JP6724351B2 - How to remove sulfiding agent - Google Patents

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Description

本発明は、溶液中に溶存する硫化水素ガス等の硫化剤を除去する方法に関する。 The present invention relates to a method for removing a sulfiding agent such as hydrogen sulfide gas dissolved in a solution.

低ニッケル品位のニッケル酸化鉱石からニッケルやコバルト等の有価物を効率よく回収する方法として、例えば特許文献1に開示されているように、高圧酸浸出(HPAL)プロセスと呼ばれる方法がある。この方法は、ニッケル酸化鉱石からニッケルを回収する高温加圧浸出に基づく湿式製錬方法であって、浸出工程と固液分離工程の簡素化、中和工程での中和剤消費量及び澱物量の削減、さらに効率的な水の繰り返し使用等によって、プロセス全体として簡素でかつ高効率な製錬方法を提供するものである。 As a method for efficiently recovering valuable substances such as nickel and cobalt from low nickel grade nickel oxide ore, there is a method called a high pressure acid leaching (HPAL) process as disclosed in Patent Document 1, for example. This method is a hydrometallurgical method based on high-temperature pressure leaching for recovering nickel from nickel oxide ore, which simplifies the leaching step and solid-liquid separation step, the amount of neutralizing agent consumed in the neutralization step, and the amount of starch. It is possible to provide a simple and highly efficient smelting method for the whole process by reducing the amount of water and repeatedly using water more efficiently.

具体的に、この湿式製錬方法は、ニッケル酸化鉱石のスラリーに硫酸を添加し、220℃〜280℃の高温下で加圧しながら撹拌処理して浸出スラリーを形成する浸出工程と、浸出スラリーを多段洗浄してニッケル及びコバルトを含む浸出液と浸出残渣を得る固液分離工程と、浸出液に対して中和剤を添加して3価の鉄を含む中和澱物スラリーとニッケル回収用母液とを形成する中和工程と、母液に硫化剤を添加してニッケル及びコバルトを含む硫化物と貧液とを形成する硫化工程とを有する。 Specifically, this hydrometallurgical method includes a leaching step in which sulfuric acid is added to a slurry of nickel oxide ore, and a stirring process is performed while pressurizing at a high temperature of 220° C. to 280° C. to form a leached slurry, and a leached slurry is formed. A solid-liquid separation step of obtaining a leaching solution containing nickel and cobalt and a leaching residue by multi-stage washing, and a neutralizing precipitate slurry containing trivalent iron by adding a neutralizing agent to the leaching solution and a mother liquor for nickel recovery. There is a neutralization step of forming and a sulfiding step of adding a sulfiding agent to the mother liquor to form a sulfide containing nickel and cobalt and a poor liquor.

このようなHPALプロセスによるニッケル酸化鉱石の製錬方法では、硫酸酸性溶液からニッケルやコバルトを回収するために、中和工程では消石灰や石灰石等のアルカリを添加してpHを調整することで不純物の大部分を分離することができ、次いで、硫化水素ガス等の硫化剤を添加してニッケルやコバルトの硫化物を析出させて硫化後液と分離し、効率的にニッケルやコバルトを回収することができる。そして、硫化工程での硫化処理後に得られる硫化後液に対しては、中和剤をさらに添加することによって、マンガン等の不純物が分離除去され、その後中和後排水として放流される。 In such a nickel oxide ore smelting method by the HPAL process, in order to recover nickel and cobalt from the sulfuric acid acidic solution, impurities such as slaked lime and limestone are added in the neutralization step to adjust the pH. Most of them can be separated, and then a sulfidizing agent such as hydrogen sulfide gas is added to precipitate nickel and cobalt sulfides, which are then separated from the post-sulfiding liquid, enabling efficient recovery of nickel and cobalt. it can. Then, by adding a neutralizing agent to the post-sulfurization liquid obtained after the sulfurization treatment in the sulfurization step, impurities such as manganese are separated and removed, and then discharged after being neutralized as waste water.

このとき、硫化後液の中には硫化処理に用いた硫化剤が残存することがあり、これを除去しなければ放流することができなくなる。 At this time, the sulfiding agent used for the sulfiding treatment may remain in the post-sulfiding liquid and cannot be discharged without removing it.

硫酸溶液中に溶存する硫化水素等の硫化剤を除去する方法としては、従来から様々な方法が採用されている。具体的な方法としては、例えば、硫酸溶液に対するエアレーションにより曝気する方法や、減圧により曝気する方法、酸化剤により硫化水素を酸化して硫酸塩として固定する方法、さらには、硫酸溶液の酸濃度を上昇させて硫化水素の溶解度を低下させる方法等が挙げられる。 As a method for removing a sulfiding agent such as hydrogen sulfide dissolved in a sulfuric acid solution, various methods have been conventionally adopted. Specific methods include, for example, a method of aerating a sulfuric acid solution by aeration, a method of aerating under reduced pressure, a method of oxidizing hydrogen sulfide with an oxidizing agent to fix it as a sulfate, and further, an acid concentration of the sulfuric acid solution. Examples thereof include a method of increasing the solubility of hydrogen sulfide to lower it.

しかしながら、これらの方法では、完全に硫酸溶液から硫化水素を分離することは難しく、また設備コストあるいは操業資材コストといった費用がかさむ問題もあった。 However, with these methods, it is difficult to completely separate hydrogen sulfide from a sulfuric acid solution, and there is a problem that costs such as equipment cost and operating material cost are high.

具体的には、エアレーションにより曝気する方法ではブロワー等の設備が必要となり、減圧して曝気する方法では密閉式の反応槽と減圧ポンプ等が必要となる。また、過酸化水素等の酸化剤を添加して固定化する方法では、酸化剤の取り扱いや保管に安全上の注意が必要であるとともに、酸化剤自体が高価であるため操業コストが高まる。また、硫酸溶液の酸濃度を調整するには、添加する硫酸の使用量が多くなる。 Specifically, the method of aerating by aeration requires equipment such as a blower, and the method of depressurizing and aerating requires a closed reaction tank and a vacuum pump. Further, in the method of adding and fixing an oxidizing agent such as hydrogen peroxide, it is necessary to pay attention to safety in handling and storing the oxidizing agent, and the operating cost is increased because the oxidizing agent itself is expensive. Further, in order to adjust the acid concentration of the sulfuric acid solution, the amount of sulfuric acid added is increased.

さらに、これらの多くの処理では、硫化水素の溶解度を低減させるために、基本的には硫化水素ガスがさらに発生してしまうことから、発生した硫化水素ガスを除害するために、苛性ソーダ等のアルカリによる排ガス処理設備(スクラバー)等を設置することも必要となる。 Furthermore, in many of these treatments, in order to reduce the solubility of hydrogen sulfide, basically hydrogen sulfide gas is further generated. Therefore, in order to remove the generated hydrogen sulfide gas, caustic soda or the like is removed. It is also necessary to install an exhaust gas treatment facility (scrubber) with alkali.

また、特許文献2には、溶液中に溶存した硫化水素を、鉄イオンと硫酸とを用いて分解する技術が示されている。この方法は、硫化水素が溶存する溶液から、その硫化水素を簡単かつ経済的に酸化固定して除去する方法であって、具体的には、硫化水素を含む溶液中に3価のFe化合物を添加し、pHを3以下、酸化還元電位(ORP)を0mV(Ag/AgCl電極基準)以上として、硫化水素と3価のFe化合物とを反応させることで、溶液に溶存する硫化水素を硫黄の形態に固定化するというものである。なお、Fe化合物としては、水酸化鉄であって、その溶液中濃度がFe量にして1g/L以上となるようにすることが好ましいとしている。 Further, Patent Document 2 discloses a technique of decomposing hydrogen sulfide dissolved in a solution by using iron ions and sulfuric acid. This method is a method for easily and economically oxidatively fixing and removing hydrogen sulfide from a solution in which hydrogen sulfide is dissolved, and specifically, a trivalent Fe compound is added to a solution containing hydrogen sulfide. When hydrogen sulfide and trivalent Fe compound are reacted with each other at pH of 3 or less and redox potential (ORP) of 0 mV (Ag/AgCl electrode reference) or more, hydrogen sulfide dissolved in the solution is converted into sulfur. It is to fix the shape. The Fe compound is iron hydroxide, and it is preferable that the concentration of Fe in the solution is 1 g/L or more.

この特許文献2に示す方法では、溶液中の硫化水素を効率的に除去することができるものの、多量の鉄を添加する必要があり、また、添加する硫酸を用意する手間やコストがかかるといった問題がある。 In the method shown in Patent Document 2, although hydrogen sulfide in the solution can be efficiently removed, it is necessary to add a large amount of iron, and it takes time and cost to prepare sulfuric acid to be added. There is.

これらの方法は、通常の工場における除害塔等の小規模設備では工業的に実施可能であるが、一方で、上述したニッケル酸化鉱石からHPAL法によりニッケルやコバルトを浸出した後に硫化することで回収するプロセスでは、大量の硫酸溶液を取り扱う必要があるため、その大量の硫酸溶液から希薄な溶存硫化水素を除去するという作業が必要となる。 These methods can be industrially implemented in small-scale equipment such as a detoxification tower in an ordinary factory, but on the other hand, by leaching nickel or cobalt from the above-mentioned nickel oxide ore by the HPAL method and then sulfiding it. Since a large amount of sulfuric acid solution needs to be handled in the recovery process, it is necessary to remove dilute dissolved hydrogen sulfide from the large amount of sulfuric acid solution.

このため、より効率的に、また低コストに、大量の溶液から希薄な硫化水素等の硫化剤を効果的に除去する方法が必要とされている。 Therefore, there is a need for a method for effectively removing dilute hydrogen sulfide and other sulfiding agents from a large amount of solution more efficiently and at low cost.

特開2005−350766号公報JP, 2005-350766, A 特開2004−89915号公報JP, 2004-89915, A

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、従来よりも効率的に、大量の溶液から希薄な硫化水素等の硫化剤を効果的に除去する硫化剤の除去方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such circumstances, and provides a method for removing a sulfiding agent that is more efficient than conventional methods and effectively removes a diluting sulfiding agent such as dilute hydrogen sulfide from a large amount of a solution. The purpose is to do.

本発明者らは、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、硫化剤が溶存した硫化後液に対して、鉄化合物を添加するとともに、硫酸溶液を添加して溶液のpHを所定の範囲に調整することで、硫化後液中の硫化剤を固体の硫黄として生成させて回収できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventors have earnestly studied to solve the above-mentioned problems. As a result, by adding an iron compound to the post-sulfurization solution in which the sulfurization agent is dissolved and adjusting the pH of the solution to a predetermined range by adding a sulfuric acid solution, the sulfurization agent in the post-sulfurization solution is solidified. It was found that the sulfur can be generated and recovered as sulfur, and the present invention has been completed.

(1)本発明の第1の発明は、ニッケルを含有する溶液に硫化剤を添加し、該ニッケルを硫化して硫化物と硫化後液とに分離する処理で得られた該硫化後液に残存する硫化剤を除去する方法であって、前記硫化後液に対して、鉄化合物を添加するとともに、濃度が0.05規定以上36規定以下の硫酸溶液を、該硫化後液のpHが0以上3.0以下となるように添加して、硫黄を生成させて回収する硫化剤の除去方法である。 (1) The first invention of the present invention is to add a sulfidizing agent to a solution containing nickel, and to add sulfur to the post-sulfuration solution obtained by the treatment of sulfurizing the nickel to separate into a sulfide and a post-sulfurization solution. A method for removing the remaining sulfiding agent, which comprises adding an iron compound to the post-sulfurization liquid and adding a sulfuric acid solution having a concentration of 0.05 normal to 36 normal to the post-sulfurization liquid having a pH of 0. It is a method of removing a sulfiding agent, which is added so as to be 3.0 or less and produces and recovers sulfur.

(2)本発明の第2の発明は、第1の発明において、前記ニッケルを含有する溶液は、ニッケル酸化鉱石を高温高圧下で酸浸出して得られた浸出液である、硫化剤の除去方法である。 (2) A second invention of the present invention is the method for removing a sulfidizing agent according to the first invention, wherein the nickel-containing solution is a leachate obtained by acid leaching nickel oxide ore under high temperature and high pressure. Is.

(3)本発明の第3の発明は、第1の発明において、前記鉄化合物として、鉄が3価の形態で存在する鉄化合物を用いる、硫化剤の除去方法である。 (3) A third invention of the present invention is the method for removing a sulfiding agent according to the first invention, wherein an iron compound in which iron exists in a trivalent form is used as the iron compound.

(4)本発明の第4の発明は、第1の発明において、前記鉄化合物として、鉄が2価の形態で存在する鉄化合物を添加し、さらにその硫化後液に酸化剤を添加して、前記鉄化合物の鉄を3価の形態に酸化する、硫化剤の除去方法である。 (4) A fourth invention of the present invention is the same as the first invention, wherein an iron compound in which iron exists in a divalent form is added as the iron compound, and an oxidizing agent is further added to the post-sulfurization liquid. A method for removing a sulfiding agent, which comprises oxidizing iron of the iron compound into a trivalent form.

(5)本発明の第5の発明は、第1の発明において、前記鉄化合物として、前記硫黄を回収した後の溶液に酸化剤とアルカリとを添加して得られる澱物を用いる、硫化剤の除去方法である。 (5) The fifth invention of the present invention is the sulfurizing agent according to the first invention, wherein the iron compound is a starch obtained by adding an oxidizing agent and an alkali to a solution after recovering the sulfur. Is the removal method.

(6)本発明の第6の発明は、第1の発明において、前記鉄化合物として、水酸化鉄を用い、前記硫化後液中の鉄濃度が0.5g/L以上3.0g/L以下となるように添加する、硫化剤の除去方法である。 (6) The sixth invention of the present invention is, in the first invention, iron hydroxide is used as the iron compound, and the iron concentration in the post-sulfuration liquid is 0.5 g/L or more and 3.0 g/L or less. It is a method of removing the sulfiding agent, which is added so that

(7)本発明の第7の発明は、第1の発明において、前記ニッケルを含有する溶液は、ニッケル酸化鉱石を高温高圧下で酸浸出して得られた浸出液であり、前記鉄化合物として、前記ニッケル酸化鉱石を酸浸出して生成した浸出残渣を用い、前記硫化後液中の鉄濃度が15g/L以上20g/L以下となるように添加する、硫化剤の除去方法である。 (7) A seventh invention of the present invention is, in the first invention, wherein the solution containing nickel is a leachate obtained by acid leaching nickel oxide ore under high temperature and high pressure, and as the iron compound, It is a method for removing a sulfiding agent, which uses an leaching residue produced by acid leaching of the nickel oxide ore and adds it so that the iron concentration in the post-sulfiding liquid is 15 g/L or more and 20 g/L or less.

(8)本発明の第8の発明は、第1の発明において、前記ニッケルを含有する溶液は、スカンジウムを含有するニッケル酸化鉱を高温高圧下で酸浸出して得られた浸出液であり、前記硫酸溶液として、前記硫化後液をキレート樹脂に通液した後に、該キレート樹脂に通液して排出された硫酸溶液を用いる、硫化剤の除去方法である。 (8) The eighth invention of the present invention is, in the first invention, wherein the solution containing nickel is a leachate obtained by acid leaching nickel oxide ore containing scandium under high temperature and high pressure, As a sulfuric acid solution, a sulfuric acid solution is removed by using the sulfuric acid solution which has been passed through the chelate resin and then discharged after passing the post-sulfurization liquid through the chelate resin.

(9)本発明の第9の発明は、第1乃至第8のいずれかの発明において、前記硫化剤は、硫化水素ガスである、硫化剤の除去方法である。 (9) A ninth aspect of the present invention is the method for removing a sulfiding agent according to any one of the first to eighth aspects, wherein the sulfiding agent is hydrogen sulfide gas.

本発明によれば、従来よりも効率的に、大量の溶液から希薄な硫化水素等の硫化剤を効果的に除去することができる。 According to the present invention, a diluting agent such as dilute hydrogen sulfide can be effectively removed from a large amount of solution more efficiently than before.

また、例えば、鉄化合物として、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにて生成した浸出残渣を用いることで、また硫酸溶液として、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスで得られた硫化後液を用いてスカンジウムを回収するプロセスで排出された硫酸溶液を用いることで、処理コストの増加を防ぎながら、プロセス全体として極めて効率的に操業を行うことができる。 Further, for example, by using the leaching residue generated in the hydrometallurgical process of nickel oxide ore as the iron compound, and by using the post-sulfurization liquid obtained in the hydrometallurgical process of nickel oxide ore as the sulfuric acid solution. By using the sulfuric acid solution discharged in the process of recovering scandium, it is possible to operate the entire process extremely efficiently while preventing an increase in processing cost.

ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスの流れの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the flow of the hydrometallurgical process of nickel oxide ore. 硫化剤の除去方法を含めた一連の流れを示す図である。It is a figure which shows a series of flows including the removal method of a sulfiding agent.

以下、本発明の具体的な実施形態(以下、「本実施の形態」という)について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。なお、本明細書にて、「X〜Y」(X、Yは任意の数値)との表記は、「X以上Y以下」の意味である。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without changing the gist of the present invention. In this specification, the notation “X to Y” (X and Y are arbitrary numerical values) means “X or more and Y or less”.

≪1.概要≫
本実施の形態に係る硫化剤の除去方法は、硫酸酸性溶液等の溶液から、溶存している硫化水素ガス等の硫化剤を除去する方法である。具体的には、ニッケルを含有する溶液に硫化剤を添加し、そのニッケルを硫化して硫化物と硫化後液とに分離する処理で得られた硫化後液に残存する硫化剤を除去する方法である。
<<1. Overview ≫
The method for removing the sulfiding agent according to the present embodiment is a method for removing the sulfiding agent such as dissolved hydrogen sulfide gas from a solution such as a sulfuric acid acidic solution. Specifically, a method of adding a sulfiding agent to a solution containing nickel, and removing the sulfiding agent remaining in the post-sulfurization liquid obtained by the treatment of sulfurizing the nickel to separate it into a sulfide and a post-sulfurization liquid. Is.

そして、この硫化剤の除去方法では、硫化剤が溶存した硫化後液に対して、鉄化合物を添加するとともに、濃度が0.05規定以上36規定以下の硫酸溶液を、その硫化後液のpHが0以上3.0以下となるように添加することを特徴としている。 Then, in this method for removing a sulfiding agent, an iron compound is added to a post-sulfiding solution in which the sulfiding agent is dissolved, and a sulfuric acid solution having a concentration of 0.05 N or more and 36 N or less is added to the post-sulfiding liquid pH. Is added so that the value is 0 or more and 3.0 or less.

<ニッケルを含有する溶液に対する硫化処理>
ここで、その硫化後液に残存する硫化剤の除去方法についての詳細説明に先立ち、ニッケルを含有する溶液に対して硫化剤を添加し、ニッケルを硫化して硫化物と硫化後液とを生成させる処理について説明する。
<Sulfurization treatment of a solution containing nickel>
Here, prior to a detailed description of the method for removing the sulfiding agent remaining in the post-sulfiding liquid, a sulfiding agent is added to a solution containing nickel to sulphate nickel to generate a sulfide and a post-sulfiding liquid. The processing to be performed will be described.

例えば、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおいては、原料のニッケル酸化鉱石のスラリーに対して高温高圧下で硫酸等の酸を用いた浸出処理を施し、得られた浸出液に対して中和処理を行って不純物を除去した後、その浸出液に硫化水素ガス等の硫化剤を添加して硫化させることでニッケルを含む硫化物を生成させる。 For example, in the hydrometallurgical process of nickel oxide ore, the slurry of the raw material nickel oxide ore is subjected to leaching treatment using an acid such as sulfuric acid under high temperature and high pressure, and the obtained leachate is neutralized. After the impurities are removed by performing the treatment, a sulfide containing nickel is generated by adding a sulfiding agent such as hydrogen sulfide gas to the leachate and sulfiding the leachate.

より具体的に、図1は、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスの流れを示す工程図である。この湿式製錬プロセスは、ニッケル酸化鉱石を高温高圧下で硫酸等により浸出して浸出液を得る浸出工程S11と、浸出液に中和剤を添加して不純物を含む中和澱物と中和後液とを得る中和工程S12と、中和後液に硫化剤を添加してニッケル硫化物と硫化後液とを得る硫化工程S13とを有する。さらに、この湿式製錬プロセスでは、浸出工程S11にて生成した浸出残渣や、硫化工程S13にて排出された硫化後液を回収して無害化する最終中和工程S14を有する。本実施の形態に係る硫化剤の除去方法においては、例えば、このようなニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにより得られる硫化後液を処理対象とし、その硫化後液に残存する硫化剤を除去する。 More specifically, FIG. 1 is a process diagram showing a flow of a hydrometallurgical process of nickel oxide ore. This hydrometallurgical process includes a leaching step S11 in which nickel oxide ore is leached with sulfuric acid or the like under high temperature and high pressure to obtain a leached liquid, and a neutralized precipitate containing impurities by adding a neutralizing agent to the leached liquid and a neutralized liquid. And a sulfurization step S13 in which a sulfidizing agent is added to the post-neutralization liquid to obtain a nickel sulfide and a post-sulfurization liquid. Furthermore, this hydrometallurgical process has a final neutralization step S14 for recovering and detoxifying the leaching residue generated in the leaching step S11 and the post-sulfurization liquid discharged in the sulfurization step S13. In the method for removing a sulfiding agent according to the present embodiment, for example, a post-sulfiding liquid obtained by such a hydrometallurgical process of nickel oxide ore is treated, and the sulfiding agent remaining in the post-sulfiding liquid is removed. ..

(1)浸出工程
浸出工程S11は、例えば高温加圧容器(オートクレーブ)等を用いて、ニッケル酸化鉱のスラリーに硫酸等の酸を添加して220℃〜280℃の温度下で加圧しながら撹拌処理を施し、浸出液と浸出残渣とからなる浸出スラリーを形成する工程である。
(1) Leaching Step In the leaching step S11, an acid such as sulfuric acid is added to the slurry of nickel oxide ore by using a high temperature pressure vessel (autoclave) or the like and stirred at a temperature of 220° C. to 280° C. while stirring. It is a step of performing a treatment to form a leached slurry composed of a leaching liquid and a leaching residue.

ここで、ニッケル酸化鉱としては、主としてリモナイト鉱及びサプロライト鉱等のいわゆるラテライト鉱が挙げられる。ラテライト鉱のニッケル含有量は、通常、0.8〜2.5重量%であり、水酸化物又はケイ苦土(ケイ酸マグネシウム)鉱物として含有される。また、これらのニッケル酸化鉱には、スカンジウムが含まれている。 Here, examples of nickel oxide ores include so-called laterite ores such as limonite ores and saprolite ores. The nickel content of the laterite ore is usually 0.8 to 2.5% by weight, and it is contained as a hydroxide or magnesia silicate (magnesium silicate) mineral. Moreover, scandium is contained in these nickel oxide ores.

浸出工程S11では、得られた浸出液と浸出残渣とからなる浸出スラリーを洗浄しながら、ニッケルやコバルト、スカンジウム等を含む浸出液と、ヘマタイトである浸出残渣とに固液分離する。この固液分離処理では、例えば、浸出スラリーを洗浄液と混合した後、凝集剤供給設備等から供給される凝集剤を用いて、シックナー等の固液分離設備により固液分離処理を施す。具体的には、先ず、浸出スラリーが洗浄液により希釈され、次に、スラリー中の浸出残渣がシックナーの沈降物として濃縮される。 In the leaching step S11, the leaching slurry composed of the obtained leaching liquid and the leaching residue is washed, and the leaching liquid containing nickel, cobalt, scandium and the like is solid-liquid separated into the leaching residue which is hematite. In this solid-liquid separation treatment, for example, after the leaching slurry is mixed with the cleaning liquid, the solid-liquid separation treatment is carried out by a solid-liquid separation equipment such as a thickener using the coagulant supplied from the coagulant supply equipment. Specifically, first, the leach slurry is diluted with the cleaning liquid, and then the leach residue in the slurry is concentrated as a thickener sediment.

(2)中和工程
中和工程S12は、上述した浸出工程S11により得られた浸出液に中和剤を添加してpHを調整し、不純物元素を含む中和澱物と中和後液とを得る工程である。この中和工程S12における中和処理により、ニッケルやコバルト、スカンジウム等の有価金属は中和後液に含まれるようになり、鉄、アルミニウム等の不純物の大部分が中和澱物となる。
(2) Neutralization step In the neutralization step S12, a neutralizing agent is added to the leachate obtained in the above-mentioned leach step S11 to adjust the pH, and the neutralized precipitate containing the impurity element and the post-neutralization solution are added. It is a process of obtaining. By the neutralization treatment in the neutralization step S12, valuable metals such as nickel, cobalt and scandium are contained in the solution after neutralization, and most of impurities such as iron and aluminum become neutralized precipitates.

中和剤としては、従来公知のもの使用することができ、例えば、炭酸カルシウム、消石灰、水酸化ナトリウム等が挙げられる。 As the neutralizing agent, conventionally known ones can be used, and examples thereof include calcium carbonate, slaked lime and sodium hydroxide.

中和工程S12における中和処理では、分離された浸出液の酸化を抑制しながら、pHを1〜4の範囲に調整することが好ましく、pHを1.5〜2.5の範囲に調整することがより好ましい。pHが1未満であると、中和が不十分となり中和澱物と中和後液とに分離できない可能性がある。一方で、pHが4を超えると、アルミニウム等の不純物のみならず、ニッケルやスカンジウム等の有価金属も中和澱物に含まれる可能性がある。 In the neutralization treatment in the neutralization step S12, it is preferable to adjust the pH to the range of 1 to 4 while suppressing the oxidation of the separated leachate, and to adjust the pH to the range of 1.5 to 2.5. Is more preferable. If the pH is less than 1, neutralization may be insufficient and the neutralized precipitate and the post-neutralization liquid may not be separated. On the other hand, when the pH exceeds 4, not only impurities such as aluminum but also valuable metals such as nickel and scandium may be contained in the neutralized precipitate.

(3)硫化工程
硫化工程S13は、上述した中和工程S12により得られた中和後液に硫化剤を添加してニッケル硫化物と硫化後液とを得る工程である。この硫化工程S13における硫化処理により、ニッケル、コバルト、亜鉛等は硫化物となり、スカンジウム等は硫化後液に含まれることになる。
(3) Sulfidation Step The sulfidation step S13 is a step of adding a sulfidizing agent to the post-neutralization solution obtained in the above-mentioned neutralization step S12 to obtain a nickel sulfide and a post-sulfidation solution. By the sulfurization treatment in the sulfurization step S13, nickel, cobalt, zinc and the like become sulfides, and scandium and the like are contained in the post-sulfurization liquid.

具体的に、硫化工程S13では、得られた中和後液に対して硫化剤を添加し、中和後液に含まれるニッケル等を硫化物の形態に硫化させる硫化反応を生じさせる。これにより、不純物成分の少ないニッケル及びコバルトを含む硫化物(ニッケル・コバルト混合硫化物)と、ニッケル濃度を低い水準で安定させた硫化後液とを生成させる。 Specifically, in the sulfurization step S13, a sulfurizing agent is added to the obtained post-neutralization liquid to cause a sulfurization reaction in which nickel or the like contained in the post-neutralization liquid is sulfurized into a sulfide form. As a result, a sulfide containing nickel and cobalt having a small amount of impurity components (nickel/cobalt mixed sulfide) and a post-sulfiding liquid in which the nickel concentration is stabilized at a low level are generated.

硫化剤としては、例えば、硫化水素ガス、硫化ナトリウム、水素化硫化ナトリウム等を用いることができるが、その中でも、硫化水素ガスを用いることが、取扱い容易さやコスト等の点で特に好ましい。 As the sulfiding agent, for example, hydrogen sulfide gas, sodium sulfide, sodium hydrosulfide sulfide or the like can be used, and among them, hydrogen sulfide gas is particularly preferable from the viewpoint of easy handling and cost.

この硫化処理では、ニッケル・コバルト混合硫化物のスラリーをシックナー等の沈降分離装置を用いて沈降分離処理してニッケル・コバルト混合硫化物をシックナーの底部より分離回収する一方で、水溶液成分である硫化後液はオーバーフローさせて回収する。 In this sulfurization treatment, the nickel-cobalt mixed sulfide slurry is separated and collected from the bottom of the thickener by sedimentation separation treatment of the nickel-cobalt mixed sulfide using a sedimentation separation device such as thickener, while the sulfurization which is an aqueous solution component is performed. The after liquid is overflowed and collected.

(4)最終中和工程
最終中和工程S14では、上述した硫化工程S13にて生成した硫化後液、すなわち、鉄、マグネシウム、マンガン等の不純物元素を含む硫化後液に対して、排出基準を満たす所定のpH範囲に調整する中和処理(無害化処理)を施す。また、この最終中和工程S14では、浸出工程S11にて生成した浸出残渣も併せて処理することもできる。
(4) Final Neutralization Step In the final neutralization step S14, an emission standard is set for the post-sulfurization solution generated in the sulfurization step S13 described above, that is, for the post-sulfurization solution containing impurity elements such as iron, magnesium and manganese. Neutralization treatment (detoxification treatment) is performed to adjust to a predetermined pH range to be satisfied. Further, in the final neutralization step S14, the leaching residue generated in the leaching step S11 can also be treated together.

最終中和工程S14における無害化処理の方法、すなわちpHの調整方法としては、特に限定されないが、例えば炭酸カルシウム(石灰石)スラリーや水酸化カルシウム(消石灰)スラリー等の中和剤を添加することによって所定の範囲に調整することができる。 The method of detoxification treatment in the final neutralization step S14, that is, the method of adjusting the pH is not particularly limited, but, for example, by adding a neutralizing agent such as calcium carbonate (limestone) slurry or calcium hydroxide (slaked lime) slurry. It can be adjusted within a predetermined range.

なお、この最終中和工程S14における中和処理では、硫化後液に含まれていた鉄が水酸化鉄(Fe(OH))の形態で固定化されて分離される。 In the neutralization process in the final neutralization step S14, the iron contained in the post-sulfurization liquid is fixed and separated in the form of iron hydroxide (Fe(OH) 3 ).

≪2.硫化剤の除去方法の詳細説明≫
さて、このニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおいて、硫化工程S13での硫化処理を経て生成した硫化後液には、硫化反応を生じさせるために添加した硫化剤が残存していることがある。硫化処理で生成した硫化後液は、上述したように最終中和工程S14に移送されて、その溶液に対する無害化処理が施されることによってマグネシウム、マンガン等の成分が除去され、排水基準を満たした状態で系外に排出される。しかしながら、硫化後液に硫化剤が残存している場合には、その硫化剤についての除去処理を行わなければ、系外に放流することができない。
<<2. Detailed explanation of the method for removing sulfidizing agents>>
Now, in the hydrometallurgical process of this nickel oxide ore, the sulfidizing agent added for causing the sulfidation reaction may remain in the post-sulfurization liquid generated through the sulfurization treatment in the sulfurization step S13. The post-sulfurization liquid generated by the sulfurization treatment is transferred to the final neutralization step S14 as described above, and the components such as magnesium and manganese are removed by performing the detoxification treatment on the solution, and the drainage standard is satisfied. Is discharged to the outside of the system. However, when the sulfiding agent remains in the liquid after sulfiding, it cannot be discharged to the outside of the system unless the removing treatment of the sulfiding agent is performed.

本実施の形態に係る硫化剤の除去方法においては、硫化剤が溶存する硫化後液に対して、鉄化合物を添加するとともに、濃度が0.05規定(N)以上36規定(N)以下の硫酸溶液を、硫化後液のpHが0以上3.0以下となるように添加し、これによって、硫化後液中に硫黄を析出生成させて回収する。つまり、溶存している硫化水素等の硫化剤を、固体の硫黄として固定化して回収し、その硫化後液から除去する。 In the method for removing a sulfiding agent according to the present embodiment, the iron compound is added to the post-sulfidation liquid in which the sulfiding agent is dissolved, and the concentration is 0.05 N (N) or more and 36 N (N) or less. The sulfuric acid solution is added so that the pH of the post-sulfurization solution becomes 0 or more and 3.0 or less, whereby the sulfur is deposited and recovered in the post-sulfurization solution and recovered. That is, the dissolved sulfurizing agent such as hydrogen sulfide is fixed and recovered as solid sulfur, and is removed from the post-sulfurized liquid.

図2は、硫化剤の除去方法を含めた一連の流れを示す図である。この図2に示すように、硫化剤の除去処理の対象となる硫化後液は、上述したようなニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスで生成した浸出液等のニッケル含有溶液に対して硫化水素ガス等の硫化剤を用いて硫化し(硫化処理)、得られたニッケルの硫化物を固液分離することによって得ることができる。そして、硫化剤の除去処理では、その硫化後液に対して鉄化合物を添加するとともに、硫酸溶液を添加してpHを所定の範囲とすることで、硫化後液中の硫化剤を硫黄(S)として分離回収する。なお、この図2では、硫化後液に添加する硫酸溶液として、スカンジウム回収プロセスから排出された希釈硫酸を用いる態様の例を示している。 FIG. 2 is a diagram showing a series of flows including a method for removing a sulfiding agent. As shown in FIG. 2, the post-sulphurization liquid that is the target of the sulfurizing agent removal treatment is hydrogen sulfide gas or the like against the nickel-containing solution such as the leachate produced in the hydrometallurgical process of nickel oxide ore as described above. It can be obtained by sulfurizing (sulfurization treatment) using the sulfurizing agent of (1) and solid-liquid separating the obtained nickel sulfide. Then, in the treatment for removing the sulfiding agent, an iron compound is added to the post-sulfiding solution and a sulfuric acid solution is added to bring the pH to a predetermined range, so that the sulfiding agent in the post-sulfiding solution is mixed with sulfur (S ) And separate and collect. Note that FIG. 2 shows an example of a mode in which diluted sulfuric acid discharged from the scandium recovery process is used as the sulfuric acid solution added to the post-sulfurization liquid.

より具体的に、この硫化剤の除去方法では、硫化剤が溶存する硫化後液に対して、上述した鉄濃度となるように鉄化合物を添加した上で、酸化還元電位(ORP)を0mV(銀/塩化銀電極基準)以上とし、それとともに、この溶液のpHが0以上3.0以下であって、上述した硫酸濃度となるように硫酸を添加する。 More specifically, in this method for removing a sulfiding agent, an iron compound is added to the post-sulfidation liquid in which the sulfiding agent is dissolved so as to have the above-mentioned iron concentration, and then the redox potential (ORP) is set to 0 mV ( (Silver/silver chloride electrode standard) or higher, and at the same time, sulfuric acid is added so that the pH of this solution is 0 or higher and 3.0 or lower and the sulfuric acid concentration described above is achieved.

この硫化剤の除去方法では、硫化後液に溶解した3価の鉄化合物を利用して、硫化後液中に溶存する硫化水素を酸化固定して、大気中に有毒である硫化水素ガスを放出することなく、硫黄として固定除去するものであり、例えば下記反応式に示すような反応が生じる。なお、この反応式に示す反応例では、硫化剤として硫化水素(HS)ガスを用い、鉄化合物として3価の鉄を含有する水酸化鉄を用いた場合のものを示す。
2Fe(OH)+3HSO ⇒ Fe(SO+6H
Fe(SO+HS ⇒ 2FeSO+HSO+S
In this method for removing the sulfurizing agent, a trivalent iron compound dissolved in the post-sulfurization liquid is used to oxidize and fix the hydrogen sulfide dissolved in the post-sulfurization liquid to release toxic hydrogen sulfide gas into the atmosphere. It is fixed and removed as sulfur without doing so, and for example, a reaction as shown in the following reaction formula occurs. In the reaction example shown in this reaction formula, hydrogen sulfide (H 2 S) gas is used as the sulfiding agent, and iron hydroxide containing trivalent iron is used as the iron compound.
2Fe(OH) 3 +3H 2 SO 4 ⇒ Fe 2 (SO 4 ) 3 +6H 2 O
Fe 2 (SO 4 ) 3 +H 2 S ⇒ 2FeSO 4 +H 2 SO 4 +S

なお、ここでいう「固定」とは、化合物を安定な形態に変換することであり、本実施の形態に係る硫化剤の除去方法では、硫化水素ガス等の硫化剤が、反応によって担体の硫黄(S)という安定した形態に変換され、この単体の硫黄が沈殿生成して除去される。 The term "fixation" used herein means that the compound is converted into a stable form, and in the method for removing a sulfiding agent according to the present embodiment, the sulfiding agent such as hydrogen sulfide gas reacts with sulfur of the carrier by the reaction. It is converted to a stable form (S), and this simple substance of sulfur is precipitated and removed.

硫化後液に鉄化合物と硫酸溶液とを添加して反応させたときの酸化還元電位(ORP)としては、銀/塩化銀電極を参照電極としたときの測定値で0mV以上であることが必要である。この反応時の酸化還元電位は、反応の進行状況を示しており、酸化還元電位が0mVよりも小さいと、上述したような硫化剤の固定反応が進まない。なお、酸化還元電位は、添加する鉄化合物の量により制御することができる。 The redox potential (ORP) when an iron compound and a sulfuric acid solution are added to the post-sulfurization liquid and reacted is required to be 0 mV or more when measured using a silver/silver chloride electrode as a reference electrode. Is. The redox potential at the time of this reaction shows the progress of the reaction. If the redox potential is smaller than 0 mV, the fixing reaction of the sulfiding agent as described above does not proceed. The redox potential can be controlled by the amount of the iron compound added.

また、この鉄化合物と硫酸溶液を添加して生じさせる反応の反応時間としては、処理量によって適宜調整することが好ましいが、30分以上とすることが好ましく、これによりほぼ完全に硫化剤を固定除去することができる。 The reaction time of the reaction caused by adding the iron compound and the sulfuric acid solution is preferably adjusted appropriately depending on the treatment amount, but is preferably 30 minutes or more, whereby the sulfiding agent is almost completely fixed. Can be removed.

[鉄化合物]
鉄化合物としては、鉄が3価の形態で存在する鉄化合物を用いることが好ましく、反応性に優れる水酸化鉄を用いることが特に好ましい。また、鉄化合物としては、鉄が2価の形態で存在する鉄化合物を用いてもよく、この場合、硫化後液に2価の鉄を含有する鉄化合物を添加した後、例えば空気等の酸化剤を溶液中に添加して、3価の形態に酸化する。ただし、このような添加後の酸化処理が不要になるという観点から、鉄が3価の形態で存在する鉄化合物を用いることがより好ましい。
[Iron compound]
As the iron compound, an iron compound in which iron exists in a trivalent form is preferably used, and iron hydroxide having excellent reactivity is particularly preferably used. As the iron compound, an iron compound in which iron exists in a divalent form may be used. In this case, after the iron compound containing divalent iron is added to the post-sulfurization liquid, for example, oxidation of air or the like is performed. The agent is added to the solution to oxidize to the trivalent form. However, it is more preferable to use an iron compound in which iron exists in a trivalent form from the viewpoint of eliminating the need for such an oxidation treatment after addition.

鉄化合物として、例えば水酸化鉄を用いた場合の添加量としては、硫化後液中の鉄濃度が0.5g/L以上3.0g/L以下の範囲となるように添加する。また、好ましくは、鉄濃度が1.0g/L以上2.0g/L以下の範囲となるように添加する。溶液中の鉄濃度が0.5g/L未満となるような添加量では、硫化後液中に溶存する硫化剤を十分に硫黄として固定化することができない。一方で、溶液中の鉄濃度が3.0g/Lを超えるように添加すると、それ以上に硫化剤を固定化する効果は向上せず、後の排水処理等において澱物量が増加してしまい、効率的な操業を行うことができない。 When iron hydroxide, for example, is used as the iron compound, the amount of iron added is such that the iron concentration in the post-sulfiding liquid is in the range of 0.5 g/L or more and 3.0 g/L or less. Further, it is preferable that the iron concentration is added in a range of 1.0 g/L or more and 2.0 g/L or less. When the addition amount is such that the iron concentration in the solution is less than 0.5 g/L, the sulfiding agent dissolved in the post-sulfiding liquid cannot be sufficiently fixed as sulfur. On the other hand, when the iron concentration in the solution is added so as to exceed 3.0 g/L, the effect of fixing the sulfiding agent is not further improved, and the amount of the starch increases in the subsequent wastewater treatment, etc. Inefficient operation is not possible.

また、鉄化合物として、上述したニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおける浸出工程S11で生成した浸出残渣を用いることができる。すなわち、ニッケル酸化鉱石のスラリーに対して、高温高圧の条件下で、硫酸等を用いて酸浸出して生成した浸出スラリーから固液分離して得られる浸出残渣を用いることができる。この浸出残渣は、主成分がヘマタイト(Fe)であり、3価の鉄を含有する鉄化合物である。 Further, as the iron compound, the leaching residue generated in the leaching step S11 in the hydrometallurgical process of the nickel oxide ore described above can be used. That is, a leaching residue obtained by solid-liquid separation from a leaching slurry produced by acid leaching with sulfuric acid or the like to a nickel oxide ore slurry under conditions of high temperature and high pressure can be used. The leaching residue is an iron compound whose main component is hematite (Fe 2 O 3 ) and which contains trivalent iron.

ここで、ヘマタイトは、水酸化鉄に比べて安定的な化合物であり、反応性が劣る。そのため、ヘマタイトの添加量(添加するヘマタイトの物量)としては、上述した水酸化鉄よりも多く添加することを要し、また後述する硫酸溶液も過剰に添加して、溶液のpHを、水酸化鉄を鉄化合物として添加する場合よりも低下させることが必要となる。具体的に、水酸化鉄であってもヘマタイトであっても、硫化後液中の鉄量で一定以上の割合で含有させることで、溶液中の硫化剤を固定化できるものの、その鉄化合物と共に添加する硫酸溶液の濃度で比較した場合、水酸化鉄の場合には、溶液中の鉄量で0.5g/L以上の割合となるように添加すれば、0.05Nのような希薄な硫酸溶液であっても、あるいは36N程度の濃硫酸溶液であっても、効果的に硫化剤を固定することができる。ところが、ヘマタイトを用いた場合には、溶液中の鉄量が15g/L以上20g/L以下程度の範囲となるように添加することが必要となる。 Here, hematite is a more stable compound than iron hydroxide and has poor reactivity. Therefore, as the amount of hematite added (the amount of hematite to be added), it is necessary to add more than the above-mentioned iron hydroxide, and the sulfuric acid solution described below is also added in excess to adjust the pH of the solution to It is necessary to reduce the iron content more than when iron is added as an iron compound. Specifically, even if it is iron hydroxide or hematite, by adding a certain amount or more of the amount of iron in the liquid after sulfidation, the sulfiding agent in the solution can be fixed, but with the iron compound When comparing the concentrations of the sulfuric acid solutions to be added, in the case of iron hydroxide, if the amount of iron in the solution is 0.5 g/L or more, the concentration of the diluted sulfuric acid is 0.05 N or so. Even if it is a solution or a concentrated sulfuric acid solution of about 36 N, the sulfiding agent can be effectively fixed. However, when hematite is used, it is necessary to add it so that the amount of iron in the solution is in the range of 15 g/L or more and 20 g/L or less.

そのほか、鉄化合物としては、同様のニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおける最終中和工程S14を経て生成した鉄の沈殿物(鉄澱物)を用いることができる。最終中和工程S14では、上述したように、鉄やマグネシウム、マンガン等の不純物を含む硫化後液に対して、炭酸カルシウムや消石灰等の中和剤による中和処理が施され、例えばその硫化後液に含まれる鉄は、鉄澱物(主として水酸化鉄の形態)として分離除去される。このような中和処理で生成した鉄澱物を回収し、その鉄澱物を鉄化合物として使用することができる。なお、最終中和工程S14としては、硫化後液に対する硫化剤の除去処理を行った後に設けることができる。 In addition, as the iron compound, an iron precipitate (iron precipitate) produced through the final neutralization step S14 in the same hydrometallurgical process of nickel oxide ore can be used. In the final neutralization step S14, as described above, the post-sulfurization liquid containing impurities such as iron, magnesium and manganese is subjected to neutralization treatment with a neutralizing agent such as calcium carbonate or slaked lime. Iron contained in the liquid is separated and removed as iron starch (mainly in the form of iron hydroxide). The iron starch produced by such neutralization treatment can be recovered and used as an iron compound. The final neutralization step S14 can be provided after the removal of the sulfiding agent from the post-sulfiding liquid.

このように、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスを経て生成した硫化後液に対して硫化剤の除去処理を施すにあたり、同じプロセスの上流過程の浸出工程S11で生成した浸出残渣や、最終中和工程S14で生成した鉄澱物を処理原料として用いることによって、新規の鉄化合物を用意する必要がなくなり、処理コストの増加を防ぎながら、プロセス全体として極めて効率的な操業を行うことが可能となる。また、従来では処分するしかなかったものを再度有効に活用することができるという利点もある。 As described above, when the post-sulfidation liquid produced through the hydrometallurgical process of nickel oxide ore is subjected to the removal treatment of the sulfiding agent, the leaching residue produced in the leaching step S11 in the upstream process of the same process and the final neutralization By using the iron starch produced in step S14 as a processing raw material, it is not necessary to prepare a new iron compound, and it is possible to perform an extremely efficient operation as a whole process while preventing an increase in processing cost. .. In addition, there is an advantage that it can reuse effectively what was conventionally disposed of.

[硫酸溶液]
硫酸溶液としては、濃度が高い濃硫酸を用いることが好ましいと考えられるが、その濃度は特に限定されない。ただし、極端に濃度の低い硫酸溶液の場合には、硫化剤を硫黄として固定化させる上述した反応の時間が長くなる。また、低濃度の硫酸溶液を用いると、その添加する硫酸量が多くなり、タンクやポンプ等の設備が必然的に大きくなる。
[Sulfuric acid solution]
It is considered that concentrated sulfuric acid having a high concentration is preferably used as the sulfuric acid solution, but the concentration is not particularly limited. However, in the case of an extremely low concentration sulfuric acid solution, the above-mentioned reaction time for immobilizing the sulfiding agent as sulfur becomes long. Further, when a low-concentration sulfuric acid solution is used, the amount of sulfuric acid to be added increases, and equipment such as a tank and a pump inevitably becomes large.

具体的に、硫酸溶液としては、濃度が0.05N以上とすることが好ましい。なお、硫酸の濃度の上限値としては、特に限定されず、例えば36N以下程度のものを用いることができる。 Specifically, the concentration of the sulfuric acid solution is preferably 0.05N or more. The upper limit of the concentration of sulfuric acid is not particularly limited, and may be, for example, 36 N or less.

硫酸溶液の添加量としては、使用する硫酸の濃度によってその液量は異なるが、硫化後液のpHが0以上3.0以下の範囲となるように添加し、好ましくは1.0以上3.0以下の範囲、より好ましくは1.0以上1.8以下の範囲となるように添加する。このように硫酸溶液の添加によって硫化後液のpHを0以上3以下の範囲となるように調整することで、添加した鉄の溶解を促進して、反応速度を増加させることができる。 The amount of the sulfuric acid solution added varies depending on the concentration of the sulfuric acid used, but is added so that the pH of the post-sulfurization liquid is in the range of 0 to 3.0, preferably 1.0 to 3. It is added in a range of 0 or less, more preferably 1.0 or more and 1.8 or less. In this way, by adjusting the pH of the post-sulfurization solution within the range of 0 or more and 3 or less by adding the sulfuric acid solution, the dissolution of the added iron can be promoted and the reaction rate can be increased.

なお、例えば硫酸濃度を上昇させることによって、硫化後液のpHを低下させても反応させることは可能であるが、pHが0未満にまで低下すると溶液の酸性が強くなりすぎ、硫化水素の溶解度が低下してしまう。 Although it is possible to react even if the pH of the post-sulfurization liquid is lowered by increasing the sulfuric acid concentration, when the pH is lowered to less than 0, the acidity of the solution becomes too strong and the solubility of hydrogen sulfide is increased. Will decrease.

ここで、硫酸溶液としては、図2の工程図の一例に示すように、例えばニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおける硫化工程S13で生成した硫化後液を原料として、その硫化後液に含まれるスカンジウムを回収するプロセス(スカンジウム回収プロセス)で排出される硫酸溶液を用いることができる。 Here, as the sulfuric acid solution, as shown in the example of the process diagram of FIG. 2, for example, the post-sulfurization liquid produced in the sulfurization process S13 in the hydrometallurgical process of nickel oxide ore is used as a raw material and is contained in the post-sulfurization liquid. A sulfuric acid solution discharged in the process of recovering scandium (scandium recovery process) can be used.

スカンジウム回収プロセスは、スカンジウムを含有する硫化後液を原料として、目的金属であるスカンジウムを精製回収するものである。具体的には、例えば、硫化後液に対してキレート樹脂を用いたイオン交換等の処理を施すことで不純物元素を大まかに分離し、そのイオン交換処理から得られたスカンジウム含有溶液(スカンジウム溶離液)に対して溶媒抽出処理等を施して濃縮し、得られた溶液からスカンジウムを酸化スカンジウム等の形態で回収するプロセスである。 The scandium recovery process is for purifying and recovering scandium, which is a target metal, using a post-sulfurization liquid containing scandium as a raw material. Specifically, for example, the post-sulfurization liquid is subjected to a treatment such as ion exchange using a chelate resin to roughly separate the impurity elements, and the scandium-containing solution obtained from the ion exchange treatment (scandium eluent Is subjected to a solvent extraction treatment or the like to be concentrated, and scandium is recovered from the resulting solution in the form of scandium oxide or the like.

スカンジウム回収プロセスでは、微量かつ低濃度なスカンジウムを回収するために、上述したように、キレート樹脂にスカンジウムを吸着させて濃縮する操作が行われるが、このとき、キレート樹脂に吸着したスカンジウムを溶離させる操作や、キレート樹脂を洗浄する操作に際して、硫酸溶液(希釈硫酸溶液)が用いられる。このような操作を経て排出される硫酸溶液は、従来では廃棄するしかなかった。ところが、例えばキレート樹脂の洗浄に用いた洗浄後の硫酸溶液は、濃度が0.5N程度であり、3価の形態で存在する鉄が0.05g/L〜0.15g/L程度の割合で含まれている。 In the scandium recovery process, in order to recover a small amount of low-concentration scandium, the operation of adsorbing scandium on the chelate resin and concentrating it is performed as described above. At this time, the scandium adsorbed on the chelate resin is eluted A sulfuric acid solution (diluted sulfuric acid solution) is used in the operation and the operation of washing the chelate resin. Conventionally, the sulfuric acid solution discharged through such an operation had to be discarded. However, for example, the sulfuric acid solution after washing used for washing the chelate resin has a concentration of about 0.5 N, and iron present in a trivalent form has a proportion of about 0.05 g/L to 0.15 g/L. include.

このことから、スカンジウム回収プロセスから排出される硫酸溶液を回収し、硫化後液に含まれる硫化剤の除去処理の処理原料として用いることで、新規の硫酸溶液を用意する必要がなくなり、処理コストの増加を防ぎながら、プロセス全体として極めて効率的な操業を行うことが可能となる。また、従来では処分するしかなかった硫酸溶液を再度有効に活用することができるという利点もある。 From this, by recovering the sulfuric acid solution discharged from the scandium recovery process and using it as a processing raw material for the removal processing of the sulfiding agent contained in the post-sulfurization liquid, it is not necessary to prepare a new sulfuric acid solution, and the processing cost is reduced. It is possible to operate the entire process extremely efficiently while preventing the increase. Further, there is an advantage that the sulfuric acid solution, which has conventionally been disposed only, can be effectively utilized again.

以下、本発明の実施例を示してより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

[実施例1]
図1のニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスに示すように、ニッケル酸化鉱石のスラリーをオートクレーブに装入し、高温高圧下で硫酸を用いて浸出処理を施すことによって浸出液と浸出残渣(ヘマタイト,Fe)とを含有する浸出スラリーを得て(浸出工程)、固液分離して得られた浸出液(ニッケルを含有する溶液)に硫化剤として硫化水素ガスを添加して硫化処理を行った(硫化工程)。この硫化工程における硫化反応により、浸出液中のニッケルが硫化されて硫化物が生成した。生成した硫化物は、硫化処理後のスラリーをシックナーにより固液分離して回収した。
[Example 1]
As shown in the hydrometallurgical process of nickel oxide ore in FIG. 1, a slurry of nickel oxide ore is charged into an autoclave and subjected to a leaching process using sulfuric acid under high temperature and high pressure to obtain a leachate and a leach residue (hematite, Fe A leaching slurry containing 2 O 3 ) was obtained (leaching step), and hydrogen sulfide gas was added as a sulfiding agent to the leaching liquid (solution containing nickel) obtained by solid-liquid separation to perform sulfide treatment. (Sulfiding step). By the sulfurization reaction in this sulfurization step, nickel in the leachate was sulfurized to form a sulfide. The produced sulfide was recovered by solid-liquid separating the slurry after the sulfurization treatment with a thickener.

一方、硫化物を分離回収した後の硫酸酸性溶液、つまり硫化後液を、別途回収して分析したところ、硫化処理に用いた硫化水素が残存していた。下記表1に、溶存していた硫化水素の濃度、pH、及び酸化還元電位(ORP)の測定値を示す。 On the other hand, when the sulfuric acid acidic solution after separation and recovery of the sulfide, that is, the post-sulfurization solution was separately recovered and analyzed, hydrogen sulfide used for the sulfurization treatment remained. Table 1 below shows measured values of the concentration of dissolved hydrogen sulfide, pH, and oxidation-reduction potential (ORP).

Figure 0006724351
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そこで、硫化後液に溶存する硫化剤を除去する処理を行った。硫化剤の除去処理では、硫化後液に対して鉄化合物と希釈硫酸とを添加し、硫化後液に溶存する硫化水素を硫黄として固定化することによって、硫化剤を除去した。 Therefore, a treatment for removing the sulfiding agent dissolved in the post-sulfiding liquid was performed. In the treatment for removing the sulfiding agent, the sulfur compound was removed by adding an iron compound and diluted sulfuric acid to the post-sulfiding liquid and immobilizing hydrogen sulfide dissolved in the post-sulfiding liquid as sulfur.

より具体的には、硫酸酸性溶液である硫化後液500mLを1リットルのビーカーに入れ、鉄化合物として3価の鉄を含む水酸化鉄(Fe(OH))(水分率40%、鉄品位10%)を、溶液中の鉄濃度が0.5g/Lとなるように添加した。次いで、その溶液に、濃度36Nの硫酸を希釈して濃度5Nに調整した硫酸溶液を添加し、溶液のpHが1.0〜2.0の範囲(平均1.6)となるように調整した。 More specifically, 500 mL of a solution after sulfidation, which is an acidic sulfuric acid solution, is placed in a 1-liter beaker, and iron hydroxide (Fe(OH) 3 ) containing trivalent iron as an iron compound (water content 40%, iron grade 10%) was added so that the iron concentration in the solution would be 0.5 g/L. Next, a sulfuric acid solution prepared by diluting 36N sulfuric acid with a concentration of 5N was added to the solution to adjust the pH of the solution to a range of 1.0 to 2.0 (average 1.6). ..

ここで、鉄化合物としては、上述したニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおいて、硫化処理後に生成した硫化後液に対して無害化処理(最終中和工程)を行うことで生成した水酸化鉄を回収して使用した。 Here, as the iron compound, in the hydrometallurgical process of the nickel oxide ore described above, iron hydroxide generated by performing a detoxification treatment (final neutralization step) on the post-sulfurization liquid generated after the sulfurization treatment It was collected and used.

また、硫酸溶液としては、硫化処理後の硫化後液を用いたスカンジウムの回収プロセスで生成した硫酸溶液を用いた。すなわち、硫化後液をキレート樹脂に通液した後に、そのキレート樹脂に通液して排出された硫酸溶液を用いた。 Further, as the sulfuric acid solution, the sulfuric acid solution produced in the scandium recovery process using the post-sulfurization liquid after the sulfurization treatment was used. That is, a sulfuric acid solution was used in which the post-sulfurization liquid was passed through the chelate resin and then passed through the chelate resin and discharged.

そして、エアーを巻き込まないようにシールした構造の反応槽に入れ、スターラーで撹拌しながら、反応槽の設定温度を55℃として50℃〜60℃の反応温度に維持しつつ、30分間反応させた。 Then, the mixture was placed in a reaction vessel having a structure in which air was sealed so as not to be entrapped, and stirred for 30 minutes while stirring with a stirrer while maintaining the reaction temperature of 50° C. to 60° C. with the preset temperature of the reaction vessel set to 55° C. ..

反応終了後、濾過処理を施して濾液を採取し、その濾液中の硫化水素濃度を測定した。表2に測定結果を示すが、分析下限である1mg/L未満となっており、硫化剤として用いた硫化水素は除去されていた。 After completion of the reaction, filtration treatment was performed to collect the filtrate, and the hydrogen sulfide concentration in the filtrate was measured. The measurement results are shown in Table 2, which was less than the lower limit of analysis of 1 mg/L, and hydrogen sulfide used as the sulfiding agent was removed.

[実施例2]
実施例2では、硫化後液に添加する硫酸溶液として、希釈して濃度10Nに調製した硫酸溶液を添加したこと以外は、実施例1と同様にして処理した。
[Example 2]
In Example 2, the treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that a sulfuric acid solution diluted to a concentration of 10 N was added as a sulfuric acid solution added to the post-sulfurization liquid.

反応終了後、濾過処理を施して濾液を採取し、その濾液中の硫化水素濃度を測定した。表2に測定結果を示すが、分析下限である1mg/L未満となっており、硫化剤として用いた硫化水素は除去されていた。 After completion of the reaction, filtration treatment was performed to collect the filtrate, and the hydrogen sulfide concentration in the filtrate was measured. The measurement results are shown in Table 2, which was less than the lower limit of analysis of 1 mg/L, and hydrogen sulfide used as the sulfiding agent was removed.

[実施例3]
実施例3では、硫化後液に添加する硫酸溶液として、希釈して濃度0.1Nに調製した硫酸溶液を添加したこと以外は、実施例1と同様にして処理した。
[Example 3]
In Example 3, the treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that a sulfuric acid solution diluted to a concentration of 0.1 N was added as a sulfuric acid solution added to the post-sulfurization liquid.

反応終了後、濾過処理を施して濾液を採取し、その濾液中の硫化水素濃度を測定した。表2に測定結果を示すが、分析下限である1mg/L未満となっており、硫化剤として用いた硫化水素は除去されていた。 After completion of the reaction, filtration treatment was performed to collect the filtrate, and the hydrogen sulfide concentration in the filtrate was measured. The measurement results are shown in Table 2, which was less than the lower limit of analysis of 1 mg/L, and hydrogen sulfide used as the sulfiding agent was removed.

[実施例4]
実施例4では、硫化後液に添加する硫酸溶液として、希釈して濃度0.05Nに調製した硫酸溶液を添加したこと以外は、実施例1と同様にして処理した。
[Example 4]
In Example 4, the treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that a sulfuric acid solution diluted to a concentration of 0.05 N was added as a sulfuric acid solution added to the post-sulfurization liquid.

反応終了後、濾過処理を施して濾液を採取し、その濾液中の硫化水素濃度を測定した。表2に測定結果を示すが、分析下限である1mg/L未満となっており、硫化剤として用いた硫化水素は除去されていた。 After completion of the reaction, filtration treatment was performed to collect the filtrate, and the hydrogen sulfide concentration in the filtrate was measured. The measurement results are shown in Table 2, which was less than the lower limit of analysis of 1 mg/L, and hydrogen sulfide used as the sulfiding agent was removed.

[実施例5]
実施例5では、3価の水酸化鉄を、溶液中の鉄濃度が1.0g/Lとなるように添加したこと以外は、実施例1と同様にして処理した。
[Example 5]
Example 5 was treated in the same manner as Example 1 except that trivalent iron hydroxide was added so that the iron concentration in the solution was 1.0 g/L.

反応終了後、濾過処理を施して濾液を採取し、その濾液中の硫化水素濃度を測定した。表2に測定結果を示すが、分析下限である1mg/L未満となっており、硫化剤として用いた硫化水素は除去されていた。 After completion of the reaction, filtration treatment was performed to collect the filtrate, and the hydrogen sulfide concentration in the filtrate was measured. The measurement results are shown in Table 2, which was less than the lower limit of analysis of 1 mg/L, and hydrogen sulfide used as the sulfiding agent was removed.

[実施例6]
実施例6では、硫化後液に添加する硫酸溶液として、希釈せずに濃度36Nの濃硫酸を添加したこと以外は、実施例1と同様にして処理した。
[Example 6]
In Example 6, the treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that concentrated sulfuric acid having a concentration of 36 N was added without dilution as a sulfuric acid solution added to the post-sulfurization liquid.

反応終了後、濾過処理を施して濾液を採取し、その濾液中の硫化水素濃度を測定した。表2に測定結果を示すが、分析下限である1mg/L未満となっており、硫化剤として用いた硫化水素は除去されていた。 After completion of the reaction, filtration treatment was performed to collect the filtrate, and the hydrogen sulfide concentration in the filtrate was measured. The measurement results are shown in Table 2, which was less than the lower limit of analysis of 1 mg/L, and hydrogen sulfide used as the sulfiding agent was removed.

[実施例7、実施例8]
鉄化合物として、上述した湿式製錬プロセスにおける浸出工程で生成したヘマタイト(水分率30%、鉄品位50%)を用い、硫化後液中の鉄濃度が17g/Lとなるように添加した。次いで、その溶液に、濃度36Nの硫酸を希釈して濃度5N(実施例7)、濃度0.01N(実施例8)にそれぞれ調整した硫酸溶液を添加した。
[Examples 7 and 8]
As the iron compound, hematite (moisture content 30%, iron quality 50%) produced in the leaching step in the hydrometallurgical process was used, and was added so that the iron concentration in the liquid after sulfidation was 17 g/L. Next, a sulfuric acid solution having a concentration of 5N (Example 7) and a concentration of 0.01N (Example 8) diluted with sulfuric acid having a concentration of 36N was added to the solution.

そして、エアーを巻き込まないようにシールした構造の反応槽に入れ、スターラーで撹拌しながら、反応温度を50℃〜60℃に、反応pHを1.0〜2.0の範囲に維持しながら30分間反応させた。 Then, the mixture was placed in a reaction tank having a structure sealed so as not to entrap air, and stirred with a stirrer while maintaining the reaction temperature at 50°C to 60°C and the reaction pH at 1.0 to 2.0. Let react for minutes.

反応終了後、濾過処理を施して濾液を採取し、それぞれの濾液中の硫化水素濃度を測定した。表2に測定結果を示すが、実施例7、実施例8のそれぞれにおいて、分析下限である1mg/L未満となっており、硫化剤として用いた硫化水素は除去されていた。 After completion of the reaction, filtration treatment was performed to collect the filtrate, and the hydrogen sulfide concentration in each filtrate was measured. Table 2 shows the measurement results. In each of Example 7 and Example 8, the analysis lower limit was less than 1 mg/L, and the hydrogen sulfide used as the sulfiding agent was removed.

[実施例9]
鉄化合物として、2価の形態の水酸化鉄(Fe(OH))を硫化後液に添加し、さらにその硫化後液にエアーを吹き込みながら撹拌することで鉄イオンを3価に酸化して反応させたこと以外は、実施例1と同様にして処理した。
[Example 9]
As an iron compound, divalent form of iron hydroxide (Fe(OH) 2 ) is added to the post-sulfurization liquid, and the air is blown into the post-sulfurization liquid while stirring to oxidize the iron ions to trivalent. The treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the reaction was performed.

反応終了後、濾過処理を施して濾液を採取し、その濾液中の硫化水素濃度を測定した。表2に測定結果を示すが、分析下限である1mg/L未満となっており、硫化剤として用いた硫化水素は除去されていた。 After completion of the reaction, filtration treatment was performed to collect the filtrate, and the hydrogen sulfide concentration in the filtrate was measured. The measurement results are shown in Table 2, which was less than the lower limit of analysis of 1 mg/L, and hydrogen sulfide used as the sulfiding agent was removed.

[比較例1]
比較例1では、硫化後液に添加する硫酸溶液として、希釈して濃度0.05Nに調製した硫酸溶液を添加したこと以外は、実施例1と同様にして処理した。
[Comparative Example 1]
In Comparative Example 1, the same treatment as in Example 1 was carried out except that a sulfuric acid solution diluted to a concentration of 0.05 N was added as a sulfuric acid solution to be added to the post-sulfurization liquid.

反応終了後、濾過処理を施して濾液を採取し、その濾液中の硫化水素濃度を測定した。表2に測定結果を示すが、溶液中には硫化水素が5mg/Lの割合で残留した。 After completion of the reaction, filtration treatment was performed to collect the filtrate, and the hydrogen sulfide concentration in the filtrate was measured. Table 2 shows the measurement results. Hydrogen sulfide remained in the solution at a rate of 5 mg/L.

[比較例2]
比較例2では、鉄化合物として、湿式製錬プロセスにおける浸出工程で生成したヘマタイトを用い、硫化後液中の鉄濃度が10g/Lとなるように添加した。また、硫酸溶液として、希釈して濃度5Nに調製した硫酸溶液を添加した。これらのこと以外は、実施例7と同様にして処理した。
[Comparative example 2]
In Comparative Example 2, hematite produced in the leaching step in the hydrometallurgical process was used as the iron compound, and was added so that the iron concentration in the liquid after sulfurization was 10 g/L. Further, as a sulfuric acid solution, a sulfuric acid solution diluted to a concentration of 5 N was added. Except for these matters, the same treatment as in Example 7 was carried out.

反応終了後、濾過処理を施して濾液を採取し、その濾液中の硫化水素濃度を測定した。表2に測定結果を示すが、溶液中には硫化水素が10mg/Lの割合で残留した。 After completion of the reaction, filtration treatment was performed to collect the filtrate, and the hydrogen sulfide concentration in the filtrate was measured. Table 2 shows the measurement results. Hydrogen sulfide remained in the solution at a rate of 10 mg/L.

[比較例3]
比較例3では、3価の水酸化鉄を溶液中の鉄濃度が0.1g/Lとなるように添加し、硫化後液に添加する硫酸溶液として、希釈せずに濃度36Nの濃硫酸を添加したこと以外は、実施例1と同様にして処理した。
[Comparative Example 3]
In Comparative Example 3, trivalent iron hydroxide was added so that the iron concentration in the solution would be 0.1 g/L, and concentrated sulfuric acid having a concentration of 36 N without dilution was used as a sulfuric acid solution to be added to the post-sulfurization solution. It processed like Example 1 except having added.

反応終了後、濾過処理を施して濾液を採取し、その濾液中の硫化水素濃度を測定した。表2に測定結果を示すが、溶液中には硫化水素が5mg/Lの割合で残留した。 After completion of the reaction, filtration treatment was performed to collect the filtrate, and the hydrogen sulfide concentration in the filtrate was measured. Table 2 shows the measurement results. Hydrogen sulfide remained in the solution at a rate of 5 mg/L.

Figure 0006724351
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このように、反応時の酸化還元電位を制御し、必要な反応時間を確保した上で、任意の鉄化合物を添加するとともに、0.05N以上36N以下の濃度の硫酸溶液を添加することで、硫化剤である硫化水素を効果的に固定除去することができる。一方で、添加する鉄化合物に由来する鉄濃度が少ない場合には、硫酸溶液の濃度に関係なく、有効に硫化水素を固定することが困難となることが分かる。 In this way, by controlling the redox potential during the reaction and ensuring the necessary reaction time, by adding an arbitrary iron compound and adding a sulfuric acid solution having a concentration of 0.05 N or more and 36 N or less, Hydrogen sulfide, which is a sulfiding agent, can be effectively fixed and removed. On the other hand, when the iron concentration derived from the added iron compound is low, it is difficult to effectively fix hydrogen sulfide regardless of the concentration of the sulfuric acid solution.

Claims (7)

ニッケルを含有する溶液に硫化剤を添加し、該ニッケルを硫化して硫化物と硫化後液とに分離する処理で得られた該硫化後液に残存する硫化剤を除去する方法であって、
前記ニッケルを含有する溶液は、スカンジウムを含有するニッケル酸化鉱石を高温高圧下で酸浸出して得られた浸出液であり、
前記硫化後液に対して、鉄化合物を添加するとともに、前記硫化後液をキレート樹脂に通液した後に該キレート樹脂に通液して排出された硫酸溶液であって濃度が0.05規定以上36規定以下の硫酸溶液を、該硫化後液のpHが0以上3.0以下となるように添加して、硫黄を生成させて回収する
硫化剤の除去方法。
A method of adding a sulfiding agent to a solution containing nickel, and removing the sulfiding agent remaining in the post-sulfiding solution obtained by the treatment of sulfiding nickel to separate it into a sulfide and a post-sulfiding solution,
The solution containing nickel is a leachate obtained by acid leaching nickel oxide ore containing scandium under high temperature and high pressure,
An iron compound is added to the post-sulfurization liquid, and the sulfuric acid solution is discharged by passing the post-sulfuration liquid through a chelate resin and then passing through the chelate resin. A method for removing a sulfiding agent, which comprises adding a sulfuric acid solution of 36 N or less so that the pH of the post-sulfiding liquid is 0 or more and 3.0 or less to generate and recover sulfur.
前記鉄化合物として、鉄が3価の形態で存在する鉄化合物を用いる
請求項1に記載の硫化剤の除去方法。
The method for removing a sulfiding agent according to claim 1, wherein an iron compound in which iron exists in a trivalent form is used as the iron compound.
前記鉄化合物として、鉄が2価の形態で存在する鉄化合物を添加し、
さらにその硫化後液に酸化剤を添加して、前記鉄化合物の鉄を3価の形態に酸化する
請求項1に記載の硫化剤の除去方法。
As the iron compound, an iron compound in which iron exists in a divalent form is added,
The method for removing a sulfiding agent according to claim 1, further comprising adding an oxidizing agent to the post-sulfiding liquid to oxidize iron of the iron compound into a trivalent form.
前記鉄化合物として、前記硫黄を回収した後の溶液に酸化剤とアルカリとを添加して得られる澱物を用いる
請求項1に記載の硫化剤の除去方法。
The method for removing a sulfurizing agent according to claim 1, wherein a starch obtained by adding an oxidizing agent and an alkali to a solution after recovering the sulfur is used as the iron compound.
前記鉄化合物として、水酸化鉄を用い、前記硫化後液中の鉄濃度が0.5g/L以上3.0g/L以下となるように添加する
請求項1に記載の硫化剤の除去方法。
The method for removing a sulfiding agent according to claim 1, wherein iron hydroxide is used as the iron compound, and is added so that the iron concentration in the post-sulfidation liquid is 0.5 g/L or more and 3.0 g/L or less.
前記ニッケルを含有する溶液は、ニッケル酸化鉱石を高温高圧下で酸浸出して得られた浸出液であり、
前記鉄化合物として、前記ニッケル酸化鉱石を酸浸出して生成した浸出残渣を用い、前記硫化後液中の鉄濃度が15g/L以上20g/L以下となるように添加する
請求項1に記載の硫化剤の除去方法。
The solution containing nickel is a leachate obtained by acid leaching nickel oxide ore under high temperature and high pressure,
The leaching residue produced by acid leaching the nickel oxide ore is used as the iron compound, and is added so that the iron concentration in the post-sulfuration liquid is 15 g/L or more and 20 g/L or less. Method of removing sulfiding agent.
前記硫化剤は、硫化水素ガスである
請求項1乃至のいずれか1項に記載の硫化剤の除去方法。
The sulfurizing agent, the method of removing the sulfur agent according to any one of claims 1 to 6 is hydrogen sulfide gas.
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