JP6196209B2 - 含銅モリブデン鉱の処理方法 - Google Patents
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Description
特許文献2では銅を浸出除去した後液に含まれるモリブデン濃度は0.26〜5.1g/Lで平均は1.42g/Lと比較的多くなっている(特許文献2の表V)。
当該試験は、銅含有量が0.2〜1.0重量%と低いモリブデン精鉱を用いた試験であり、銅含有量が5%程度の一般的な含銅モリブデン精鉱では、銅の浸出時間と逸損するモリブデン量は増加すると容易に予想される。
工程1では、塩化物イオンを100〜200g/L、銅イオンを1〜30g/L、鉄イオンを1〜20g/L含有する50〜100℃の酸性水溶液(以下、「浸出液」ともいう。)を含銅モリブデン鉱に接触させて銅成分を浸出する。すなわち、工程1では浸出液として塩化浴を使用することで含銅モリブデン鉱中の銅を浸出することを基本としており、更に銅イオンを浸出液中に存在させておくことで、銅の浸出反応の促進を狙っている。
工程2では、工程1によって得られた浸出反応液を固液分離によって浸出後液と浸出残渣に分離する。固液分離方法は特に制限はないが、フィルタープレスやシックナーを使用することができる。
(鉄酸化)
工程1によって得られた浸出液には、浸出液に元々含まれていた鉄の他、含銅モリブデン鉱中の鉄の一部が溶解した鉄が含まれている。これらの鉄イオンの多くはFe(II)と考えられる。これを酸化することでFe(III)とし、再度浸出に使用することができる。またpHを調整することで、Fe(III)の一部を沈殿し、浸出液中の鉄濃度をコントロールすることができる。酸化の条件としては20〜70℃、pH1.5〜3.0でエアレーションすることがコストと反応速度の面で最も好ましい。温度とpHは高ければ高いほど、反応速度が速い。
工程1によって得られた浸出後液から銅を回収することができる。銅の回収方法としては特に制限はないが、例えば溶媒抽出、イオン交換、卑な金属との置換析出及び電解採取などを利用することができる。浸出後液中の銅は1価及び2価の状態が混在しているが、溶媒抽出やイオン交換を円滑に行うために、全部が2価の銅イオンとなるように予め酸化しておくことが好ましい。酸化の方法は特に制限はないが空気や酸素を浸出後液中に吹き込む方法が簡便である。
工程1によって得られた浸出残渣をモリブデン精鉱として、当業者に公知の精製プロセスを経てモリブデン中間生産物を製造することができる。例えば、酸化焙焼して三酸化モリブデン製品を製造したり、更に成型・乾燥工程を経て三酸化モリブデンブリケットを製造したり、テルミット還元を経て低炭素フェロモリブデンを製造したりすることができる。更に、酸化焙焼・脱硫後に、アンモニア抽出及び水素還元を行って金属モリブデンを得ることも可能である。
含銅モリブデン鉱として、輝水鉛鉱を含む鉱石から浮遊選鉱により選別されたモリブデン精鉱を粉砕したものを用意した。当該モリブデン精鉱は、酸溶解後にICP発光分光分析法で分析したところ、Mo:45質量%、Cu:3.5質量%、Fe:4.4質量%、S:37質量%の組成を有していた。表1に示すイオン組成を有するように、塩酸、塩化第二鉄、塩化第二銅、塩化ナトリウムを混合した浸出液4Lをホットスターラーで75℃に加熱後、当該モリブデン精鉱760gを投入し、撹拌を継続しながら浸出試験を10時間実施した。浸出中のORP(vs Ag/AgCl)の変化を図3に示す。浸出液への空気吹き込み(0.37slpm)は試験番号によって行った場合と行わなかった場合に分けた。なお、浸出液及び残渣中の金属の分析は、ICP発光分光分析法(ICP−OES)で行った。
(通算の残渣率(%))=(液を入れ替える前の浸出後重量(g)/浸出前精鉱重量(g))×(再浸出後重量(g)/再残渣重量(g))
(浸出率(%))=100−(浸出後品位/精鉱品位)×(残渣率(%))×100
試験例1と同様のモリブデン精鉱の別のサンプルを用意し、ICP発光分光分析法で分析したところ、Mo:47質量%、Cu:3.9質量%、Fe:4.6質量%、S:37質量%の組成を有していた。表3に示す組成を有するように、塩酸、塩化第二鉄、塩化第二銅、塩化ナトリウムを混合した浸出液2Lをホットスターラーで75℃に加熱後、当該モリブデン精鉱760gを投入し、浸出液への空気吹き込み(0.19slpm)と撹拌を継続しながら浸出試験を6時間実施した。浸出終了後にろ過して浸出後液のORP(vs Ag/AgCl)を測定し、これを浸出終点におけるORPとした。なお、Fe濃度を2g/Lとした場合は、液量、精鉱量及び空気吹き込み量を2倍としたが、浸出挙動には影響しない。また、表3に示すように、浸出液中のFe濃度を2〜100g/Lの範囲で変化させることで、浸出液中のFe濃度が浸出後液中のモリブデン濃度に与える影響を確認した。
Fe(II):2g/L、Cu(II):18g/L、Cl:180g/Lを含む液を2L調整した。塩素ガスを水に吹き込んだ時に発生する次亜塩素酸として、次亜塩素酸ソーダ液(和光純薬工業社製特級)を添加し、ORP(vs Ag/AgCl)を浸出中に上げていった。次亜塩素酸ソーダ液は強アルカリであるため、濃塩酸でpHを1と0に調整した二種類の液を調製した。使用した精鉱は試験例1と同様の条件で2時間浸出した後の精鉱であり、これを当該二種類の浸出液にそれぞれ700g添加した。75℃に加温し、撹拌して銅分を浸出した。4時間後及び8時間後に一度サンプリングしさらに撹拌を続けた。14時間後に撹拌を停止し、浸出液及び残渣中の銅濃度とモリブデン濃度をICP−OESで測定した。銅の浸出率、残渣中のCu品位及び浸出モリブデンの濃度を表5に示す。
Claims (14)
- 塩化物イオンを100〜200g/L、銅イオンを1〜30g/L、鉄イオンを1〜20g/L含有する50〜100℃の酸性水溶液を含銅モリブデン鉱に接触させて銅成分を浸出する工程と、次いで固液分離により浸出後液と浸出残渣を得る工程を含み、前記浸出工程は、浸出終点における酸性水溶液の酸化還元電位(vs Ag/AgCl)を400〜480mVとする含銅モリブデン鉱の処理方法。
- 浸出開始から2時間経過後から浸出終点まで酸性水溶液の酸化還元電位(vs Ag/AgCl)を400〜480mVの範囲に維持する請求項1に記載の含銅モリブデン鉱の処理方法。
- 前記酸性水溶液中の銅イオンと鉄イオンの合計が40g/L以下である請求項1又は2に記載の含銅モリブデン鉱の処理方法。
- 含銅モリブデン鉱は銅を0.5〜10質量%、モリブデンを20質量%以上含有する請求項1〜3の何れか一項に記載の含銅モリブデン鉱の処理方法。
- 浸出後液中のモリブデン濃度が0.011g/L以下である請求項1〜4の何れか一項に記載の含銅モリブデン鉱の処理方法。
- 前記浸出工程は、酸素含有気体を前記酸性水溶液に吹き込みながら実施する請求項1〜5の何れか一項に記載の含銅モリブデン鉱の処理方法。
- 前記浸出工程は、酸素含有気体を前記酸性水溶液に吹き込まずに実施する請求項1〜5の何れか一項に記載の含銅モリブデン鉱の処理方法。
- 前記酸性水溶液のpHは0〜3である請求項1〜7の何れか一項に記載の含銅モリブデン鉱の処理方法。
- 浸出工程による銅浸出率が70%以上である請求項1〜8の何れか一項に記載の含銅モリブデン鉱の処理方法。
- 浸出工程による銅浸出率が70〜95%である請求項1〜9の何れか一項に記載の含銅モリブデン鉱の処理方法。
- 浸出工程を300g/L以上のパルプ濃度で行う請求項1〜10の何れか一項に記載の含銅モリブデン鉱の処理方法。
- 浸出工程は、浸出残渣中の銅品位が0.5質量%以下となるまで実施する請求項1〜11の何れか一項に記載の含銅モリブデン鉱の処理方法。
- 浸出後液中の銅を、溶媒抽出及び逆抽出を経て、電解採取によりカソード上に電気銅として回収する工程を更に含む請求項1〜12の何れか一項に記載の含銅モリブデン鉱の処理方法。
- 溶媒抽出前に、浸出後液に酸素含有気体を吹き込んで液中の銅を酸化する工程を更に含む請求項13に記載の含銅モリブデン鉱の処理方法。
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