JP6462722B2 - 活性炭からの金の回収方法 - Google Patents

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Description

本発明は、少なくとも硫黄(S)と金(Au)とを吸着した活性炭からAuを溶離する方法、およびこの方法により得られる金含有溶液から金を回収する方法に関する。
また、本発明は、少なくとも銅(Cu)、鉄(Fe)のいずれか一種と硫黄(S)と金(Au)とを吸着した活性炭からAuを溶離する方法、およびこの方法により得られる金含有溶液から金を回収する方法に関する。
金は非常に価値の高い金属の一つであり、天然鉱脈中には単体微粒子として存在する。その製錬法としては、シアンで浸出する方法や水銀アマルガムとして回収する方法が知られている。
金をシアンで浸出する方法では、金はシアノ錯体として溶液中に溶解している。金のシアノ錯体は他の金の錯イオンと比べて非常に安定であることが知られている。浸出した金は、一般的には活性炭に吸着し、苛性ソーダを主成分とする水溶液で溶離する。その後、金を含む溶離液から電解採取法にて金を回収している。
特許文献1には、金を吸着させた活性炭から金を遊離させる技術が開示されている。すなわち、金錯体を活性炭に吸着させ、この活性炭をパルプからろ過により分離後、活性炭を塩酸にて洗浄し、熱シアン化物溶液にて作用させて、金錯体を活性炭から脱着させる。この技術は、CIP法(Carbon in pulp)とよばれ、純度の高い金を得る方法として知られる。
特許文献2には、金を吸着させた活性炭から苛性ソーダなどのアルカリを用いて金を遊離させる技術が開示されている。また、特許文献3、4には、金を吸着させた活性炭からチオ硫酸ナトリウムなどのチオ硫酸塩水溶液を用いて金を遊離させる技術が開示されている。
特開平3−30834号公報 特開2013−147685号公報 国際公開2013/145849号パンフレット 国際公開2013/052101号パンフレット
ところで、活性炭から金を溶離させる際に、金の吸着量に対して金の溶離量が小さい。すなわち、溶離剤として用いる薬剤と、不純物として含まれる銅、鉄などとが反応し、消費される結果、金の溶離が阻害されるものと考えられる。このため、余計に溶離剤を用いる必要があり、コスト高となっていた。
また、鉱石からの浸出の際に硫黄分が混在することがあり、これにより金の溶離液を用いて金電解する際にH2Sが発生することがあり、ガス吸引設備や排ガス処理装置が必要であること、また、溶離時に活性炭へ繰り返し通液することで溶離する場合には発生したH2Sにより活性炭中の不純物を硫化させAuの溶離結果に影響を及ぼす場合がある。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、金の回収工程の最終段階で、金を吸着させた活性炭から金を溶離させる前に、この活性炭のアルカリ洗浄を行うことで、金の回収の観点からは不純物である硫黄を効果的に除き、あるいはこの活性炭を酸洗浄、およびアルカリ洗浄を行うことで、金の回収の観点からは不純物である銅、鉄、硫黄を効果的に除き、かつ、金を効率的に溶離させられることを見出して、本発明をするに至った。
すなわち、本発明は以下の発明を包含する。
(1)少なくとも硫黄(S)と金(Au)とを吸着した活性炭からAuを溶離する方法において、金の溶離前に前記活性炭のアルカリ洗浄を実施して、その後Auを溶離する方法。
(2)少なくとも銅(Cu)、鉄(Fe)のいずれか一種と硫黄(S)と金(Au)とを吸着した活性炭からAuを溶離する方法において、金の溶離前に前記活性炭を酸洗浄、及びアルカリ洗浄を実施して、その後Auを溶離する方法。
(3)前記酸洗浄に用いる酸は塩酸であり、酸濃度が0.1〜5mol/Lである(2)に記載の方法。
(4)前記アルカリ洗浄で用いるアルカリ溶液の水酸化物イオン濃度が0.1より大きく、2.0mol/L以下である(1)〜(3)のいずれかに記載の方法。
(5)前記アルカリ洗浄の洗浄水温度を50℃未満とすることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の方法。
(6)前記活性炭は、金を含む硫化銅鉱または金鉱石から金を浸出して得られた液を活性炭と接触させて得られた活性炭であることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の方法。
(7)前記活性炭は、金を含む硫化銅鉱または金鉱石を塩化浴により金を浸出して得られた液を活性炭と接触させて得られた活性炭であることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の方法。
(8)Auの溶離液としてシアン液を用いる、(1)〜(7)のいずれかに記載の方法。
(9)(1)〜(8)のいずれかに記載の方法により得られる金含有溶液を用いて、金を電解採取する金の回収方法。
本発明によれば、金を吸着させた活性炭から、金を溶離させる前に、金の回収の観点から不純物である硫黄を有効に除去してから、金を遊離させて、高純度の金の溶液を得ることができる。
また、本発明によれば、金を吸着させた活性炭から、金を溶離させる前に、金の回収の観点から不純物である銅、鉄、硫黄を有効に除去してから、金を遊離させて、高純度の金の溶液を得ることができる。
本発明は、一つの側面において、金(Au)を吸着させた活性炭から、Auの他の不純物を除去してからAuを溶離する方法を提供する。
すなわち、本発明は、少なくとも硫黄(S)とAuとを吸着した活性炭からAuを溶離する方法において、金の溶離前に前記活性炭のアルカリ洗浄を実施して、Sを活性炭から除去して、その後Auを溶離する方法である。
あるいは、本発明は、少なくとも銅(Cu)、鉄(Fe)のいずれか一種と硫黄(S)とAuとを吸着した活性炭からAuを溶離する方法において、金の溶離前に前記活性炭を酸洗浄、及びアルカリ洗浄を実施して、Cuおよび/またはFe、ならびにSを活性炭から除去して、その後Auを溶離する方法である。
ここで用いられる活性炭は、金を含む硫化銅鉱または金鉱石から、例えば塩化浴を用いて、金を浸出して得られた液を活性炭と接触させて得られたものを用いることができる。なお、活性炭には、金の他に、鉱石由来の金属硫化物からの硫黄(S)が吸着したり、浸出工程で用いる薬液等から、硫黄(S)が混入する可能性もある。あるいは、活性炭には、金の他に、鉱石由来の銅(Cu)、鉄(Fe)が吸着することがあり、さらに浸出工程で、硫化物として存在するCu、FeからCu、Feの除去後に硫黄(S)が発生したり、また用いる薬液等から、硫黄(S)も混入する可能性もある。
これらは、金の回収という観点から不純物となり、Cu、Feは溶離に用いる薬液と反応してしまい、結果として金の溶離を阻害する因子となり、Sは金を溶離させた溶離液に混入すると、金の電解採取の段階でH2Sが発生し、好ましくない。
以上の観点から、不純物であるこれらの元素は可能な限り除去することが望ましい。
そこで、金が吸着した活性炭を、アルカリ溶液による洗浄(アルカリ洗浄)をすることにより、Sを効率的に除く。
あるいは、金が吸着した活性炭を、酸洗浄し、続いてアルカリ洗浄をすることにより、これら元素を効率的に除く。
酸洗浄を行う場合、この酸洗浄において、Cu、Feを除去する。
活性炭に付着したCu、Feは、活性炭表面で水酸化物や酸化物の形態で存在していると考えられ、酸洗浄では、これらを溶解できる酸性液を用いて溶離される。このような酸性液としては、活性炭の劣化を最小限にとどめつつCu、Feの溶解性を高めるという観点から、塩酸溶液が望ましく、その酸濃度は0.1〜5mol/Lとすることが好ましい。
続いて、アルカリ溶液による洗浄(アルカリ洗浄)において、Sを除去する。
活性炭に付着したSは、アルカリ水溶液を接触すると溶解するため、アルカリ洗浄により活性炭から溶離される。このようなアルカリ水溶液としては、アルカリ性溶液であれば何でも使用することができるが、例えばNaOH水溶液を用いることができる。また、Auはアルカリ水溶液によっても溶離することがあるため、アルカリ水溶液の水酸化物イオン濃度は、Sを溶離させる一方で、Auを溶離させないようにするという観点から、0.1mol/Lより大きく、好ましくは0.2mol/L以上、さらに好ましくは0.5mol/L以上、2.0mol/L以下、好ましくは1.0mol/L以下とすることが好ましい。
また、アルカリ洗浄に際しては、温度が高すぎるとAuも溶離してしまうことから、Auを溶離させないという観点から、洗浄水温度を50℃未満とすることが好ましく、45℃以下とすることがより好ましい。
また、酸洗浄を行う場合、酸洗浄およびアルカリ洗浄を実施する順序であるが、どちらが先であってもよい。ただし、活性炭にAu等を吸着させた際に用いた液の性状に近い方の液による洗浄を先に実施することが好ましい。例えば、上述のように活性炭にAu等を吸着させるのに金を含む硫化銅鉱または金鉱石から、例えば塩化浴を用いて、Auを浸出して得られた液を用いる場合、当該液が塩酸酸性であるため、酸洗浄、特に塩酸性酸性液(塩酸)を用いた洗浄を、アルカリ洗浄よりも先に実施することが好ましい。
続いて、上述の不純物が除去された後の活性炭に、溶離液として、例えばシアン化ナトリウム、シアン化カリウムなどのシアン化物を含むシアン液、チオ硫酸ナトリウム、チオ硫酸、チオ硫酸カリウムなどのチオ硫酸塩の水溶液、苛性ソーダ、苛性ソーダと硫化ソードとの混合物などのアルカリ溶液などを用いることができる。中でも、効率よくAuを溶離させることができる、シアン液を用いることが好ましい。
以上のことから、別の観点において、本発明は、Auを吸着させた活性炭から不純物を除去した後、Auを溶離させる金含有溶液の調製方法を提供する。
こうして得られた金含有溶液から金を常法に従って電解採取することにより、金を回収することができる。
このように、別の観点において、本発明は、上述した方法により得られる金含有溶液を用いて、金を電解採取する金の回収方法を提供する。
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。
(参考例1)酸洗浄
金を含む硫化銅鉱から、塩化浴を用いて、金を浸出して得られた液を接触させて得られた活性炭を、以下の表1に示した条件で洗浄した。なお、洗浄前、酸洗浄後、酸洗浄後の水洗後のそれぞれにおけるCu、Fe、Au、Sの含有量として、以下の要領で見積もられた各成分のカーボン分析値、および各段階における各成分の除去率をそれぞれ表2に示す。また、表1において、パルプ濃度とは、洗浄液1リットルあたりの活性炭量を指す(以下、同じ)。
Figure 0006462722
Figure 0006462722
・カーボン分析値:活性炭由来のカーボン、金およびその他不純物を含めた全体に対する各成分の割合をいい、一般的な活性炭分析方法、すなわちカーボンを全溶解し、誘導結合プラズマ(ICP)法または誘導結合プラズマ質量分析(ICP−MS)法により溶解液を分析する方法により測定される。
・除去率:各成分について、各洗浄の前後でカーボンから除去された割合をいい、以下のように見積もることができる。式中、重量とは各活性炭の乾燥重量のことを指し、分析値はカーボン分析値を指す。
{(洗浄前の活性炭(吸着物込み)の重量)×(分析値)}−{(洗浄後の活性炭(吸着物込み)の重量)×(分析値)}÷{(洗浄前の活性炭(吸着物込み)の重量)×(分析値)}
(参考例2)Au溶離率に対する酸洗浄の効果
アルカリ洗浄に先立って酸洗浄の有無による金の溶離率の差を評価するために、塩酸:1mol/L;2.4ベッドボリューム(BD:液量(mL)/活性炭体積(mL)、すなわち活性炭の体積に対して2.4倍の液量);1時間循環の条件での洗浄を2回、そして水:2.4ベッドボリューム;1時間循環の条件での洗浄を10回という条件で酸洗浄したサンプルと、酸洗浄しなかったサンプルとで、常法によりAuの溶離操作を行って、それぞれについてCu、S、Auの各含有量について上記の要領でカーボン分析値を測定した。表3に結果を示す。
Figure 0006462722
表中、カーボン分析値は、上述の要領で見積もられたものである。また、溶離率は、100−(溶離後のAuのカーボン分析値)/(溶離前のAuのカーボン分析値)×100で求められる。
(実施例1)アルカリ洗浄
金を含む硫化銅鉱から、塩化浴を用いて、金を浸出して得られた液を接触させて得られた活性炭を、以下の表4に示した条件で洗浄した。なお、アルカリ洗浄前、アルカリ洗浄後のCu、Fe、Au、Sの含有量として、各成分のカーボン分析値、および各成分の除去率、ならびに洗浄時のAu溶離量および溶出率を、それぞれ表5に示す。なお、表5中、カーボン分析値および除去率は、上述の要領で見積もられたものである。
Figure 0006462722
Figure 0006462722
表中、洗浄時のAuの溶離を評価するための液分析値および溶出率は、以下のように見積もられたものである。
・液分析値:洗浄液中のAu溶離量をICP法またはICP−MS法により分析する。
・溶出率:(液に溶けだしたAu量)÷(洗浄前Au量)×100で計算したもの。
なお、式中、液に溶けだしたAu量は液分析値(mg/L)×液量(L)で求められる値であり、洗浄前Au量は使用したカーボン量×カーボン中のAu分析値として求められる値である。
ここで、溶出率は、カーボンに吸着したAu全量が液に溶けだした場合を100%とした値であり、洗浄液の分析値から評価したものである。
(実施例2)
金を含む硫化銅鉱から、塩化浴を用いて、金を浸出して得られた液を接触させて得られた活性炭を、以下の表6に示した条件で洗浄した。なお、アルカリ洗浄前、アルカリ洗浄後のCu、Fe、Au、Sの含有量として、各成分のカーボン分析値、および各成分の除去率、ならびに洗浄時のAu溶離量および溶出率を、それぞれ表7に示す。なお、表7中、カーボン分析値および除去率は、上述の要領で見積もられたものである。
Figure 0006462722
Figure 0006462722
参考例1によれば、金およびCu、Fe、Sからなる不純物を吸着させた活性炭から、金の溶離前に酸洗浄のみを行う場合Cu、Feが除去されるが、Sの除去が不十分であった。一方で、参考例2によれば、酸洗浄のみを行って、金の溶離を行う場合、Auの溶離率に改善が見られたが、Sの除去は行うことができなかった。
そこで、実施例1によれば、金の溶離前にアルカリ洗浄のみを行う場合、Cu、Feの除去が不十分であったが、Sは効率よく除去されたことから、Cu、Feの除去を要しない場合、金の回収という観点から実用性があることが分かった。
さらに、実施例2によれば、金の溶離前に、酸洗浄およびアルカリ洗浄の両方を行うことで、Cu、Fe、Sからなる不純物の全てを除去することができ、金の回収という観点からもより実用性が高いことが分かった。
さらに、酸洗浄、アルカリ洗浄を経た後でシアン液、チオ硫酸塩あるいはアルカリ溶液を用いて、活性炭に吸着した金を溶離させて、金含有溶液を得ることができる。また、この金含有溶液を用いて、常法により金の電解採取を行うことができる。
ここで、Cu、Feが活性炭に吸着されたままであると、シアン液を用いて金の溶離を行った場合には金と同様にこれら成分も錯体を形成し、金の溶離以外にシアン液を消費することになり、金の溶離に用いられるシアン化物イオンの量が少なくなると考えられ、結果として金の溶出率が悪くなることにつながる。
また、チオ硫酸塩を用いた場合、活性炭に吸着して残存するCu、Feによりチオ硫酸イオンが分解され、金の溶離に用いられるチオ流酸イオンの量が少なくなると考えられ、結果として金の溶出率が悪くなることにつながる。
また、苛性ソーダを用いて金の溶離を行った場合、活性炭に吸着して残存するCu、Feが水酸化物になりアルカリを消費しpHを下げてしまうため、pHを上げるための余分な試薬が必要となる。
また、Sが活性炭に吸着されたままであると、アルカリ溶液を用いて金を溶離する場合、活性炭に吸着して残存するSが金とともに溶離する。溶離した金含有溶液にSも混在することになり、このSにより金の電解採取時に硫化水素が発生する。

Claims (9)

  1. 少なくとも硫黄(S)と金(Au)とを吸着した活性炭から金(Au)を溶離する方法において、金(Au)の溶離前に前記活性炭のアルカリ洗浄を実施して、その後金(Au)を溶離する方法。
  2. 少なくとも銅(Cu)、鉄(Fe)のいずれか一種と硫黄(S)と金(Au)とを吸着した活性炭から金(Au)を溶離する方法において、金(Au)の溶離前に前記活性炭を酸洗浄、及びアルカリ洗浄を実施して、その後金(Au)を溶離する方法。
  3. 前記酸洗浄に用いる酸は塩酸であり、酸濃度が0.1〜5mol/Lである請求項2に記載の方法。
  4. 前記アルカリ洗浄で用いるアルカリ溶液の水酸化物イオン濃度が0.1より大きく、2.0mol/L以下である請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記アルカリ洗浄の洗浄水温度を50℃未満とすることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記活性炭は、金(Au)を含む硫化銅鉱または金鉱石から金(Au)を浸出して得られた液を活性炭と接触させて得られた活性炭であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記活性炭は、金(Au)を含む硫化銅鉱または金鉱石を塩化浴により金(Au)を浸出して得られた液を活性炭と接触させて得られた活性炭であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
  8. 金(Au)の溶離液としてシアン液を用いる、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法により得られる金(Au)含有溶液を用いて、金(Au)を電解採取する金(Au)の回収方法。
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