JP7238686B2 - Neutralization method - Google Patents
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Description
本発明は、中和処理方法に関するものであり、より詳しくは、例えばニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスを経て排出される硫化後液中の不純物金属を中和除去する中和処理方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a neutralization method, and more particularly, to a neutralization method for neutralizing and removing impurity metals in a post-sulfidation liquid discharged through, for example, a hydrometallurgical process of nickel oxide ore. be.
原料のニッケル酸化鉱石に対して、高温高圧下で硫酸を用いて浸出処理を行う高圧酸浸出(HPAL:High Pressure Acid Leaching)法を含んだ湿式製錬プロセスが知られている(例えば特許文献1参照)。この湿式製錬プロセスは、従来の一般的なニッケル酸化鉱石の製錬法である乾式製錬法とは異なり、還元工程や乾燥工程を経ることなく一貫した湿式工程により処理を行うので、エネルギー的及びコスト的に有利である。加えて、低品位のニッケル酸化鉱石からニッケル品位を50質量%程度まで高めたニッケルを含む硫化物(以下、「ニッケル硫化物」とも称する)を製造できるという利点を有している。
A hydrometallurgical process including a high pressure acid leaching (HPAL) method in which nickel oxide ore as a raw material is leached using sulfuric acid at high temperature and high pressure is known (for example,
HPAL法を用いた湿式製錬プロセスにおいては、先ず、数種類の低品位ニッケル酸化鉱石を所定のニッケル品位、不純物品位となるように混合し、それらを水と混合してスラリー化したものを篩にかけ、所定のアンダーサイズの鉱石を調製する(鉱石調合工程)。次に、スラリー化した鉱石(鉱石スラリー)をオートクレーブ等の加圧反応容器に装入し、高温高圧下の条件で硫酸を用いてニッケルを浸出させ、浸出液と浸出残渣とを含む浸出スラリーを生成する(浸出工程)。 In the hydrometallurgical process using the HPAL method, first, several types of low-grade nickel oxide ores are mixed so as to have a predetermined nickel grade and impurity grade, and then mixed with water to form a slurry, which is sieved. , to prepare a predetermined undersized ore (ore blending process). Next, the slurried ore (ore slurry) is charged into a pressurized reaction vessel such as an autoclave, and nickel is leached using sulfuric acid under high temperature and high pressure conditions to produce a leaching slurry containing a leaching solution and a leaching residue. (leaching process).
続いて、浸出処理により得られた浸出液(硫酸酸性溶液)中には、浸出反応に用いられなかった遊離酸が残留していることから、その残留遊離酸を石灰石等の中和剤を用いて中和する(予備中和工程)。その後、予備中和工程での処理を経た浸出スラリーは、固液分離工程へと移送され、浸出液と浸出残渣とに分離される(固液分離工程)。なお、分離された浸出残渣は、最終中和工程にて重金属類等を所定の濃度まで除去したのちテーリングダムへと送液される。 Subsequently, since free acid that was not used in the leaching reaction remains in the leaching solution (sulfuric acid acid solution) obtained by the leaching treatment, the residual free acid is removed using a neutralizing agent such as limestone. Neutralize (preliminary neutralization step). After that, the leaching slurry that has undergone the preliminary neutralization process is transferred to the solid-liquid separation process and separated into the leaching liquid and the leaching residue (solid-liquid separation process). The separated leaching residue is sent to the tailing dam after removing heavy metals and the like to a predetermined concentration in the final neutralization step.
次に、固液分離工程にて分離された浸出液に対し、中和剤を添加して所定のpHに調整し、その浸出液に含まれる不純物成分を除去する(中和工程)。 Next, a neutralizing agent is added to the leachate separated in the solid-liquid separation step to adjust the pH to a predetermined value, thereby removing impurities contained in the leachate (neutralization step).
そして、不純物成分が除去された浸出液に対して、硫化剤としての硫化水素ガスを添加することによって硫化反応を生じさせ、その浸出液中に含まれるニッケルを硫化物として固定し、ニッケル硫化物を回収する(硫化工程)。 Hydrogen sulfide gas as a sulfiding agent is added to the leachate from which impurities have been removed to cause a sulfurization reaction, fix nickel contained in the leachate as sulfide, and recover nickel sulfide. (sulfurization process).
一方、硫化工程にてニッケルを回収した後の硫化後液(貧液)は、その一部は固液分離工程に送液されて再利用され、余剰分は最終中和工程に送液されて排水処理(中和処理)が施される。 On the other hand, part of the post-sulfidation solution (poor solution) after recovering nickel in the sulfurization step is sent to the solid-liquid separation step and reused, and the surplus is sent to the final neutralization step. Wastewater treatment (neutralization treatment) is performed.
さて、上述した湿式製錬プロセスにおける最終中和工程では、主として、固液分離工程からの浸出残渣を含んだ酸性スラリーと、硫化工程からのニッケル硫化物の回収後に残った酸性溶液である硫化後液の一部とを対象として処理している。具体的に、最終中和工程では、溶液中に溶けている不純物金属成分(金属イオン)を析出させる処理を行うことを目的として、2段階からなる中和反応を行っている。 Now, in the final neutralization step in the above-mentioned hydrometallurgical process, mainly the acidic slurry containing the leaching residue from the solid-liquid separation step and the post-sulfiding acid solution, which is the acidic solution remaining after recovery of the nickel sulfide from the sulfurizing step, is used. A portion of the liquid is treated as a target. Specifically, in the final neutralization step, a two-stage neutralization reaction is performed for the purpose of precipitating impurity metal components (metal ions) dissolved in the solution.
例えば、最終中和工程における中和処理では、合計4槽の反応槽を使用して、第1段階目として、第1の反応槽に石灰石(CaCO3)スラリーを添加して溶液のpHを最大6.0まで上昇させることで、主に鉄、アルミニウムを沈澱させる。次に、第2段階目として、第3の反応槽に消石灰(Ca(OH)2)スラリーを添加して溶液のpHを8.5~9.5の範囲に上昇させることで、主にマンガン、ニッケルを沈澱させる。 For example, in the neutralization treatment in the final neutralization step, a total of four reactors are used, and as the first stage, limestone (CaCO 3 ) slurry is added to the first reactor to maximize the pH of the solution. By raising it to 6.0, mainly iron and aluminum are precipitated. Next, as the second step, slaked lime (Ca(OH) 2 ) slurry is added to the third reaction tank to increase the pH of the solution to the range of 8.5 to 9.5, thereby mainly manganese , to precipitate nickel.
重金属を含む溶液に対する中和処理において、その重金属濃度を1mg/L以下にするのに必要なpHとしては、2価の鉄イオンではpH9.0、3価の鉄イオンではpH2.7、2価のマンガンイオンではpH10.0、3価のマンガンイオンではpH3.6となる。すなわち、溶液中の重金属イオンは、2価よりも3価の方が低いpHで沈澱物となる。最終中和工程に装入される工程液は、元々酸性側の溶液であることから、低いpHに調整する場合には中和剤の使用量を削減できる。そのため、金属イオンを酸化させる目的から、例えばブロワー等を使用することによって各反応槽にエアーを吹き込む操作が行われている(例えば特許文献2、3参照)。 In the neutralization treatment for a solution containing heavy metals, the pH required to reduce the concentration of heavy metals to 1 mg/L or less is pH 9.0 for bivalent iron ions, pH 2.7 for trivalent iron ions, and pH 2.7 for trivalent iron ions. Manganese ions have a pH of 10.0, and trivalent manganese ions have a pH of 3.6. That is, the heavy metal ions in the solution form precipitates at pHs where the trivalent ions are lower than the divalent heavy metal ions. Since the process liquid charged in the final neutralization process is originally an acidic solution, the amount of the neutralizing agent used can be reduced when the pH is adjusted to a low level. Therefore, for the purpose of oxidizing the metal ions, for example, a blower is used to blow air into each reaction tank (see Patent Documents 2 and 3, for example).
ここで、上述した例において、第3の反応槽では、溶液中のマンガン濃度を1mg/L以下に低下させることを目的としてpHを所定の範囲に制御し中和処理を行っている。 Here, in the above example, in the third reaction tank, the pH is controlled within a predetermined range and the neutralization treatment is performed for the purpose of lowering the manganese concentration in the solution to 1 mg/L or less.
一方で、中和処理対象の硫化後液にはマグネシウムも含まれており、そのマグネシウムは環境に影響を及ぼさず、排水から除去する必要はない。しかしながら、マンガンを除去することに伴ってpHを上昇させると、マンガンとマグネシウムとで沈澱生成のpH領域が近いことから(マグネシウム:9.0程度)、マンガンと同時にマグネシウムも沈澱物を形成する。すなわち共沈する。そのため、マグネシウムの沈澱物が生成する分だけ中和剤が消費され、結果として過剰な中和剤が必要となってしまう。そして、このような中和剤使用量の増加は、コスト上昇をもたらすとともに、発生する沈澱物量も増加させて、処理の手間やコストが増加することとなり、好ましくない。 On the other hand, the post-sulfidation liquid to be neutralized also contains magnesium, which does not affect the environment and does not need to be removed from the waste water. However, when the pH is increased as manganese is removed, magnesium forms precipitates at the same time as manganese because the pH ranges for precipitation are close between manganese and magnesium (magnesium: about 9.0). That is, they coprecipitate. Therefore, the neutralizing agent is consumed by the amount of magnesium precipitates, resulting in the need for an excessive amount of the neutralizing agent. Such an increase in the amount of neutralizing agent used results in an increase in costs and an increase in the amount of precipitates that are generated, resulting in an increase in processing labor and costs, which is not preferable.
マンガンを含有する溶液を積極的に酸化してより低いpH範囲でマンガンを除去することで、pHを一定に維持しながら酸化する、いわゆる酸化中和法と称する方法を実施する試みも行われている。この方法によれば、中和剤量を低減させることができる。 Attempts have also been made to carry out a so-called oxidation neutralization method in which a manganese-containing solution is actively oxidized to remove manganese in a lower pH range, thereby oxidizing while maintaining a constant pH. there is According to this method, the amount of neutralizing agent can be reduced.
例えば特許文献4には、マグネシウムを含有するマンガン酸性溶液から、酸化中和法によりマンガンを優先的に除去する方法が開示されている。具体的には、マグネシウムを含有するマンガン酸性溶液からマンガンを沈澱物として除去するにあたり、溶液のpHを8.2~8.8にするとともに、溶液の酸化還元電位(Ag/AgCl基準)が10mV~500mVとなるように空気、酸素、オゾン又は過酸化物を用いて調整し、マンガンを優先的に沈澱物化して除去する方法が開示されている。 For example, Patent Document 4 discloses a method of preferentially removing manganese from a magnesium-containing manganese acid solution by oxidation neutralization. Specifically, when removing manganese as a precipitate from a magnesium-containing manganese acid solution, the pH of the solution is adjusted to 8.2 to 8.8, and the oxidation-reduction potential (based on Ag/AgCl) of the solution is 10 mV. A method is disclosed for precipitating and removing manganese preferentially by conditioning with air, oxygen, ozone or peroxides to ˜500 mV.
しかしながら、このような酸化中和法を、HPALプロセスを経て生じた排水の処理に適用した場合、処理対象である硫化後液が強い還元性を示すものであるために、再度酸化する等の処理が必要となり、コストや手間が増大するという問題がある。また、特許文献4に開示の方法においても、溶液中にアルミニウムイオンが含まれている場合には、マグネシウムとアルミニウムとが同時に沈澱してしまい、中和剤がマンガンを除去する以上にマグネシウムを中和する分まで必要となることや、沈澱物量が増加するという問題は十分に解消されない。 However, when such an oxidation neutralization method is applied to the treatment of wastewater generated through the HPAL process, the post-sulfidation solution to be treated exhibits a strong reducing property, so treatment such as re-oxidation is required. is required, and there is a problem that the cost and labor are increased. Also in the method disclosed in Patent Document 4, when aluminum ions are contained in the solution, magnesium and aluminum precipitate at the same time, and the neutralizing agent neutralizes magnesium more than it removes manganese. Problems such as the need for a sufficient amount to be mixed and an increase in the amount of sediment cannot be fully resolved.
そこで、特許文献5に開示の方法では、酸性排水の酸化中和処理に先立って、予め排水のpHを4~6の範囲に調整してアルミニウムを分離し、次いで、アルミニウムの除去後の排水に中和剤を添加してそのpHを8.0~9.0に調整するとともに酸素ガスを吹き込むようにしている。この方法によれば、マグネシウムとアルミニウムとの共沈澱を抑制して、アルミニウムを効果的に分離することが可能となる。 Therefore, in the method disclosed in Patent Document 5, prior to the oxidation-neutralization treatment of acidic wastewater, the pH of the wastewater is adjusted in advance to a range of 4 to 6 to separate aluminum, and then the wastewater after aluminum removal is added to A neutralizing agent is added to adjust the pH to 8.0 to 9.0, and oxygen gas is blown in. According to this method, coprecipitation of magnesium and aluminum can be suppressed, and aluminum can be effectively separated.
しかしながら、特許文献5に開示の方法で形成されるアルミニウム澱物は、非常に嵩高いものであるため、取り扱う際にかさ張るという問題がある。また、全工程で、酸化のために酸素ガスを使用するため、コストアップになる問題も有している。 However, since the aluminum precipitate formed by the method disclosed in Patent Document 5 is very bulky, there is a problem of bulkiness during handling. In addition, since oxygen gas is used for oxidation in all steps, there is also a problem of increased cost.
これらのような問題に関して、特許文献6には、アルミニウム、マグネシウム、及びマンガンを含有する硫酸酸性の排水から、マンガンを選択的に除去する排水処理方法が提案されている。具体的に、この方法は、硫酸酸性排水に第1の中和剤を添加することでpHを4.0~6.0に調整して脱アルミニウム後液とアルミニウム澱物とに分離する工程と、アルミニウム澱物にスラリー化溶液を加えてスラリーを形成し、次いでアルカリを添加して9.0~9.5にpH調整したpH調整後アルミニウム澱物スラリーを形成する工程と、脱アルミニウム後液に第2の中和剤を添加してpHを8.0~9.0に調整し、次いで酸化剤を加えて酸化中和した酸化中和後スラリーを形成する工程と、アルミニウム澱物スラリー及び酸化中和後スラリーを固液分離する工程を経て、アルミニウム、マグネシウム及びマンガンを含有する硫酸酸性排水からマグネシウムの沈澱を抑制して脱マンガン排水を得て、次いで脱マンガン排水に第3の中和剤を添加して排水澱物と放流排水を得る、というものである。 Regarding these problems, Patent Document 6 proposes a wastewater treatment method for selectively removing manganese from sulfuric acid-acid wastewater containing aluminum, magnesium, and manganese. Specifically, this method includes a step of adding a first neutralizing agent to sulfuric acid acidic waste water to adjust the pH to 4.0 to 6.0 to separate the solution into a solution after dealumination and aluminum precipitates. adding a slurrying solution to the aluminum precipitate to form a slurry, then adding an alkali to form a pH-adjusted aluminum precipitate slurry having a pH adjusted to 9.0 to 9.5; adding a second neutralizing agent to adjust the pH to 8.0 to 9.0 and then adding an oxidizing agent to form an oxidation-neutralized post-oxidation-neutralized slurry; an aluminum precipitate slurry; After oxidation and neutralization, the slurry is subjected to solid-liquid separation to suppress the precipitation of magnesium from sulfuric acid acid wastewater containing aluminum, magnesium and manganese to obtain demanganized wastewater, which is then subjected to a third neutralization. It is to obtain wastewater sediment and discharged wastewater by adding the agent.
しかしながら、ニッケル酸化鉱石から工業的にニッケルを回収する実操業においては、なおも大量の中和剤が必要となる。さらに、工業的に容易に入手できて一般的に使われる消石灰や石灰石のようなカルシウム系の中和剤では、中和処理により精製した硫酸カルシウム(石膏)自身が沈澱物にもなり、石膏の成分であるカルシウムや硫黄の共存によって浸出残渣の有効利用に制約が生じる問題がある。 However, in the actual operation of industrially recovering nickel from nickel oxide ore, a large amount of neutralizing agent is still required. Furthermore, with calcium-based neutralizers such as slaked lime and limestone, which are readily available industrially and commonly used, the calcium sulfate (gypsum) refined by the neutralization treatment itself becomes a precipitate, and the gypsum becomes a precipitate. There is a problem that effective use of the leaching residue is restricted due to coexistence of calcium and sulfur, which are components.
具体的には、上述した特許文献6に開示の方法では、マンガンと共にカルシウムの沈澱物が混在してしまい、マンガンを資源として再利用することが困難となり、有価な資源として有効に活用できない。そればかりか、マンガン沈澱物を積み立てて保管、あるいは廃棄することになるため、環境面の対策が必要となる。 Specifically, in the method disclosed in Patent Document 6 described above, calcium precipitates are mixed with manganese, making it difficult to reuse manganese as a resource, and it cannot be effectively used as a valuable resource. Moreover, since the manganese precipitates are accumulated and stored or discarded, environmental measures are required.
また、特許文献7には、アルミニウム、マグネシウム、及びマンガンを含有する硫酸酸性排水に第1の中和剤を添加して水酸化アルミニウム澱物を分離し、次いで、第2の中和剤と酸化剤を添加してマンガン澱物を分離し、次いで、第3の中和剤を加えて排水澱物と放流排水を得る排水の処理方法において、添加する第1から第3の中和剤の一部若しくは全部に、回収製造された酸化マグネシウムを使用する排水処理方法が提案されている。 Further, in Patent Document 7, a first neutralizing agent is added to sulfuric acid acidic wastewater containing aluminum, magnesium, and manganese to separate aluminum hydroxide precipitates, and then a second neutralizing agent and oxidation one of the first to third neutralizing agents to be added in the wastewater treatment method for separating manganese sediment by adding a neutralizing agent and then adding a third neutralizing agent to obtain wastewater sediment and effluent wastewater A wastewater treatment method has been proposed in which recycled and manufactured magnesium oxide is used partially or entirely.
しかしながら、特許文献7に開示の方法では、カルシウムの分離工程やマグネシウムの焙焼工程、結晶工程等の工程数の増加及び設備数の増加により、初期投資費用の増加、維持費用の増加、並びに工程管理の人員増加等、操業管理面での負荷増大化が懸念される。 However, in the method disclosed in Patent Document 7, due to an increase in the number of steps such as a calcium separation step, a magnesium roasting step, and a crystallization step, and an increase in the number of facilities, the initial investment cost increases, the maintenance cost increases, and the process There is concern about an increase in the burden on operational management, such as an increase in the number of management personnel.
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、少なくとも、鉄、マンガン、マグネシウム、及びアルミニウムを含有する酸性溶液から、中和剤消費量を削減するとともに酸化剤コストを削減しながら、有害金属元素を選択的に沈澱除去す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 is capable of reducing the consumption of the neutralizing agent and reducing the cost of the oxidizing agent from an acidic solution containing at least iron, manganese, magnesium, and aluminum. Another object of the present invention is to provide a method for selectively precipitating and removing harmful metal elements.
本発明者は、鋭意検討を重ねた。その結果、処理対象の酸性溶液に対する中和処理を2段階で行い、それぞれの中和処理を、直列に接続された複数の反応槽を使用するとともに各反応槽に酸化剤を供給して行い、特に、第2の中和処理工程(2段階目)での中和処理を行う最上流の反応槽にのみ酸化剤として純酸素を供給することで、中和剤の使用量を削減するとともに酸化剤のコストを有効に削減して、効率的な中和処理を行うことができることを見出し、本発明を完成するに至った。 The inventor of the present invention has made extensive studies. As a result, the neutralization treatment for the acidic solution to be treated is performed in two stages, and each neutralization treatment is performed by using a plurality of reaction tanks connected in series and supplying an oxidant to each reaction tank, In particular, by supplying pure oxygen as an oxidant only to the most upstream reaction tank where neutralization is performed in the second neutralization process (second stage), the amount of the neutralizer used can be reduced and oxidation can be reduced. The inventors have found that the cost of the agent can be effectively reduced and efficient neutralization treatment can be performed, and have completed the present invention.
(1)本発明に係る第1の発明は、少なくとも、鉄、マンガン、マグネシウム、及びアルミニウムを含有する酸性溶液に対する中和処理方法であって、前記酸性溶液に第1の中和剤を添加してpH5.0~6.0の範囲を終点として中和処理を施す第1の工程と、前記第1の工程での中和処理後の溶液に、前記第1の中和剤よりも塩基性度の高い第2の中和剤を添加して中和処理を施す第2の工程と、を有し、前記第1の工程及び前記第2の工程のそれぞれの中和処理を、直列に接続されて設けられた複数の反応槽を使用し、各反応槽に酸化剤を供給して行い、前記第2の工程での中和処理を行う最上流の反応槽にのみ、前記酸化剤として純酸素を供給する、中和処理方法である。 (1) A first invention according to the present invention is a method for neutralizing an acidic solution containing at least iron, manganese, magnesium, and aluminum, wherein a first neutralizing agent is added to the acidic solution. a first step of performing a neutralization treatment with a pH range of 5.0 to 6.0 as an end point, and the solution after the neutralization treatment in the first step is more basic than the first neutralizing agent and a second step of adding a second neutralizing agent having a high degree of neutralization to perform a neutralization treatment, wherein the neutralization treatments of the first step and the second step are connected in series. Using a plurality of reaction tanks provided in the same manner, the oxidizing agent is supplied to each reaction tank, and only the most upstream reaction tank in which the neutralization treatment in the second step is performed is supplied with pure oxidizing agent as the oxidizing agent. It is a neutralization treatment method that supplies oxygen.
(2)本発明に係る第2の発明は、第1の発明において、前記第2の工程では、前記最上流の反応槽における溶液の酸化還元電位(Ag/AgCl基準)が-100mV~+300mVの範囲となるように前記純酸素を供給する、中和処理方法である。 (2) A second invention according to the present invention is the first invention, wherein in the second step, the oxidation-reduction potential (based on Ag/AgCl) of the solution in the most upstream reaction vessel is -100 mV to +300 mV. It is a neutralization treatment method in which the pure oxygen is supplied so as to fall within the range.
(3)本発明に係る第3の発明は、第1又は第2の発明において、前記第2の工程では、前記第2の中和剤を添加してpH8.5~9.0の範囲を終点として中和処理を施す、中和処理方法である。 (3) A third invention according to the present invention is the first or second invention, wherein in the second step, the pH range is adjusted to 8.5 to 9.0 by adding the second neutralizing agent. It is a neutralization treatment method in which neutralization treatment is performed as an end point.
(4)本発明に係る第4の発明は、第1乃至第3のいずれかの発明において、前記第1の工程の中和処理を、第1の反応槽及び第2の反応槽の2槽の反応槽を使用して連続的に行い、前記第2の工程の中和処理を、第3の反応槽及び第4の反応槽の2槽の反応槽を使用して連続的に行い、前記第2の工程での中和処理における最上流の反応槽である前記第3の反応槽にのみ、前記酸化剤として前記純酸素を供給する、中和処理方法である。 (4) A fourth invention according to the present invention is any one of the first to third inventions, wherein the neutralization treatment in the first step is performed in two tanks, a first reaction tank and a second reaction tank. The neutralization treatment in the second step is continuously performed using two reaction tanks, the third reaction tank and the fourth reaction tank, and the In the neutralization treatment method, the pure oxygen is supplied as the oxidizing agent only to the third reaction tank, which is the most upstream reaction tank in the neutralization treatment in the second step.
(5)本発明に係る第5の発明は、第4の発明において、前記第1の工程での中和処理における前記第1の反応槽及び前記第2の反応槽、並びに前記第2の工程での中和処理における前記第4の反応槽には、前記酸化剤として空気を供給する、中和処理方法である。 (5) A fifth invention according to the present invention is the fourth invention, wherein the first reaction vessel and the second reaction vessel in the neutralization treatment in the first step, and the second step In the neutralization treatment method, air is supplied as the oxidizing agent to the fourth reaction tank in the neutralization treatment in the above.
(6)本発明に係る第6の発明は、第1乃至第5のいずれかの発明において、前記酸性溶液は、ニッケル酸化鉱石から硫酸を用いてニッケルを浸出する浸出処理を経て得られる浸出液に対して、硫化剤を添加して硫化処理を施すことによって得られる硫化後液である、中和処理方法である。 (6) A sixth aspect of the present invention is the method according to any one of the first to fifth aspects, wherein the acidic solution is a leaching solution obtained through a leaching process of leaching nickel from nickel oxide ore using sulfuric acid. On the other hand, it is a neutralization treatment method, which is a post-sulfurization solution obtained by adding a sulfurizing agent and performing a sulfurization treatment.
(7)本発明に係る第7の発明は、第6の発明において、前記ニッケル酸化鉱石中のマグネシウム品位に対するアルミニウム品位の比(Al/Mg比)が2.0未満である、中和処理方法である。 (7) A seventh invention according to the present invention is the neutralization method according to the sixth invention, wherein the ratio of aluminum grade to magnesium grade in the nickel oxide ore (Al/Mg ratio) is less than 2.0. is.
本発明によれば、少なくとも、鉄、マンガン、マグネシウム、及びアルミニウムを含有する酸性溶液から、中和剤の使用量を削減するとともに酸化剤の使用コストも有効に削減して、有害金属元素を効率的に沈澱除去することができる。 According to the present invention, from an acidic solution containing at least iron, manganese, magnesium, and aluminum, the amount of the neutralizing agent used can be reduced, and the cost of using the oxidizing agent can be effectively reduced, thereby efficiently removing harmful metal elements. can be precipitated out.
以下、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明する。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。 Specific embodiments of the present invention will be described in detail below. In addition, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications are possible 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≫
本発明に係る中和処理方法は、少なくとも、鉄、マンガン、マグネシウム、及びアルミニウムを含有する酸性溶液に対する中和処理方法であり、酸性溶液中に含まれるこれらの金属成分を中和処理により選択的に沈澱物化して分離除去する方法である。
≪1. Overview≫
The neutralization treatment method according to the present invention is a neutralization treatment method for an acidic solution containing at least iron, manganese, magnesium, and aluminum. It is a method of separating and removing by forming a precipitate in a small amount.
具体的に、この中和処理方法は、処理対象の酸性溶液に第1の中和剤を添加してpH5.0~6.0の範囲を終点として中和処理を施す第1の工程と、第1の工程での中和処理後の溶液に、第1の中和剤よりも塩基性度の高い第2の中和剤を添加して中和処理を施す第2の工程と、を有する。そして、第1の工程及び第2の工程のそれぞれの中和処理を、直列に接続されて設けられた複数の反応槽を使用し、各反応槽に酸化剤を供給して行うようにし、第2の工程での中和処理における最上流の反応槽にのみ、酸化剤として純酸素を供給することを特徴としている。 Specifically, this neutralization treatment method includes a first step of adding a first neutralizing agent to an acidic solution to be treated and performing a neutralization treatment with a pH range of 5.0 to 6.0 as an end point; a second step of neutralizing the solution by adding a second neutralizing agent having a higher basicity than the first neutralizing agent to the solution after the neutralization treatment in the first step; . Then, the neutralization treatment of each of the first step and the second step is performed by using a plurality of reaction tanks connected in series and supplying an oxidizing agent to each reaction tank. It is characterized in that pure oxygen is supplied as an oxidizing agent only to the most upstream reaction vessel in the neutralization treatment in step 2.
より具体的には、例えば、第1の工程の中和処理を、第1の反応槽及び第2の反応槽の2槽の反応槽を使用して連続的に行い、第2の工程の中和処理を、第3の反応槽及び第4の反応槽の2槽の反応槽を使用して連続的に行う(後述する図3を参照)。そして、第1の反応槽~第4の反応槽の各反応槽において酸化剤を供給しながら中和処理を行うようにし、その中で、第2の工程での中和処理を行う最上流の反応槽である第3の反応槽にのみ、酸化剤として純酸素を供給する。 More specifically, for example, the neutralization treatment in the first step is continuously performed using two reaction tanks, a first reaction tank and a second reaction tank, and The summation treatment is performed continuously using two reactors, a third reactor and a fourth reactor (see FIG. 3 described below). Then, the neutralization treatment is performed while supplying the oxidizing agent in each of the first reaction tank to the fourth reaction tank. Pure oxygen is supplied as an oxidizing agent only to the third reactor, which is a reactor.
なお、このとき、第1の工程での中和処理における第1の反応槽及び第2の反応槽、並びに第2の工程での中和処理における第4の反応槽には、酸化剤として例えば空気を供給する。 At this time, an oxidizing agent such as supply air.
このような方法によれば、鉄、マンガン、マグネシウム、及びアルミニウムを含有する酸性溶液から、有害元素を選択的に分離除去できるとともに、中和剤消費量を削減し、また酸化剤コストも有効に削減でき、効率的な処理を行うことができる。 According to such a method, it is possible to selectively separate and remove harmful elements from an acidic solution containing iron, manganese, magnesium, and aluminum, reduce the consumption of the neutralizing agent, and effectively reduce the cost of the oxidizing agent. can be reduced and efficient processing can be performed.
ここで、本発明に係る中和処理方法は、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での処理に適用できる。そして、その場合における処理対象である酸性溶液は、ニッケル酸化鉱石から硫酸を用いてニッケルを浸出する浸出処理を経て得られる浸出液に対して、硫化剤を添加して硫化処理を施すことによって得られる硫化後液(貧液)となる。なお、鉄、マンガン、マグネシウム、及びアルミニウムは、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスを経て硫化後液中に残留する金属である。 Here, the neutralization treatment method according to the present invention can be applied to treatment in the final neutralization step in the hydrometallurgical process of nickel oxide ore. Then, the acidic solution to be treated in that case is obtained by adding a sulfiding agent to the leachate obtained through the leaching treatment of leaching nickel from the nickel oxide ore using sulfuric acid and subjecting it to sulfurization treatment. After sulfurization, it becomes a liquid (poor liquid). Note that iron, manganese, magnesium, and aluminum are metals that remain in the solution after sulfiding through the hydrometallurgical process of nickel oxide ore.
このように、本発明に係る中和処理方法を、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での処理に適用したとき、プロセスの処理コストを有効に低減でき、経済的にも優れたプロセスを実行してニッケル硫化物を製造することが可能となる。 Thus, when the neutralization treatment method according to the present invention is applied to treatment in the final neutralization step in the nickel oxide ore hydrometallurgical process, the treatment cost of the process can be effectively reduced, and it is economically excellent. It becomes possible to carry out the process described above to produce nickel sulfide.
以下では、処理対象である酸性溶液として、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスを経て得られる硫化後液を用い、その湿式製錬プロセスにおける最終中和工程での処理に中和処理方法を適用した場合を例に挙げて、より詳細に説明する。 In the following, the post-sulfidation solution obtained through the hydrometallurgical process of nickel oxide ore is used as the acidic solution to be treated, and the neutralization treatment method is applied to the final neutralization process in the hydrometallurgical process. A more detailed description will be given by taking a case as an example.
≪2.ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセス≫
ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスの概要について説明する。なお、ここでは、高温高圧下で硫酸を用いて浸出処理を施す高圧酸浸出法を用いた湿式製錬プロセスを具体例として説明する。
≪2. Hydrometallurgical Process of Nickel Oxide Ore≫
An overview of the hydrometallurgical process of nickel oxide ore is given. Here, a hydrometallurgy process using high-pressure acid leaching, in which leaching is performed using sulfuric acid at high temperature and high pressure, will be described as a specific example.
図1は、ニッケル酸化鉱石の高圧酸浸出法による湿式製錬プロセスの流れを示す工程図である。ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスは、ニッケル酸化鉱石のスラリーからニッケルを浸出する浸出工程S1と、得られた浸出スラリーから浸出液と浸出残渣とに固液分離する固液分離工程S2と、浸出液を中和してニッケル回収用の母液と中和澱物とに分離する中和工程S3と、母液である硫酸溶液に硫化剤を添加して硫化処理を施しニッケルを含む硫化物と硫化後液(貧液)とを得る硫化工程S4と、を有する。 FIG. 1 is a process diagram showing the flow of a hydrometallurgical process using a high-pressure acid leaching method for nickel oxide ore. The nickel oxide ore hydrometallurgical process includes a leaching step S1 of leaching nickel from a nickel oxide ore slurry, a solid-liquid separation step S2 of solid-liquid separation into a leachate and a leach residue from the obtained leach slurry, and separating the leachate. A neutralization step S3 in which the mother liquor for recovering nickel and the neutralized precipitate are separated by neutralization, and a sulfiding agent is added to the sulfuric acid solution, which is the mother liquor, to perform a sulfidation treatment, and a sulfide containing nickel and a post-sulfidation solution ( and a sulfurization step S4 of obtaining a poor liquid).
(浸出工程)
浸出工程S1では、ニッケル酸化鉱石のスラリー(鉱石スラリー)に硫酸を添加し、高温高圧下において撹拌処理を施し、浸出液と浸出残渣とからなる浸出スラリーを生成させる浸出処理を行う。浸出工程S1における浸出処理では、例えば高温加圧容器(オートクレーブ)が用いられる。
(Leaching process)
In the leaching step S1, sulfuric acid is added to slurry of nickel oxide ore (ore slurry), and the mixture is stirred under high temperature and high pressure to produce a leaching slurry composed of a leaching solution and a leaching residue. For the leaching treatment in the leaching step S1, for example, a high-temperature pressurized container (autoclave) is used.
ここで、原料のニッケル酸化鉱石としては、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、0.8質量%~2.5質量%程度であり、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、鉄の含有量は、10質量%~50質量%程度であり、主として3価の水酸化物(ゲーサイト)の形態であるが、一部2価の鉄がケイ苦土鉱物に含有される。 Here, the nickel oxide ores used as raw materials mainly include so-called laterite ores such as limonite ores and saprolite ores. The content of nickel in laterite ore is about 0.8% by mass to 2.5% by mass, and is contained as a hydroxide or magnesium silicate (magnesium silicate) mineral. In addition, the content of iron is about 10% by mass to 50% by mass, and it is mainly in the form of trivalent hydroxide (goethite), but some divalent iron is contained in magnesium silicolite minerals. be.
浸出工程S1では、ニッケルやコバルト等の金属成分の硫酸塩としての浸出と、浸出された硫酸鉄のヘマタイトとしての固定化が行われる。ただし、鉄イオンの固定化は完全には進行しないため、通常、得られる浸出スラリーの液部分には、ニッケル、コバルト等の他に2価と3価の鉄イオンが含まれる。 In the leaching step S1, metal components such as nickel and cobalt are leached as sulfates, and the leached iron sulfate is fixed as hematite. However, since iron ions do not completely immobilize, the liquid portion of the obtained leaching slurry usually contains divalent and trivalent iron ions in addition to nickel, cobalt, and the like.
浸出処理に供される鉱石スラリーの濃度は、特に限定されないが、浸出スラリーのスラリー濃度が15質量%~45質量%程度になるように調整することが好ましい。また、浸出処理における硫酸添加量は、鉱石中の鉄が浸出されるような過剰量が用いられる。例えば、鉱石1トン当り300kg~400kg程度とする。なお、鉱石1トンあたりの硫酸添加量が400kgを超えると、硫酸コストが大きくなり好ましくない。 The concentration of the ore slurry to be subjected to the leaching treatment is not particularly limited, but it is preferable to adjust the slurry concentration of the leaching slurry to about 15% by mass to 45% by mass. Also, the amount of sulfuric acid added in the leaching process is used in an excessive amount such that the iron in the ore is leached. For example, about 300 kg to 400 kg per ton of ore. If the amount of sulfuric acid added per ton of ore exceeds 400 kg, the cost of sulfuric acid increases, which is undesirable.
(固液分離工程)
固液分離工程S2では、浸出工程S1にて生成する浸出スラリーを多段洗浄して、ニッケルを含む浸出液と、鉄等の不純物金属を含む沈澱物からなる浸出残渣とに分離する。
(Solid-liquid separation step)
In the solid-liquid separation step S2, the leaching slurry produced in the leaching step S1 is washed in multiple stages to separate into a leaching solution containing nickel and a leaching residue consisting of precipitates containing impurity metals such as iron.
固液分離工程S2における多段洗浄方法としては、ニッケルを含まない洗浄液で向流に接触させる連続交流洗浄法を用いることが好ましい。これにより、系内に新たに導入する洗浄液を削減でき、ニッケル及びコバルトの回収率を95%以上とすることができる。 As the multi-stage cleaning method in the solid-liquid separation step S2, it is preferable to use a continuous AC cleaning method in which a nickel-free cleaning liquid is brought into contact in a countercurrent flow. As a result, it is possible to reduce the amount of cleaning liquid newly introduced into the system, and to increase the recovery rate of nickel and cobalt to 95% or more.
(中和工程)
中和工程S3では、分離された浸出液の酸化を抑制しながら、その浸出液のpHが4.0以下、好ましくは2.8~3.0となるように炭酸カルシウム等の中和剤を添加し、ニッケル回収用の母液と3価の鉄を含む中和澱物のスラリーとを生成させる。このようにして浸出液の中和処理を行うことで、浸出処理で用いた過剰の酸の中和を行うとともに、溶液中に残留する3価の鉄イオンやアルミニウムイオン等を除去する。なお、浸出液のpHが4.0を超えると、ニッケルの水酸化物の発生が多くなる。
(Neutralization process)
In the neutralization step S3, a neutralizing agent such as calcium carbonate is added so that the pH of the separated leachate becomes 4.0 or less, preferably 2.8 to 3.0, while suppressing oxidation of the separated leachate. to produce a mother liquor for nickel recovery and a slurry of neutralized sediment containing trivalent iron. By neutralizing the leaching solution in this manner, the excess acid used in the leaching treatment is neutralized, and trivalent iron ions, aluminum ions, etc. remaining in the solution are removed. Incidentally, when the pH of the leachate exceeds 4.0, the amount of nickel hydroxide generated increases.
中和工程S3で得られる中和澱物のスラリーは、必要に応じて固液分離工程S2へ送ることができる。これにより中和澱物スラリーに含まれるニッケルを効果的に回収できる。 The neutralized precipitate slurry obtained in the neutralization step S3 can be sent to the solid-liquid separation step S2 as required. As a result, nickel contained in the neutralized sediment slurry can be effectively recovered.
(硫化工程)
硫化工程S4では、中和工程S3にて得られたニッケル回収用の母液である硫酸溶液に硫化水素ガス等の硫化剤を添加して硫化反応を生じさせ、ニッケルを含む硫化物(ニッケル硫化物)と硫化後液とを生成させる。なお、母液中に亜鉛が含まれる場合には、硫化反応によりニッケル硫化物を生成させるに先立って、亜鉛を硫化物として選択的に分離する処理を行うことができる。
(Sulfurization process)
In the sulfurization step S4, a sulfurization agent such as hydrogen sulfide gas is added to the sulfuric acid solution, which is the mother liquor for recovering nickel obtained in the neutralization step S3, to cause a sulfurization reaction to produce a sulfide containing nickel (nickel sulfide ) and a post-sulfidation solution. In addition, when zinc is contained in the mother liquor, a treatment for selectively separating zinc as sulfide can be performed prior to generating nickel sulfide by the sulfurization reaction.
硫化処理に対象となるニッケル回収用の母液は、上述のように、ニッケル酸化鉱石を浸出して得られた浸出液に基づく、ニッケルを含む硫酸溶液である。具体的には、例えばpHが2.7~3.3で、ニッケル濃度が2g/L~5g/L、コバルト濃度が0.1g/L~1.0g/Lである。また、不純物金属として、例えば、鉄、マグネシウム、マンガン、アルミニウムを含有する硫酸溶液である。 The mother liquor for recovering nickel to be subjected to the sulfurization treatment is, as described above, a nickel-containing sulfuric acid solution based on the leachate obtained by leaching the nickel oxide ore. Specifically, for example, the pH is 2.7 to 3.3, the nickel concentration is 2 g/L to 5 g/L, and the cobalt concentration is 0.1 g/L to 1.0 g/L. A sulfuric acid solution containing, for example, iron, magnesium, manganese, and aluminum as impurity metals.
なお、不純物金属は、浸出処理における酸化還元電位(ORP)、オートクレーブの操業条件、及び鉱石品位により大きく変化するが、一般的には、鉄、マグネシウム、マンガン、アルミニウム、及びその他の不純物金属元素が数g/L程度の割合で含まれる。 The impurity metals vary greatly depending on the oxidation-reduction potential (ORP) in the leaching process, the operating conditions of the autoclave, and the grade of ore. It is contained at a rate of about several g/L.
ここで、ニッケル回収用母液の硫酸溶液に含まれる不純物金属である、鉄、マグネシウム、マンガン、アルミニウム等は、回収するニッケルに対して比較的多く存在するが、硫化工程S4における硫化処理により生成する硫化物としての安定性は低い。そのため、これらの不純物金属は、硫化反応により生成する硫化物に含有されることはなく、生成した硫化物を除去して得られる硫化後液中に含まれることになる。なお、硫化後液は、pHが1.0~3.0程度の酸性溶液である。 Here, impurity metals such as iron, magnesium, manganese, and aluminum contained in the sulfuric acid solution of the mother liquor for recovering nickel are present in relatively large amounts relative to the nickel to be recovered, but are generated by the sulfurization treatment in the sulfurization step S4. Low stability as a sulfide. Therefore, these impurity metals are not included in the sulfide produced by the sulfurization reaction, but are included in the post-sulfidation liquid obtained by removing the produced sulfide. The post-sulfurization solution is an acidic solution having a pH of about 1.0 to 3.0.
このように、硫化工程S4では、不純物含有量の少ないニッケル硫化物と、ニッケル濃度を低い水準で安定させた硫化後液とが生成され、それぞれ回収される。なお、回収方法としては、硫化処理により得られた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させることによって、沈殿物である硫化物がシックナーの底部より分離回収され、水溶液成分がオーバーフローして硫化後液として回収される。 In this way, in the sulfurization step S4, nickel sulfide with a low impurity content and a post-sulfurization solution in which the nickel concentration is stabilized at a low level are produced and recovered respectively. As a recovery method, the sulfide slurry obtained by the sulfurization treatment is sedimented and separated using a sedimentation separation device such as a thickener, so that the sulfide as a precipitate is separated and recovered from the bottom of the thickener, and the aqueous solution component overflows and is recovered as a post-sulfidation liquid.
≪3.中和処理方法≫
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S4を経て得られる酸性溶液である硫化後液は、上述したように、鉄、マグネシウム、マンガン、アルミニウムを少なくとも含む不純物金属のイオンを含有している。そのため、硫化後液を系外に排出するにあたっては、硫化後液中の残留金属イオンを除去する中和処理を施すことが必要となる。また、その硫化後液を、上述した湿式製錬プロセスに繰り返し用いる場合においても、不純物成分を極力低減させた状態とするために中和処理を施すことが好ましい。
≪3. Neutralization method≫
The post-sulfidation solution, which is an acidic solution obtained through the sulfurization step S4 in the nickel oxide ore hydrometallurgical process, contains ions of impurity metals including at least iron, magnesium, manganese, and aluminum, as described above. Therefore, when the post-sulfurization solution is discharged out of the system, it is necessary to carry out a neutralization treatment to remove residual metal ions in the post-sulfurization solution. Further, even when the post-sulfided liquid is repeatedly used in the hydrometallurgical process described above, it is preferable to carry out a neutralization treatment in order to reduce the impurity components as much as possible.
そこで、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスでは、硫化工程S4を経て得られる硫化後液に対して、鉄、マグネシウム、マンガン、アルミニウム等の不純物金属を除去するための中和処理(最終中和処理)を行う最終中和工程S5を有する。なお、最終中和工程S5では、固液分離工程S2からの浸出残渣を含んだ酸性スラリーも合わせて処理する。 Therefore, in the nickel oxide ore hydrometallurgical process, the post-sulfidation liquid obtained through the sulfurization step S4 is subjected to neutralization treatment (final neutralization treatment) to remove impurity metals such as iron, magnesium, manganese, and aluminum. ) has a final neutralization step S5. In the final neutralization step S5, the acidic slurry containing the leaching residue from the solid-liquid separation step S2 is also treated.
図2は、最終中和工程S5における中和処理の流れの一例を示す工程図である。具体的に、最終中和工程S5における中和処理方法は、硫酸溶液である硫化後液に対して第1の中和剤を添加して所定のpH範囲を終点とした中和処理を行う第1の中和処理工程S51と、第1の中和処理工程S51での中和処理後の溶液に対して第2の中和剤を添加して中和処理を行い、不純物金属を含む沈澱物と中和後液とを生成させる第2の中和処理工程S52と、を有する。 FIG. 2 is a process diagram showing an example of the flow of neutralization processing in the final neutralization step S5. Specifically, in the neutralization treatment method in the final neutralization step S5, a first neutralizing agent is added to the post-sulfidation solution, which is a sulfuric acid solution, and the neutralization treatment is performed with a predetermined pH range as the end point. 1 neutralization treatment step S51, and neutralization treatment is performed by adding a second neutralizing agent to the solution after neutralization treatment in the first neutralization treatment step S51, and precipitates containing impurity metals are obtained. and a second neutralization step S52 for generating a post-neutralization liquid.
このように、最終中和工程S5における中和処理方法では、2段階からなる段階的な中和処理を行うことを特徴としている。 As described above, the neutralization treatment method in the final neutralization step S5 is characterized by performing a stepwise neutralization treatment consisting of two stages.
そして、第1の中和処理工程S51と第2の中和処理工程S52とからなる中和処理方法では、それぞれの中和処理を、直列に接続された複数の反応槽を使用し、各反応槽に酸化剤を供給して行うようにし、そのなかで、第2の中和処理工程S52での中和処理を行う最上流の反応槽にのみ、酸化剤として純酸素を供給することを特徴としている。 Then, in the neutralization treatment method comprising the first neutralization treatment step S51 and the second neutralization treatment step S52, each neutralization treatment is performed using a plurality of reaction vessels connected in series, and each reaction An oxidant is supplied to the tank, and pure oxygen is supplied as the oxidant only to the most upstream reaction tank where the neutralization treatment in the second neutralization treatment step S52 is performed. and
<3-1.第1の中和処理工程について>
第1の中和処理工程(単に「第1の工程」ともいう)S51では、硫化後液に第1の中和剤を添加して、pH5.0~pH6.0の範囲を終点とする中和処理を施す。なお、第1の工程S51における中和処理では、主として、鉄、アルミニウムを水酸化物として沈澱物化する。
<3-1. Regarding the first neutralization treatment step>
In the first neutralization treatment step (also simply referred to as the “first step”) S51, a first neutralizing agent is added to the post-sulfurization solution, and the pH range is from 5.0 to 6.0. Apply sum processing. Note that in the neutralization treatment in the first step S51, mainly iron and aluminum are precipitated as hydroxides.
第1の中和剤としては、例えば、炭酸カルシウムスラリー等の弱アルカリ性の中和剤を用いる。炭酸カルシウムスラリーは、安価な中和剤である。したがって、この安価な炭酸カルシウムスラリーを第1の中和剤として用い、先ず第1段階目の中和処理を施すことで、不純物金属を効果的に沈澱物として分離しながら、第2段階目の中和処理(第2の中和処理工程S52)で使用する、より塩基性度が高くかつ高価な、例えば消石灰スラリー等の中和剤の使用量を有効に低減させることができる。 As the first neutralizing agent, for example, a weakly alkaline neutralizing agent such as calcium carbonate slurry is used. Calcium carbonate slurry is an inexpensive neutralizing agent. Therefore, by using this inexpensive calcium carbonate slurry as the first neutralizing agent and first performing the first-stage neutralization treatment, while effectively separating the impurity metals as precipitates, the second-stage It is possible to effectively reduce the amount of a more basic and expensive neutralizer such as slaked lime slurry used in the neutralization treatment (second neutralization treatment step S52).
そして、この段階的な中和処理における第1の工程S51での処理では、終点のpHを、5.0~6.0の範囲とする。また、好ましくは5.3~5.8の範囲、より好ましくは5.5~5.7の範囲を終点として処理する。 Then, in the stepwise neutralization treatment in the first step S51, the pH at the end point is set in the range of 5.0 to 6.0. The end point is preferably in the range of 5.3 to 5.8, more preferably in the range of 5.5 to 5.7.
このように、第1の工程S51における中和処理では、炭酸カルシウムスラリー等の第1の中和剤として用いるとともに、その終点のpHを5.0~6.0に設定調整した第1段階目の中和処理を行うことで、消石灰スラリー等の効果な中和剤の使用量を有効に低減させながら、不純物金属を分離除去できる。また、終点のpHを上述した範囲に適切に調整することで、中和処理全体で用いる中和剤の総使用量を低減させ、処理コストを抑えた効率的な中和処理を行うことができる。 Thus, in the neutralization treatment in the first step S51, calcium carbonate slurry or the like is used as the first neutralizing agent, and the pH at the end point is set and adjusted to 5.0 to 6.0. By performing the neutralization treatment, it is possible to separate and remove impurity metals while effectively reducing the amount of an effective neutralizing agent such as slaked lime slurry used. In addition, by appropriately adjusting the pH at the end point to the range described above, the total amount of the neutralizing agent used in the entire neutralization treatment can be reduced, and efficient neutralization treatment with reduced treatment costs can be performed. .
第1の中和処理における終点のpHについて、pHが5.0未満であると、第1の工程S51における中和処理が不十分となって、後述する第2の中和処理工程S52における中和処理の負荷が増大し、結果として第2の中和剤(例えば消石灰スラリー)の使用量が増加する。一方、終点のpHが6.0を超えると、第1の工程S51での中和処理の負荷が増大し、炭酸カルシウムスラリー等の第1の中和剤の使用量が増加する。また、終点のpHが6.0を超えるように調整して第1の工程S51での中和処理の負荷を意図的に増大させても、第2の中和処理工程S52における第2の中和剤の使用量は殆ど変わらないため、中和処理全体における中和剤の使用量が増加し、経済的に非効率となる。 Regarding the pH of the end point in the first neutralization treatment, if the pH is less than 5.0, the neutralization treatment in the first step S51 will be insufficient, and the neutralization treatment in the second neutralization treatment step S52 described later will The sum processing load increases, resulting in an increase in the usage of the second neutralizing agent (eg, slaked lime slurry). On the other hand, when the pH at the end point exceeds 6.0, the load of the neutralization treatment in the first step S51 increases, and the usage amount of the first neutralizing agent such as calcium carbonate slurry increases. In addition, even if the pH of the end point is adjusted to exceed 6.0 to intentionally increase the load of the neutralization treatment in the first step S51, the second medium in the second neutralization treatment step S52 Since the amount of admixture used remains almost the same, the amount of neutralizing agent used increases throughout the neutralization process, resulting in economic inefficiency.
なお、溶液のpH測定は、周知の方法を用いて行うことができ、その測定されたpHに基づいて中和処理の終点を判断できる。また、その測定されたpH値に基づいて、中和剤の添加量を調整することができる。具体的には、例えば、直列に接続されて設けられた複数の反応槽の間を連結して処理液をオーバーフローさせるロンダー樋等の内部にpH測定計を設置し、溶液のpHを随時測定可能とする。そして、中和剤の添加に伴う中和反応の進行により変化するpHを観測して、中和処理の終点を判断する。また、中和剤の添加量を適切に調整する。 The pH measurement of the solution can be performed using a well-known method, and the end point of the neutralization treatment can be determined based on the measured pH. Also, the amount of the neutralizing agent to be added can be adjusted based on the measured pH value. Specifically, for example, a pH measuring meter is installed inside a launder trough or the like that connects a plurality of reaction tanks connected in series to overflow the treatment liquid, and the pH of the solution can be measured at any time. and Then, the pH, which changes with the progress of the neutralization reaction accompanying the addition of the neutralizing agent, is observed to determine the end point of the neutralization treatment. Also, the amount of the neutralizing agent to be added is appropriately adjusted.
<3-2.第2の中和処理工程について>
第2の中和処理工程(単に「第1の工程」ともいう)S52では、第1の工程S51での中和処理後の溶液に対して、第2の中和剤として、第1の中和剤よりも塩基性度の高い中和剤を添加して中和処理を施す。第2の工程S52における中和処理により、不純物金属を含む沈殿物と不純物金属が除去された中和後液とを生成させる。なお、第2の工程S52における中和処理では、主として、マンガンを優先選択的に沈澱物とする。
<3-2. Regarding the second neutralization treatment step>
In the second neutralization treatment step (also simply referred to as the “first step”) S52, the solution after the neutralization treatment in the first step S51 is treated with the first medium as the second neutralizer. Neutralization treatment is performed by adding a neutralizing agent having higher basicity than the admixture. A precipitate containing impurity metals and a post-neutralization liquid from which impurity metals have been removed are produced by the neutralization treatment in the second step S52. In addition, in the neutralization treatment in the second step S52, manganese is preferentially and selectively used as precipitates.
第2の中和剤としては、上述のように、炭酸カルシウムスラリー等の第1の中和剤よりも塩基性度の高い中和剤であり、例えば、消石灰スラリー等を用いることができる。消石灰スラリーは、強アルカリ性の中和剤であり、比較的高コストなものである。 As described above, the second neutralizing agent is a neutralizing agent having a higher basicity than the first neutralizing agent such as calcium carbonate slurry, and for example, slaked lime slurry can be used. Slaked lime slurry is a strong alkaline neutralizing agent and is relatively expensive.
この中和処理方法では、段階的な中和処理を行うようにしており、第1の工程S51での中和処理において炭酸カルシウムスラリー等の中和剤を用い、所定のpH範囲を終点とする中和処理を行っていることから、第2の工程S52での中和処理において使用する中和剤である、消石灰スラリー等の比較的高価な中和剤の使用量を効果的に低減できる。 In this neutralization treatment method, a stepwise neutralization treatment is performed, and a neutralizing agent such as calcium carbonate slurry is used in the neutralization treatment in the first step S51, and a predetermined pH range is the end point. Since the neutralization treatment is performed, the amount of relatively expensive neutralizing agent such as slaked lime slurry used in the neutralizing treatment in the second step S52 can be effectively reduced.
第2の工程S52における中和処理では、その終点のpH範囲としてpH8.5~9.0の範囲に調整して処理を行うことが好ましい。この中和処理における終点のpHが8.5未満であると、硫化後液中に含まれる不純物金属の沈澱物が十分に形成されず、不純物金属イオンが中和後液中に残留してしまう可能性がある。特にマンガンの沈澱物形成が不十分となる可能性がある。一方で、終点のpHが9.0を超えると、それ以上に不純物金属の沈澱形成は進行せず、中和処理の負荷が大きくなって消石灰スラリー等の第2の中和剤の使用量が増加して経済性が悪化することになる。また、マグネシウムが共沈澱しやすくなり、これによっても中和剤の使用量が増加する可能性がある。 In the neutralization treatment in the second step S52, it is preferable to adjust the end point pH range to pH 8.5 to 9.0. If the pH at the end point of this neutralization treatment is less than 8.5, the precipitates of the impurity metals contained in the post-sulfidation liquid are not sufficiently formed, and the impurity metal ions remain in the post-neutralization liquid. there is a possibility. In particular, manganese precipitate formation may be insufficient. On the other hand, when the end-point pH exceeds 9.0, the formation of precipitates of impurity metals does not proceed any further, and the load of the neutralization treatment increases, and the amount of the second neutralizing agent such as slaked lime slurry used increases. It will increase and economic efficiency will worsen. Also, magnesium tends to co-precipitate, which may also increase the amount of neutralizing agent used.
そして特に、この中和処理方法では、第2の工程S52での中和処理における最上流の反応槽にのみ酸化剤として純酸素を供給するようにしており、このことにより、溶液中のマンガン濃度を1mg/L未満とすることを目標としたとき、pH8.5~9.0の範囲で有効にマンガンを除去することができ、従来の方法よりもpHの上限値を低下させることができる。このことにより、溶液中に含まれるマグネシウムがマンガンと共に沈澱物となることを有効に抑制することができ、結果として中和剤の使用量を削減することができる。なお、酸化剤の供給についての詳細は後述する。 In particular, in this neutralization method, pure oxygen is supplied as an oxidizing agent only to the most upstream reaction vessel in the neutralization treatment in the second step S52. When the target is less than 1 mg/L, manganese can be effectively removed in the pH range of 8.5 to 9.0, and the upper limit of pH can be lowered more than the conventional method. As a result, magnesium contained in the solution can be effectively prevented from forming precipitates together with manganese, and as a result, the amount of the neutralizing agent used can be reduced. Details of the supply of the oxidizing agent will be described later.
なお、第2の工程S52における中和処理のpH管理も、第1の工程S51でのpH管理と同様の方法で行うことができる。 The pH control of the neutralization treatment in the second step S52 can also be performed by the same method as the pH control in the first step S51.
ここで、上述したように第1の工程S51と第2の工程S52との2段階で中和処理を行い、さらに酸化剤の添加を制御することによって、高コストの消石灰スラリー等の中和剤(第2の中和剤)の使用量を低減できるものの、その第2の中和剤の使用量をさらに低減させることが望ましい。このとき、第2の工程S52にて使用する消石灰スラリー等の第2の中和剤について、その固形濃度(%Solid)が10%~18%の範囲のものを用いる。このように、固形濃度を特定の範囲に調整して第2の中和剤として使用することで、使用する中和剤のロス量を低減できる。つまり、ロスを低減させながら有効に消石灰スラリー等の第2の中和剤を使用できるようになるため、その使用量をさらに低減でき、より一層に効率的な処理を行うことが可能となる。 Here, as described above, the neutralization treatment is performed in two stages of the first step S51 and the second step S52, and furthermore, by controlling the addition of the oxidizing agent, the neutralizing agent such as high-cost slaked lime slurry Although the amount of (second neutralizing agent) used can be reduced, it is desirable to further reduce the amount of the second neutralizing agent used. At this time, the second neutralizing agent such as slaked lime slurry used in the second step S52 has a solid concentration (% Solid) in the range of 10% to 18%. Thus, by adjusting the solid concentration to a specific range and using it as the second neutralizing agent, the amount of loss of the neutralizing agent used can be reduced. That is, since the second neutralizing agent such as slaked lime slurry can be effectively used while reducing loss, the amount used can be further reduced, and more efficient treatment can be performed.
<3-3.中和処理設備について>
ここで、図3は、中和処理を行う複数の反応槽からなる中和処理設備の構成例を示す模式図である。中和処理設備1は、第1の工程S51における中和処理を2つの反応槽(第1の反応槽11及び第2の反応槽12)で、第2の工程S52における中和処理を2つの反応槽(第3の反応槽13及び第4の反応槽14)で行うように構成される設備である。
<3-3. Neutralization equipment>
Here, FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration example of a neutralization treatment facility composed of a plurality of reaction tanks for performing neutralization treatment. The
図3に示すように、第1の工程S51における中和処理では、直列に接続されて設けられた複数の反応槽(11,12)を使用して行う。また、第2の工程S52における中和処理においても同様に、直列に接続されて設けられた複数の反応槽(13、14)を使用して行う。そしてまた、第1の工程S51での中和処理を行う最下流に位置する反応槽(第2の反応槽12)と、第2の工程S52での中和処理を行う最上流に位置する反応槽(第3の反応槽13)とは互いに連結され、連続性を維持して構成されている。このように、第1の反応槽11~第4の反応槽14は、単一の系列で接続されている。
As shown in FIG. 3, the neutralization treatment in the first step S51 is performed using a plurality of reaction vessels (11, 12) connected in series. Likewise, the neutralization treatment in the second step S52 is performed using a plurality of reaction vessels (13, 14) connected in series. Further, the most downstream reaction tank (second reaction tank 12) for performing the neutralization treatment in the first step S51 and the most upstream reaction tank for performing the neutralization treatment in the second step S52 The tank (the third reaction tank 13) is connected to each other to maintain continuity. Thus, the first to
反応槽の設置数は、図3の例のように2つずつの計4槽に限られるものではなく、第1の工程S51での中和処理と第2の工程S52での中和処理とがそれぞれ複数の反応槽で実行されるように構成されていればよい。 The number of reaction tanks to be installed is not limited to four tanks, two tanks in total, as in the example of FIG. are configured to be executed in a plurality of reactors, respectively.
(第1の工程S51における中和処理)
第1の反応槽11は、単一の系列のうち最上流に位置する最初の中和反応槽であり、第1の工程S51での中和処理が行われる反応槽である。第1の反応槽11では、処理対象となる酸性溶液(硫化後液)が装入され、その酸性溶液に第1の中和剤(例えば炭酸カルシウムスラリー)が添加され、主として、鉄やアルミニウム等の不純物金属の水酸化物を生成させる。
(Neutralization treatment in the first step S51)
The
第1の反応槽11には、例えばその上部に、中和処理対象の酸性溶液を槽内に装入するための装入口が設けられ、また、第1の中和剤を添加するための中和剤添加口が設けられている。さらに、第1の反応槽11には、中和反応を促進させるための酸化剤を供給するための酸化剤供給口が設けられている。第1の反応槽11には、酸化剤として、例えば空気がブロワーから供給される。なお、酸化剤の供給について詳しくは後述する。
The
第2の反応槽12は、第1の反応槽11にて第1の中和剤が添加されたスラリーがオーバーフローして送り込まれ、第1の工程S51における中和処理が引き続き行われる。第2の反応槽12には、少なくとも酸化剤を供給するための酸化剤供給口が設けられており、酸化剤として例えば空気が供給される。
The slurry to which the first neutralizing agent has been added in the
第1の反応槽11と第2の反応槽12とは、互いの上端部において例えばロンダー樋21により接続され、第1の反応槽11から第2の反応槽12へ、そのロンダー樋21を介してスラリーがオーバーフローして移送される。
The
また、例えばそのロンダー樋21の内部(溶液が通過する位置)に、移送される溶液のpHを測定するためのpH計を設けることができる。そして、pH計により測定される溶液のpHを監視して、第1の中和剤の添加を調整し、pH5.0~6.0の範囲を終点として中和処理を行う。なお、pH計については、反応槽11,12内に設けてもよい。
Further, for example, a pH meter for measuring the pH of the transferred solution can be provided inside the launder gutter 21 (the position through which the solution passes). Then, the pH of the solution measured by the pH meter is monitored, the addition of the first neutralizing agent is adjusted, and the neutralization treatment is performed with the range of pH 5.0 to 6.0 as the end point. In addition, you may provide in the
(第2の工程S52における中和処理)
第3の反応槽13は、第2の工程S52における中和処理が行われる反応槽である。すなわち、第2の工程S52での中和処理を行う最上流の反応槽である。第3の反応槽13では、第1の工程S51での中和処理後の溶液が第2の反応槽12から供給され、その溶液に第2の中和剤(例えば消石灰スラリー)が添加されて、主として、マンガンを優先選択的に水酸化物として沈澱物化する。
(Neutralization treatment in the second step S52)
The
第3の反応槽13は、第2の反応槽12との間でロンダー樋22が接続されており、第2の反応槽12から第3の反応槽13へ、第1の工程S51での中和処理後の溶液がオーバーフローして移送される。また、第3の反応槽13には、例えばその上部に、第2の中和剤を添加するための中和剤添加口が設けられている。
A launder
さらに、第3の反応槽13には、中和反応を促進させるための酸化剤を供給するための酸化剤供給口が設けられている。ここで、第3の反応槽13には、酸化剤として、純酸素が供給される。詳しくは後述するが、複数の反応槽11~14から構成される中和処理設備1において、第2の工程S52での中和処理を行う最上流の反応槽である第3の反応槽13にのみ、酸化剤として純酸素が供給されるようになっている。これにより、溶液の酸化還元電位をより効果的に適正な範囲に制御でき、マンガンを優先的に沈澱物化することができる。これにより、マグネシウムの共沈を抑制して、中和剤の使用量の削減にも寄与する。さらに、第3の反応槽13にのみ純酸素を供給することから、酸化剤のコストを有効の削減でき、経済的にも効率性の高い中和処理を行うことができる。
Furthermore, the
第4の反応槽14は、第3の反応槽13にて第2の中和剤が添加されたスラリーがオーバーフローして送り込まれ、第2の工程S52における中和処理が引き続き行われる。第4の反応槽14には、少なくとも酸化剤を供給するための酸化剤供給口が設けられており、酸化剤として例えば空気が供給される。
The slurry added with the second neutralizing agent in the
第3の反応槽13と第4の反応槽14とは、互いの上端部において例えばロンダー樋23により接続され、第3の反応槽13から第4の反応槽14へ、そのロンダー樋23を介してスラリーがオーバーフローして移送される。
The
また、例えばそのロンダー樋23の内部(溶液が通過する位置)に、移送される溶液のpHを測定するためのpH計を設けることができる。そして、pH計により測定される溶液のpHを監視して、第2の中和剤の添加を調整し、好ましくpH8.5~9.0の範囲を終点として中和処理を行う。なお、pH計については、反応槽13,14内に設けてもよい。
Further, for example, a pH meter for measuring the pH of the transferred solution can be provided inside the launder gutter 23 (the position through which the solution passes). Then, the pH of the solution measured by a pH meter is monitored, the addition of the second neutralizing agent is adjusted, and the neutralization treatment is preferably carried out with the pH range of 8.5 to 9.0 as the end point. In addition, the pH meter may be provided in the
<3-4.酸化剤の添加について>
上述したように、中和処理方法においては、第1の工程S51及び第2の工程S52のそれぞれの中和処理を、直列に接続されて設けられた複数の反応槽(第1の反応槽11~第4の反応槽14)を使用して行う。
<3-4. About Addition of Oxidizing Agent>
As described above, in the neutralization treatment method, each of the neutralization treatments in the first step S51 and the second step S52 is performed in a plurality of reaction tanks (
また、各反応槽(11~14)における中和処理では、酸化剤を供給して行う。 Further, the neutralization treatment in each reaction tank (11 to 14) is performed by supplying an oxidizing agent.
例えば、中和処理対象である酸性溶液(硫化後液)中に含まれる鉄は、中和剤の添加によって水酸化鉄の沈澱物となる。溶液中の鉄には、2価の鉄と3価の鉄との両方が含まれており、それぞれ、2価の水酸化鉄(II)(Fe(OH)2)、3価の水酸化鉄(III)(Fe(OH)3)として沈澱する。ところが、3価の水酸化鉄(III)(Fe(OH)3)はpHが低くても沈澱するものの、2価の水酸化鉄(II)(Fe(OH)2)はpHが低いと沈澱し難い。したがって、3価の鉄については、溶液のpHが低い第1の工程S51での中和処理にてFe(OH)3として沈澱させ、2価の鉄については、pHを高い状態とする第2の工程S52での中和処理にてFe(OH)2として沈澱させる。 For example, the iron contained in the acidic solution (the post-sulfidation solution) to be neutralized becomes a precipitate of iron hydroxide by the addition of a neutralizing agent. The iron in the solution contains both divalent iron and trivalent iron, respectively divalent iron hydroxide (II) (Fe(OH) 2 ), trivalent iron hydroxide (III) Precipitates as (Fe(OH) 3 ). However, although trivalent iron(III) hydroxide (Fe(OH) 3 ) precipitates at low pH, divalent iron(II) hydroxide (Fe(OH) 2 ) precipitates at low pH. hard to do Therefore, trivalent iron is precipitated as Fe(OH) 3 by the neutralization treatment in the first step S51 in which the pH of the solution is low, and divalent iron is in a second step in which the pH is high. Fe(OH) 2 is precipitated by the neutralization treatment in step S52.
上述したように、第2の工程S52における中和処理では、pHを高い状態とするために、第1の中和剤よりも塩基性度の高い第2の中和剤(例えば消石灰スラリー等)を使用している。ところが、第2の工程S52で処理する2価の鉄が多くなると、pHを高い状態に維持するために消石灰スラリー等の第2の中和剤の使用量を増やさなければならない。消石灰スラリーは、第1の工程S51における中和処理で使用する石灰石スラリー等の中和剤に比べて高価であり、処理コストを考慮すれば、その第2の工程S52で処理する2価の鉄は少ない方が好ましいことになる。つまり、第1の工程S51における中和処理の対象となる酸性溶液中に含まれる鉄については、できる限り、その第1の工程S51において処理することが望ましい。 As described above, in the neutralization treatment in the second step S52, a second neutralizing agent (for example, slaked lime slurry, etc.) having a higher basicity than the first neutralizing agent is used in order to raise the pH. are using. However, when the amount of divalent iron to be treated in the second step S52 increases, the amount of the second neutralizing agent such as slaked lime slurry must be increased in order to maintain the pH at a high state. The slaked lime slurry is more expensive than the neutralizing agent such as limestone slurry used in the neutralization treatment in the first step S51. A smaller number is preferable. That is, it is desirable to treat iron contained in the acidic solution to be neutralized in the first step S51 as much as possible in the first step S51.
第1の工程S51において処理する鉄の量を多くするためには、処理対象の酸性溶液に含まれる2価の鉄を3価の鉄とすればよい。そこで、この中和処理方法においては、処理対象の溶液に酸化剤を供給することによって、2価の鉄を3価の鉄に酸化する。例えば、反応槽に酸化剤としての空気を吹き込むことによって、空気中の酸素と2価の鉄とを接触させて3価の鉄に酸化する。 In order to increase the amount of iron to be treated in the first step S51, divalent iron contained in the acidic solution to be treated should be replaced with trivalent iron. Therefore, in this neutralization treatment method, bivalent iron is oxidized to trivalent iron by supplying an oxidizing agent to the solution to be treated. For example, by blowing air as an oxidizing agent into the reaction tank, the oxygen in the air is brought into contact with divalent iron to oxidize it into trivalent iron.
さてここで、中和処理の対象である硫化後液(酸性溶液)には、鉄のほかに、少なくとも、マンガン、マグネシウム、アルミニウムが含まれている。主として第1の工程S51における中和処理にて沈澱物を形成させる鉄に関しては、空気等の酸化剤によって十分に酸化できるものの、特にマンガンに関しては、酸化還元電位を上昇させる必要があるため、より酸化力の大きな酸化剤を供給することが好ましく、特に純酸素を供給することが好ましい。なお、不純物元素であるマンガンは、第2の工程S52での中和処理において沈澱物となる。 Here, the post-sulfidation solution (acidic solution) to be neutralized contains at least manganese, magnesium, and aluminum in addition to iron. Iron, which forms precipitates mainly in the neutralization treatment in the first step S51, can be sufficiently oxidized by an oxidizing agent such as air. It is preferable to supply an oxidizing agent having a high oxidizing power, and it is particularly preferable to supply pure oxygen. Manganese, which is an impurity element, becomes a precipitate in the neutralization treatment in the second step S52.
そこで、この中和処理方法においては、第2の工程S52での中和処理における最上流の反応槽(第3の反応槽13)にのみ、酸化剤として純酸素を供給することを特徴としている。第1の工程S51での中和処理を行う第1の反応槽11及び第2の反応槽12、また、第2の工程S52での中和処理を行う第4の反応槽14においても、酸化剤として純酸素を供給してもよいが、処理コスト(酸化剤コスト)が上昇してしまう。このことから、酸化剤としては、第2の工程S52での中和処理を行う最上流の反応槽(第3の反応槽13)にのみ、純酸素を用いる。
Therefore, in this neutralization treatment method, pure oxygen is supplied as an oxidizing agent only to the most upstream reaction tank (third reaction tank 13) in the neutralization treatment in the second step S52. . In the
これにより、中和処理全体における酸化剤のコストを有効に削減できるとともに、マンガンを酸化するための酸化還元電位の調整を適切にかつ効果的に行うことができ、不純物元素、特にマンガンを優先選択的に沈澱物として分離除去できる。 As a result, the cost of the oxidizing agent in the entire neutralization process can be effectively reduced, and the oxidation-reduction potential for oxidizing manganese can be adjusted appropriately and effectively, and impurity elements, especially manganese, can be preferentially selected. can be separated and removed as a precipitate.
また、第2の工程S52での中和処理における最上流の反応槽(第3の反応槽13)にのみ、酸化剤として純酸素を供給することで、溶液中のマンガン濃度を1mg/L未満とすることを目標としたとき、pH8.5~9.0の範囲で有効にマンガンを除去することができ、従来の方法(pHの上限9.5)よりもpHの上限値を低下させることができる。このことにより、溶液中に含まれるマグネシウムがマンガンと共に沈澱物化することを有効に抑制することができ、結果として中和剤の使用量を削減することができる。 In addition, by supplying pure oxygen as an oxidizing agent only to the most upstream reaction tank (third reaction tank 13) in the neutralization treatment in the second step S52, the manganese concentration in the solution is reduced to less than 1 mg/L. When aiming to achieve, manganese can be effectively removed in the range of pH 8.5 to 9.0, and the upper limit of pH is lower than the conventional method (upper limit of pH 9.5). can be done. As a result, precipitation of magnesium contained in the solution together with manganese can be effectively suppressed, and as a result, the amount of the neutralizing agent used can be reduced.
第3の反応槽13に純酸素を供給するにあたっては、特に限定されないが、ボンベから供給される酸素ガスを、シンターガラスやパイプ等を介して槽内の溶液中に吹き込むようにすることが好ましい。これにより、純酸素が効率的に溶液中に溶け込むようになる。
The method of supplying pure oxygen to the
なお、第1の工程S51における中和処理を行う第1の反応槽11及び第2の反応槽12、並びに第2の工程S52における中和処理を行う第4の反応槽14に供給する酸化剤としては、特に限定されないが、例えば、上述した空気や、オゾン、過酸化物、あるいは二酸化硫黄等を用いることができる。その中でも、空気を用いることがよりコストを削減できるため、好ましい。
The oxidizing agent supplied to the
具体的に、第2の工程S52での中和処理においては、最上流の反応槽(第3の反応槽13)における溶液の酸化還元電位(Ag/AgCl基準)が-100mV~+300mVの範囲となるようにすることが好ましい。そして、酸化剤として純酸素を供給することで、このような酸化還元電位の範囲に効率的に制御することができる。このように、第3の反応槽13に酸化剤としての純酸素を供給して中和処理を行うことで、溶液中のマンガンを効果的に酸化させて、優先的に沈澱物にすることができ、分離除去することができる。すなわち、マグネシウムの共沈を抑制しながら、マンガンを選択的に沈澱物にすることができる。そして、このようにマグネシウムの共沈を抑制できることにより、消石灰スラリー等の第2の中和剤の使用量を削減することに寄与する。
Specifically, in the neutralization treatment in the second step S52, the oxidation-reduction potential (based on Ag/AgCl) of the solution in the most upstream reaction tank (third reaction tank 13) is in the range of -100 mV to +300 mV. It is preferable to By supplying pure oxygen as an oxidizing agent, the redox potential can be efficiently controlled within such a range. Thus, by supplying pure oxygen as an oxidizing agent to the
酸化還元電位が-100mV未満であると、マンガンの酸化が不十分になって優先的な沈澱物形成が達成されなくなる可能性があり、マンガンを1mg/L以下のレベルにまで分離除去するために中和剤の使用量が増加する。またそれに伴って、マグネシウムの共沈澱量も多くなることがある。一方で、酸化還元電位が+300mVを超えると、マンガンの優先的な沈澱物形成は達成されるものの、多量の純酸素が必要になり、酸化剤のコストが上昇する。しかも、それ以上にマンガンの沈澱物形成の効果は高まらず、効率性を低下する可能性がある。さらに、溶液中にクロムが含まれている場合には、そのクロムが6価の形態となる可能性があり、好ましくない。 If the redox potential is less than -100 mV, the oxidation of manganese may be insufficient and preferential precipitate formation may not be achieved. Increases the amount of neutralizer used. In addition, along with this, the amount of coprecipitation of magnesium may also increase. On the other hand, when the redox potential exceeds +300 mV, preferential precipitation of manganese is achieved, but a large amount of pure oxygen is required and the cost of the oxidant increases. Moreover, the effect of forming manganese precipitates is not increased further, and efficiency may be reduced. Furthermore, if the solution contains chromium, the chromium may be in the hexavalent form, which is not preferred.
第3の反応槽13への純酸素の供給量は、溶液中のマンガンイオンを2価から3価に酸化するのに必要な量であればよい。また、その純酸素の供給量については、上述した酸化還元電位-100mV~+300mVの範囲が、マンガンイオンが2価から3価に変化する領域であることから、その酸化還元電位を目安に調整することができる。あるいは、溶液をサンプリングして、マンガンイオンの価数を化学分析して管理してもよい。
The amount of pure oxygen supplied to the
以上のように、中和処理方法においては、第1の工程S51及び第2の工程S52におけるそれぞれの中和処理を、直列に接続されて設けられた複数の反応槽(第1の反応槽11~第4の反応槽14)を使用して行い、また、各反応槽(11~14)に酸化剤を供給して行う。そしてその中で、第2の工程S52での中和処理における最上流の反応槽(第3の反応槽13)にのみ、酸化剤として純酸素を供給する。
As described above, in the neutralization treatment method, each of the neutralization treatments in the first step S51 and the second step S52 is performed in a plurality of reaction tanks (
このような方法によれば、鉄、マンガン、マグネシウム、及びアルミニウムを含有する酸性溶液から、有害元素を選択的にかつ効果的に分離除去できるとともに、中和剤消費量を削減し、また酸化剤コストも有効に削減でき、効率的な処理を行うことができる。 According to such a method, harmful elements can be selectively and effectively separated and removed from an acidic solution containing iron, manganese, magnesium, and aluminum, and the amount of consumption of the neutralizer can be reduced. Cost can be effectively reduced, and efficient processing can be performed.
≪4.ニッケル酸化鉱石のAl/Mg比≫
上述したように、本発明に係る中和処理方法は、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(図1の工程図における工程S5)での処理に適用できる。その場合における、処理対象である酸性溶液は、ニッケル酸化鉱石から硫酸を用いてニッケルを浸出する浸出処理を経て得られる浸出液に対して硫化剤を添加して硫化処理を施すことによって得られる硫化後液となる。なお、鉄、マンガン、マグネシウム、及びアルミニウムは、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスを経て硫化後液中に残留する金属である。
≪4. Al/Mg ratio of nickel oxide ore>>
As described above, the neutralization treatment method according to the present invention can be applied to treatment in the final neutralization step (step S5 in the process diagram of FIG. 1) in the nickel oxide ore hydrometallurgical process. In that case, the acidic solution to be treated is a post-sulfurized solution obtained by adding a sulfiding agent to the leachate obtained through a leaching treatment of leaching nickel from nickel oxide ore using sulfuric acid and performing a sulfurizing treatment. becomes liquid. Note that iron, manganese, magnesium, and aluminum are metals that remain in the solution after sulfiding through the hydrometallurgical process of nickel oxide ore.
ここで、中和処理対象としての硫化後液としては、マグネシウム品位に対するアルミニウム品位の比(Al/Mg比)が2.0未満であるニッケル酸化鉱石のスラリーを原料とし、その原料から湿式製錬プロセスを経て得られたものを用いることが好ましい。 Here, as the post-sulfidation liquid to be neutralized, a slurry of nickel oxide ore having a ratio of aluminum grade to magnesium grade (Al/Mg ratio) of less than 2.0 is used as a raw material, and hydrometallurgy is used from the raw material. It is preferable to use those obtained through processes.
本発明者の研究により、湿式製錬プロセスの原料となるニッケル酸化鉱石中のマグネシウム品位に対するアルミニウム品位の比(Al/Mg比)に関して、そのAl/Mg比が2.0未満であると、アルミニウムとマグネシウムとの共沈効果が低下することが見出された。このことから、このようなAl/Mg比が2.0未満であるニッケル酸化鉱石を原料として用いて湿式製錬プロセスを行うことで得られる硫化後液を中和処理(最終中和処理)対象とした場合、中和剤(特に第2の中和剤)の使用量をより削減することができる。一方で、Al/Mg比が高い場合には、マンガンを純酸素で酸化させることに伴い、マンガンとマグネシウムとの共沈が発生してしまい、延いては中和剤の使用量を増加させる。 According to the research of the present inventor, regarding the ratio of aluminum grade to magnesium grade (Al/Mg ratio) in the nickel oxide ore that is the raw material of the hydrometallurgical process, if the Al/Mg ratio is less than 2.0, aluminum It was found that the coprecipitation effect of and magnesium is reduced. For this reason, the post-sulfidation liquid obtained by performing the hydrometallurgical process using such a nickel oxide ore having an Al / Mg ratio of less than 2.0 as a raw material is subjected to neutralization treatment (final neutralization treatment) , the amount of the neutralizing agent (especially the second neutralizing agent) used can be further reduced. On the other hand, when the Al/Mg ratio is high, coprecipitation of manganese and magnesium occurs as a result of oxidizing manganese with pure oxygen, which leads to an increase in the amount of neutralizing agent used.
一般的に、アルミニウムイオンを含有する溶液のpHを4.0~6.0の範囲に調整すると、水酸化アルミニウムを形成して沈澱物となる。その後、pHを7.0~8.0の領域にまで上昇させると、その沈澱物は、〔Al(OH)3〕で表記される単純な水酸化アルミニウム澱物の形態で安定して存在するのではなく、共存するマグネシウムイオン等の2価の金属イオンを塩基性複塩の形に取り込んだハイドロタルサイト型化合物(アルミニウム複合水酸化物)として準安定な状態で存在するようになる。このような準安定化した状態では、中和剤を過剰に消費する。 In general, adjusting the pH of a solution containing aluminum ions to a range of 4.0 to 6.0 results in the formation of aluminum hydroxide and a precipitate. After that, when the pH is raised to the range of 7.0 to 8.0, the precipitate stably exists in the form of a simple aluminum hydroxide precipitate represented by [Al(OH) 3 ]. Instead, it exists in a metastable state as a hydrotalcite-type compound (aluminum composite hydroxide) in which coexisting divalent metal ions such as magnesium ions are incorporated in the form of a basic double salt. Such a metastabilized state consumes an excess of the neutralizing agent.
このことから、ニッケル酸化鉱石中のAl/Mg比が低い場合(好ましくは2.0未満)であると、つまりはマグネシウム品位が高いため、湿式製錬プロセスにおける浸出工程(S1)での添加した硫酸が優先的にマグネシウムに使用され、アルミニウム浸出率が低く抑えられる。さらに、浸出液中のアルミニウム濃度が低く抑えられるために、硫化工程(S4)での生成する硫化後液中のアルミニウム濃度も低くなる。このことから、アルミニウム濃度が低い硫化後液を対象とする中和処理では、ハイドロタルサイト型化合物(アルミニウム複合水酸化物)での沈澱物の生成が抑制され、その結果として、中和剤の使用量を削減することが可能となる。 From this, when the Al / Mg ratio in the nickel oxide ore is low (preferably less than 2.0), that is, the magnesium grade is high, the added in the leaching step (S1) in the hydrometallurgical process Sulfuric acid is used preferentially for magnesium to keep the aluminum leaching rate low. Furthermore, since the concentration of aluminum in the leachate is kept low, the concentration of aluminum in the post-sulfurization liquid produced in the sulfurization step (S4) also becomes low. From this, in the neutralization treatment for the post-sulfidation solution with a low aluminum concentration, the formation of precipitates in the hydrotalcite type compound (aluminum composite hydroxide) is suppressed, and as a result, the neutralizing agent is used. It is possible to reduce the amount used.
なお、ニッケル酸化鉱石(鉱石スラリー)中のアルミニウム品位、マグネシウム品位とは、鉱石スラリー中の固形分における、アルミニウム、マグネシウムのそれぞれの品位(含有割合)をいう。例えば、ラテライト鉱等のニッケル酸化鉱石からなる鉱石スラリー中の固形分におけるアルミニウム品位は、通常、2.0質量%~3.5質量%程度の範囲内であり、マグネシウム品位は、通常、0.8質量%~1.8質量%程度の範囲内である。したがって、一般的には、鉱石スラリーのAl/Mg比としては、およそ1.2~4.0の範囲となる。 The aluminum grade and magnesium grade in the nickel oxide ore (ore slurry) refer to the respective grades (content ratios) of aluminum and magnesium in the solid content in the ore slurry. For example, the aluminum grade in the solid content in the ore slurry composed of nickel oxide ore such as laterite ore is usually in the range of about 2.0% by mass to 3.5% by mass, and the magnesium grade is usually in the range of 0.5% by mass. It is in the range of about 8% by mass to 1.8% by mass. Therefore, in general, the Al/Mg ratio of ore slurry is in the range of about 1.2 to 4.0.
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。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
≪実施例及び比較例≫
<処理操作について>
[実施例1]
図1に示す湿式製錬プロセスの工程図に沿って、原料としてのニッケル酸化鉱石からニッケル硫化物を生成する際に排出される硫化後液(酸性溶液)と、固液分離工程S2にて分離した浸出残渣との混合溶液に対して、最終中和工程S5にて中和処理を行った。
<<Examples and Comparative Examples>>
<About processing operations>
[Example 1]
Along the process diagram of the hydrometallurgical process shown in FIG. 1, the post-sulfidation liquid (acidic solution) discharged when producing nickel sulfide from the nickel oxide ore as a raw material is separated in the solid-liquid separation step S2. In the final neutralization step S5, a neutralization treatment was performed on the mixed solution with the leached residue obtained.
具体的には、浸出工程S1において所定の粒度を有するニッケル酸化鉱石を含んだ鉱石スラリーに硫酸を添加して高温高圧下で浸出処理を施し、得られた浸出スラリーを固液分離工程S2にて固液分離することで浸出液と浸出残渣とに分離した。 Specifically, in the leaching step S1, sulfuric acid is added to an ore slurry containing nickel oxide ore having a predetermined particle size, and leaching treatment is performed under high temperature and high pressure, and the obtained leaching slurry is subjected to a solid-liquid separation step S2. Solid-liquid separation separated into a leachate and a leach residue.
次に、中和工程S3において浸出液に対してpH調整剤を添加して不純物元素の沈澱物を生成し、澱物スラリーの形態で分離除去して、有価金属であるニッケル及びコバルトのほか、不純物金属イオンとして鉄、マグネシウム、及びマンガンを含む硫酸溶液からなるニッケル回収用の母液(貴液)を得た。 Next, in the neutralization step S3, a pH adjuster is added to the leachate to form precipitates of impurity elements, which are separated and removed in the form of a slurry of precipitates to remove nickel and cobalt, which are valuable metals, as well as impurities. A mother liquor (precious liquor) for recovering nickel was obtained from a sulfuric acid solution containing iron, magnesium and manganese as metal ions.
次に、得られた母液に対して、硫化工程S4において硫化水素ガスを吹き込んでニッケルを含む硫化物を生成させた。生成した硫化物をフィルタープレスで固液分離することで回収し、その際、液相側として硫化後液を排出させた。 Next, in the sulfurization step S4, hydrogen sulfide gas was blown into the obtained mother liquor to produce sulfides containing nickel. The generated sulfide was recovered by solid-liquid separation using a filter press, and the liquid after sulfiding was discharged as the liquid phase side.
そして、このように排出された硫化後液を回収し、その硫化後液と、固液分離工程S2にて分離させた浸出残渣とを混合し、最終中和工程S5として、その溶液に対して、第1の中和処理工程(第1の工程)S51と、第2の中和処理工程(第2の工程)S52とからなる2段階の中和処理を施した(図2の工程図を参照)。これにより、硫化後液中に含まれる不純物金属イオンを中和除去して中和後液を得た。 Then, the post-sulfurization liquid discharged in this way is recovered, the post-sulfurization liquid is mixed with the leaching residue separated in the solid-liquid separation step S2, and in the final neutralization step S5, the solution is subjected to , A two-stage neutralization treatment consisting of a first neutralization treatment step (first step) S51 and a second neutralization treatment step (second step) S52 was performed (see the process diagram in FIG. reference). As a result, impurity metal ions contained in the post-sulfurization liquid were neutralized and removed to obtain a post-neutralization liquid.
最終中和工程S5における中和処理の対象である硫化後液は、pH1~3であり、鉄を1~4g/L、アルミニウムを1~3g/L、マンガンを1~3g/L、ニッケルを0.05~0.2g/L、マグネシウムを1~6g/Lの濃度で含む溶液であった。 The post-sulfidation liquid to be neutralized in the final neutralization step S5 has a pH of 1 to 3, 1 to 4 g/L of iron, 1 to 3 g/L of aluminum, 1 to 3 g/L of manganese, and 1 to 3 g/L of nickel. It was a solution containing 0.05 to 0.2 g/L and magnesium at a concentration of 1 to 6 g/L.
最終中和工程S5における、第1の工程S51と第2の工程S52との2段階からなる中和処理では、直列に接続されて設けられたそれぞれ2基の反応槽からなる合計4基の反応槽(第1の反応槽11~第4の反応槽14)を用いて連続的に行った。各反応槽(11~14)内で処理された処理液(処理後液)は、隣接する下流側の反応槽にロンダー樋(21,22,23)を介してオーバーフローにより移送させた。
In the final neutralization step S5, in the two-step neutralization treatment of the first step S51 and the second step S52, a total of four reactors each consisting of two reactors connected in series were used. It was carried out continuously using tanks (
第1の工程S51における中和処理では、第1の中和剤として炭酸カルシウムスラリーを用い、処理対象の硫化後液のpHが5.0(終点pH)となるまでその中和剤を添加した。また、第2の工程S52における中和処理では、第2の中和剤として消石灰スラリー(消石灰スラリー濃度22質量%)を用いて添加した。 In the neutralization treatment in the first step S51, calcium carbonate slurry was used as the first neutralizing agent, and the neutralizing agent was added until the pH of the post-sulfidation solution to be treated reached 5.0 (end point pH). . Moreover, in the neutralization treatment in the second step S52, a slaked lime slurry (slaked lime slurry concentration: 22% by mass) was added as the second neutralizing agent.
また、処理後液が流れるロンダー樋内にpH計を設け、pH計で測定したpH値に基づいて、前段の反応槽に添加する中和剤の添加配管に設けた流量調整弁の開度を制御して、中和剤の添加量を調整した。すなわち、第1の工程S51では、第1の反応槽11に添加する第1の中和剤の添加量を、第2の反応槽12からオーバーフローする処理液のpH値に基づいて調整した。また、第2の工程S52では、第3の反応槽13に添加する第2の中和剤の添加量を、第4の反応槽14からオーバーフローする処理液のpH値に基づいて調整した。なお、第4の反応槽14からオーバーフローにより抜き出される処理液は、ポンプを介して後段の固液分離装置に供給した。
In addition, a pH meter is provided in the launder gutter through which the post-treatment liquid flows, and based on the pH value measured by the pH meter, the opening of the flow control valve provided in the addition pipe of the neutralizing agent to be added to the reaction tank in the preceding stage is adjusted. controlled to adjust the amount of neutralizer added. That is, in the first step S51, the addition amount of the first neutralizing agent to be added to the
また、各反応槽には酸化剤を供給して中和処理を行った。具体的に、第1の工程S51での中和処理を行う第1の反応槽11及び第2の反応槽12、並びに、第2の工程S52での中和処理を行う第4の反応槽14には、酸化剤として空気を供給した。一方、第2の工程S52での中和処理を行う第3の反応槽13には、酸化剤として純酸素(100%酸素)を供給した。すなわち、第2の工程S52での中和処理を行う最上流に位置する反応槽である第3の反応槽13にのみ、酸化剤として純酸素を供給した。
In addition, neutralization treatment was performed by supplying an oxidizing agent to each reaction vessel. Specifically, the
そして、第2の反応槽12での処理後の溶液に、酸化還元電位(Ag/AgCl基準)が-50mV~+50mVとなるように純酸素を毎分0.5リットルの流量で供給しながら15分間攪拌するとともに、第2の中和剤である消石灰スラリーを添加して溶液のpHを8.0~9.5の範囲で調整した。
Then, while supplying pure oxygen at a flow rate of 0.5 liters per minute to the solution after treatment in the
[比較例1]
比較例1では、第1の反応槽11~第4の反応槽14の4槽すべての反応槽に、酸化剤として空気を供給して、2段階からなる中和処理を行ったこと以外は、実施例1と同様にして処理した。
[Comparative Example 1]
In Comparative Example 1, air was supplied as an oxidizing agent to all of the four reaction tanks, ie, the
<中和処理の結果について>
上述した実施例1及び比較例1での中和処理後の溶液を回収し、溶液中の不純物濃度を分析した。下記表1に、分析結果を示す。
<Results of neutralization treatment>
The solutions after the neutralization treatment in Example 1 and Comparative Example 1 described above were recovered, and the concentration of impurities in the solutions was analyzed. The analysis results are shown in Table 1 below.
表1に示されるように、実施例1、比較例1ともに、鉄、マンガン、アルミニウム等の不純物金属を沈澱物化して分離除去することができた。すなわち、中和処理後の排水中のマンガン濃度を1mg/L未満にできたとともに、その他重金属についても1mg/L未満とすることができた。 As shown in Table 1, in both Example 1 and Comparative Example 1, impurity metals such as iron, manganese and aluminum could be precipitated and separated and removed. That is, the manganese concentration in the waste water after neutralization treatment was reduced to less than 1 mg/L, and the concentration of other heavy metals was also reduced to less than 1 mg/L.
ところが、比較例1では、マグネシウム濃度が400mg/Lと、実施例1と比べて低濃度となった。このことは、比較例1の処理では、マンガンの酸化反応が不十分となって優先的な沈澱物形成が生じず、中和剤である消石灰スラリーの使用量を増加せざるを得ない状況になった結果、溶液中のマグネシウムの共沈澱量が多くなったためであると考えられる。この結果は、第2の工程S52での中和処理を行う第3の反応槽13に供給する酸化剤として空気を用いたことによると推測される。
However, in Comparative Example 1, the magnesium concentration was 400 mg/L, which was lower than in Example 1. This means that in the treatment of Comparative Example 1, the oxidation reaction of manganese was insufficient and preferential precipitate formation did not occur, and the amount of slaked lime slurry used as a neutralizing agent had to be increased. As a result, the coprecipitation amount of magnesium in the solution increased. This result is presumed to be due to the use of air as the oxidizing agent supplied to the
これに対して実施例1では、第3の反応槽13にのみ、酸化剤として空気を供給したことで、酸化剤の使用コストを削減しながら、中和剤の使用量も有効に削減でき、マグネシウムの共沈澱量も抑えて効率的な中和処理を行うことができた。
On the other hand, in Example 1, by supplying air as an oxidizing agent only to the
また、図4は、第2の工程S52における中和処理を行ったときの、pHに対する溶液中のマンガン濃度の測定結果を示すグラフ図である。 FIG. 4 is a graph showing measurement results of the manganese concentration in the solution with respect to pH when the neutralization treatment in the second step S52 is performed.
図4の結果に示されるように、第2の工程S52での中和処理を行う最上流の反応槽である第3の反応槽13に酸化剤として純酸素を供給した実施例1では、低いpHの段階で既に溶液中のマンガンを低濃度にできていることが分かる。つまり、マンガンを優先的の沈澱物化して分離できている。このことは、純酸素を酸化剤として供給したことで、溶液中の酸化還元電位の制御を効率的にかつ効果的に行うことができたためと考えられる。
As shown in the results of FIG. 4, in Example 1 in which pure oxygen was supplied as an oxidizing agent to the
なお、上述したように、純酸素の供給は、第3の反応槽13にのみ行っているため、酸化剤の使用コストの上昇も効果的に抑えることができた。
As described above, since pure oxygen is supplied only to the
≪ニッケル酸化鉱石のAl/Mg比についての検証≫
[実施例2]
図1に工程図を示すニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおける原料の鉱石スラリーとして、鉱石中のマグネシウム品位に対するアルミニウム品位の比(Al/Mg比)が1.6、2.0、2.4である3種類を用い、その原料から湿式製錬プロセスを経て硫化後液を回収した。
≪Verification of the Al/Mg ratio of nickel oxide ore≫
[Example 2]
As raw material ore slurry in the nickel oxide ore hydrometallurgical process shown in the process diagram in FIG. , and the post-sulfidation liquid was recovered from the raw materials through the hydrometallurgical process.
その後、最終中和工程S5として、実施例1と同様にして、その硫化後液に対して2段階からなる中和処理を行った。 After that, as the final neutralization step S5, in the same manner as in Example 1, the post-sulfurized liquid was subjected to a two-stage neutralization treatment.
なお、中和処理対象の硫化後液は、pH1~3であり、鉄を1~4g/L、アルミニウムを1~3g/L、マンガンを1~3g/L、ニッケルを0.05~0.2g/L、マグネシウムを1~6g/Lの濃度で含む溶液であった。 The post-sulfidation liquid to be neutralized has a pH of 1 to 3, and contains 1 to 4 g/L of iron, 1 to 3 g/L of aluminum, 1 to 3 g/L of manganese, and 0.05 to 0.05 g/L of nickel. It was a solution containing 2 g/L and magnesium at a concentration of 1 to 6 g/L.
図5は、Al/Mg比が異なる鉱石を用いて得られた硫化後液に対する第2の工程S52における中和処理を行ったときの、pHに対する溶液中残存マグネシウム濃度の測定結果を示すグラフ図である。 FIG. 5 is a graph showing measurement results of the concentration of residual magnesium in the solution with respect to pH when the neutralization treatment in the second step S52 was performed on the post-sulfidation solution obtained using ores having different Al/Mg ratios. is.
図5の結果に示されるように、湿式製錬プロセスにおける原料となる鉱石中のAl/Mg比によって、中和処理による溶液中の残存マグネシウム濃度は異なることが明確に分かる。特に、Al/Mg比が2.0未満であると、pH9.0以下の範囲ではマグネシウムの残存量が多く、すなわちマンガン等の他の不純物金属との共沈澱を抑制できていることがわかる。 As shown in the results of FIG. 5, it can be clearly seen that the concentration of residual magnesium in the solution after the neutralization treatment differs depending on the Al/Mg ratio in the ore that is the raw material in the hydrometallurgical process. In particular, when the Al/Mg ratio is less than 2.0, the residual amount of magnesium is large in the range of pH 9.0 or lower, ie, coprecipitation with other impurity metals such as manganese can be suppressed.
また、下記表2に、溶液中のマンガン濃度1mg/L時におけるマグネシウムと沈澱削減量と、第2の中和剤として用いた消石灰スラリーの削減量の結果を示す。 Also, Table 2 below shows the results of the amount of magnesium and precipitation reduction when the manganese concentration in the solution was 1 mg/L, and the amount of reduction of the slaked lime slurry used as the second neutralizing agent.
表2に示されるように、Al/Mg比が2.0未満である鉱石を原料として湿式製錬プロセスを経て得られる硫化後液であると、消石灰スラリーの添加量を効果的に削減できるとともに、マグネシウムの沈澱物形成を抑制できることがわかった。 As shown in Table 2, the post-sulfidation liquid obtained through the hydrometallurgical process using an ore having an Al/Mg ratio of less than 2.0 as a raw material can effectively reduce the amount of slaked lime slurry added. , was found to be able to suppress the formation of magnesium precipitates.
1 中和処理設備
11 第1の反応槽
12 第2の反応槽
13 第3の反応槽
14 第4の反応槽
21,22,23 ロンダー樋
S1 浸出工程
S2 固液分離工程
S3 中和工程
S4 硫化工程
S5 最終中和工程
S51 第1の中和処理工程(第1の工程)
S52 第2の中和処理工程(第2の工程)
1
S52 Second neutralization treatment step (second step)
Claims (7)
前記酸性溶液に第1の中和剤を添加してpH5.0~6.0の範囲を終点として中和処理を施す第1の工程と、
前記第1の工程での中和処理後の溶液に、前記第1の中和剤よりも塩基性度の高い第2の中和剤を添加して中和処理を施す第2の工程と、を有し、
前記第1の工程及び前記第2の工程のそれぞれの中和処理を、直列に接続されて設けられた複数の反応槽を使用し、各反応槽に酸化剤を供給して行い、
前記第2の工程での中和処理を行う最上流の反応槽にのみ、前記酸化剤として純酸素を供給する
中和処理方法。 A neutralization treatment method for an acidic solution containing at least iron, manganese, magnesium, and aluminum,
a first step of adding a first neutralizing agent to the acidic solution and performing a neutralization treatment with a pH range of 5.0 to 6.0 as an end point;
a second step of neutralizing the solution by adding a second neutralizing agent having a higher basicity than the first neutralizing agent to the solution after the neutralization treatment in the first step; has
The neutralization treatment of each of the first step and the second step is performed by using a plurality of reaction vessels connected in series and supplying an oxidant to each reaction vessel,
A neutralization treatment method, wherein pure oxygen is supplied as the oxidizing agent only to the most upstream reaction tank where the neutralization treatment in the second step is performed.
請求項1に記載の中和処理方法。 Neutralization according to claim 1, wherein in the second step, the pure oxygen is supplied so that the oxidation-reduction potential (based on Ag/AgCl) of the solution in the most upstream reaction tank is in the range of -100 mV to +300 mV. Processing method.
請求項1又は2に記載の中和処理方法。 3. The method of neutralization treatment according to claim 1, wherein in the second step, the second neutralizing agent is added and the neutralization treatment is performed with a pH range of 8.5 to 9.0 as an end point.
前記第2の工程での中和処理における最上流の反応槽である前記第3の反応槽にのみ、前記酸化剤として前記純酸素を供給する
請求項1乃至3のいずれかに記載の中和処理方法。 The neutralization treatment in the first step is continuously performed using two reaction tanks, the first reaction tank and the second reaction tank, and the neutralization treatment in the second step is performed in the third reaction tank. Continuously using two reaction tanks, the reaction tank of and the fourth reaction tank,
Neutralization according to any one of claims 1 to 3, wherein the pure oxygen is supplied as the oxidant only to the third reaction tank, which is the most upstream reaction tank in the neutralization treatment in the second step. Processing method.
請求項4に記載の中和処理方法。 As the oxidizing agent, in the first reaction tank and the second reaction tank in the neutralization treatment in the first step, and in the fourth reaction tank in the neutralization treatment in the second step, The neutralization treatment method according to claim 4, wherein air is supplied.
請求項1乃至5のいずれかに記載の中和処理方法。 1. The acidic solution is a post-sulfidation solution obtained by adding a sulfiding agent to a leaching solution obtained through a leaching treatment of leaching nickel from nickel oxide ore using sulfuric acid and performing a sulfidation treatment. 6. The neutralization treatment method according to any one of 1 to 5.
請求項6に記載の中和処理方法。 The neutralization treatment method according to claim 6, wherein the ratio of aluminum grade to magnesium grade (Al/Mg ratio) in the nickel oxide ore is less than 2.0.
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030160003A1 (en) | 2000-08-21 | 2003-08-28 | Maree Johannes Phillippus | Water treatment method |
JP2010207674A (en) | 2009-03-09 | 2010-09-24 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Method of removing manganese from wastewater |
JP2014113566A (en) | 2012-12-11 | 2014-06-26 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Method and apparatus for removing heavy metal |
JP2015105396A (en) | 2013-11-29 | 2015-06-08 | 住友金属鉱山株式会社 | Neutralization treatment method |
JP2015134967A (en) | 2015-03-16 | 2015-07-27 | 住友金属鉱山株式会社 | Heavy metal removing method and heavy metal removing apparatus |
JP2018079435A (en) | 2016-11-17 | 2018-05-24 | 住友金属鉱山株式会社 | Neutralization treatment method |
JP2019073776A (en) | 2017-10-17 | 2019-05-16 | 住友金属鉱山株式会社 | Method for removing sulfidizing agent |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3325689B2 (en) * | 1994-01-28 | 2002-09-17 | 環境エンジニアリング株式会社 | Treatment method for metal-containing wastewater |
JP3225836B2 (en) * | 1996-03-14 | 2001-11-05 | 大平洋金属株式会社 | Preferential removal of manganese from magnesium-containing manganese acidic solutions. |
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030160003A1 (en) | 2000-08-21 | 2003-08-28 | Maree Johannes Phillippus | Water treatment method |
JP2010207674A (en) | 2009-03-09 | 2010-09-24 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Method of removing manganese from wastewater |
JP2014113566A (en) | 2012-12-11 | 2014-06-26 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Method and apparatus for removing heavy metal |
JP2015105396A (en) | 2013-11-29 | 2015-06-08 | 住友金属鉱山株式会社 | Neutralization treatment method |
JP2015134967A (en) | 2015-03-16 | 2015-07-27 | 住友金属鉱山株式会社 | Heavy metal removing method and heavy metal removing apparatus |
JP2018079435A (en) | 2016-11-17 | 2018-05-24 | 住友金属鉱山株式会社 | Neutralization treatment method |
JP2019073776A (en) | 2017-10-17 | 2019-05-16 | 住友金属鉱山株式会社 | Method for removing sulfidizing agent |
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