ｐｐｍ以下）、Ｚｎ １４００ｐｐｍ、Ｓ １３６ｐｐｍ、Ｍｎ ２１ｐｐｍ、Ｃｌ 未検出（１０ｐｐｍ以下）であった。また、ＢＥＴ法により測定した比表面積は２．３６ｍ2／ｇであった。
当該酸化鉄粉の製造方法によれば、純度を保持したまま粒度を制御でき、純度が高く、より細かい酸化鉄粉を得ることが可能となった。
【００５３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明は、鉄、砒素およびカドミウムを含む溶液から酸化鉄粉を製造する方法であって、
前記溶液を６０℃以下とし、還元剤を添加し前記溶液の酸化還元電位を−５００ｍＶ以下とした後に、酸を添加してｐＨを４以下に調整して得られた固液混合体から、第１の溶液を分離する第１の工程と、
前記第１の溶液に酸を添加し、酸化性雰囲気下において加熱して得られた固液混合体から、第２の澱物を分離する第２の工程と、
前記第２の澱物に水を添加して得られた固液混合体から、第３の澱物を分離する第３の工程と、を有する酸化鉄粉の製造方法であり、当該製造方法により、鉄、砒素およびカドミウムを含む溶液から、砒素、カドミウムの含有量が少ない酸化鉄粉を製造することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】亜鉛精鉱の浸出液から精製された酸化鉄粉を得るまでの工程フロー図である。
【図２】反応温度条件および酸化還元電位を変化させた時の、中和液の挙動を示したグラフである。
【図３】反応温度条件を変化させた時の、中和液の挙動を示したグラフである。
【図４】酸化還元電位を変化させた時の、中和液の挙動を示したグラフである。
【図５】ｐＨを変化させた時の、中和液の挙動を示したグラフである。
【符号の説明】
１７．脱カドミウム液（第１の溶液）
１８．鉄残査（第２の澱物）
１９．洗浄された鉄残査（第３の澱物）
Claims (4)
- 鉄、砒素およびカドミウムを含む溶液から酸化鉄粉を製造する方法であって、前記溶液を６０℃以下とし、還元剤を添加し前記溶液の酸化還元電位を−５００ｍＶ以下とした後に、酸を添加してｐＨを４以下に調整して得られた固液混合体から、第１の溶液を分離する第１の工程と、
前記第１の溶液に酸を添加し、酸化性雰囲気下において加熱して得られた固液混合体から、第２の澱物を分離する第２の工程と、
前記第２の澱物に水を添加して得られた固液混合体から、第３の澱物を分離する第３の工程と、を有することを特徴とする酸化鉄粉の製造方法。 - 前記溶液とは、亜鉛精鉱を酸化処理した焼鉱に酸を加えて得られた浸出液へ、所定の処理を施して得られた、鉄、砒素およびカドミウムを含む溶液であることを特徴とする請求項１に記載の酸化鉄粉の製造方法。
- 請求項１または２に記載の酸化鉄粉の製造方法により製造され、
カドミウム、砒素の含有量がそれぞれ１ｐｐｍ以下、且つマンガンの含有量が１００ｐｐｍ以下であることを特徴とする酸化鉄粉。 - カドミウム、砒素の含有量がそれぞれ１ｐｐｍ以下、マンガンの含有量が１００ｐｐｍ以下、且つ、塩素の含有量が１０ｐｐｍ以下であることを特徴とする酸化鉄粉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003200339A JP4385103B2 (ja) | 2003-07-23 | 2003-07-23 | 酸化鉄粉およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003200339A JP4385103B2 (ja) | 2003-07-23 | 2003-07-23 | 酸化鉄粉およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005041711A JP2005041711A (ja) | 2005-02-17 |
| JP4385103B2 true JP4385103B2 (ja) | 2009-12-16 |
Family
ID=34260776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003200339A Expired - Lifetime JP4385103B2 (ja) | 2003-07-23 | 2003-07-23 | 酸化鉄粉およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4385103B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6064526B2 (ja) * | 2012-11-01 | 2017-01-25 | Tdk株式会社 | フェライト組成物、フェライトコアおよび電子部品 |
| JP6064525B2 (ja) * | 2012-11-01 | 2017-01-25 | Tdk株式会社 | フェライト組成物、フェライトコアおよび電子部品 |
| JP6051930B2 (ja) * | 2013-01-18 | 2016-12-27 | Tdk株式会社 | フェライト組成物、フェライトコアおよび電子部品 |
| KR101889680B1 (ko) | 2018-02-01 | 2018-08-17 | 고려아연 주식회사 | 황산아연 용액으로부터 철을 회수하는 방법 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3824709B2 (ja) * | 1996-06-14 | 2006-09-20 | 株式会社 テツゲン | 高純度酸化鉄粉末の製造方法 |
| JP3466504B2 (ja) * | 1999-04-22 | 2003-11-10 | ケミライト工業株式会社 | フェライト用高純度酸化鉄粉およびその製造方法 |
| JP4505951B2 (ja) * | 2000-06-07 | 2010-07-21 | 東亞合成株式会社 | 高純度塩化第二鉄水溶液の製造方法 |
| JP3955934B2 (ja) * | 2000-07-11 | 2007-08-08 | Ｄｏｗａメタルマイン株式会社 | 亜鉛浸出残渣の湿式処理法 |
| JP3840656B2 (ja) * | 2002-12-06 | 2006-11-01 | 鶴見曹達株式会社 | 水溶液の精製方法及び精製水溶液 |
-
2003
- 2003-07-23 JP JP2003200339A patent/JP4385103B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2005041711A (ja) | 2005-02-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1583848B1 (en) | Recovering metals from sulfidic materials | |
| JP5495418B2 (ja) | マンガンの回収方法 | |
| JP4765062B2 (ja) | 亜鉛浸出残渣の湿式処理方法 | |
| KR20080016607A (ko) | 산화 아연 및 아철산염을 함유한 전기로 및 기타 가열로의분제 및 잔재물 처리 방법 | |
| JP5176053B2 (ja) | 亜鉛浸出残渣の湿式処理方法 | |
| US4505744A (en) | Recovery of zinc from zinc containing sulphidic material | |
| KR20130077889A (ko) | 황산아연을 함유하는 용액 처리 방법 | |
| JP3052535B2 (ja) | 製錬中間産物の処理方法 | |
| JPS5916940A (ja) | 亜鉛の回収方法 | |
| JP4385103B2 (ja) | 酸化鉄粉およびその製造方法 | |
| JP4801372B2 (ja) | 硫酸コバルト溶液からマンガンを除去する方法 | |
| JP3411320B2 (ja) | 亜鉛製錬法 | |
| US10006133B2 (en) | Systems and methods for improved metal recovery using ammonia leaching | |
| JP4457864B2 (ja) | ニッケル及び／又はコバルト硫化物の回収方法 | |
| KR20150050630A (ko) | 망간합금철 정련로와 전기로 부산물부터 고순도 산화망가니즈의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 고순도 산화망가니즈 | |
| JP6233177B2 (ja) | 硫化レニウムの製造方法 | |
| KR102011208B1 (ko) | 철-함유 슬러지의 처리 방법 | |
| US7645372B2 (en) | Method for removing thallium from a zinc-containing solution | |
| JP2007313505A (ja) | 砒素含有溶液の処理方法 | |
| JP2002030355A (ja) | 亜鉛浸出残渣の湿式処理法 | |
| JP4206472B2 (ja) | 亜鉛電解液のマンガン濃度調節法 | |
| WO2015079116A1 (en) | Method and arrangement of separating arsenic from starting materials | |
| WO2019102652A1 (ja) | 硫酸ニッケル水溶液の脱亜鉛システム、及びその方法 | |
| JP2008013388A (ja) | 塩化ニッケル水溶液の精製方法 | |
| JP2006257540A (ja) | 亜鉛原料の処理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060523 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080826 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090512 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090708 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090811 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20090902 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090902 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20090902 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4385103 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121009 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121009 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131009 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |