JP5565339B2 - Effective chlorine removal method and cobalt recovery method - Google Patents
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Description
本発明は、塩化コバルト溶液に含有されている有効塩素をカラムを利用して除去する有効塩素の除去方法、及び不純物を除去する際にこの有効塩素の除去方法を用いることで有効塩素を除去し、コバルトを回収するコバルトの回収方法に関する。 The present invention eliminates effective chlorine by removing effective chlorine contained in a cobalt chloride solution by using a column and using this effective chlorine removing method when removing impurities. The present invention relates to a cobalt recovery method for recovering cobalt.
コバルトは、特殊合金や磁性材料として工業的用途に広く使用されている金属である。通常、コバルトは、酸化物や硫化物の形で産出されるが、ニッケル製錬や銅製錬の副産物として産出するものが大半を占めている。このため、コバルトを採取するには、副産物からニッケル、銅等の不純物を分離除去することが不可欠である。 Cobalt is a metal widely used in industrial applications as a special alloy or magnetic material. Cobalt is usually produced in the form of oxides and sulfides, but most of it is produced as a by-product of nickel smelting and copper smelting. For this reason, in order to collect cobalt, it is indispensable to separate and remove impurities such as nickel and copper from by-products.
一般に、不純物を除去するには、まず、コバルトを含む原料を塩酸、硫酸等の鉱酸で溶解してコバルト溶液を得る。得られたコバルト溶液には、原料に含まれていた種々の元素が含まれるため、様々な不純物が含有されている。次に、このコバルト溶液中の不純物を除去し、その後、電解採取により金属としてコバルトを回収するのが一般的な方法である。 In general, in order to remove impurities, first, a raw material containing cobalt is dissolved with a mineral acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid to obtain a cobalt solution. Since the obtained cobalt solution contains various elements contained in the raw material, it contains various impurities. Next, it is a general method to remove impurities in the cobalt solution and then collect cobalt as a metal by electrowinning.
このように電解採取で得られる金属コバルトは、使用される電解液の組成によって、その純度が定まるため、高純度の金属コバルトを得るためにはコバルト溶液中の不純物を除去しておく必要がある。 Thus, the purity of the metal cobalt obtained by electrowinning is determined by the composition of the electrolytic solution used. Therefore, in order to obtain high-purity metal cobalt, it is necessary to remove impurities in the cobalt solution. .
例えば、コバルト溶液から不純物のニッケルを除去する場合には、コバルトとニッケルを分離して、ニッケルを除去する。現在ニッケルとコバルトの分離を効率的に行う方法としては、溶媒抽出法が実施されている。塩化浴での溶媒抽出法では、安定なクロロ錯体を形成するコバルトを有機相に抽出してニッケルと分離し、その後、有機相から水などの塩化物イオン濃度の低い水溶液でコバルトを逆抽出する。逆抽出液となる塩化コバルト溶液には、コバルトと抽出挙動が酷似しているマンガン及び亜鉛が含まれている。このため、この逆抽出液の塩化コバルト溶液から不純物のマンガンや亜鉛を取り除く必要がある。 For example, when removing nickel as an impurity from a cobalt solution, cobalt and nickel are separated and nickel is removed. Currently, a solvent extraction method has been implemented as a method for efficiently separating nickel and cobalt. In the solvent extraction method in a chloride bath, cobalt that forms a stable chloro complex is extracted into an organic phase and separated from nickel, and then cobalt is back-extracted from the organic phase with an aqueous solution having a low chloride ion concentration such as water. . The cobalt chloride solution used as the back extract contains manganese and zinc that are very similar in extraction behavior to cobalt. Therefore, it is necessary to remove impurities such as manganese and zinc from the cobalt chloride solution of the back extract.
まず、マンガンを次のようにして除去する。マンガンを除去するには、酸化剤として塩素、中和剤として炭酸コバルトを使用した酸化中和法により、塩化コバルト溶液から不純物であるマンガンを除去する方法がある(例えば、特許文献1参照。)。 First, manganese is removed as follows. In order to remove manganese, there is a method of removing manganese as an impurity from a cobalt chloride solution by an oxidation neutralization method using chlorine as an oxidizing agent and cobalt carbonate as a neutralizing agent (see, for example, Patent Document 1). .
次に、マンガンを除去した塩化コバルト溶液から亜鉛を除去する。亜鉛を除去するには、強塩基性陰イオン交換樹脂により、塩化コバルト溶液から不純物である亜鉛を除去する方法がある。 Next, zinc is removed from the cobalt chloride solution from which manganese has been removed. In order to remove zinc, there is a method of removing zinc which is an impurity from a cobalt chloride solution with a strongly basic anion exchange resin.
しかしながら、この塩化コバルト溶液には、脱マンガン工程で酸化剤として使用した塩素が有効塩素として含まれている。塩素ガスは、水に溶けると、水と反応して次亜塩素酸と塩酸が発生し、更に次亜塩素酸の一部は次亜塩素酸イオンと水素イオンとに解離する。塩素ガス、次亜塩素酸及び次亜塩素酸イオンは、有効塩素と呼ばれ、強い酸化力を持っている。このため、塩化コバルト溶液から亜鉛を除去する際に、有効塩素が強塩基性陰イオン交換樹脂を酸化し、交換基の弱塩基化、交換基の脱落及び樹脂基材の塩素化し、樹脂が劣化してしまう。これにより、強塩基性陰イオン交換樹脂の総イオン交換容量が低下してしまう。したがって、脱亜鉛工程の前に、塩化コバルト溶液から有効塩素を除去する必要がある。 However, this cobalt chloride solution contains chlorine used as an oxidizing agent in the demanganese process as effective chlorine. When chlorine gas dissolves in water, it reacts with water to generate hypochlorous acid and hydrochloric acid, and a part of hypochlorous acid dissociates into hypochlorite ions and hydrogen ions. Chlorine gas, hypochlorous acid and hypochlorous acid ions are called effective chlorine and have strong oxidizing power. For this reason, when removing zinc from the cobalt chloride solution, effective chlorine oxidizes the strongly basic anion exchange resin, weakening the exchange group, dropping off the exchange group, and chlorinating the resin substrate, deteriorating the resin. Resulting in. This reduces the total ion exchange capacity of the strongly basic anion exchange resin. Therefore, it is necessary to remove effective chlorine from the cobalt chloride solution before the dezincing step.
塩化コバルト溶液から有効塩素を除去する方法としては、還元剤を用いて有効塩素を除去する方法がある。しかしながら、塩化コバルト溶液に還元剤を添加した場合には、塩化コバルト溶液の組成が変わってしまうという問題が生じる。還元剤としては、アスコルビン酸、二価スズイオン、二価鉄イオン、ヒドラジンが挙げられる。例えば、アスコルビン酸を使用した場合には、塩化コバルト溶液中の全有機炭素濃度が高くなり、排水処理が困難となる。二価スズイオン及び二価鉄イオンを使用した場合には、これらの金属イオンが残留するため、高純度塩化コバルト溶液を得るには更に脱スズ及び脱鉄工程が必要となる。ヒドラジンを使用した場合は、毒性が問題となる。また、これらの還元剤は、水溶液中での分解が速いため、水溶液での長期保存が不可能であり、一定濃度に管理することが困難である。また、活性炭を用いた場合は、活性炭の購入及び再生にコストがかかってしまう。 As a method of removing effective chlorine from a cobalt chloride solution, there is a method of removing effective chlorine using a reducing agent. However, when a reducing agent is added to the cobalt chloride solution, there arises a problem that the composition of the cobalt chloride solution changes. Examples of the reducing agent include ascorbic acid, divalent tin ion, divalent iron ion, and hydrazine. For example, when ascorbic acid is used, the total organic carbon concentration in the cobalt chloride solution becomes high, and wastewater treatment becomes difficult. When divalent tin ions and divalent iron ions are used, these metal ions remain, so that a tin removal and iron removal step is further required to obtain a high purity cobalt chloride solution. Toxicity is a problem when hydrazine is used. In addition, since these reducing agents decompose quickly in an aqueous solution, they cannot be stored for a long time in an aqueous solution and are difficult to manage at a constant concentration. In addition, when activated carbon is used, the purchase and regeneration of activated carbon is costly.
したがって、塩化コバルト溶液から有効塩素を除去するにあたって、塩化コバルト溶液の組成に影響がない条件で、上述の還元剤を用いた場合の問題が生じることなく、有効塩素を除去することが求められている。 Therefore, in removing effective chlorine from a cobalt chloride solution, it is required to remove effective chlorine without causing problems when using the above reducing agent under conditions that do not affect the composition of the cobalt chloride solution. Yes.
そこで、本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、塩化コバルト溶液の組成に影響のない条件で、塩化コバルト溶液から有効塩素を除去することができる有効塩素の除去方法、及び不純物を除去する際にこの有効塩素の除去方法を用いることで有効塩素を除去し、コバルトを回収するコバルトの回収方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been proposed in view of such circumstances, and an effective chlorine removal method capable of removing effective chlorine from a cobalt chloride solution under conditions that do not affect the composition of the cobalt chloride solution, In addition, an object of the present invention is to provide a cobalt recovery method for recovering cobalt by removing effective chlorine by using this effective chlorine removal method when removing impurities.
上述した目的を達成する本発明に係る有効塩素の除去方法は、有効塩素を含有するpHが3.0以下の塩化コバルト溶液をコバルトを充填したカラムに通すことによって、有効塩素をコバルトに吸着させ、塩化コバルト溶液から有効塩素を除去する。 The method for removing effective chlorine according to the present invention that achieves the above-described object is to adsorb effective chlorine on cobalt by passing a cobalt chloride solution containing effective chlorine and having a pH of 3.0 or less through a column packed with cobalt. Remove effective chlorine from the cobalt chloride solution.
また、上述した目的を達成する本発明に係るコバルトの回収方法は、ニッケル又は銅の湿式製錬法で生成された不純物を含有する塩化コバルト溶液に塩素を添加して不純物を除去し、コバルトを回収するコバルトの回収方法であり、塩素を有効塩素として含有し、pHが3.0以下の塩化コバルト溶液をコバルトを充填したカラムに通し、有効塩素を除去する。 In addition, the cobalt recovery method according to the present invention that achieves the above-described object includes removing chlorine by adding chlorine to a cobalt chloride solution containing impurities generated by a nickel or copper hydrometallurgical process, This is a method for recovering cobalt to be recovered, in which chlorine is contained as effective chlorine, and a cobalt chloride solution having a pH of 3.0 or less is passed through a column packed with cobalt to remove effective chlorine.
本発明によれば、有効塩素を含有する塩化コバルト溶液をコバルトを充填したカラムに通すことによって、有効塩素がコバルトに吸着されるため、塩化コバルト溶液から有効塩素を還元剤等を用いずに除去することができる。したがって、本発明では、塩化コバルト溶液の組成が変わることなく、組成に影響のない条件で有効塩素を除去することができる。 According to the present invention, effective chlorine is adsorbed by cobalt by passing a cobalt chloride solution containing effective chlorine through a column packed with cobalt, so that effective chlorine is removed from the cobalt chloride solution without using a reducing agent or the like. can do. Therefore, in the present invention, effective chlorine can be removed under conditions that do not affect the composition without changing the composition of the cobalt chloride solution.
また、本発明によれば、ニッケル又は銅を湿式製錬法で生成された不純物を含有する塩化コバルト溶液に塩素を添加して不純物を除去し、コバルトを回収する際に、添加された塩素を有効塩素として含有し、pHが3.0以下の塩化コバルト溶液をコバルトを充填したカラムに通すことによって、有効塩素を除去することができます。これにより、本発明では、副産物からコバルトを回収する際に、有効塩素が不純物を除去する他の工程に影響を与えることを防止できる。 In addition, according to the present invention, when adding cobalt or chlorine to a cobalt chloride solution containing impurities generated by a hydrometallurgical process to remove impurities and recovering cobalt, the added chlorine is removed. Effective chlorine can be removed by passing a cobalt chloride solution containing as effective chlorine and having a pH of 3.0 or less through a column packed with cobalt. Thereby, in this invention, when collect | recovering cobalt from a by-product, it can prevent that an effective chlorine influences the other process of removing an impurity.
以下、本発明に係る有効塩素の除去方法及びコバルトの回収方法について詳細に説明する。なお、本実施の形態に係る有効塩素の除去方法は、本発明の要旨を変更しない限りにおいて、適宜変更することができる。 Hereinafter, the method for removing effective chlorine and the method for recovering cobalt according to the present invention will be described in detail. In addition, the effective chlorine removal method according to the present embodiment can be appropriately changed as long as the gist of the present invention is not changed.
有効塩素の除去方法は、塩化コバルト溶液から有効塩素を除去する方法である。この有効塩素の除去方法は、例えばニッケル製錬や銅製錬で生成される副産物のコバルトを電解採取する際に、前処理でニッケルや銅の不純物を除去するときに生成される塩化コバルト溶液から有効塩素を除去するのに用いることができる。 The method for removing effective chlorine is a method for removing effective chlorine from a cobalt chloride solution. This effective chlorine removal method is effective, for example, from the cobalt chloride solution produced when removing nickel and copper impurities in the pretreatment when electrolytically collecting cobalt, a by-product produced in nickel smelting and copper smelting. Can be used to remove chlorine.
コバルトを電解採取する際には、電解前にコバルトを含む溶液から不純物のニッケルを除去する。ニッケルの除去は、塩化浴で溶媒抽出によりニッケルとコバルトを分離し、逆抽出によりコバルトを抽出することで、溶液からニッケルを除去する。逆抽出液の塩化コバルト溶液には、コバルトと抽出挙動が酷似しているマンガン等が不純物として含まれている。このため、塩化コバルト溶液からマンガンを除去しなければならない。マンガンの除去は、塩化コバルト溶液に酸化剤として塩素を添加し、酸化中和法により行う。このため、酸化剤として添加した塩素により、塩化コバルト溶液には、有効塩素の塩素ガス、次亜塩素酸及び次亜塩素酸イオンが含まれる。この有効塩素は、次の亜鉛を除去する工程において、強塩基性陰イオン交換樹脂に悪影響を及ぼすため、塩化コバルト溶液から除去する必要がある。 When electrolytically collecting cobalt, impurity nickel is removed from a solution containing cobalt before electrolysis. The nickel is removed from the solution by separating nickel and cobalt by solvent extraction in a chloride bath and extracting cobalt by back extraction. The cobalt chloride solution of the back extract contains manganese and other impurities that are very similar in extraction behavior to cobalt. For this reason, manganese must be removed from the cobalt chloride solution. Manganese is removed by adding chlorination as an oxidizing agent to the cobalt chloride solution and performing oxidation neutralization. For this reason, due to the chlorine added as an oxidizing agent, the cobalt chloride solution contains chlorine gas of effective chlorine, hypochlorous acid, and hypochlorite ions. Since this effective chlorine adversely affects the strongly basic anion exchange resin in the next step of removing zinc, it is necessary to remove it from the cobalt chloride solution.
そこで、本発明の有効塩素の除去方法を用いることで、塩化コバルト溶液から有効塩素を除去することができる。なお、有効塩素の除去方法は、上述のようなニッケル製錬等の副産物のコバルトを電解採取する前処理で生じる塩化コバルト溶液に限らず、有効塩素を含有するその他の塩化コバルト溶液から有効塩素を除去する場合であっても適用することができる。 Therefore, effective chlorine can be removed from the cobalt chloride solution by using the method for removing effective chlorine of the present invention. The method for removing effective chlorine is not limited to the cobalt chloride solution produced in the pretreatment for electrolytically collecting cobalt, which is a by-product such as nickel smelting, as described above, but effective chlorine is removed from other cobalt chloride solutions containing effective chlorine. Even if it is removed, it can be applied.
具体的に、有効塩素の除去方法は、塩化コバルト溶液をコバルトを充填したカラムに通し、有効塩素をコバルトに吸着させることによって、カラムを通って流出した流出液は有効塩素が除去された塩化コバルト溶液として得ることができる。 Specifically, the effective chlorine is removed by passing a cobalt chloride solution through a column packed with cobalt and adsorbing the effective chlorine to the cobalt, so that the effluent flowing through the column is removed from the effective chlorine. It can be obtained as a solution.
カラムに充填する充填剤は、コバルトである。このコバルトとしては、金属コバルト、電解精製や電解採取により得られた電気コバルト、工程に繰返すサイズ不良の電気コバルト等が挙げられる。工程に繰返すサイズ不良の電気コバルトを用いた場合には、従来から有効塩素を除去するために用いられている活性炭を用いる場合よりもコストを削減することができる。この有効塩素の除去方法では、充填剤にコバルトを用いることによって、カラムを通液した塩化コバルト溶液に充填剤が混入してもコバルトであるため、塩化コバルト溶液への影響がない。 The packing material packed in the column is cobalt. Examples of the cobalt include metallic cobalt, electrolytic cobalt obtained by electrolytic purification and electrolytic collection, and poor-sized electrolytic cobalt that is repeated in the process. In the case of using poor-sized electrocobalt that is repeated in the process, the cost can be reduced as compared with the case of using activated carbon that has been conventionally used for removing effective chlorine. In this method of removing effective chlorine, since cobalt is used even if the filler is mixed in the cobalt chloride solution that has passed through the column by using cobalt as the filler, there is no influence on the cobalt chloride solution.
充填剤の充填率は、充填するコバルトの有効塩素に対する吸着能を考慮して適宜決定されるが、例えば20%〜80%程度であり、50%程度充填することが好ましい。また、この充填剤の形状は、粒状(顆粒状)、ペレット状(小塊状)、ブロック状、板状等のいずれでもよく、球状とすることにより、表面積を増大させることができ、吸着能を向上させることができる。 The filling rate of the filler is appropriately determined in consideration of the adsorption capacity of cobalt to be filled for effective chlorine, and is, for example, about 20% to 80%, and preferably about 50%. Further, the shape of the filler may be any of granular (granular), pellet (small block), block, plate, etc. By making it spherical, the surface area can be increased, and the adsorption capacity can be increased. Can be improved.
カラムに通液させる塩化コバルト溶液は、pHが3.0以下である。塩化コバルト溶液のpHが3.0より大きい場合には、塩素ガスが発生せず、有効塩素は次亜塩素酸及び次亜塩素酸イオンの形態で存在しているため、カラムに充填した充填剤のコバルトと反応し、酸化コバルトを生成し、pH7.0以上では水酸化コバルトを生成する。酸化コバルト及び水酸化コバルトは、塩化コバルト溶液中では不溶性である。このため、酸化コバルト及び水酸化コバルトの生成は、カラムの閉塞を生じさせたり、有効塩素の除去を不完全なものとしてしまう。塩化コバルト溶液のpHが1.8における有効塩素の形態は、約80%が次亜塩素酸、約20%が塩素ガスであるため、有効塩素濃度は時間の経過と共に減少する。これらの理由から、塩化コバルト溶液のpHは、3.0以下とし、1.7以上2.4以下とすることが好ましく、1.8とすることがより好ましい。 The cobalt chloride solution passed through the column has a pH of 3.0 or less. When the pH of the cobalt chloride solution is greater than 3.0, chlorine gas is not generated, and effective chlorine is present in the form of hypochlorous acid and hypochlorite ions. Reacts with cobalt to produce cobalt oxide, and at pH 7.0 and above, produces cobalt hydroxide. Cobalt oxide and cobalt hydroxide are insoluble in the cobalt chloride solution. For this reason, the production of cobalt oxide and cobalt hydroxide causes column clogging or ineffective removal of available chlorine. Since the effective chlorine form of the cobalt chloride solution having a pH of 1.8 is about 80% hypochlorous acid and about 20% chlorine gas, the effective chlorine concentration decreases with time. For these reasons, the pH of the cobalt chloride solution is 3.0 or less, preferably 1.7 or more and 2.4 or less, and more preferably 1.8.
塩化コバルト溶液のカラムへの通液速度は、SV=1〜12h−1程度であり、SV=6h−1が好ましい。通液速度(Space Velocity:SV)とは、1時間あたりに、カラムに充填された充填剤の容量に対して、どの程度の量の溶液を通液させたかを示す単位であり、(通液量/充填剤容量/時間)で示される。通液速度が12h−1よりも大きく、速い場合には、有効塩素を除去することは可能であるが、除去が不完全になるおそれがあり、また過大な能力ポンプを使用することとなるため、このポンプを作動させるためのコストがかかってしまう。一方、通液速度が1h−1よりも小さく、遅い場合には、有効塩素の除去に時間がかかるため、除去効率が低下する。したがって、通液速度を1〜12h−1程度とすることが好ましい。 The liquid passing rate of the cobalt chloride solution through the column is about SV = 1 to 12h −1 , and SV = 6h −1 is preferable. The flow rate (Space Velocity: SV) is a unit indicating how much solution is passed per hour with respect to the capacity of the packing material packed in the column. Volume / filler volume / hour). When the liquid flow rate is higher than 12h −1 and fast, effective chlorine can be removed, but there is a possibility that the removal may be incomplete, and an excessive capacity pump will be used. The cost for operating this pump is increased. On the other hand, when the liquid passing speed is smaller than 1 h −1 and slow, removal of effective chlorine takes time, so that the removal efficiency is lowered. Therefore, it is preferable that the liquid passing rate is about 1 to 12 h −1 .
ここで、コバルトを充填したカラムを利用して有効塩素がどの程度除去できるかを次亜塩素酸ナトリウム溶液を用いて行った結果を示す。 Here, the result of having performed using sodium hypochlorite solution how much effective chlorine can be removed using the column filled with cobalt is shown.
次亜塩素酸ナトリウム溶液は、アルカリ性であるため、6N塩酸を用いてpHを1.8に調製した。使用する次亜塩素酸ナトリウム溶液は、pHが1.8であり、有効塩素濃度が7〜9mg/Lの範囲内のもの、34〜53mg/Lの範囲内のものをそれぞれ200mLとなるように複数調製した。厚さ1mmの電気コバルトを5mm角に裁断し、直径15mmのガラスカラムに充填率約50%となるよう充填した。そして、作製した次亜塩素酸ナトリウム溶液を通液速度SV=6h−1で、カラムに通液した。通液して得られた流出液中の有効塩素濃度を30分毎に確認した。 Since the sodium hypochlorite solution is alkaline, the pH was adjusted to 1.8 using 6N hydrochloric acid. The sodium hypochlorite solution used has a pH of 1.8, and an effective chlorine concentration of 7 to 9 mg / L and a concentration of 34 to 53 mg / L in a range of 200 mL each. Several were prepared. A 1 mm-thick electrocobalt was cut into 5 mm squares and packed into a glass column with a diameter of 15 mm so that the packing rate was about 50%. Then, the prepared sodium hypochlorite solution was passed through the column at a feed rate SV = 6 h −1 . The effective chlorine concentration in the effluent obtained by passing the liquid was confirmed every 30 minutes.
その結果、有効塩素濃度7〜9mg/Lの次亜塩素酸ナトリウム溶液を2.8L、有効塩素濃度34〜53mg/Lの次亜塩素酸ナトリウム溶液を1.6L通液すると、いずれの濃度においてもコバルトを充填したカラムに通液することにより、流出液から有効塩素は検出されなかった。即ち、流出液中の有効塩素濃度は、<0.5mg/Lであった。 As a result, 2.8 L of sodium hypochlorite solution having an effective chlorine concentration of 7 to 9 mg / L and 1.6 L of sodium hypochlorite solution having an effective chlorine concentration of 34 to 53 mg / L were passed at any concentration. In addition, no effective chlorine was detected in the effluent by passing through a column packed with cobalt. That is, the effective chlorine concentration in the effluent was <0.5 mg / L.
なお、得られた流出液には、コバルトが含まれていた。これは、有効塩素によって酸化された充填剤のコバルト及び希塩酸によって溶解した充填剤のコバルトが溶出したものと考えられる。流出液中のコバルト濃度を測定した結果、pH1.8の塩酸溶液を0.2L通液すると約40mg/L、有効塩素濃度7〜9mg/Lの次亜塩素酸ナトリウム溶液を2.8L通液すると約60mg/L、有効塩素濃度34〜53mg/Lの次亜塩素酸ナトリウム溶液を1.6L通液すると約120mg/Lのコバルトが溶出していることがわかった。また、流出液のpHは、1.8であり、コバルトが充填されたカラムへ通液することによるpHの変化はなく、次亜塩素酸ナトリウム溶液の組成への影響はなかった。 The obtained effluent contained cobalt. This is considered that the filler cobalt oxidized by available chlorine and the filler cobalt dissolved by dilute hydrochloric acid were eluted. As a result of measuring the cobalt concentration in the effluent, when 0.2 L of a hydrochloric acid solution having a pH of 1.8 was passed, about 40 mg / L and 2.8 L of a sodium hypochlorite solution having an effective chlorine concentration of 7 to 9 mg / L were passed. Then, it was found that about 120 mg / L of cobalt was eluted when 1.6 L of sodium hypochlorite solution having about 60 mg / L and effective chlorine concentration of 34 to 53 mg / L was passed. The pH of the effluent was 1.8, there was no change in pH due to passing through a column packed with cobalt, and there was no effect on the composition of the sodium hypochlorite solution.
以上のように、有効塩素の除去方法では、有効塩素が含有されている次亜塩素酸ナトリウム溶液をコバルトが充填されたカラムに通液することによって、有効塩素が充填剤のコバルトに吸着されるため、流出液として有効塩素が除去された次亜塩素酸ナトリウム溶液が得られる。 As described above, in the method for removing effective chlorine, effective chlorine is adsorbed on cobalt as a filler by passing a sodium hypochlorite solution containing effective chlorine through a column packed with cobalt. Therefore, a sodium hypochlorite solution from which effective chlorine has been removed is obtained as an effluent.
したがって、次亜塩素酸ナトリウム溶液を塩化コバルト溶液に変えた場合であっても、同様に、塩化コバルト溶液をコバルトが充填されたカラムに通液することで、有効塩素が充填剤のコバルトに吸着され、塩化コバルト溶液から有効塩素を除去することができる。このように、有効塩素の除去方法を用いることによって、塩化コバルト溶液に従来用いていた還元剤が添加されないため、塩化コバルト溶液の組成が変わることなく、有効塩素が除去された塩化コバルト溶液を得ることができる。 Therefore, even when the sodium hypochlorite solution is changed to a cobalt chloride solution, effective chlorine is adsorbed on the packing cobalt by passing the cobalt chloride solution through a column filled with cobalt. And effective chlorine can be removed from the cobalt chloride solution. In this way, by using the effective chlorine removal method, the conventionally used reducing agent is not added to the cobalt chloride solution, so that a cobalt chloride solution from which effective chlorine has been removed is obtained without changing the composition of the cobalt chloride solution. be able to.
また、この有効塩素の除去方法では、塩化コバルト溶液のpHを3.0以下とすることによって、酸化コバルト及び水酸化コバルトが生成されず、カラムが閉塞したりせず、また有効塩素の除去が不完全なものとならず、有効塩素を除去することができる。 Further, in this effective chlorine removal method, by setting the pH of the cobalt chloride solution to 3.0 or less, cobalt oxide and cobalt hydroxide are not generated, the column is not clogged, and effective chlorine is removed. Effective chlorine can be removed without becoming incomplete.
また、この有効塩素の除去方法では、塩化コバルト溶液の通液速度(SV)を6〜12h−1とすることによって、有効塩素の除去が不完全となることなく、有効塩素を除去することができる。 In this method of removing effective chlorine, the effective chlorine can be removed without incomplete removal of effective chlorine by setting the liquid flow rate (SV) of the cobalt chloride solution to 6 to 12 h −1. it can.
以上より、この有効塩素の除去方法は、例えばニッケル製錬や銅製錬から生成された副酸物のコバルトを電解採取する際に、不純物を除去する前処理の工程で生成される塩化コバルト溶液から有効塩素を除去するのに有効である。 From the above, this effective chlorine removal method is, for example, from the cobalt chloride solution produced in the pretreatment step of removing impurities when electrolytically collecting cobalt of a secondary acid produced from nickel smelting or copper smelting. Effective for removing effective chlorine.
例えば、ニッケル製錬や銅製錬の副産物には、コバルトのほかにニッケル等の不純物が含まれている。この副産物からコバルトを電解採取するには、不純物を除去する複数の工程を経て前処理された溶液を電解液として用いる。以下に、ニッケル製錬や銅製錬の副産物からニッケル等の不純物を除去する工程について簡単に説明する。 For example, byproducts of nickel smelting and copper smelting contain impurities such as nickel in addition to cobalt. In order to electrolytically collect cobalt from this byproduct, a solution pretreated through a plurality of steps for removing impurities is used as an electrolytic solution. Below, the process of removing impurities, such as nickel, from the by-product of nickel smelting and copper smelting is demonstrated easily.
先ず、副産物から不純物のニッケルを除去する。ニッケルを除去する方法としては、コバルト及びニッケル等の不純物を塩酸、硫酸等の鉱酸で溶解したコバルト溶液から塩化浴を用いた溶媒抽出法よりコバルトとニッケルを分離し、コバルトを逆抽出して、ニッケルを除去する。この際、逆抽出液の塩化コバルト溶液には、コバルトのほかに、コバルトと抽出挙動が酷似しているマンガン及び亜鉛が含まれる。そこで、次工程で塩化コバルト溶液からマンガンを除去する。 First, impurity nickel is removed from the by-product. As a method for removing nickel, cobalt and nickel are separated from a cobalt solution obtained by dissolving impurities such as cobalt and nickel with a mineral acid such as hydrochloric acid and sulfuric acid by a solvent extraction method using a chloride bath, and cobalt is back-extracted. Remove the nickel. At this time, the cobalt chloride solution of the back extract contains manganese and zinc that are very similar in extraction behavior to cobalt in addition to cobalt. Therefore, manganese is removed from the cobalt chloride solution in the next step.
マンガンを除去する方法は、酸化剤として塩素、中和剤として炭酸コバルトを使用した酸化中和法により、塩化コバルト溶液から不純物であるマンガンを除去する。マンガンを除去した塩化コバルト溶液には、酸化剤として添加した塩素によって有効塩素の塩素ガス、次亜塩素酸及び次亜塩素酸イオンが含有されてしまう。この有効塩素は、次に亜鉛を除去する際に、強塩基性陰イオン交換樹脂に悪影響を及ぼす。なお、マンガンを除去した塩化コバルト溶液のpHは、1.8程度となっている。 As a method for removing manganese, manganese as an impurity is removed from a cobalt chloride solution by an oxidation neutralization method using chlorine as an oxidizing agent and cobalt carbonate as a neutralizing agent. The cobalt chloride solution from which manganese has been removed contains effective chlorine gas, hypochlorous acid, and hypochlorite ions due to chlorine added as an oxidizing agent. This available chlorine adversely affects the strongly basic anion exchange resin in the next removal of zinc. The pH of the cobalt chloride solution from which manganese has been removed is about 1.8.
そこで、上述した有効塩素の除去方法を用いて、コバルトが充填されたカラムに塩化コバルト溶液を通液することによって、充填剤のコバルトに有効塩素が吸着され、有効塩素を除去することができる。 Therefore, by using the above-described effective chlorine removal method, by passing a cobalt chloride solution through a column filled with cobalt, the effective chlorine is adsorbed on the cobalt of the filler, and the effective chlorine can be removed.
そして、次に、有効塩素を除去した塩化コバルト溶液を強塩基性陰イオン交換樹脂により亜鉛を除去する際に、塩化コバルト溶液から有効塩素が除去されているため、強塩基性陰イオン交換樹脂を酸化したり、交換基の弱塩基化、交換基の脱落及び樹脂基材の塩素化を防止できる。これにより、強塩基性陰イオン交換樹脂が劣化しないため、塩化コバルト溶液から亜鉛を除去することができる。その他、適宜、ニッケル、マンガン、亜鉛以外の不純物を適切な方法により除去する。 And next, when removing the zinc from the cobalt chloride solution from which the effective chlorine has been removed by the strong basic anion exchange resin, the effective chlorine has been removed from the cobalt chloride solution. Oxidation, weak basification of exchange groups, removal of exchange groups, and chlorination of resin substrates can be prevented. Thereby, since strong basic anion exchange resin does not deteriorate, zinc can be removed from a cobalt chloride solution. In addition, impurities other than nickel, manganese, and zinc are appropriately removed by an appropriate method.
次に、ニッケル、マンガン、亜鉛等の不純物が除去された塩化コバルト溶液を電解液として用い、電解採取することにより、高純度のコバルトを採取することができる。 Next, by using a cobalt chloride solution from which impurities such as nickel, manganese, zinc and the like are removed as an electrolytic solution and electrolytically collecting, high-purity cobalt can be collected.
以上より、ニッケル製錬や銅製錬の副産物からコバルトを電解採取する際に、不純物を除去する前処理において生成された塩化コバルト溶液から有効塩素を除去するにあたって、上述した有効塩素の除去方法を用いることで、塩化コバルト溶液に還元剤を添加することなく有効塩素を除去することができる。したがって、不純物を除去する際に塩化コバルト溶液の組成が還元剤によって変わることなく、また亜鉛を除去する際にイオン交換樹脂に不具合を生じることなく、塩化コバルト溶液から有効塩素を除去することができる。 From the above, when electrolytically collecting cobalt from byproducts of nickel smelting and copper smelting, the effective chlorine removal method described above is used to remove effective chlorine from the cobalt chloride solution generated in the pretreatment for removing impurities. Thus, effective chlorine can be removed without adding a reducing agent to the cobalt chloride solution. Therefore, effective chlorine can be removed from the cobalt chloride solution without changing the composition of the cobalt chloride solution depending on the reducing agent when removing impurities, and without causing trouble in the ion exchange resin when removing zinc. .
以下、実施例を用いて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated using an Example, this invention is not limited to these Examples.
(サンプル1)
サンプル1では、先ず、有効塩素濃度が1.0mg/L、pHが1.8の塩化コバルト溶液を準備した。また、厚さ1mmの電気コバルトを5mm角に裁断し、直径15mmのガラスカラムに充填率約50%となるよう充填した。作製した塩化コバルト溶液を通液速度SV=6h−1で、カラムに通液した。そして、流出液中の有効塩素濃度をヨウ素滴定法(ヨウ化カリウムを加え、遊離したヨウ素をチオ硫酸ナトリウム溶液により滴定することによって有効塩素濃度を測定する方法)で測定し、pHをpHメーター((株)日伸理化製、デジタルpHコントローラー、NPH−690D)で測定した。
(Sample 1)
In sample 1, first, a cobalt chloride solution having an effective chlorine concentration of 1.0 mg / L and a pH of 1.8 was prepared. Moreover, 1 mm thick electrocobalt was cut into 5 mm squares and packed into a glass column with a diameter of 15 mm so that the packing rate was about 50%. The prepared cobalt chloride solution was passed through the column at a fluidization speed SV = 6 h −1 . Then, the effective chlorine concentration in the effluent is measured by the iodine titration method (method of measuring the effective chlorine concentration by adding potassium iodide and titrating the liberated iodine with a sodium thiosulfate solution), and the pH is measured with a pH meter ( (Manufactured by Nisshin Rika Co., Ltd., digital pH controller, NPH-690D).
その結果、サンプル1では、表1に示すように、電気コバルトを充填したカラムに通液することにより、流出液から有効塩素は検出されなかった(流出液の有効塩素濃度:<0.5mg/L)。また、流出液のpHは1.8であり、電気コバルトを充填したカラムへの通液によるpH変化は無かった。 As a result, in Sample 1, as shown in Table 1, no effective chlorine was detected in the effluent by passing through a column filled with electrocobalt (effective chlorine concentration in the effluent: <0.5 mg / L). Further, the pH of the effluent was 1.8, and there was no pH change due to the flow through the column filled with electrocobalt.
(サンプル2)
サンプル2では、サンプル1と同様に、先ず、有効塩素濃度が1.0mg/L、pHが1.8の塩化コバルト溶液を通液速度SV=6h−1で、カラムに通液した。そして、通液時間300分からは、塩化コバルト溶液に次亜塩素酸ナトリウム溶液を有効塩素濃度7.4mg/Lとなるように標準添加し、6N塩酸を用いてpH1.8に調製した溶液をカラムに通液した。そして、サンプル1と同様に、流出液中の有効塩素濃度及びpHを測定した。
(Sample 2)
In sample 2, as in sample 1, first, a cobalt chloride solution having an effective chlorine concentration of 1.0 mg / L and a pH of 1.8 was passed through the column at a feed rate SV = 6 h −1 . From 300 minutes, the sodium hypochlorite solution was standardly added to the cobalt chloride solution to an effective chlorine concentration of 7.4 mg / L, and the solution adjusted to pH 1.8 using 6N hydrochloric acid was added to the column. The liquid was passed through. Then, as in Sample 1, the effective chlorine concentration and pH in the effluent were measured.
その結果、サンプル2では、表1に示すように、コバルトを充填したカラムに通液することにより、流出液から有効塩素は検出されなかった(流出液の有効塩素濃度:<0.5mg/L)。また、流出液のpHは1.8であり、電気コバルトを充填したカラムへの通液によるpH変化は無かった。 As a result, in Sample 2, as shown in Table 1, no effective chlorine was detected from the effluent by passing through a column packed with cobalt (effective chlorine concentration in the effluent: <0.5 mg / L ). Further, the pH of the effluent was 1.8, and there was no pH change due to the flow through the column filled with electrocobalt.
(サンプル3〜サンプル41)
サンプル3〜サンプル41では、通液時間300分から、塩化コバルト溶液に次亜塩素酸ナトリウム溶液を有効塩素濃度が表1に示すようになるように標準添加し、6N塩酸を用いて表1に示すpHに調製し、表1に示す通液速度でカラムに通液したこと以外はサンプル2と同様に、試験を行った。
(Sample 3 to Sample 41)
In Sample 3 to Sample 41, a sodium hypochlorite solution was standardly added to a cobalt chloride solution so as to have an effective chlorine concentration as shown in Table 1 from a passing time of 300 minutes, and shown in Table 1 using 6N hydrochloric acid. The test was performed in the same manner as Sample 2 except that the pH was adjusted and the solution was passed through the column at the flow rate shown in Table 1.
以下の表1に、サンプル1〜サンプル41の結果を示す。 Table 1 below shows the results of Sample 1 to Sample 41.
表1に示す結果から、サンプル1〜サンプル39では、流出液の有効塩素濃度が、カラムに通液前の塩化コバルト溶液の有効塩素濃度よりも非常に低くなっていることから、カラムに通液することによって、塩化コバルト溶液から有効塩素が除去されていることがわかる。 From the results shown in Table 1, in Sample 1 to Sample 39, the effective chlorine concentration of the effluent is much lower than the effective chlorine concentration of the cobalt chloride solution before passing through the column. It can be seen that effective chlorine has been removed from the cobalt chloride solution.
また、サンプル1〜サンプル33の結果から、塩化コバルト溶液のpHを1.8とすることによって、塩化コバルト溶液の有効塩素濃度、通液速度に関わらず、有効塩素を適切に除去できることがわかる。 Moreover, from the results of Sample 1 to Sample 33, it can be seen that by setting the pH of the cobalt chloride solution to 1.8, the effective chlorine can be appropriately removed regardless of the effective chlorine concentration and the flow rate of the cobalt chloride solution.
サンプル34〜サンプル39の結果から、塩化コバルト溶液のpHが3.0以下であれば、適切に有効塩素を除去できることがわかる。 From the results of Sample 34 to Sample 39, it is understood that effective chlorine can be appropriately removed if the pH of the cobalt chloride solution is 3.0 or less.
一方、サンプル40、41の結果から、塩化コバルト溶液のpHが4.0になると、十分に有効塩素を除去できないことがわかる。 On the other hand, it can be seen from the results of samples 40 and 41 that when the pH of the cobalt chloride solution becomes 4.0, effective chlorine cannot be removed sufficiently.
また、ニッケル又は銅を湿式製錬法で生成された副産物から不純物のマンガンを除去し、コバルトを回収するにあたって、マンガンを除去する工程では、操業状況によって有効塩素濃度が変動するおそれがあるが、サンプル1〜サンプル39に示すように、有効塩素濃度が変動しても適切に有効塩素を除去できることがわかる。 In addition, in the process of removing manganese from the by-product produced by the hydrometallurgical method of nickel or copper and recovering cobalt, in the process of removing manganese, there is a possibility that the effective chlorine concentration may vary depending on the operation status, As shown in Sample 1 to Sample 39, it can be seen that effective chlorine can be appropriately removed even if the effective chlorine concentration varies.
Claims (3)
上記塩素を有効塩素として含有し、pHが3.0以下の上記塩化コバルト溶液をコバルトを充填したカラムに通し、上記有効塩素を除去することを特徴とするコバルトの回収方法。 In the cobalt recovery method of removing chlorine by adding chlorine to a cobalt chloride solution containing impurities generated by a nickel or copper hydrometallurgical process, and recovering cobalt,
A method for recovering cobalt, which comprises removing the effective chlorine by passing the cobalt chloride solution containing the chlorine as effective chlorine and having a pH of 3.0 or less through a column packed with cobalt.
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