JP5439997B2 - 含銅鉄物からの銅回収方法 - Google Patents
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Description
本発明の一具体例の銅の回収方法においては、先ず浸出工程1において、塩酸酸性溶液を用いた浸出始液10に含銅鉄物11を添加して含銅鉄物11に含まれる銅および鉄を浸出する。これにより、銅イオンと鉄イオンを含む浸出液13と、浸出残渣14とを得ることができる。ここで、含銅鉄物11とは、銅および鉄を共に含む被浸出物質であり、例えば、黄銅鉱、班銅鉱、輝銅鉱などの鉱物を含む銅鉱石や銅精鉱、銅を含む金属スクラップ、金属精錬の中間原料のいずれか1種類以上を含むものを挙げることができる。
上記浸出工程1では含銅鉄物11中の銅と共に鉄も浸出される。上述の500以上550mV以下の酸化還元電位に維持した場合、浸出液13の中では鉄イオンの多くは3価の形態で存在すると考えられる。3価の鉄イオンは水酸化鉄を形成し沈殿しやすいが、このとき生成する水酸化鉄は微細で濾過性や沈降性が劣り、さらに後工程の溶媒抽出工程4に持ち込まれるとクラッドを生成するなどして操業を阻害する要因となる。従って、3価の鉄イオンが浸出液13中に存在するのは好ましくない。
脱鉄工程3では、前述の還元液23中に存在する2価の鉄イオンを、酸化剤30を用いて酸化してゲーサイトなどの鉄澱物31を生成する。生成した鉄澱物31は、銅イオンを含有する脱鉄液32から分離される。ここで使用する酸化剤30は、浸出工程1と同じように、空気、酸素、オゾン、過酸化水素などの少なくとも1種類以上を用いることができる。この中でも、制御が容易で過剰な酸化を防止しやすく且つ安価な、空気もしくは酸素を用いることが好ましい。
脱鉄工程3で処理されてゲーサイトが取り除かれた脱鉄液32は、次に溶媒抽出工程4で処理される。溶媒抽出工程4では先ず抽出剤40に脱鉄液32を混合して互いに接触させ、銅イオンを選択的に抽出剤40中に抽出して抽出有機41を得る。抽出剤40には、例えば酸性溶媒抽出剤もしくはキレート抽出剤などの有機溶媒を用いることができる。
2R−H+CuCl2→2R−Cu+2HCl (R:抽出剤の官能基)
上述の溶媒抽出工程4の逆抽出によって得られた逆抽出液45は、次に電解始液として電解採取工程5に送られる。ここで電解採取によって銅イオンは電気銅50、すなわち銅メタルとしてカソード上に電着され、よって銅の回収が行われる。電解条件は従来から用いられてきた条件をそのまま適用することができる。例えばアノードを鉛、カソードをステンレスとし、液温を60℃前後に維持して電流密度を300A/m2とすれば、240時間通電した後に、厚さが9mm程度に電着した銅を得ることができる。
浸出始液として、塩酸濃度3モル/Lの塩酸酸性溶液に、試薬塩化第2銅を添加して銅イオン濃度65g/Lとなるように調整した。このとき、塩化物イオン(Cl−)濃度は、約180g/Lとなる。この塩化物を含有する塩酸酸性溶液に、スラリー濃度が20g/Lになるように黄銅鉱を主体とする下記表1に示す組成の平均粒径30μmの銅精鉱を加えた。このスラリー2リットルを容量3リットルのガラス製反応容器に入れて90℃の液温に維持し、スターラーで攪拌しながら毎分2リットルの空気を吹き込みつつ浸出を行った。
浸出始液としての塩化物を含有する塩酸酸性溶液中の銅イオン濃度を90g/Lにした以外は実施例1と同様の条件で酸化還元電位が520mVになるまで連続して浸出を行った。浸出完了後に浸出残渣中に残った銅から計算すると、銅精鉱中の銅の浸出率は98%以上であり、十分な浸出が行われていた。しかし、過飽和で銅の結晶が析出し、閉塞などを考えると上記実施例1ほどには好ましくはなかった。なお、酸化還元電位は、浸出を開始してから2.5時間後に520mVに到達した。
浸出始液としての塩化物を含有する塩酸酸性溶液中の銅イオン濃度を9g/Lにした以外は実施例1と同様の条件で酸化還元電位が520mVになるまで連続して浸出した。なお、実施例1と同じ塩化物イオン濃度となるように、試薬塩化第2銅に加えて塩化ナトリウムを加えた。酸化還元電位が520mVに到達するのに9時間を要したが、銅精鉱中の銅の98%以上を浸出することができた。
浸出工程において空気を吹き込まなかった以外は実施例1と同じ条件とした。その結果、浸出開始から3時間が経過しても、酸化還元電位は406mVまでしか上がらず、銅精鉱中の銅の浸出率も10%にとどまった。
浸出始液としての塩化物を含有する塩酸酸性溶液中の銅イオン濃度を0g/Lとした以外は実施例1と同様の条件で酸化還元電位が520mVになるまで連続して浸出を行った。なお、実施例1と同じ塩化物イオン濃度となるように銅の代わりに塩化ナトリウムを加えた。銅精鉱中の銅の浸出率は95%以上となったが、520mVに達するのに14時間を要した。
浸出の目標の酸化還元電位を500mVとした以外は実施例1と同じ条件で、浸出試験を行った。このときの銅浸出率は約80%にとどまった。
上記実施例1と同様にして得られた浸出液250mLをビーカーに入れ、実施例1における還元工程を経ずに、液温を70℃に維持しながら毎分0.5リットルの空気を吹き込んだ。空気を吹き込み始める前での液の酸化還元電位は523mVで、3時間経過しても酸化還元電位は537mVまでしか上昇せず、下記表4に示すように、浸出液に含有した鉄の4%程度しか分離して除去することはできなかった。
2 還元工程
3 脱鉄工程
4 溶媒抽出工程
5 電解採取工程
Claims (8)
- (1)塩化物を含有する塩酸酸性の浸出始液に含銅鉄物と酸化剤を添加し、含銅鉄物中の銅と鉄を浸出させて浸出液と浸出残渣とを得る浸出工程と、
(2)前記浸出液に還元剤を添加して浸出液中の3価の鉄イオンを2価の鉄イオンに還元する還元工程と、
(3)前記還元工程で得た還元液に酸化剤を添加し、銅イオンを含有する脱鉄液と鉄澱物を得る脱鉄工程と、
(4)有機溶媒からなる抽出剤に前記脱鉄液を混合し、脱鉄液中の銅イオンを有機溶媒中に抽出して抽出有機と抽残液とを得、次に硫酸酸性溶液に該抽出有機を混合し、抽出有機中の銅イオンを逆抽出して逆抽出液と逆抽出後有機を得る溶媒抽出工程と、
(5)前記逆抽出液を電解採取し、電気銅と電解廃液を得る電解採取工程と、からなることを特徴とする含銅鉄物からの銅の回収方法。 - 前記浸出工程で浸出処理される前の含銅鉄物の少なくとも一部を前記還元剤として使用し、使用後は還元残渣として還元液から分離して浸出始液に添加することを特徴とする、請求項1に記載の含銅鉄物からの銅の回収方法。
- 前記塩化物が塩化第1銅または塩化第2銅であり、前記浸出始液中の銅イオン濃度が10g/L以上80g/L以下の範囲にあることを特徴とする、請求項1又は2に記載の含銅鉄物からの銅の回収方法。
- 前記抽出剤として酸性溶媒抽出剤またはキレート抽出剤を用いることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の含銅鉄物からの銅の回収方法。
- 前記浸出液の酸化還元電位が、銀塩化銀電極を参照電極にした場合で500mV以上550mV以下の範囲に維持されるように浸出工程で添加する酸化剤の量を制御することを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の含銅鉄物からの銅の回収方法。
- 前記脱鉄液の酸化還元電位が、銀塩化銀電極を参照電極とした場合で500mV以上800mV以下の範囲に維持されるように前記脱鉄工程で添加する酸化剤の量を制御することを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の含銅鉄物からの銅の回収方法。
- 前記抽残液を前記浸出始液として使用することを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の含銅鉄物からの銅の回収方法。
- 前記含銅鉄物が、黄銅鉱、班銅鉱若しくは輝銅鉱を含む銅鉱石及び/又は銅精鉱、銅を含む金属スクラップ、金属精錬の中間原料のいずれか1種類以上のものであることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の含銅鉄物からの銅の回収方法。
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