JP6957984B2 - Copper removal method, electronickel manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、電気ニッケルの製造プロセスにおける銅の除去方法、及びその電気ニッケルの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for removing copper in an electric nickel manufacturing process and a method for producing the electric nickel.
硫化物から目的金属を回収する湿式製錬プロセスとして、原料であるニッケルマットやニッケルコバルト混合硫化物(MS:ミックスサルファイド)を塩素浸出(塩素浸出工程)し、得られた浸出液から不純物を除去する浄液工程等を経て、電解工程にて電気ニッケルや電気コバルトを回収する方法がある。 As a hydrometallurgy process for recovering the target metal from sulfide, nickel matte and nickel-cobalt mixed sulfide (MS: mixed sulfide), which are raw materials, are leached with chlorine (chlorine leaching step), and impurities are removed from the obtained leachate. There is a method of recovering electric nickel or electric cobalt in an electrolytic process through a liquid purification process or the like.
例えば図5に示すように、塩素浸出工程にて得られた浸出液(含銅塩化ニッケル溶液)は、セメンテーション工程との間に備えられた脱銅電解工程において余剰の銅が除去(例えば特許文献1〜3を参照)され、さらに、脱鉄工程において鉄や砒素等の不純物が除去された後、コバルト溶媒抽出工程に送られる。 For example, as shown in FIG. 5, in the leachate (copper-containing nickel chloride solution) obtained in the chlorine leaching step, excess copper is removed in the copper removal electrolysis step provided between the cementation step and the leaching step (for example, Patent Document). 1 to 3), and after removing impurities such as iron and arsenic in the iron removal step, the solution is sent to the cobalt solvent extraction step.
コバルト溶媒抽出工程では、溶媒抽出によりニッケルとコバルトとを分離し、塩化ニッケル溶液(NiCl2)と塩化コバルト溶液(CoCl2)とを得る。塩化ニッケル溶液は、浄液工程にてさらに不純物が除去され高純度となってニッケル電解工程へと送られ、電解採取により電気ニッケルが製造される。また、塩化コバルト溶液も、浄液工程にてさらに不純物が除去され高純度となってコバルト電解工程に送られ、電解採取により電気コバルトが製造される。 In the cobalt solvent extraction step, nickel and cobalt are separated by solvent extraction to obtain a nickel chloride solution (NiCl 2 ) and a cobalt chloride solution (CoCl 2). The nickel chloride solution is further removed of impurities in the liquid purification step to become highly pure and sent to the nickel electrolysis step, and electrolytic nickel is produced by electrowinning. Further, the cobalt chloride solution is also sent to the cobalt electrowinning step after further removing impurities in the liquid purification step to become highly pure, and electrowinning produces electric cobalt.
さて、脱銅電解工程では、従来、塩素浸出液の一部を脱銅電解設備に導入して、下記化学式(1)、(2)の反応により、カソード側に銅を析出させて除去している。
Cu++e−=Cu0 ・・・(1)
Cu2++2e−=Cu0 ・・・(2)
By the way, in the decopper electrolysis step, conventionally, a part of the chlorine leachate is introduced into the decopper electrolysis facility, and copper is deposited and removed on the cathode side by the reactions of the following chemical formulas (1) and (2). ..
Cu + + e - = Cu 0 ··· (1)
Cu 2+ + 2e − = Cu 0 ... (2)
しかしながら、塩素浸出液中に含まれる銅は主として2価銅イオン(Cu2+)であり、2価銅イオンが多く存在すると、電解反応によりカソードに電着した銅(Cu0)が下記反応式(3)に示す反応により再溶解することが知られており、脱銅電解処理を実行するにあたり、下記式(I)で表される電流効率の低下を引き起こすという問題がある。
Cu0+Cu2+=Cu+ ・・・(3)
電流効率(%)=Cu除去量(kg/日)÷理論電着量(kg/日)
(なお、2価銅イオン基準とする。)
However, the copper contained in the chlorine leachate is mainly divalent copper ions (Cu 2+ ), and when a large amount of divalent copper ions are present, the copper (Cu 0 ) electrodeposited on the cathode by the electrolytic reaction is represented by the following reaction formula (3). It is known that the copper is redissolved by the reaction shown in), and there is a problem that the current efficiency represented by the following formula (I) is lowered when the copper removal electrolysis treatment is performed.
Cu 0 + Cu 2+ = Cu + ... (3)
Current efficiency (%) = Cu removal amount (kg / day) ÷ theoretical electrodeposition amount (kg / day)
(Note that the standard is divalent copper ion.)
このことから、塩素浸出液中の2価銅イオンの量を減少させるために、例えば特許文献1には、塩素浸出液中に還元剤を添加して2価銅イオン(Cu2+)を1価銅イオン(Cu+)に還元する方法が開示されている。また、特許文献2には、酸化還元電位(ORP)を規定して還元剤を添加する方法が開示されている。さらに、特許文献3には、比色計を利用して塩素浸出液とアノライトとを混合する際の銅濃度のばらつきを抑制し、2価銅イオンが過剰にならないようにする方法が開示されている。 From this, in order to reduce the amount of divalent copper ions in the chlorine leachate, for example, in Patent Document 1, a reducing agent is added to the chlorine leachate to add divalent copper ions (Cu 2+ ) to monovalent copper ions. A method of reducing to (Cu +) is disclosed. Further, Patent Document 2 discloses a method of adding a reducing agent by defining an oxidation-reduction potential (ORP). Further, Patent Document 3 discloses a method of suppressing variation in copper concentration when mixing chlorine leachate and anolite using a colorimetric meter to prevent excess divalent copper ions. ..
ところが、上述した従来の技術は、それぞれに電流効率の向上効果が期待できる方法ではあるものの、実操業の現場では脱銅電解工程における電解処理の電流効率は60%程度であり、さらなる電流効率の向上が求められている。 However, although the above-mentioned conventional techniques can be expected to improve the current efficiency, the current efficiency of the electrolysis process in the copper removal electrolysis process is about 60% at the actual operation site, and the current efficiency is further improved. Improvement is required.
一方、特許文献4には、上述のセメンテーション工程を改良した技術として、2段階のセメンテーション処理を実行するようにして、含銅塩化ニッケル水溶液から銅を除去する技術が開示されている。しかしながら、セメンテーション処理により硫化物として固定され除去された銅は、セメンテーション残渣に含まれて再び塩素浸出工程に戻し入れられ、系内を循環するようになるため、この特許文献4に開示の技術を、脱銅電解工程における処理のように、系外に銅を抜き出すための技術として直接適用することは難しい。 On the other hand, Patent Document 4 discloses a technique for removing copper from a copper-containing nickel chloride aqueous solution by executing a two-step cementation process as a technique for improving the above-mentioned cementation step. However, the copper fixed and removed as sulfide by the electrolysis treatment is contained in the cementation residue and returned to the chlorine leaching step to circulate in the system, and thus is disclosed in Patent Document 4. It is difficult to directly apply the technique as a technique for extracting copper from the system as in the treatment in the copper removal electrolysis process.
さらに、上述した電流効率の問題に加えて、原料面での問題もある。すなわち、従来の操業において使用しているニッケルマットの銅含有率は、2質量%〜4質量%程度であったが、原料事情により、銅含有率が15質量%〜18質量%と大幅に上昇したニッケルマットを使用するケースも増えており、これまでの脱銅電解工程における処理能力では、十分な対応が困難になるという問題もある。 Further, in addition to the above-mentioned problem of current efficiency, there is also a problem in terms of raw materials. That is, the copper content of the nickel mat used in the conventional operation was about 2% by mass to 4% by mass, but the copper content increased significantly to 15% by mass to 18% by mass depending on the raw material situation. The number of cases where nickel mats are used is increasing, and there is also a problem that it is difficult to sufficiently cope with the processing capacity in the conventional copper removal electrolysis process.
このことから、脱銅電解工程における処理に使用する設備増強といったコストのかかる方法ではなく、原料面での問題点にも対応可能な、原料対応力の高い脱銅電解工程における処理技術が求められている。 For this reason, there is a need for a treatment technology in the copper removal electrolysis process, which has a high ability to handle raw materials, and which can deal with problems in terms of raw materials, rather than a costly method such as increasing the equipment used for the treatment in the copper removal electrolysis process. ing.
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、設備コスト等を増加させることなく、脱銅電解工程における処理能力を向上させることができる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 an object of the present invention is to provide a method capable of improving the processing capacity in the copper removal electrolysis step without increasing the equipment cost and the like.
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、2段階のセメンテーション処理を実行する電気ニッケルの製造プロセスにおける第1のセメンテーション工程を経て得られる反応終液の一部を、脱銅電解工程における銅電解処理の始液として用いることにより、上述した課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent studies, the present inventors have performed a copper decopper electrolysis step on a part of the reaction final solution obtained through the first cementation step in the electronickel manufacturing process in which a two-step cementation process is performed. It has been found that the above-mentioned problems can be solved by using it as the starting liquid of the copper electrolysis treatment in the above, and the present invention has been completed.
(1)本発明の第1の発明は、銅を含有するニッケル硫化物に対し塩素浸出処理を施して得られる含銅塩化ニッケル溶液から電解採取法により電気ニッケルを製造する電気ニッケルの製造プロセスにおける銅の除去方法であって、前記電気ニッケルの製造プロセスは、含銅塩化ニッケル溶液にニッケル硫化物を添加し、少なくとも、該含銅塩化ニッケル溶液中の2価銅イオンを1価銅イオンに還元する第1の工程と、前記第1の工程を経て得られたスラリーに、ニッケルマット及び前記塩素浸出処理により得られた塩素浸出残渣を添加し、該スラリーに含まれる1価銅イオンを硫化物として固定化する第2の工程と、を有するセメンテーション工程を含み、前記セメンテーション工程における前記第1の工程を経て得られた反応終液の一部を脱銅電解処理の始液として用いて銅を電解採取する、銅の除去方法である。 (1) The first invention of the present invention is in a process for producing electrolytic nickel by an electrolytic sampling method from a copper-containing nickel chloride solution obtained by subjecting a copper-containing nickel sulfide to a chlorine leaching treatment. In the method for removing copper, the electrolytic nickel production process is to add nickel sulfide to a copper-containing nickel chloride solution and at least reduce divalent copper ions in the copper-containing nickel chloride solution to monovalent copper ions. To the slurry obtained through the first step and the first step, a nickel mat and a chlorine leaching residue obtained by the chlorine leaching treatment are added, and the monovalent copper ion contained in the slurry is sulfided. A part of the reaction final solution obtained through the first step in the cementation step is used as the starting solution of the copper removal electrolysis treatment, including a cementation step having a second step of immobilizing the copper. This is a method for removing copper by electrolytically collecting copper.
(2)本発明の第2の発明は、第1の発明において、前記第1の工程を経て得られた反応終液のうち、酸化還元電位(銀/塩化銀電極基準)が300mV以上350mV以下の範囲のものを脱銅電解処理の始液として用いる、銅の除去方法である。 (2) In the second invention of the present invention, in the first invention, the redox potential (silver / silver chloride electrode standard) of the reaction final solution obtained through the first step is 300 mV or more and 350 mV or less. This is a method for removing copper, which is used as the starting liquid for the copper removal electrolysis treatment.
(3)本発明の第3の発明は、銅を含有するニッケル硫化物を塩素浸出して得られる含銅塩化ニッケル溶液から電解採取法により電気ニッケルを製造する電気ニッケルの製造方法であって、前記含銅塩化ニッケル溶液に含まれる銅を電解して除去する脱銅電解工程を含み、前記脱銅電解工程における脱銅電解処理の始液として、前記含銅塩化ニッケル溶液にニッケル硫化物を添加し、少なくとも、該含銅塩化ニッケル溶液中の2価銅イオンを1価銅イオンに還元する第1の工程と、前記第1の工程を経て得られたスラリーに、ニッケルマット及び前記塩素浸出処理により得られた塩素浸出残渣を添加し、該スラリーに含まれる1価銅イオンを硫化物として固定化する第2の工程と、を有するセメンテーション工程における前記第1の工程を経て得られる反応終液の一部を用いる、電気ニッケルの製造方法である。 (3) The third invention of the present invention is a method for producing electrolytic nickel by an electrolytic sampling method from a copper-containing nickel chloride solution obtained by leaching a nickel sulfide containing copper with chlorine. A copper sulfide electrolysis step of electrolytically removing copper contained in the copper-containing nickel chloride solution is included, and nickel sulfide is added to the copper-containing nickel chloride solution as a starting solution for the copper removal electrolysis treatment in the copper removal electrolysis step. Then, at least, the nickel mat and the chlorine leaching treatment are applied to the slurry obtained through the first step of reducing the divalent copper ions in the copper-containing nickel chloride solution to the monovalent copper ions and the first step. The reaction termination obtained through the first step in the electrolysis step having the second step of adding the chlorine leaching residue obtained in the above step and immobilizing the monovalent copper ion contained in the slurry as sulfide. This is a method for producing electrolytic nickel using a part of a liquid.
本発明によれば、設備コスト等を増加させることなく、脱銅電解工程における処理能力を向上させることができ、効率的に脱銅量を増加させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the processing capacity in the copper removal electrolysis step without increasing the equipment cost and the like, and it is possible to efficiently increase the amount of copper removal.
以下、本発明について具体的に説明する。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。 Hereinafter, the present invention will be specifically described. The present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without changing the gist of the present invention.
≪1.含銅塩化ニッケル溶液からの銅の除去方法≫
本発明に係る銅の除去方法は、銅を含有する塩化ニッケル溶液(含銅塩化ニッケル溶液)から銅を電解採取して除去する方法である。より具体的には、この方法は、銅を含有するニッケル硫化物を塩素浸出して得られる含銅塩化ニッケル溶液から電解採取法により電気ニッケルを製造する電気ニッケルの製造プロセスにおける銅の除去方法である。
≪1. How to remove copper from copper-containing nickel chloride solution ≫
The method for removing copper according to the present invention is a method for electrowinning and removing copper from a copper-containing nickel chloride solution (copper-containing nickel chloride solution). More specifically, this method is a method for removing copper in the process of producing electric nickel by electrowinning from a copper-containing nickel chloride solution obtained by leaching copper-containing nickel sulfide with chlorine. be.
例えば図1は、含銅塩化ニッケル溶液から電気ニッケルを製造する電気ニッケルの製造プロセスの流れを示す工程図である。電気ニッケルの製造プロセスにおいては、ニッケル硫化物やニッケルマット等の原料に由来する銅やニッケルが塩素浸出処理(塩素浸出工程S1)にて浸出された後、含銅塩化ニッケル溶液として電解採取(電解工程S5)して電気ニッケルを製造するための電解液となる。そして、この製造プロセスの過程においては、含銅塩化ニッケルに含まれる銅が硫化物として固定され(セメンテーション工程S2,S3)、含銅塩化ニッケル溶液中のニッケルを濃縮する処理が行われる。セメンテーション工程(S2,S3)を経て得られた銅の硫化物を含むセメンテーション残渣は、再び塩素浸出処理(塩素浸出工程S1)に供されて浸出処理が行われる。 For example, FIG. 1 is a process diagram showing a flow of an electric nickel manufacturing process for producing electric nickel from a copper-containing nickel chloride solution. In the process of producing electrolytic nickel, copper and nickel derived from raw materials such as nickel sulfide and nickel mat are leached by chlorine leaching treatment (chlorine leaching step S1), and then electrolyzed as a copper-containing nickel chloride solution (electrolysis). In step S5), it becomes an electrolytic solution for producing electrolytic nickel. Then, in the process of this production process, the copper contained in the copper-containing nickel chloride is fixed as a sulfide (cementation steps S2 and S3), and a process of concentrating the nickel in the copper-containing nickel chloride solution is performed. The cementation residue containing copper sulfide obtained through the cementation steps (S2 and S3) is again subjected to a chlorine leaching treatment (chlorine leaching step S1) to be subjected to the leaching treatment.
このように、含銅塩化ニッケル溶液から電気ニッケルを製造するプロセスにおいては、原料に由来する銅が、ある所定の濃度を保った状態でプロセス系内を循環する。銅は、塩素浸出処理に際して、原料中のニッケルを効率的に浸出するために作用する。すなわち、塩素浸出処理においては、吹き込んだ塩素ガスにより原料中の銅が酸化され2価銅イオンとなり、その2価銅イオンによる酸化浸出によって原料中のニッケルが浸出されることになる。したがって、銅は、原料中のニッケルを有効にかつ安定的に浸出させるために重要な役割を果たしている。 As described above, in the process of producing electric nickel from the copper-containing nickel chloride solution, copper derived from the raw material circulates in the process system while maintaining a certain predetermined concentration. Copper acts to efficiently leached nickel in the raw material during the chlorine leaching process. That is, in the chlorine leaching treatment, copper in the raw material is oxidized by the blown chlorine gas to become divalent copper ions, and nickel in the raw material is leached by oxidative leaching by the divalent copper ions. Therefore, copper plays an important role in effectively and stably leaching nickel in the raw material.
ところが、例えば電気ニッケルの増産を目的としてニッケル硫化物やニッケルマットの処理量を増加させたような場合や、原料事情により銅の含有率が高い原料を用いた場合等には、必然的に、電気ニッケルの製造プロセス系内を循環する銅量も増加する。 However, for example, when the amount of nickel sulfide or nickel matte processed is increased for the purpose of increasing the production of electric nickel, or when a raw material having a high copper content is used due to the raw material situation, it is inevitable. The amount of copper circulating in the electronickel manufacturing process system also increases.
そのため、このような電気ニッケルの製造プロセスにおいては、系内を循環する所定量の銅を電解採取して除去する処理(脱銅電解処理)が行われる。 Therefore, in such an electric nickel manufacturing process, a process of electrolytically collecting and removing a predetermined amount of copper circulating in the system (copper decopper electrolytic treatment) is performed.
図2は、電気ニッケルの製造プロセス系内における、従来の脱銅電解処理の流れを示す概略工程図である。従来の方法では、塩素浸出工程にて得られた塩素浸出液(含銅塩化ニッケル溶液)の一部を脱銅電解工程に移送し、電解処理により銅を電解採取した後、処理後の脱銅後液を他の部分の含銅塩化ニッケル溶液と合わせてセメンテーション工程にて処理していた。しかしながら、塩素浸出液に含まれる銅は主として2価銅イオンであり、その含有量は多いため、脱銅電解工程における処理で電解析出した銅(Cu0)が再溶解する現象が生じ、脱銅電解処理における電流効率の低下を引き起こす。 FIG. 2 is a schematic process diagram showing the flow of the conventional copper removal electrolysis treatment in the electric nickel manufacturing process system. In the conventional method, a part of the chlorine leachate (copper-containing nickel chloride solution) obtained in the chlorine leaching step is transferred to the decopper electrolysis step, copper is electrolytically collected by the electrolysis treatment, and then after the treatment, after decopperation. The solution was combined with the copper-containing nickel chloride solution of other parts and treated in the electrolysis step. However, the copper contained in the chlorine leachate is mainly divalent copper ions, and since the content is large, a phenomenon occurs in which the electrolytically precipitated copper (Cu 0 ) is redissolved in the treatment in the copper decopping electrolysis step, resulting in decoppering. Causes a decrease in current efficiency in electrolytic processing.
ここで、脱銅電解処理における電流効率は、「2価銅イオンを基準」として、理論電着量(kg/日)に対するCu除去量(kg/日)の割合で表される。
電流効率(%)=Cu除去量(kg/日)÷理論電着量(kg/日)×100
Here, the current efficiency in the decopper electrolysis treatment is expressed by the ratio of the Cu removal amount (kg / day) to the theoretical electrodeposition amount (kg / day) with "divalent copper ions as a reference".
Current efficiency (%) = Cu removal amount (kg / day) ÷ theoretical electrodeposition amount (kg / day) x 100
これに対して、本発明では、図3に示すように、電気ニッケルの製造プロセスにおいて、含銅塩化ニッケル溶液中の銅を硫化物として固定化するセメンテーション処理を2段階で行うようにし(図1の工程図参照)、1段階目のセメンテーション処理(第1のセメンテーション工程S2)での反応を経て得られた反応終液の一部を、銅を電解採取して除去する脱銅電解処理の始液として用いる。このような方法によれば、設備コスト等をかけることなく、脱銅電解処理の能力を向上させ、脱銅量を有効に増やすことができる。 On the other hand, in the present invention, as shown in FIG. 3, in the process of producing electrolytic nickel, a cementation treatment for immobilizing copper in a copper-containing nickel chloride solution as sulfide is performed in two steps (FIG. 3). (Refer to the process diagram of No. 1). Used as the starting solution for treatment. According to such a method, the capacity of the copper removal electrolysis treatment can be improved and the amount of copper removal can be effectively increased without incurring equipment costs and the like.
具体的に、電気ニッケルの製造プロセスにおける2段階のセメンテーション処理は、図1に示すように、含銅塩化ニッケル溶液にニッケル硫化物を添加し、少なくとも、その含銅塩化ニッケル溶液中の2価銅イオンを1価銅イオンに還元する第1の工程(第1のセメンテーション工程S2)と、第1の工程を経て得られたスラリーに、ニッケルマット及び塩素浸出処理(塩素浸出工程S1)により得られた塩素浸出残渣を添加し、そのスラリーに含まれる1価銅イオンを硫化物として固定化する第2の工程(第2のセメンテーション工程S3)と、から構成される。 Specifically, in the two-step cementation treatment in the electronickel production process, as shown in FIG. 1, nickel sulfide is added to the copper-containing nickel chloride solution, and at least the divalent value in the copper-containing nickel chloride solution is added. A nickel mat and a chlorine leaching treatment (chlorine leaching step S1) are applied to the slurry obtained through the first step (first cementation step S2) for reducing copper ions to monovalent copper ions and the first step. It is composed of a second step (second cementation step S3) of adding the obtained chlorine leaching residue and immobilizing the monovalent copper ion contained in the slurry as sulfide.
2段階のセメンテーション処理における第1のセメンテーション工程S2では、下記の(4)及び(5)式に示すように、含銅塩化ニッケル溶液に対してニッケル硫化物を添加することで、得られる反応終液(含銅塩化ニッケル溶液)中のほとんどの銅イオンが1価銅イオンに還元される反応が生じる。このことは、ニッケル硫化物中の主形態であるNiSは、還元力が弱く、1価銅イオンを硫化銅として固定する効果は表れにくいため、主として、溶液中の2価銅イオンを1価銅イオンに還元する反応が進行することによる。
4NiS+2Cu2+→Ni2++Ni3S4+2Cu+ ・・・(4)
NiS+2Cu2+→Ni2++2Cu++S0 ・・・(5)
In the first cementation step S2 in the two-step cementation treatment, as shown in the following equations (4) and (5), it is obtained by adding nickel sulfide to the copper-containing nickel chloride solution. A reaction occurs in which most of the copper ions in the final solution (copper-containing nickel chloride solution) are reduced to monovalent copper ions. This is because NiS, which is the main form in nickel sulfide, has a weak reducing power and the effect of fixing monovalent copper ions as copper sulfide is unlikely to appear. Therefore, mainly divalent copper ions in the solution are monovalent copper. This is due to the progress of the reaction of reducing to ions.
4NiS + 2Cu 2+ → Ni 2+ + Ni 3 S 4 + 2Cu + ... (4)
NiS + 2Cu 2+ → Ni 2+ + 2Cu + + S 0 ... (5)
そして、このような第1のセメンテーション工程S2を経て得られた反応終液の一部を、脱銅電解工程に移送して脱銅電解処理を施すようにすることで、反応終液中の銅イオンのほとんどが1価銅イオンの状態であることから、2価銅イオン基準で表される上記の電流効率を2倍に向上させることができ、脱銅電解処理に使用される装置設備及び消費電力を同じ条件としたままで、プロセス系内から除去することができる銅量を2倍に増加させることができる。 Then, a part of the reaction final solution obtained through the first cementation step S2 is transferred to the copper removal electrolysis step to perform the copper removal electrolysis treatment, whereby the reaction final solution is contained. Since most of the copper ions are in the state of monovalent copper ions, the above-mentioned current efficiency represented by the divalent copper ion standard can be doubled, and the equipment and facilities used for the copper removal electrolysis treatment and the equipment and the like. The amount of copper that can be removed from the process system can be doubled while keeping the same power consumption.
例えば、第1のセメンテーション工程S2を経て得られた反応終液は、スラリー状(主として、含銅塩化ニッケル溶液とニッケル硫化物の溶け残りによりなっている)であるため、そのスラリーを移送するためのポンプや、固液分離装置、固形分のタンク、溶液のタンク、さらに溶液を脱銅電解工程に送液する配管等が必要となり、脱銅電解処理においては一定のコストを要する。このとき、従来の方法により、プロセス系内から除去する銅量を2倍にしようとした場合には、同一の処理時間で処理するための装置設備(例えば、電解槽や整流装置等)を2倍に増強する必要があり、消費電力も2倍とすることを要する。あるいは、処理時間をおよそ2倍とし、その処理時間における消費電力も2倍とすることを要し、これらの態様では大きなコストが必要になることは容易に理解される。 For example, since the reaction final liquid obtained through the first cementation step S2 is in the form of a slurry (mainly composed of a copper-containing nickel chloride solution and undissolved nickel sulfide), the slurry is transferred. A pump for this purpose, a solid-liquid separator, a solid content tank, a solution tank, and a pipe for sending the solution to the copper removal electrolysis step are required, and a certain cost is required in the copper removal electrolysis treatment. At this time, if it is attempted to double the amount of copper removed from the process system by the conventional method, equipment (for example, an electrolytic cell, a rectifier, etc.) for processing in the same processing time is 2. It is necessary to double the power consumption, and it is necessary to double the power consumption. Alternatively, it is necessary to double the processing time and double the power consumption in the processing time, and it is easily understood that a large cost is required in these embodiments.
しかも、装置設備を新設するスペースがない場合、あるいは、処理時間を2倍にできない場合等の状況であれば、実質的に従来の方法では、脱銅電解処理の能力を向上させることは不可能となる。 Moreover, if there is no space for new equipment or if the processing time cannot be doubled, it is practically impossible to improve the capacity of copper removal electrolysis treatment by the conventional method. It becomes.
このような点においても、本発明によれば、脱銅電解処理の対象とする処理始液を、2段階のセメンテーション処理における第1の工程(S2)を経て得られた反応終液としているため、その反応終液の一部に対して脱銅電解処理を施すことで、脱銅電解処理の装置設備や消費電力、処理時間を高めることなく、従来に比べておよそ2倍の量の銅を効率的に除去することができる。 In this respect as well, according to the present invention, the treatment start liquid to be subjected to the copper removal electrolysis treatment is the reaction final liquid obtained through the first step (S2) in the two-step cementation treatment. Therefore, by performing the decopper electrolysis treatment on a part of the reaction final liquid, the amount of copper is about twice as much as the conventional one without increasing the equipment, power consumption and treatment time of the decopper electrolysis treatment. Can be removed efficiently.
なお、銅電解処理に際しては、第1のセメンテーション工程S2を経て得られた反応終液に対して固液分離処理を施し、溶液中に含まれるニッケル硫化物等の固形分を除去することが好ましい。 In the copper electrolysis treatment, the reaction final liquid obtained through the first cementation step S2 may be subjected to a solid-liquid separation treatment to remove solids such as nickel sulfide contained in the solution. preferable.
ところで、一般的に、セメンテーション工程(S2,S3)では、複数の反応槽を使用して処理される。第1のセメンテーション工程S2を経て得られる反応終液、つまりセメンテーション処理の途中の工程液は、その酸化還元電位(ORP:銀/塩化銀電極基準)が350mV以下の範囲であり、ほぼ100%の銅イオンは価数が1価の1価銅イオンであることが知られている。一方で、工程液のORPが300mV未満となると、硫黄と反応しやすくなり硫化銅の沈殿が生じることが知られている。 By the way, in general, in the cementation step (S2, S3), a plurality of reaction tanks are used for processing. The reaction final solution obtained through the first cementation step S2, that is, the process solution in the middle of the cementation process, has an oxidation-reduction potential (ORP: silver / silver chloride electrode standard) in the range of 350 mV or less, and is approximately 100. % Copper ion is known to be a monovalent copper ion having a valence of monovalent. On the other hand, it is known that when the ORP of the process liquid is less than 300 mV, it easily reacts with sulfur and copper sulfide precipitates.
そこで、複数の反応槽を使用して処理されるセメンテーション工程(S2,S3)では、ORPが、好ましくは300mV以上350mV以下の範囲、より好ましくは320mV以上350mV以下の範囲である工程液を所定の反応槽から抜き出すことにより、第1のセメンテーション工程S2を経て得られる反応終液に相当する液を抜き出すことができる。そして、このような範囲に属するORPの工程液を脱銅電解処理の始液とすることで、上述したように効率的に銅を電解採取して除去することができる。 Therefore, in the cementation step (S2, S3) treated using a plurality of reaction tanks, a step solution having an ORP in a range of preferably 300 mV or more and 350 mV or less, more preferably 320 mV or more and 350 mV or less is specified. By withdrawing from the reaction vessel of the above, a liquid corresponding to the final reaction liquid obtained through the first cementation step S2 can be withdrawn. Then, by using the process liquid of ORP belonging to such a range as the starting liquid for the copper removal electrolysis treatment, copper can be efficiently electrowinned and removed as described above.
また、第1のセメンテーション工程S2から抜き出した一部の反応終液を、脱銅電解処理に供する直前に、所定のタンクに貯留して溶液の状態を調整するようにしてもよい。具体的には、反応終液を脱銅電解処理に供するに先立って、所定のタンク(脱銅給液調整タンク)にその反応終液を装入して貯留し、適宜還元剤を添加する等して、溶液のORPが300mV以上350mV以下の範囲となるように調液してもよい。 Further, a part of the final reaction solution extracted from the first cementation step S2 may be stored in a predetermined tank to adjust the state of the solution immediately before being subjected to the copper removal electrolysis treatment. Specifically, prior to subjecting the reaction final solution to the copper removal electrolysis treatment, the reaction final solution is charged and stored in a predetermined tank (copper removal liquid supply adjusting tank), and a reducing agent is appropriately added. Then, the solution may be prepared so that the ORP of the solution is in the range of 300 mV or more and 350 mV or less.
第1のセメンテーション工程S2にて含銅塩化ニッケル溶液中の銅イオンのほとんどが1価銅イオンの形態に還元されていても、また、その第1のセメンテーション工程S2の反応終液の一部を適切に反応槽から抜き出すことができたとしても、固液分離処理の過程や、脱銅電解工程に移送する過程において、溶液中の銅イオンが2価銅イオンの状態に変化する場合もある。このような状況であったとしても、上述したような脱銅給液調整タンクを設けるようにして、反応終液を脱銅電解処理に供するに先立ち、還元剤を添加して適切なORPの範囲に調液することで、1価銅イオンの状態に容易に回復させることができ、高い電流効率による脱銅電解処理を確実に実行させることができる。 Even if most of the copper ions in the copper-containing nickel chloride solution are reduced to the form of monovalent copper ions in the first cementation step S2, one of the reaction final solutions in the first cementation step S2. Even if the part can be properly extracted from the reaction vessel, the copper ions in the solution may change to the state of divalent copper ions in the process of solid-liquid separation treatment or the process of transferring to the copper removal electrolysis step. be. Even in such a situation, a reducing agent is added and an appropriate ORP range is provided before the reaction final liquid is subjected to the copper removal electrolysis treatment by providing the copper removal liquid supply adjusting tank as described above. By adjusting the liquid to, the state of monovalent copper ions can be easily restored, and the copper removal electrolysis treatment with high current efficiency can be reliably executed.
なお、このような態様において、調液に用いる還元剤としては、特に限定されないが、電気ニッケルの製造プロセスにおける電解工程S5から排出されるニッケル電解廃液(アノライト)を用いることが、コスト等の観点及び効率的な操業の観点から好ましい。 In such an embodiment, the reducing agent used for the liquid preparation is not particularly limited, but it is possible to use the nickel electrolytic waste liquid (anolite) discharged from the electrolytic step S5 in the electrolytic nickel production process from the viewpoint of cost and the like. And preferable from the viewpoint of efficient operation.
また、脱銅電解処理に供する溶液は、60℃〜70℃程度とすることが好ましい。第1のセメンテーション工程S2を経て得られる反応終液は、回収後の温度としておよそ80℃程度である.そのため、この反応終液の温度を60℃〜70℃程度にまで低下させることにより、フィルタープレス等の固液分離装置を用いて固形分を分離することができ、操業効率を向上させることができる。 The solution to be subjected to the copper removal electrolysis treatment is preferably about 60 ° C. to 70 ° C. The final reaction solution obtained through the first cementation step S2 has a temperature of about 80 ° C. after recovery. Therefore, by lowering the temperature of the final reaction solution to about 60 ° C. to 70 ° C., the solid content can be separated using a solid-liquid separation device such as a filter press, and the operation efficiency can be improved. ..
反応終液の温度を下げる方法は、特に限定されず、例えば抜き出した反応終液(工程液)を、冷却手段を備えた槽に一時的に貯留する等の簡易な方法を選択すればよい。 The method for lowering the temperature of the final reaction solution is not particularly limited, and for example, a simple method such as temporarily storing the extracted reaction final solution (process solution) in a tank provided with cooling means may be selected.
ここで、図4に、脱銅電解工程における処理の流れを示す工程図を示す。図4に示すように、脱銅電解工程においては、脱銅処理対象である含銅塩化ニッケル溶液(第1のセメンテーション工程S2を経て得られる反応終液の一部)と、例えばニッケル電解廃液(アノライト)等の還元剤とを混合槽にて混合する(混合工程S11)。このように、脱銅電解処理に先立ち、反応終液とアノライトとを混合することで、反応終液中の銅濃度を所定濃度となるように希釈するとともに、銅イオンを確実に1価銅イオンの形態とする。 Here, FIG. 4 shows a process diagram showing a process flow in the copper removal electrolysis step. As shown in FIG. 4, in the decopper electrolysis step, a copper-containing nickel chloride solution (a part of the reaction final solution obtained through the first cementation step S2) to be decopperized and, for example, a nickel electrolytic waste solution. A reducing agent such as (anolite) is mixed in a mixing tank (mixing step S11). In this way, by mixing the reaction final solution and anolite prior to the copper removal electrolysis treatment, the copper concentration in the reaction final solution is diluted to a predetermined concentration, and the copper ions are surely monovalent copper ions. In the form of.
次に、混合工程S11にて得られた混合液(脱銅電解給液)を脱銅電解槽に装入し、脱銅電解処理を行う(脱銅電解処理工程S12)。この脱銅電解処理により、電解反応(Cu−+e−⇒Cu)が生じてカソード上に銅(銅粉)が電着する。なお、電解反応後に得られた電解後液は回収され、第2のセメンテーション工程S3へと移送される。 Next, the mixed solution (decopper electrolytic supply liquid) obtained in the mixing step S11 is charged into the copper decopper electrolytic cell, and the decopper electrolytic treatment is performed (copper electrolysis treatment step S12). By this copper removal electrolysis treatment, an electrolytic reaction (Cu − + e − ⇒ Cu) occurs and copper (copper powder) is electrodeposited on the cathode. The post-electrolysis liquid obtained after the electrolytic reaction is recovered and transferred to the second cementation step S3.
次に、電解採取した銅粉を洗浄する(レパルプ工程S13)。得られた銅粉は、含銅塩化ニッケル溶液により湿潤した状態であり、このような銅粉を洗浄水等でレパルプすることによって、ニッケルを含有する溶液を回収することができる。 Next, the electrolytically collected copper powder is washed (repulp step S13). The obtained copper powder is in a wet state with a copper-containing nickel chloride solution, and the nickel-containing solution can be recovered by repulping such copper powder with washing water or the like.
次に、レパルプ工程S13にて洗浄して得られた銅粉スラリーに対して固液分離処理を施す(固液分離工程S14)。固液分離処理は、濾過処理等の公知の方法により行うことができ、この処理により銅粉と脱銅濾液とに分離する。なお、回収した銅粉は、系外に除去し、銅粉を分離した後の脱銅濾液は、脱銅電解槽に戻すことができる。 Next, the copper powder slurry obtained by washing in the repulp step S13 is subjected to a solid-liquid separation treatment (solid-liquid separation step S14). The solid-liquid separation treatment can be carried out by a known method such as a filtration treatment, and the copper powder and the decoppered filtrate are separated by this treatment. The recovered copper powder can be removed from the system, and the decopper filtrate after separating the copper powder can be returned to the decopper electrolytic cell.
≪2.電気ニッケルの製造プロセス≫
次に、電気ニッケル製造プロセスについて概要を説明する。
≪2. Electrical nickel manufacturing process ≫
Next, the outline of the electric nickel manufacturing process will be described.
上述したように、図1は、電気ニッケルの製造プロセスの流れを示す工程図である。図1に示すように、電気ニッケル製造プロセスは、銅を含有するニッケル硫化物(含銅ニッケル硫化物)を原料としてニッケルや銅の金属成分を塩素浸出し、塩素浸出液である含銅塩化ニッケル溶液を生成する塩素浸出工程S1と、得られた含銅塩化ニッケル溶液にニッケル硫化物を原料として添加し、少なくとも2価銅イオンを1価銅イオンに還元する第1のセメンテーション工程S2と、第1のセメンテーション工程S2後のスラリーに、ニッケルマット及び塩素浸出残渣を添加して1価銅イオンを固定化する第2のセメンテーション工程S3と、セメンテーション終液からニッケル以外の不純物を除去する浄液工程S4と、不純物を除去した塩化ニッケル溶液から電解採取法により電気ニッケルを得る電解工程S5とを有する。 As described above, FIG. 1 is a process diagram showing the flow of the electronickel manufacturing process. As shown in FIG. 1, in the electric nickel production process, a copper-containing nickel sulfide solution (copper-containing nickel sulfide solution) is used as a raw material to leach out the metal components of nickel and copper, and is a chlorine leachate. A first cementation step S2 in which nickel sulfide is added as a raw material to the obtained copper-containing nickel chloride solution to reduce at least divalent copper ions to monovalent copper ions. In the second cementation step S3 in which a nickel mat and a chlorine leaching residue are added to immobilize monovalent copper ions to the slurry after the cementation step S2 in 1, impurities other than nickel are removed from the cementation final solution. It has a purification step S4 and an electrolytic step S5 for obtaining electrolytic nickel from a nickel chloride solution from which impurities have been removed by an electrolytic sampling method.
[1]塩素浸出工程
塩素浸出工程S1では、銅を含有するニッケル硫化物を原料に対して塩素を用いた浸出処理を施し、その含銅ニッケル硫化物に含まれるニッケルや銅の金属成分を浸出する。
[1] Chlorine leaching step In the chlorine leaching step S1, nickel sulfide containing copper is subjected to leaching treatment using chlorine as a raw material, and nickel and copper metal components contained in the copper-containing nickel sulfide are leached. do.
浸出処理対象である含銅ニッケル硫化物としては、例えば、ニッケル酸化鉱から湿式製錬により製造されたニッケル硫化物(ニッケルコバルト混合硫化物)を用いることができる。また、後述するセメンテーション工程(第2のセメンテーション工程S3)を経て得られるセメンテーション残渣16を併せて用いることができる。 As the copper-containing nickel sulfide to be leached, for example, nickel sulfide (nickel-cobalt mixed sulfide) produced by hydrometallurgy from nickel oxide ore can be used. In addition, the cementation residue 16 obtained through the cementation step (second cementation step S3) described later can also be used.
塩素浸出工程S1では、ニッケル硫化物やセメンテーション残渣16からなる含銅ニッケル硫化物のスラリーに対して、電解工程S5で回収された塩素ガス18等の塩素ガスを吹き込むことによって塩素浸出処理を行う。この塩素浸出処理により、含銅ニッケル硫化物中のニッケルや銅を浸出し、塩素浸出液11としての含銅塩化ニッケル溶液11’と、浸出残渣とを生成する。 In the chlorine leaching step S1, a chlorine leaching treatment is performed by blowing chlorine gas such as chlorine gas 18 recovered in the electrolytic step S5 into a slurry of copper-containing nickel sulfide composed of nickel sulfide and cementation residue 16. .. By this chlorine leaching treatment, nickel and copper in the copper-containing nickel sulfide are leached to generate a copper-containing nickel chloride solution 11'as a chlorine leaching solution 11 and an leaching residue.
なお、含銅ニッケル硫化物により構成されるセメンテーション残渣16は、レパルプされてスラリー化したものが用いられる。レパルプ液としては、特に限定されず、例えば電解工程S5にて得られる塩化ニッケル溶液17を好適に用いることができる。 As the cementation residue 16 composed of copper-containing nickel sulfide, a repulped and slurryed product is used. The repulp liquid is not particularly limited, and for example, the nickel chloride solution 17 obtained in the electrolysis step S5 can be preferably used.
より具体的に、塩素浸出工程S1における塩素浸出処理では、例えば下記の反応式(6)〜(8)に示す反応が生じる。
Cl2+2Cu+→2Cl−+2Cu2+ ・・・(6)
NiS+2Cu2+→Ni2++S0+2Cu+ ・・・(7)
Cu2S+2Cu2+→4Cu++S0 ・・・(8)
More specifically, in the chlorine leaching treatment in the chlorine leaching step S1, for example, the reactions shown in the following reaction formulas (6) to (8) occur.
Cl 2 + 2Cu + → 2Cl − + 2Cu 2+ ... (6)
NiS + 2Cu 2+ → Ni 2+ + S 0 + 2Cu + ... (7)
Cu 2 S + 2Cu 2+ → 4Cu + + S 0 ... (8)
この塩素浸出処理では、含銅ニッケル硫化物中に含まれる硫化ニッケル及び硫化銅等の金属成分が、塩素ガス18により酸化された2価銅イオンによって酸化浸出され、塩素浸出液11としての含銅塩化ニッケル溶液11’を生成する。一方で、硫黄を主成分とした塩素浸出残渣13は固相に残存する。塩素浸出工程S1にて生成された塩素浸出液11は、後述する第1のセメンテーション工程S2及び続く第2のセメンテーション工程S3に送液されて銅が固定除去された後、電気ニッケルを製造するための電解液となる。一方で、塩素浸出残渣13は、硫黄を回収するための原料、あるいは後述するセメンテーション工程(第2のセメンテーション工程S3)にて銅イオンを固定するための硫黄源となる。 In this chlorine leaching treatment, metal components such as nickel sulfide and copper sulfide contained in the copper-containing nickel sulfide are oxidatively leached by divalent copper ions oxidized by the chlorine gas 18, and the copper-containing chloride as the chlorine leachate 11 is obtained. A nickel solution 11'is produced. On the other hand, the chlorine leaching residue 13 containing sulfur as a main component remains in the solid phase. The chlorine leachate 11 produced in the chlorine leaching step S1 is sent to a first cementation step S2 and a subsequent second cementation step S3, which will be described later, to fix and remove copper, and then to produce electrolytic nickel. It becomes an electrolytic solution for. On the other hand, the chlorine leaching residue 13 serves as a raw material for recovering sulfur or a sulfur source for fixing copper ions in the cementation step (second cementation step S3) described later.
[2]第1のセメンテーション工程
第1のセメンテーション工程S2では、塩素浸出工程S1にて得られた塩素浸出液11である含銅塩化ニッケル溶液11’が送液され、この含銅塩化ニッケル溶液11’にニッケル硫化物10を添加する。これにより、主として、含銅塩化ニッケル溶液11’中の2価銅イオンを1価銅イオンに還元する。
[2] First Cementation Step In the first cementation step S2, a copper-containing nickel chloride solution 11'which is the chlorine leaching solution 11 obtained in the chlorine leaching step S1 is sent, and this copper-containing nickel chloride solution is fed. Nickel sulfide 10 is added to 11'. As a result, the divalent copper ions in the copper-containing nickel chloride solution 11'are mainly reduced to monovalent copper ions.
第1のセメンテーション工程S2において添加するニッケル硫化物10は、例えば、電気ニッケル製造プロセスにおける後工程で得られる塩化ニッケル溶液17と共にレパルプされて生成したスラリーとして添加される。このニッケル硫化物10は、例えば、ニッケル酸化鉱から湿式製錬により製造されたニッケル硫化物等が用いられる。 The nickel sulfide 10 added in the first cementation step S2 is added as, for example, a slurry produced by repulping together with the nickel chloride solution 17 obtained in a subsequent step in the electric nickel production process. As the nickel sulfide 10, for example, nickel sulfide produced by hydrometallurgy from nickel oxide ore or the like is used.
具体的に、第1のセメンテーション工程S2では、例えば下記の(9)式に示す反応が主として生じ、また一部において(10)式に示す反応が生じる。
4NiS+2Cu2+→Ni2++Ni3S4+2Cu+ ・・・(9)
NiS+2Cu+→Ni2++Cu2S ・・・(10)
Specifically, in the first cementation step S2, for example, the reaction represented by the following formula (9) mainly occurs, and in part, the reaction represented by the formula (10) occurs.
4NiS + 2Cu 2+ → Ni 2+ + Ni 3 S 4 + 2Cu + ... (9)
NiS + 2Cu + → Ni 2+ + Cu 2 S ··· (10)
すなわち、塩素浸出工程S1から送液された含銅塩化ニッケル溶液11’に対してニッケル硫化物10を添加することにより、ニッケル硫化物10中の主形態である硫化ニッケル(NiS)が、含銅塩化ニッケル溶液11’中の2価銅イオンを1価銅イオンに還元する(上記式(9))。また、その一部において、主形態であるNiSが、1価銅イオンを硫化銅(Cu2S)として固定化する(上記式(10))。 That is, by adding nickel sulfide 10 to the copper-containing nickel chloride solution 11'delivered from the chlorine leaching step S1, nickel sulfide (NiS), which is the main form in the nickel sulfide 10, is copper-containing. The divalent copper ion in the nickel chloride solution 11'is reduced to the monovalent copper ion (the above formula (9)). Further, in a part thereof, which is the main form NiS is immobilized as a monovalent copper ions of copper sulfide (Cu 2 S) (the formula (10)).
ただし、ニッケル硫化物10中の主形態であるNiSの還元力は弱く、1価銅イオンを硫化銅として固定する効果は弱い。したがって、第1のセメンテーション工程S2では、主として、含銅塩化ニッケル溶液11’中の2価銅イオンを1価銅イオンに還元する反応(上記式(9))が進行する。そして、還元された1価銅イオンは、後述するように第2のセメンテーション工程S3において硫黄源により硫化銅として固定化される。 However, the reducing power of NiS, which is the main form in nickel sulfide 10, is weak, and the effect of fixing monovalent copper ions as copper sulfide is weak. Therefore, in the first cementation step S2, the reaction of reducing divalent copper ions in the copper-containing nickel chloride solution 11'to monovalent copper ions (the above formula (9)) mainly proceeds. Then, the reduced monovalent copper ion is immobilized as copper sulfide by a sulfur source in the second cementation step S3 as described later.
第1のセメンテーション工程S2で用いる含銅塩化ニッケル溶液11’と塩素浸出工程S1から送液される塩素浸出液11としては、特に限定されず、如何なる組成状態のものであっても適用可能である。例えば、ニッケル濃度が150g/L〜270g/L、銅濃度が20g/L〜40g/L、pH0.5〜2.0であるものを用いることができる。また、含銅塩化ニッケル溶液11’中における銅イオンの形態としては、特に限定されず、例えば2価銅イオン比率が60%〜90%であり、1価銅イオン比率が10%〜40%であるものを用いることができる。 The copper-containing nickel chloride solution 11'used in the first cementation step S2 and the chlorine leaching solution 11 sent from the chlorine leaching step S1 are not particularly limited and can be applied in any composition state. .. For example, those having a nickel concentration of 150 g / L to 270 g / L, a copper concentration of 20 g / L to 40 g / L, and a pH of 0.5 to 2.0 can be used. The form of copper ions in the copper-containing nickel chloride solution 11'is not particularly limited, and for example, the divalent copper ion ratio is 60% to 90%, and the monovalent copper ion ratio is 10% to 40%. Some can be used.
第1のセメンテーション工程S2において用いるニッケル硫化物10は、上述のように、例えば低品位ニッケル酸化鉱石を湿式製錬することによって得られ、ニッケル及びコバルトを含有する。このように、ニッケル酸化鉱石を湿式製錬により得られたニッケル硫化物10を含銅塩化ニッケル溶液11’に添加することにより、そのニッケル硫化物に含有される硫化ニッケル及び硫化コバルトの還元力によって2価銅イオンを効率的に1価銅イオンに還元することができる。 The nickel sulfide 10 used in the first cementation step S2 is obtained by, for example, hydrometallurgy of low-grade nickel oxide ore as described above, and contains nickel and cobalt. As described above, by adding the nickel oxide 10 obtained by hydrometallurgy to the copper-containing nickel chloride solution 11', the reducing power of nickel sulfide and cobalt sulfide contained in the nickel sulfide is used. Divalent copper ions can be efficiently reduced to monovalent copper ions.
ニッケル硫化物10の添加量としては、含銅塩化ニッケル溶液11’中の濃度が60g/L〜110g/Lとなるように添加することが好ましい。添加量が60g/L未満であると、十分に2価銅イオンを1価銅イオンに還元することができず、効率的に脱銅することができない可能性がある。一方、添加量が110g/Lを超えると、それ以上還元処理する効果が得られず操業上非効率となる。 The amount of nickel sulfide 10 added is preferably such that the concentration in the copper-containing nickel chloride solution 11'is 60 g / L to 110 g / L. If the amount added is less than 60 g / L, divalent copper ions cannot be sufficiently reduced to monovalent copper ions, and efficient copper removal may not be possible. On the other hand, if the addition amount exceeds 110 g / L, the effect of further reduction treatment cannot be obtained, resulting in inefficiency in operation.
また、ニッケル硫化物10としては、例えばタワーミルやビーズミル等により湿式粉砕されたものを用いることが好ましい。具体的には、湿式粉砕することによって、平均粒径(D50)を80μm以下、好ましくは20μm以下、より好ましくは10μm以下としたものを用いることが好ましい。これにより、含銅塩化ニッケル溶液11’に含まれる1価銅イオンを効率的に還元することができ、銅イオンの除去効率を向上させることができる。特に、ニッケル硫化物10の粒径を、平均粒径(D50)で20μm以下、より好ましくは10μm以下とすることにより、効果的に含銅塩化ニッケル溶液11’中の銅濃度(1価銅換算)を30g/L以下とすることができ、第2のセメンテーション工程S3を経て、含銅塩化ニッケル溶液11’中の銅を0.1g/L以下まで効率的に除去することができる。なお、平均粒径(D50)とは、レーザー粒度分布測定により累積体積が50%となる粒子径である。 Further, as the nickel sulfide 10, it is preferable to use one that has been wet-pulverized by, for example, a tower mill or a bead mill. Specifically, it is preferable to use one having an average particle size (D50) of 80 μm or less, preferably 20 μm or less, and more preferably 10 μm or less by wet pulverization. As a result, the monovalent copper ions contained in the copper-containing nickel chloride solution 11'can be efficiently reduced, and the copper ion removal efficiency can be improved. In particular, by setting the particle size of the nickel sulfide 10 to 20 μm or less, more preferably 10 μm or less in terms of the average particle size (D50), the copper concentration (in terms of monovalent copper) in the copper-containing nickel chloride solution 11'is effectively achieved. ) Can be 30 g / L or less, and copper in the copper-containing nickel chloride solution 11'can be efficiently removed to 0.1 g / L or less through the second cementation step S3. The average particle size (D50) is a particle size at which the cumulative volume is 50% as measured by laser particle size distribution measurement.
第1のセメンテーション工程S2における反応温度条件としては、80℃〜110℃とすることが好ましく、特に90℃〜95℃とすることがより好ましい。温度条件を80℃以上とすることにより、効率的に含銅塩化ニッケル溶液11’中の銅イオンの還元処理を進行させることができ、後述する第2のセメンテーション工程S3において銅イオンの除去効率を向上させることができる。なお、温度条件を110℃より高くした場合、含銅塩化ニッケル溶液11’からの脱銅効率は向上するものの、耐熱仕様による設備コストや蒸気量増加による操業コストがかかり、効率的な操業ができなくなる。 The reaction temperature condition in the first cementation step S2 is preferably 80 ° C. to 110 ° C., and more preferably 90 ° C. to 95 ° C. By setting the temperature condition to 80 ° C. or higher, the reduction treatment of copper ions in the copper-containing nickel chloride solution 11'can be efficiently advanced, and the copper ion removal efficiency in the second cementation step S3 described later can be achieved. Can be improved. When the temperature condition is higher than 110 ° C., the efficiency of removing copper from the copper-containing nickel chloride solution 11'is improved, but the equipment cost due to the heat resistant specifications and the operating cost due to the increase in the amount of steam are incurred, and efficient operation is possible. It disappears.
以上のように、この電気ニッケルの製造プロセスにおいては、2段階のセメンテーション処理が行われ、第1のセメンテーション工程S2では、主として、含銅塩化ニッケル溶液11’中の2価銅イオンを効率的に1価銅イオンに還元する。そこで、図3に示したように、このような第1のセメンテーション工程S2を経て得られる反応終液の一部を、脱銅電解処理を行う脱銅電解工程へ移送する。これにより、電解処理により電流効率を高めることができ、従来に比べて2倍程度の量の銅を系外に除去することができる。 As described above, in this electronickel production process, a two-step cementation treatment is performed, and in the first cementation step S2, divalent copper ions in the copper-containing nickel chloride solution 11'are mainly efficient. It is reduced to monovalent copper ion. Therefore, as shown in FIG. 3, a part of the final reaction liquid obtained through the first cementation step S2 is transferred to the decopper electrolysis step in which the decopper electrolysis treatment is performed. As a result, the current efficiency can be improved by the electrolytic treatment, and about twice the amount of copper can be removed from the system as compared with the conventional case.
なお、第1のセメンテーション工程S2を経て得られた反応終液の一部を脱銅電解工程へ移送して脱銅処理した場合には、その脱銅した後の電解後液(脱銅後液)を、第1のセメンテーション工程S2に再び戻すようにすることができる(図3参照)。 When a part of the final reaction liquid obtained through the first cementation step S2 is transferred to the decopper electrolysis step for decopper treatment, the post-electrolysis liquid after decopperation (after decoppering). The liquid) can be returned to the first electrolysis step S2 (see FIG. 3).
[3]第2のセメンテーション工程
第2のセメンテーション工程S3では、第1のセメンテーション工程S2を経て得られた含銅塩化ニッケル溶液11’を含むスラリーに、ニッケルマット12及び塩素浸出残渣13を添加し、2価銅イオンを1価銅イオンに還元するとともに、1価銅イオンを硫化銅等の硫化物として固定化する。
[3] Second Cementation Step In the second cementation step S3, the nickel mat 12 and the chlorine leaching residue 13 are added to the slurry containing the copper-containing nickel chloride solution 11'obtained through the first cementation step S2. Is added to reduce the divalent copper ion to the monovalent copper ion, and the monovalent copper ion is immobilized as a sulfide such as copper sulfide.
具体的に、第2のセメンテーション工程S3では、例えば下記の(11)〜(14)に示す反応が生じる。
Ni+Cu2+→Ni2++Cu+ ・・・(11)
Ni3S2+2Cu2+→Ni2++2NiS+2Cu+ ・・・(12)
Ni+2Cu++S→Ni2++Cu2S ・・・(13)
Ni3S2+2Cu++S→Ni2++2NiS+Cu2S ・・・(14)
Specifically, in the second cementation step S3, for example, the reactions shown in (11) to (14) below occur.
Ni + Cu 2+ → Ni 2+ + Cu + ... (11)
Ni 3 S 2 + 2Cu 2+ → Ni 2+ + 2NiS + 2Cu + ... (12)
Ni + 2Cu + + S → Ni 2 + + Cu 2 S ・ ・ ・ (13)
Ni 3 S 2 + 2Cu + + S → Ni 2 + + 2NiS + Cu 2 S ・ ・ ・ (14)
第2のセメンテーション工程S3では、上記(11)及び(12)式に示すように、添加したニッケルマット12に含まれるニッケルメタル(Ni)や亜硫化ニッケル(Ni3S2)により、含銅塩化ニッケル溶液11’に残っている2価銅イオンが1価銅イオンに還元される。このように、第1のセメンテーション工程S2では還元されずに残った2価銅イオンが、第2のセメンテーション工程S3にてニッケルマットにより還元される。 In the second cementation step S3, as shown in the above equations (11) and (12), copper-containing metal (Ni) and nickel sulfide (Ni 3 S 2) contained in the added nickel mat 12 are used. The divalent copper ions remaining in the nickel chloride solution 11'are reduced to monovalent copper ions. As described above, the divalent copper ions remaining unreduced in the first cementation step S2 are reduced by the nickel matte in the second cementation step S3.
また、第2のセメンテーション工程S3では、第1のセメンテーション工程S2及びこの第2のセメンテーション工程S3で還元された1価銅イオンを、ニッケルマット12中に含まれるNiやNi3S2により、硫黄源として添加した塩素浸出残渣13を用いて硫化物として固定化する反応が生じる((13)及び(14)式)。これにより、含銅塩化ニッケル溶液11’に含まれる銅を固定化して除去する。 Further, in the second cementation step S3, the monovalent copper ions reduced in the first cementation step S2 and the second cementation step S3 are contained in the nickel mat 12 as Ni or Ni 3 S 2. As a result, a reaction of immobilizing as sulfide using the chlorine leaching residue 13 added as a sulfur source occurs (Equations (13) and (14)). As a result, the copper contained in the copper-containing nickel chloride solution 11'is immobilized and removed.
第2のセメンテーション工程S3において添加するニッケルマット12は、例えば乾式製錬によって得られたニッケルマットを用い、主形態であるニッケルメタル及び亜硫化ニッケルの還元力を利用して、2価銅イオンを1価銅イオンに還元する。一方で、ニッケルマット12におけるニッケルメタル等は、2価銅イオンの酸化力によってニッケルイオンに浸出される。なお、ニッケルマット12としては、粉砕処理されて、例えば後工程の電解工程S5から生成した塩化ニッケル溶液17によってレパルプしてスラリー化されたものを用いることができる。 As the nickel mat 12 added in the second cementation step S3, for example, a nickel mat obtained by dry smelting is used, and divalent copper ions are utilized by utilizing the reducing power of nickel metal and nickel sulfide, which are the main forms. Is reduced to monovalent copper ions. On the other hand, nickel metal and the like in the nickel mat 12 are leached into nickel ions by the oxidizing power of divalent copper ions. As the nickel mat 12, for example, a nickel mat 12 that has been pulverized and repulped with a nickel chloride solution 17 generated from the electrolysis step S5 in the subsequent step to be slurried can be used.
また、第2のセメンテーション工程S3において添加する塩素浸出残渣13は、塩素浸出工程S1において副産物として固相に残存した残渣であり、銅イオンを固定化するための硫黄源として添加する。塩素浸出残渣13は、ニッケルマット12と共に、主形態である硫黄によって1価銅イオンを硫化銅等の硫化物として固定化する。 The chlorine leaching residue 13 added in the second cementation step S3 is a residue remaining in the solid phase as a by-product in the chlorine leaching step S1 and is added as a sulfur source for immobilizing copper ions. The chlorine leaching residue 13 immobilizes monovalent copper ions as sulfides such as copper sulfide with sulfur, which is the main form, together with the nickel mat 12.
第2のセメンテーション工程S3における反応温度条件としては、70℃〜100℃とすることが好ましく、80℃〜90℃とすることがより好ましい。温度条件を70℃以上とすることにより、残存する2価銅イオンを1価銅イオンに還元し、1価銅イオンを硫黄によって効率的に固定化する反応を進行させることができる。なお、温度条件を100℃より高くした場合、それ以上に含銅塩化ニッケル溶液11’からの脱銅効率は向上せず、操業効率の観点から100℃以下とすることが好ましい。 The reaction temperature condition in the second cementation step S3 is preferably 70 ° C. to 100 ° C., more preferably 80 ° C. to 90 ° C. By setting the temperature condition to 70 ° C. or higher, the reaction of reducing the remaining divalent copper ions to monovalent copper ions and efficiently immobilizing the monovalent copper ions with sulfur can proceed. When the temperature condition is higher than 100 ° C., the copper removal efficiency from the copper-containing nickel chloride solution 11'does not improve any more, and it is preferably 100 ° C. or lower from the viewpoint of operating efficiency.
以上のように、先ず、第1のセメンテーション工程S2において含銅塩化ニッケル溶液11’に対してニッケル硫化物10を添加し、ニッケル硫化物10によって2価銅イオンを1価銅イオンに還元する。そして、生成したスラリーに対して第2のセメンテーション工程S3において、ニッケルマット12及び塩素浸出残渣13を添加し、ニッケルマット12によって2価銅イオンを1価銅イオンに還元するとともに、硫黄源としての塩素浸出残渣13を用いて1価銅イオンを硫化銅等の硫化物として固定化し、含銅塩化ニッケル溶液11’中の銅を除去する。 As described above, first, in the first cementation step S2, the nickel sulfide 10 is added to the copper-containing nickel chloride solution 11', and the divalent copper ion is reduced to the monovalent copper ion by the nickel sulfide 10. .. Then, in the second cementation step S3, the nickel mat 12 and the chlorine leaching residue 13 are added to the generated slurry, and the divalent copper ion is reduced to the monovalent copper ion by the nickel mat 12 and used as a sulfur source. The monovalent copper ion is immobilized as a sulfide such as copper sulfide using the chlorine leaching residue 13 of the above, and copper in the copper-containing nickel chloride solution 11'is removed.
このように、ニッケルマット12及び塩素浸出残渣13に含まれるニッケルメタル及び亜硫化ニッケルのみによって2価銅イオンを還元して固定化するのではなく、先ずニッケル硫化物10の還元力を最大限生かして含銅塩化ニッケル溶液11’中の2価銅イオンを1価銅イオンに還元し、その後にニッケルマット12及び塩素浸出残渣13により1価銅イオンを硫化物として固定化する。これにより、系内に循環する銅に対して、従来と同様のニッケルマット量で効率的に脱銅処理を行うことができ、含銅塩化ニッケル溶液11’から確実に銅を除去することができる。 In this way, instead of reducing and immobilizing divalent copper ions only with nickel metal and nickel sulfide contained in the nickel mat 12 and the chlorine leaching residue 13, the reducing power of the nickel sulfide 10 is first utilized to the maximum extent. The divalent copper ions in the copper-containing nickel chloride solution 11'are reduced to monovalent copper ions, and then the monovalent copper ions are immobilized as sulfides with the nickel mat 12 and the chlorine leaching residue 13. As a result, the copper circulating in the system can be efficiently decopperized with the same amount of nickel matte as before, and copper can be reliably removed from the copper-containing nickel chloride solution 11'. ..
なお、第2のセメンテーション工程S3を経て得られたスラリーに対しては、固液分離処理を施すことによって、セメンテーション終液14とセメンテーション残渣16とに分離することができる。固液分離処理としては、特に限定されず、例えば遠心分離機やフィルタープレス等の周知の方法によって行うことができ、セメンテーション残渣である硫化銅等の沈殿物を効率的に分離除去することができる。 The slurry obtained through the second cementation step S3 can be separated into a cementation final liquid 14 and a cementation residue 16 by subjecting a solid-liquid separation treatment. The solid-liquid separation treatment is not particularly limited, and can be carried out by a well-known method such as a centrifuge or a filter press, and can efficiently separate and remove a precipitate such as copper sulfide which is a cementation residue. can.
[4]浄液工程
浄液工程S4では、第2のセメンテーション工程S3を経て得られたセメンテーション終液(ニッケル浸出液)14からニッケル以外の不純物を除去し、電解採取するための塩化ニッケル溶液を得る。
[4] Purification step In the purification step S4, a nickel chloride solution for removing impurities other than nickel from the cementation final solution (nickel leachate) 14 obtained through the second cementation step S3 and electrowinning. To get.
浄液工程S4は、主な工程として、脱鉄工程と、脱コバルト工程と、脱鉛工程と、脱亜鉛工程とがある。これらの工程では、セメンテーション終液14であるニッケル浸出液から不純物を除去する方法として、例えば酸化剤としての塩素ガスとアルカリ剤としての炭酸塩を用いる酸化中和法を用いることができる。酸化中和法は、コバルトや鉄等の重金属が高次の酸化イオンになると、低いpH領域で水酸化物になりやすい性質を利用したものであり、湿式製錬における浄液工程をはじめ、重金属を含む排水処理等に汎用されている方法である。 The liquid purification step S4 mainly includes an iron removal step, a cobalt removal step, a lead removal step, and a zinc removal step. In these steps, as a method for removing impurities from the nickel leachate which is the final cementation liquid 14, for example, an oxidation neutralization method using chlorine gas as an oxidizing agent and carbonate as an alkali agent can be used. The oxidation-neutralization method utilizes the property that heavy metals such as cobalt and iron tend to become hydroxides in the low pH range when they become higher-order oxide ions. It is a method that is widely used for wastewater treatment including.
例えば、浄液工程S4では、下記(15)式に示す反応により不純物を除去する。
2M2++Cl2+3NiCO3+3H2O→
2M(OH)3+3Ni2++2Cl−+3CO2 ・・・(15)
(ただし、Mは、コバルト又は鉄である。)
For example, in the liquid purification step S4, impurities are removed by the reaction represented by the following formula (15).
2M 2+ + Cl 2 + 3NiCO 3 + 3H 2 O →
2M (OH) 3 + 3Ni 2+ + 2Cl − + 3CO 2 ... (15)
(However, M is cobalt or iron.)
上記(15)式に示すように、浄液工程S4では、塩素ガスを用いてニッケル浸出液から、対象とする不純物の水酸化物沈殿を形成させ、不純物を除去した塩化ニッケル溶液を生成させる。 As shown in the above equation (15), in the liquid purification step S4, chlorine gas is used to form a hydroxide precipitate of the target impurities from the nickel leachate to generate a nickel chloride solution from which the impurities have been removed.
一般に、酸化中和法に用いられる薬剤は、酸化剤としては、塩素ガスの他に次亜塩素酸、酸素、空気等を用いることができる。また、アルカリ剤としては、炭酸塩の他に苛性ソーダ等の水酸化物、アンモニア等を用いることができる。これらの薬剤はプロセス条件に適合した組み合わせで使用されるが、ニッケルの湿式製錬プロセスにおいては、酸化剤として塩素ガス、アルカリ剤として炭酸塩を用いることが好ましい。酸化剤として塩素ガスを用いる理由は、塩素ガスは工程内で発生する強酸化剤であって利用し易いためである。また、アルカリ剤として炭酸塩を用いる理由は、プロセス全体のニッケル、ナトリウム、硫酸等のイオン濃度を制御できるとともに、酸化中和の際の反応性に優れるためである。 Generally, as the chemical used in the oxidation neutralization method, hypochlorous acid, oxygen, air or the like can be used as the oxidizing agent in addition to chlorine gas. Further, as the alkaline agent, in addition to carbonate, hydroxides such as caustic soda, ammonia and the like can be used. Although these chemicals are used in a combination suitable for the process conditions, it is preferable to use chlorine gas as an oxidizing agent and carbonate as an alkaline agent in the nickel hydrometallurgy process. The reason for using chlorine gas as the oxidizing agent is that chlorine gas is a strong oxidizing agent generated in the process and is easy to use. Further, the reason why carbonate is used as the alkaline agent is that the ion concentration of nickel, sodium, sulfuric acid, etc. in the whole process can be controlled, and the reactivity at the time of oxidation neutralization is excellent.
[5]電解工程
電解工程S5では、上述の浄液工程S4を経て浄液された塩化ニッケル溶液から電解採取法により電気ニッケル15を得る。
[5] Electrolytic Step In the electrolytic step S5, electric nickel 15 is obtained from the nickel chloride solution purified through the above-mentioned liquid purification step S4 by an electrowinning method.
具体的に、電解工程S5では、カソード及びアノードにおいて、それぞれ下記(16)及び(17)に示す反応が生じる。
(カソード側)Ni2++2e−→Ni0 ・・・(16)
(アノード側)2Cl−→Cl2+2e− ・・・(17)
Specifically, in the electrolysis step S5, the reactions shown in (16) and (17) below occur at the cathode and the anode, respectively.
(Cathode side) Ni 2+ + 2e - → Ni 0 ··· (16)
(Anode side) 2Cl − → Cl 2 + 2e −・ ・ ・ (17)
すなわち、カソード側では、上記(11)式に示すように、塩化ニッケル溶液中のニッケルイオンがメタル(電気ニッケル15)として析出する。また、アノード側では、上記(12)式に示すように、塩化ニッケル溶液中の塩素イオンが塩素ガス18として発生する。発生した塩素ガス18は、回収塩素ガスとして塩素浸出工程S1等で用いられる。 That is, on the cathode side, as shown in the above equation (11), nickel ions in the nickel chloride solution are precipitated as metal (electronickel 15). Further, on the anode side, as shown in the above equation (12), chlorine ions in the nickel chloride solution are generated as chlorine gas 18. The generated chlorine gas 18 is used as the recovered chlorine gas in the chlorine leaching step S1 or the like.
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, examples of the present invention will be described in more detail, but the present invention is not limited to the following examples.
[実施例1]
電気ニッケルの製造プロセス(図1参照)のプロセス系内における余剰の銅を除去するための脱銅電解処理を行った。脱銅電解処理においては、脱銅電解槽を6槽(各槽:縦0.95m、横3.92m、平均深さ1.2m)連結させて実行し、処理対象の給液流量を1槽あたり20L/分とした。
[Example 1]
A decopper electrolysis treatment was performed to remove excess copper in the process system of the electrolytic nickel manufacturing process (see FIG. 1). In the copper removal electrolysis treatment, 6 tanks (each tank: length 0.95 m, width 3.92 m, average depth 1.2 m) are connected and executed, and the liquid supply flow rate to be treated is 1 tank. It was set to 20 L / min.
実施例1では、脱銅電解処理に供する工程液として、第1のセメンテーション工程S2を経て得られた反応終液の一部を使用した。なお、この反応終液のORP(銀/塩化銀電極基準)は300mVであった。また、脱銅電解処理に供する反応終液中に、硫化銅の沈殿物が一部に確認された。 In Example 1, a part of the final reaction liquid obtained through the first cementation step S2 was used as the process liquid to be subjected to the copper removal electrolysis treatment. The ORP (silver / silver chloride electrode standard) of this reaction final solution was 300 mV. In addition, a precipitate of copper sulfide was partially confirmed in the final solution of the reaction to be subjected to the copper removal electrolysis treatment.
脱銅電解槽への反応終液の全流量を1200L/分として電解処理を行った結果、電流効率は150%であり、1日の脱銅量は4.8tにも及び、効率的に銅を除去することができた。 As a result of performing the electrolysis treatment with the total flow rate of the final solution of the reaction to the copper removal electrolytic cell set to 1200 L / min, the current efficiency was 150%, and the daily copper removal amount reached 4.8 tons, and copper was efficiently removed. Was able to be removed.
なお、電流効率は、2価銅イオンを基準として下記式で表される。
電流効率(%)=Cu除去量(kg/日)÷理論電着量(kg/日)×100
The current efficiency is expressed by the following formula with reference to the divalent copper ion.
Current efficiency (%) = Cu removal amount (kg / day) ÷ theoretical electrodeposition amount (kg / day) x 100
[実施例2]
実施例2では、実施例1と同様に、脱銅電解処理に供する工程液として、第1のセメンテーション工程S2を経て得られた反応終液の一部を使用した。なお、この反応終液のORP(銀/塩化銀電極基準)が350mVであるものをセメンテーション処理の反応槽から抜き出して使用した。また、脱銅電解処理に供する反応終液中に、硫化銅の沈殿物は確認されなかった。
[Example 2]
In Example 2, as in Example 1, a part of the final reaction liquid obtained through the first cementation step S2 was used as the process liquid to be subjected to the copper removal electrolysis treatment. The final solution of the reaction having an ORP (silver / silver chloride electrode standard) of 350 mV was extracted from the reaction tank for cementation treatment and used. In addition, no precipitate of copper sulfide was confirmed in the final solution of the reaction to be subjected to the copper removal electrolysis treatment.
脱銅電解槽への反応終液の全流量を1200L/分として電解処理を行った結果、電流効率は160%であり、1日の脱銅量は5.1tにも及び、効率的に銅を除去することができた。 As a result of performing the electrolysis treatment with the total flow rate of the final solution of the reaction to the copper removal electrolytic cell set to 1200 L / min, the current efficiency was 160%, and the daily copper removal amount reached 5.1 tons, and copper was efficiently removed. Was able to be removed.
[実施例3]
実施例3では、実施例1と同様に、脱銅電解処理に供する工程液として、第1のセメンテーション工程S2を経て得られた反応終液の一部を使用した。なお、この反応終液のORP(銀/塩化銀電極基準)は380mVであり、すべての銅イオンのうちの95%が1価銅イオンであった。
[Example 3]
In Example 3, as in Example 1, a part of the final reaction liquid obtained through the first cementation step S2 was used as the process liquid to be subjected to the copper removal electrolysis treatment. The ORP (silver / silver chloride electrode standard) of this reaction final solution was 380 mV, and 95% of all copper ions were monovalent copper ions.
脱銅電解槽への反応終液の全流量を1200L/分として電解処理を行った結果、電流効率は152%であり、1日の脱銅量は4.8tにも及び、効率的に銅を除去することができた。 As a result of performing the electrolysis treatment with the total flow rate of the final solution of the reaction to the copper removal electrolytic cell set to 1200 L / min, the current efficiency was 152%, and the daily copper removal amount reached 4.8 tons, and copper was efficiently removed. Was able to be removed.
[比較例1]
比較例1では、脱銅電解処理に供する工程液として、塩素浸出工程S1を経て得られた塩素浸出液の一部を使用した。なお、この塩素浸出液のORP(銀/塩化銀電極基準)は545mVであった。
[Comparative Example 1]
In Comparative Example 1, a part of the chlorine leaching solution obtained through the chlorine leaching step S1 was used as the process liquid to be subjected to the copper removal electrolysis treatment. The ORP (silver / silver chloride electrode standard) of this chlorine leachate was 545 mV.
脱銅電解槽への塩素浸出液の全流量を780L/分として電解処理を行った結果、電流効率は80%であり、1日の脱銅量は2.5tとなり、効率的に銅を除去することができなかった。 As a result of performing the electrolysis treatment with the total flow rate of the chlorine leachate into the copper removal electrolytic cell set to 780 L / min, the current efficiency is 80%, the daily copper removal amount is 2.5 tons, and copper is efficiently removed. I couldn't.
Claims (2)
前記電気ニッケルの製造プロセスは、
含銅塩化ニッケル溶液にニッケル硫化物を添加し、少なくとも、該含銅塩化ニッケル溶液中の2価銅イオンを1価銅イオンに還元する第1の工程と、
前記第1の工程を経て得られたスラリーに、ニッケルマット及び前記塩素浸出処理により得られた塩素浸出残渣を添加し、該スラリーに含まれる1価銅イオンを硫化物として固定化する第2の工程と、を有するセメンテーション工程を含み、
前記セメンテーション工程における前記第1の工程を経て得られた反応終液の一部を脱銅電解処理の始液として用いるとともに、前記反応終液を、前記脱銅電解処理に供するに先立って、脱銅給液調整タンクに前記反応終液を装入して貯留し、前記脱銅給液調整タンク内の前記反応終液の酸化還元電位(銀/塩化銀電極基準)が300mV以上350mV以下の範囲となるように電気ニッケルの製造プロセスにおける電解工程から排出されるニッケル電解廃液を用いて調液して、銅を電解採取する
銅の除去方法。 A method for removing copper in the process of producing electric nickel by an electrowinning method from a copper-containing nickel chloride solution obtained by subjecting a nickel sulfide containing copper to a chlorine leaching treatment.
The electronickel manufacturing process is
The first step of adding nickel sulfide to the copper-containing nickel chloride solution and reducing at least the divalent copper ions in the copper-containing nickel chloride solution to monovalent copper ions.
A second step in which a nickel mat and a chlorine leaching residue obtained by the chlorine leaching treatment are added to the slurry obtained through the first step, and monovalent copper ions contained in the slurry are immobilized as sulfide. Including the process and the cementation process having
Rutotomoni using a part of the reaction completion solution obtained through the first step in the cementation step as starting solution for copper removal electrolysis process, the reaction completion solution, prior to subjecting the copper removal electrolysis , The reaction final liquid is charged and stored in the copper removal liquid supply adjustment tank, and the oxidation-reduction potential (silver / silver chloride electrode reference) of the reaction final liquid in the copper removal liquid supply adjustment tank is 300 mV or more and 350 mV or less. A method of removing copper by electrolytically collecting copper by adjusting the liquid using the nickel electrolytic waste liquid discharged from the electrolytic process in the electrolytic nickel manufacturing process so as to fall within the range of.
前記含銅塩化ニッケル溶液に含まれる銅を電解して除去する脱銅電解工程を含み、
前記脱銅電解工程における脱銅電解処理の始液として、
前記含銅塩化ニッケル溶液にニッケル硫化物を添加し、少なくとも、該含銅塩化ニッケル溶液中の2価銅イオンを1価銅イオンに還元する第1の工程と、
前記第1の工程を経て得られたスラリーに、ニッケルマット及び前記塩素浸出処理により得られた塩素浸出残渣を添加し、該スラリーに含まれる1価銅イオンを硫化物として固定化する第2の工程と、を有するセメンテーション工程における前記第1の工程を経て得られる反応終液の一部を用いるとともに、
前記反応終液を、前記脱銅電解処理に供するに先立って、脱銅給液調整タンクに前記反応終液を装入して貯留し、前記脱銅給液調整タンク内の前記反応終液の酸化還元電位(銀/塩化銀電極基準)が300mV以上350mV以下の範囲となるように電気ニッケルの製造プロセスにおける電解工程から排出されるニッケル電解廃液を用いて調液する、
電気ニッケルの製造方法。 It is a method for producing electric nickel by electrowinning from a copper-containing nickel chloride solution obtained by leaching nickel sulfide containing copper with chlorine.
The copper-depleted electrolysis step of electrolyzing and removing the copper contained in the copper-containing nickel chloride solution is included.
As the starting liquid of the copper removal electrolysis treatment in the copper removal electrolysis step,
The first step of adding nickel sulfide to the copper-containing nickel chloride solution and reducing at least the divalent copper ions in the copper-containing nickel chloride solution to monovalent copper ions.
A second step in which a nickel mat and a chlorine leaching residue obtained by the chlorine leaching treatment are added to the slurry obtained through the first step, and monovalent copper ions contained in the slurry are immobilized as sulfide. A part of the reaction final solution obtained through the first step in the cementation step having the step is used , and
Prior to subjecting the reaction final liquid to the copper removal electrolysis treatment, the reaction final liquid is charged and stored in the copper removal liquid supply adjustment tank, and the reaction final liquid in the copper removal liquid supply adjustment tank is charged. The liquid is prepared using the nickel electrolytic waste liquid discharged from the electrolytic step in the electrolytic nickel manufacturing process so that the redox potential (based on the silver / silver chloride electrode) is in the range of 300 mV or more and 350 mV or less.
Manufacturing method of electric nickel.
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