JP6267042B2 - 砒素の処理方法 - Google Patents
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
乾燥した銅精鉱は、非酸化性雰囲気下で、550℃〜700℃において、10〜60分間焙焼する。装置内を非酸化性雰囲気にするために供給されるガスとしては、例えば窒素ガスが用いられる。なお、焙焼工程S1における処理温度、および雰囲気の制御は、硫砒銅鉱主体の銅精鉱を硫化砒素と黄銅鉱等に変換にするのに必要な条件であり、反応時間は未反応硫砒銅鉱を残さないために必要な時間である。
4Cu3AsS4+12FeS+2S →12CuFeS2+As4S6 (1)
4Cu3AsS4+12FeS → 12CuFeS2+As4S4 (2)
FeS2 → FeS + S (3)
第1の熱処理工程S2では、図2に示す揮発物粒子に対して更に非酸化性雰囲気中で熱処理を行い、揮発物中の砒素硫化物(硫化砒素)を溶融させることで、揮発物の砒素溶出性をより低減させる。
そこで本実施形態では、第1の熱処理工程S2で処理された熱処理物を粉砕(破砕)して、粉砕された熱処理物を熱収縮性フィルムで被覆して被覆物を作製する。熱収縮性フィルムで被覆することにより、後述する第2の熱処理工程において被覆物を加熱する際にフィルムが被覆物の表面及び表面から内部に一部入り込んだ状態で固着するため、Asの溶出抑制効果が期待できる。また、熱処理物を被覆しない場合は処理時間が30分以上必要であるのに対し、被覆工程S3で熱処理物を被覆することにより、第2の熱処理工程での加熱に必要な時間を例えば5分程度にまで短縮することができる。
第2の熱処理工程S4では、被覆工程S3で得られた被覆物に対して所定の熱処理を行い、被覆物内部の硫化水素や砒素混合物を固溶させるとともに加熱により熱収縮性フィルムを収縮させた被処理物を得る。
原料銅精鉱として、Cu品位21mass%、Fe品位23mass%、S品位38mass%、As品位6.8mass%の高As品位銅精鉱を使用した。この高As品位銅精鉱に対してX線回折(XRD)及び電子線マイクロアナライザ(EPMA)を用いて特性された主な鉱物組成は、黄銅鉱(CuFeS2)11mass%、黄鉄鉱(FeS2)42mass%、硫砒銅鉱(Cu3AsS4)36mass%、脈石成分(SiO2等)11mass%であった。
実施例1の焙焼工程で得られた揮発物をポリプロピレンフィルムで被覆して被覆物を作製し、この被覆物を窒素ガス雰囲気下で150℃で5分間加熱処理して被処理物を得た。熱処理直後の被処理物の外観を図5(a)に、加熱容器から取り出した後の被覆物の外観を図5(b)に示す。比較例1の場合、加熱処理により被覆物が破れて、加熱容器から被処理物を取り出す際に破損した。ポリプロピレンフィルムの代わりにポリエチレンを用いた場合においても、加熱処理により被覆物が破れる現象が起こった。
実施例1で得られた揮発物、熱処理物及び被処理物と、実施例1の焙焼工程で得られた揮発物に添加剤として硫黄と老化防止剤を加えなかった揮発物、熱処理物及び被処理物に対し、それぞれ米国環境保護庁(EPA)における土壌汚染物質の溶出分析(TCLP)によりAs溶出量を評価した。この溶出分析では、揮発物、溶出物及び被処理物をそれぞれ破砕して、粒径9.5mm未満(0.5〜5mm)とした試料に対し、溶出溶媒として脱イオン水、酢酸または酢酸緩衝液を使用し、pHを2.88とし、液固比20、温度22.3℃、振とう方法は回転振とうで30rpm、振とう時間を18時間で、固液分離を加圧ろ過(0.6〜0.8μmGFFフィルタ使用)として溶出分析を行った。結果を図6に示す。
実施例1の熱処理物と被処理物についてそれぞれ密度を測定したところ、熱処理物の密度は1.0g/cm3であったのに対し、被処理物の密度は2.1g/cm3であった。即ち、第2の加熱処理により熱収縮性フィルムを収縮させるとともに砒素含有物の密度を上げて塊状(ブロック状)とすることで、As溶出性の低いより安定的な形態にすることができた。
2:外層
Claims (5)
- 砒素を含む銅鉱石を非酸化性雰囲気下において焙焼し、黄銅鉱と、砒素硫化物を含む揮発物とに分離させる焙焼工程と、
前記揮発物を冷却し、固化させて回収する回収工程と、
前記回収工程で得られた前記揮発物を非酸化性雰囲気下において熱処理し、前記揮発物中の砒素硫化物を溶融させて熱処理物を得る第1の熱処理工程と、
前記熱処理物を耐熱温度120℃以上の熱収縮性フィルムで被覆し、被覆物を作製する被覆工程と、
前記被覆物を加熱する第2の熱処理工程と
を含むことを特徴とする砒素の処理方法。 - 前記第1の熱処理工程は、前記揮発物を200〜600℃で加熱することを含み、前記第2の熱処理工程は、前記被覆物を120℃〜200℃で加熱することを含む請求項1に記載の砒素の処理方法。
- 前記熱収縮性フィルムがポリ塩化ビニリデンを含む請求項1又は2に記載の砒素の処理方法。
- 前記第1の熱処理工程において硫黄を添加することを更に含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の砒素の処理方法。
- 前記第1の熱処理工程において老化防止剤を更に添加することを含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の砒素の処理方法。
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