JPH0254729A - Znイオンを含有する硫酸の中和方法 - Google Patents
Znイオンを含有する硫酸の中和方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は亜鉛の製錬方法に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題)亜鉛を
製錬する方法としては、乾式法と湿式法に大別される。
製錬する方法としては、乾式法と湿式法に大別される。
いずれの方式も、閃亜鉛鉱に代表される、硫化物を先ず
焙焼して、SO2ガスとZnOとに分離し、SO2ガス
は硫酸として回収され、ZnOを含む焼鉱が乾式法、湿
式法とも亜鉛製造の出発原料となっている。
焙焼して、SO2ガスとZnOとに分離し、SO2ガス
は硫酸として回収され、ZnOを含む焼鉱が乾式法、湿
式法とも亜鉛製造の出発原料となっている。
乾式法ではNew Jersey法と呼ばれる竪型蒸留
法、St Josepb法と呼ばれる竪型電熱蒸留法及
びISP法と呼ばれる溶鉱炉が広く利用されているが、
いずれの方法も、ZnOを含む焼鉱にコークス等の炭素
を加えて、これを加熱することで酸化亜鉛を還元し、生
成した金属亜鉛は揮発して分離され別のコンデンサーに
集められる。更に純度の高い金属亜鉛を造るためには得
られた蒸留亜鉛を精留塔に導き、鉛との蒸気圧差を利用
して、金属亜鉛中に微量含有するpbを分離することに
より亜鉛の純度を向上させる方法が採用されている。
法、St Josepb法と呼ばれる竪型電熱蒸留法及
びISP法と呼ばれる溶鉱炉が広く利用されているが、
いずれの方法も、ZnOを含む焼鉱にコークス等の炭素
を加えて、これを加熱することで酸化亜鉛を還元し、生
成した金属亜鉛は揮発して分離され別のコンデンサーに
集められる。更に純度の高い金属亜鉛を造るためには得
られた蒸留亜鉛を精留塔に導き、鉛との蒸気圧差を利用
して、金属亜鉛中に微量含有するpbを分離することに
より亜鉛の純度を向上させる方法が採用されている。
また湿式法では、ZnOを含む焼鉱を、硫酸にて溶解し
、溶解液中に含有する、Fe、 un等の不純物はアル
カリを加えるp)1分離法あるいはジャロサイトとして
分離する。またCdは金属亜鉛粉末を加えて、イオン化
傾向の差を利用した置換反応によりZnSO4含有液よ
り分離される。この他数多くの手を加えて浄液されたZ
nSO4液は、最終の電解工程へと導かれる。
、溶解液中に含有する、Fe、 un等の不純物はアル
カリを加えるp)1分離法あるいはジャロサイトとして
分離する。またCdは金属亜鉛粉末を加えて、イオン化
傾向の差を利用した置換反応によりZnSO4含有液よ
り分離される。この他数多くの手を加えて浄液されたZ
nSO4液は、最終の電解工程へと導かれる。
電解工程では、ZnOの析出により)12SO4が増加
すること、浄液工程で不充分であったMnイオンを除く
必要があること、Naイオンを低下させなければならな
いこと等から電解液を単に蒸発させ濃縮することたけで
は解決せず、不純物除去と水収支とH2SO,収支のた
めに大量の電解液を抜き出し、前記した焼鉱中のZnO
を浸出する為に使用される。
すること、浄液工程で不充分であったMnイオンを除く
必要があること、Naイオンを低下させなければならな
いこと等から電解液を単に蒸発させ濃縮することたけで
は解決せず、不純物除去と水収支とH2SO,収支のた
めに大量の電解液を抜き出し、前記した焼鉱中のZnO
を浸出する為に使用される。
このように湿式法による亜鉛の製錬では、精製された電
解液を使用して、原料を熔解しなければならない為に、
原料溶解液の酸濃度が低く、この為に7.nの浸出率が
低下しないように、閃亜鉛鉱の焙焼時には特別の注意を
払わなければならないという欠点がある。また浄液に際
してN a OIfやNa2CO3等を使用してpH分
離をすれば循環ZnSO4液中にNaイオンが増加して
電解に悪影響を与えること、Ca (Ol() 2やC
aCO3の如きCa含有物を使用すると、石膏が生成し
て、7.nの損失量が増加すること、等から原料の制約
が多く、天然原料であっても閃亜鉛鉱に比較して不純物
の含有量の多い酸化鉱や珪酸鉱等が使用できないという
欠点がある。また閃亜鉛鉱の焙焼時にZnO・Fe2O
,、等を生成させると弱酸を使用しないと溶解できない
こと、あるいはZnに比較してFeの含有量の多い原料
を使用すると、浄液にコストが嵩むなど、数多くの問題
がある。また天然に産出する原料の他に産業廃棄物があ
るが亜鉛鍍金鋼板の使用量が増加するにつれて、廃棄物
中の亜鉛の含有量が高くなり、鉄スクラツプを使用する
電気炉や転炉で発生するダスト中のZn含有量の増加は
特に顕著である。この為に、これらのダストを製鉄原料
として高炉へ直接リサイクルすることができなくなり、
コークス等の還元剤を混合して、ロータリキルソ等にて
加熱することにより、Znを還元揮発により分離すると
共に鉄分を弱還元し、製鉄原料を造るという方法が実施
されているが、金属状となったFe中にもZnが混入し
たり、また酸化雰囲気になれば不揮発性のZnフェライ
トが生成したりして完全なZn分離を行う操業は容易で
ない。更に揮発し捕集されたZnOもZnの含有量が3
0〜40%と低くなることが多く、亜Sg製錬メーカに
対して、亜鉛原料として売却することができず、逆に処
理費用を支払って引きとりを依頼する状況で、生成物の
付加価値が向上しないという欠点があった。
解液を使用して、原料を熔解しなければならない為に、
原料溶解液の酸濃度が低く、この為に7.nの浸出率が
低下しないように、閃亜鉛鉱の焙焼時には特別の注意を
払わなければならないという欠点がある。また浄液に際
してN a OIfやNa2CO3等を使用してpH分
離をすれば循環ZnSO4液中にNaイオンが増加して
電解に悪影響を与えること、Ca (Ol() 2やC
aCO3の如きCa含有物を使用すると、石膏が生成し
て、7.nの損失量が増加すること、等から原料の制約
が多く、天然原料であっても閃亜鉛鉱に比較して不純物
の含有量の多い酸化鉱や珪酸鉱等が使用できないという
欠点がある。また閃亜鉛鉱の焙焼時にZnO・Fe2O
,、等を生成させると弱酸を使用しないと溶解できない
こと、あるいはZnに比較してFeの含有量の多い原料
を使用すると、浄液にコストが嵩むなど、数多くの問題
がある。また天然に産出する原料の他に産業廃棄物があ
るが亜鉛鍍金鋼板の使用量が増加するにつれて、廃棄物
中の亜鉛の含有量が高くなり、鉄スクラツプを使用する
電気炉や転炉で発生するダスト中のZn含有量の増加は
特に顕著である。この為に、これらのダストを製鉄原料
として高炉へ直接リサイクルすることができなくなり、
コークス等の還元剤を混合して、ロータリキルソ等にて
加熱することにより、Znを還元揮発により分離すると
共に鉄分を弱還元し、製鉄原料を造るという方法が実施
されているが、金属状となったFe中にもZnが混入し
たり、また酸化雰囲気になれば不揮発性のZnフェライ
トが生成したりして完全なZn分離を行う操業は容易で
ない。更に揮発し捕集されたZnOもZnの含有量が3
0〜40%と低くなることが多く、亜Sg製錬メーカに
対して、亜鉛原料として売却することができず、逆に処
理費用を支払って引きとりを依頼する状況で、生成物の
付加価値が向上しないという欠点があった。
Znn万有原料強酸で溶解した場合には、原料の制限も
少なくなり且つ不熔解残検漬量も低下するが、現在の製
造方法では使用した酸の中和費か嵩み、経済的にZnを
製造することができないという欠点があった。
少なくなり且つ不熔解残検漬量も低下するが、現在の製
造方法では使用した酸の中和費か嵩み、経済的にZnを
製造することができないという欠点があった。
〔課題を解決するための手段)
この課題は請求項1に記載の本発明に係る中和処理法す
なわち、主としてZnイオンを含有する硫酸溶液に、含
も゛するSO4イオンに対して少なくとも等化学当量の
Naイオン、Mgイオン、Kイオン、 Caイオンまた
はNしイオンを塩素を含む化合物の形で添加した後、該
硫酸溶液に含酸素有機溶媒の群及びアルキルアミンの群
より選択された1種又は2 fffiff下構成された
有機溶媒を接触させることにより、該硫酸溶液中のZn
イオンを塩化物錯体として有機相に抽出することを特徴
とするZnイオンを含有する硫酸の中和処理法によって
解決される。
なわち、主としてZnイオンを含有する硫酸溶液に、含
も゛するSO4イオンに対して少なくとも等化学当量の
Naイオン、Mgイオン、Kイオン、 Caイオンまた
はNしイオンを塩素を含む化合物の形で添加した後、該
硫酸溶液に含酸素有機溶媒の群及びアルキルアミンの群
より選択された1種又は2 fffiff下構成された
有機溶媒を接触させることにより、該硫酸溶液中のZn
イオンを塩化物錯体として有機相に抽出することを特徴
とするZnイオンを含有する硫酸の中和処理法によって
解決される。
また20を含有する原料がFeを含有している場合には
、硫酸を使用して溶解した液のようにZnイオンとFe
イオンが共存し、且つ多種の金属イオンが含有する液を
処理する場合には、請求項2に記載する本発明に係る中
和処理法、すなわち、主としてZnイオンとFeイオン
を含み且つ多種の金属イオンを含有する硫酸溶液に含有
するSO4イオンに対して少なくとも等化学当量のNa
イオン、Kイオン、Mgイオン、Caイオン、またはN
1(4イオンを塩素を含む化合物の形で添加した後、該
硫酸溶液に含酸素有機溶媒の群及びアルギルアミン有機
溶媒の群より選択された1 fffiまたは2種以上に
て構成された有機溶媒Aを接触させることにより、該硫
酸溶液中のZnイオンを塩化物錯体として有機相に抽出
する第1工程と、第1工程の抽残液に酸化剤を添加して
、あるいは電気化学的方法により該硫酸含有液のFe2
+イオンをFe3+イオンに変換した後、含酸素有機溶
媒の群及びアルキルアミン有機溶媒の群より選択された
1種又は2種以上より成る有機溶媒Bを接触させること
により該硫酸溶液中のFeイオンを塩化物錯体として有
機相に抽出する第2工程より成ることを特徴とする硫酸
の中和処理法によって解決される。
、硫酸を使用して溶解した液のようにZnイオンとFe
イオンが共存し、且つ多種の金属イオンが含有する液を
処理する場合には、請求項2に記載する本発明に係る中
和処理法、すなわち、主としてZnイオンとFeイオン
を含み且つ多種の金属イオンを含有する硫酸溶液に含有
するSO4イオンに対して少なくとも等化学当量のNa
イオン、Kイオン、Mgイオン、Caイオン、またはN
1(4イオンを塩素を含む化合物の形で添加した後、該
硫酸溶液に含酸素有機溶媒の群及びアルギルアミン有機
溶媒の群より選択された1 fffiまたは2種以上に
て構成された有機溶媒Aを接触させることにより、該硫
酸溶液中のZnイオンを塩化物錯体として有機相に抽出
する第1工程と、第1工程の抽残液に酸化剤を添加して
、あるいは電気化学的方法により該硫酸含有液のFe2
+イオンをFe3+イオンに変換した後、含酸素有機溶
媒の群及びアルキルアミン有機溶媒の群より選択された
1種又は2種以上より成る有機溶媒Bを接触させること
により該硫酸溶液中のFeイオンを塩化物錯体として有
機相に抽出する第2工程より成ることを特徴とする硫酸
の中和処理法によって解決される。
本発明は従来の高価なアルカリであるNH3やNH4O
HやNa2CO3及びNa0)Iを使用し、あるいは石
膏が副生して、Znの回収率を低下させるような、Ca
(OH)zや、CaC0,等のCa化合物を使用して、
主としてInイオンを含有する硫酸を中和処理する方法
ではなく、例えば世界各地に広く分布し、しかも廉価な
岩塩(NaCM)で代表されるNaと吋の化合物産業廃
棄物として大量に発生しているMgと吋の化合物、Kと
02の化合物、CaとC9の化合物あるいはNH4とC
1の化合物を使用して主としてZnイオンを含有する硫
酸を中和処理すると共に、含有しているZnイオンを高
純度な酸化亜鉛、金属亜鉛あるいは塩化亜鉛などに代表
される亜鉛の塩類を製造する方法である。
HやNa2CO3及びNa0)Iを使用し、あるいは石
膏が副生して、Znの回収率を低下させるような、Ca
(OH)zや、CaC0,等のCa化合物を使用して、
主としてInイオンを含有する硫酸を中和処理する方法
ではなく、例えば世界各地に広く分布し、しかも廉価な
岩塩(NaCM)で代表されるNaと吋の化合物産業廃
棄物として大量に発生しているMgと吋の化合物、Kと
02の化合物、CaとC9の化合物あるいはNH4とC
1の化合物を使用して主としてZnイオンを含有する硫
酸を中和処理すると共に、含有しているZnイオンを高
純度な酸化亜鉛、金属亜鉛あるいは塩化亜鉛などに代表
される亜鉛の塩類を製造する方法である。
本発明の出発原料となる、主としてZnイオンを含有す
る硫酸溶液は閃亜鉛鉱をH2SO,又は水でスラリー状
として、常圧状態又は加圧状態で酸素を含有する気体を
加えて溶解するか、または電解のアノードとして使用し
熔解あるいは産業廃棄物である、電気炉ダストや転炉ダ
ストを硫酸又は硫酸と岩塩を使用して溶解して得られた
ものであって特に原料について制限のある処理方法では
ない。
る硫酸溶液は閃亜鉛鉱をH2SO,又は水でスラリー状
として、常圧状態又は加圧状態で酸素を含有する気体を
加えて溶解するか、または電解のアノードとして使用し
熔解あるいは産業廃棄物である、電気炉ダストや転炉ダ
ストを硫酸又は硫酸と岩塩を使用して溶解して得られた
ものであって特に原料について制限のある処理方法では
ない。
〔作 用]
本発明においては、閃亜鉛鉱をH2SO4又は水でスラ
リー状として常圧状態又は加圧状態で酸素を含有する気
体を加えつつ、次式に示すように、ZnSを酸化して得
られたものを用いることができる。
リー状として常圧状態又は加圧状態で酸素を含有する気
体を加えつつ、次式に示すように、ZnSを酸化して得
られたものを用いることができる。
ZnS+202 →znsO4
ZnS+202 +ToSO,+ +202 −+
2ZnSO4+H2Qまた低圧で、しかも溶解速
度を早める為にNaと吋の化合物、 NH,とC2の化
合物、Mgとcflの化合物あるいはKと職の化合物を
含有する水溶液に閃亜鉛鉱を加えスラリー状として常圧
状態及び加圧状態の反応器に導き、酸素を含む気体を送
り溶解することができる。また電解工程でアノードとし
て使用しても造ることができる。
2ZnSO4+H2Qまた低圧で、しかも溶解速
度を早める為にNaと吋の化合物、 NH,とC2の化
合物、Mgとcflの化合物あるいはKと職の化合物を
含有する水溶液に閃亜鉛鉱を加えスラリー状として常圧
状態及び加圧状態の反応器に導き、酸素を含む気体を送
り溶解することができる。また電解工程でアノードとし
て使用しても造ることができる。
ZnS+2NaCQ +20□−+ ZnCl2+N
a25O。
a25O。
ZnS+ ZnO+ 2NaCi + H2SO4+
202→Znl□+ZnSO4+Na、SO4+H20
あるいは、天然の酸化鉱、あるいは産業廃棄物である電
炉ダストや転炉ダストに代表されるZnOやZn046
203を含有する固形状物を)12SO4単独あるいは
H2SO4と岩塩の如きアルカリ金属と0文の化合物を
混合した酸を使用して得られた次式に示す反応によって
も造ることができる。
202→Znl□+ZnSO4+Na、SO4+H20
あるいは、天然の酸化鉱、あるいは産業廃棄物である電
炉ダストや転炉ダストに代表されるZnOやZn046
203を含有する固形状物を)12SO4単独あるいは
H2SO4と岩塩の如きアルカリ金属と0文の化合物を
混合した酸を使用して得られた次式に示す反応によって
も造ることができる。
ZnO+ )I、So4+ 2NaCfiZnCu2
+ Na2SO4+ H2OFe0+ H2SO4+
2NaC1 −+ FeCL12+Na、SO,+H20このよ
うにして造られた出発原料(Znイオンを含有する硫酸
溶液)をNaOHやNa2Co3で中和すればアルカリ
費用が嵩み経済性が失われる。また価格の安いCa (
OH) 2あるいはCaCO3を使用すると石膏が生成
し、溶解液中のZnイオンを吸着共沈する為に、亜鉛の
回収率が著しく低下する。
+ Na2SO4+ H2OFe0+ H2SO4+
2NaC1 −+ FeCL12+Na、SO,+H20このよ
うにして造られた出発原料(Znイオンを含有する硫酸
溶液)をNaOHやNa2Co3で中和すればアルカリ
費用が嵩み経済性が失われる。また価格の安いCa (
OH) 2あるいはCaCO3を使用すると石膏が生成
し、溶解液中のZnイオンを吸着共沈する為に、亜鉛の
回収率が著しく低下する。
またH(4を使用して溶解すれば中和費が低下するもの
の酸の費用が嵩み経済性を失ってしまうという欠点があ
った。
の酸の費用が嵩み経済性を失ってしまうという欠点があ
った。
本発明はZnイオンを含有する硫酸に、Naと唾の化合
物、MgとC2の化合物、KとClの化合物またはNH
4とCflの化合物の群より選択された少なくとも1種
を加えた後、次式に示すように含酸素有機溶媒の群及び
アルキルアミンの群から選択された1種又は2種以上に
より構成された有機溶媒を接触させる事により、該硫酸
溶液中のZnイオンを塩化物錯体として有機相へ抽出す
ることによって硫酸は中和される。
物、MgとC2の化合物、KとClの化合物またはNH
4とCflの化合物の群より選択された少なくとも1種
を加えた後、次式に示すように含酸素有機溶媒の群及び
アルキルアミンの群から選択された1種又は2種以上に
より構成された有機溶媒を接触させる事により、該硫酸
溶液中のZnイオンを塩化物錯体として有機相へ抽出す
ることによって硫酸は中和される。
ZnSO4+H2So4 +4NaC2+Org→
H2ZnCM4・ Org +2Na2SO41nS
O,+ H2SO4+ 4Nl+4C,Q+ Org→
H22nl:4a −Org + 2 (NH4)
2SO42nSO4+H2So4 +4KCll+O
rgHtznC2a ・ Org + 2に2SOa
ZnSO4+ H2SO4+ 2MgC又 2 +
Org−H2ZnC14・Or、g + 2MgSO
4上記の各式は、抽出反応の一例を示したにすぎず、5
o4(IA度、C9,?R度及び共7名する金属イオン
の濃度や種類あるいは有機溶媒の種類によっても、抽出
される化学種は変化することを理解されたい。
H2ZnCM4・ Org +2Na2SO41nS
O,+ H2SO4+ 4Nl+4C,Q+ Org→
H22nl:4a −Org + 2 (NH4)
2SO42nSO4+H2So4 +4KCll+O
rgHtznC2a ・ Org + 2に2SOa
ZnSO4+ H2SO4+ 2MgC又 2 +
Org−H2ZnC14・Or、g + 2MgSO
4上記の各式は、抽出反応の一例を示したにすぎず、5
o4(IA度、C9,?R度及び共7名する金属イオン
の濃度や種類あるいは有機溶媒の種類によっても、抽出
される化学種は変化することを理解されたい。
例えばTOPO(+−リ・オクチル・ホスフィン・オキ
シド)の如き、塩基度の強い有機溶媒を使用した場合に
は次式に示すように抽出種は変化するように、使用する
有機溶媒によっては抽出前に添加するNaと吋化合物、
Kとciの化合物、Mgと唾の化合物あるいはN114
とCi化合物の量を増減しなければならない。
シド)の如き、塩基度の強い有機溶媒を使用した場合に
は次式に示すように抽出種は変化するように、使用する
有機溶媒によっては抽出前に添加するNaと吋化合物、
Kとciの化合物、Mgと唾の化合物あるいはN114
とCi化合物の量を増減しなければならない。
ZnSO4+2NaCR+ Org
−I−ZnCl2・ Org + Na25o4Zn
SO4 + 2N84 B+ Org→ 7.nC
1z ・ Org + (Na2SO4またZnイオ
ンとFeイオンを含有する場合、使用する有機溶媒によ
って異るが抽出分配比の順序がZn> Fe3ゝ> F
e”であることが多いことから、Znの塩化物錯体を抽
出した後に酸化してFe”イオンをFe3ゝイオンに変
換することが好ましい。
SO4 + 2N84 B+ Org→ 7.nC
1z ・ Org + (Na2SO4またZnイオ
ンとFeイオンを含有する場合、使用する有機溶媒によ
って異るが抽出分配比の順序がZn> Fe3ゝ> F
e”であることが多いことから、Znの塩化物錯体を抽
出した後に酸化してFe”イオンをFe3ゝイオンに変
換することが好ましい。
ZnSO4+ FeSO4+ 4NaC2+ Org−
1−ZZnCR20r + FeCu、 + 2N
a2So4ZnSO4+ FeSO4+ 2Mg(42
+ Org−ZnCu、Org + FeC9,、+
2MgSO4抽出分配比はまた該硫酸溶液中の全回濃
度が高くなるに従い、大きくなる傾向から、Znの塩化
物錯体を抽出するに必要なCQ i14度に調節するこ
ともFeイオンとZnイオンを分離する方法として好ま
しい。
1−ZZnCR20r + FeCu、 + 2N
a2So4ZnSO4+ FeSO4+ 2Mg(42
+ Org−ZnCu、Org + FeC9,、+
2MgSO4抽出分配比はまた該硫酸溶液中の全回濃
度が高くなるに従い、大きくなる傾向から、Znの塩化
物錯体を抽出するに必要なCQ i14度に調節するこ
ともFeイオンとZnイオンを分離する方法として好ま
しい。
ZnSO4+ FeSO4+ 2NH4CLh Org
−+ ZnC,Q20rg + FeSO4+
Na25o4ZnSO4+ FeSO4+ 2KCLI
−Org−4ZnC4,Org + FeSO4+
Na2SO4本発明ではFeイオンの酸化にはH2O2
,(lfL2、及び高圧酸素などの他にHNO3、Na
NO3,NH4NO3,NaC10,NaClO3、C
aCl2Ca (c文o) 2などの各種の酸化剤は当
然使用できる他、電気化学的な手法を使用しても酸化す
ることができる。
−+ ZnC,Q20rg + FeSO4+
Na25o4ZnSO4+ FeSO4+ 2KCLI
−Org−4ZnC4,Org + FeSO4+
Na2SO4本発明ではFeイオンの酸化にはH2O2
,(lfL2、及び高圧酸素などの他にHNO3、Na
NO3,NH4NO3,NaC10,NaClO3、C
aCl2Ca (c文o) 2などの各種の酸化剤は当
然使用できる他、電気化学的な手法を使用しても酸化す
ることができる。
Znの゛塩化物錯体を抽出した後に、Feイオンを酸化
し、該抽残液に含有する遊離SO4イオン及びFeと結
合しているSO4 との総和を中和するに必要なNa、
に、 NH4及びMgをC又の化合物の群より選択さ
れた少なくとも1種を添加することができる。
し、該抽残液に含有する遊離SO4イオン及びFeと結
合しているSO4 との総和を中和するに必要なNa、
に、 NH4及びMgをC又の化合物の群より選択さ
れた少なくとも1種を添加することができる。
Fe2(SO4)3 +H2SO4+4MgCu2+
Org−2HFeCl14−Org +4Mg5O4
Fe2(SO4)3 + H2SO4+ 8NaC2
+ Org−+ 2HFeCL ・Org +
4Na2SO4Fe、(SO4)、+ 1(2SO4+
8KC9+ Org−2HFeCL ・ Org
+ 4に2SO4亜鉛の塩化物錯体の抽出種が一定でな
いようにFeイオンもまた同様に水溶液の条件や抽出剤
の種類によって有機相に抽出される抽出化学種は一定で
ない事を理解されたい。特にアルキルホスフィンオキシ
トのように塩基度の高い抽出剤では次式に示すように抽
出種が多くなる傾向がある。
Org−2HFeCl14−Org +4Mg5O4
Fe2(SO4)3 + H2SO4+ 8NaC2
+ Org−+ 2HFeCL ・Org +
4Na2SO4Fe、(SO4)、+ 1(2SO4+
8KC9+ Org−2HFeCL ・ Org
+ 4に2SO4亜鉛の塩化物錯体の抽出種が一定でな
いようにFeイオンもまた同様に水溶液の条件や抽出剤
の種類によって有機相に抽出される抽出化学種は一定で
ない事を理解されたい。特にアルキルホスフィンオキシ
トのように塩基度の高い抽出剤では次式に示すように抽
出種が多くなる傾向がある。
F C2(SO4)3 + 6NaCu + Or
g−1−2FeCQa −Org +3Na2SO4F
e2(so4)3 + 6NHaCR” Org2
FeC4s HOrg + 3 (Nl+4) 2S
O4Fe2(SO4)3+6KcL+−Org→ 2F
eC1s ・ Org + 3に2SIT4Fe2
(SO4) 3 +3MgC12十〇rg2FeC文
3 ・ Org + 3MgSO4有機溶媒に抽出さ
れた、FeやZnの塩化物錯体は公知のように有機溶媒
と水と接触させることによりZnイオンとClイオン、
及びFeイオンとCLlイオンは、次式に示すように水
相に移り有機溶媒は再生される。
g−1−2FeCQa −Org +3Na2SO4F
e2(so4)3 + 6NHaCR” Org2
FeC4s HOrg + 3 (Nl+4) 2S
O4Fe2(SO4)3+6KcL+−Org→ 2F
eC1s ・ Org + 3に2SIT4Fe2
(SO4) 3 +3MgC12十〇rg2FeC文
3 ・ Org + 3MgSO4有機溶媒に抽出さ
れた、FeやZnの塩化物錯体は公知のように有機溶媒
と水と接触させることによりZnイオンとClイオン、
及びFeイオンとCLlイオンは、次式に示すように水
相に移り有機溶媒は再生される。
)12ZnJQ、 Jrg十水 Org + ZnC
2,+ 2HCuZnCL12・Org+水→Q「g
+ZnC2zHFel、Q4・Org+水→Org +
FeC15+ H(4FeCu*・Org+水 O
rg + FeCuaZnの塩化物錯体を抽出した時、
共存するTi0(又z、FeCl3. Fe(4,及び
HNO3等を共抽出することがある。これらの不純物を
除去する為に次式に示すように、Naと62の化合物、
NH4とClの化合物、にとC2の化合物、MgとC1
の化合物及びZnと唾の化合物の中より1種又は2種以
上を含有している水溶液を接触させる事により、Znイ
オンとClイオン以外の不純物を除去する。
2,+ 2HCuZnCL12・Org+水→Q「g
+ZnC2zHFel、Q4・Org+水→Org +
FeC15+ H(4FeCu*・Org+水 O
rg + FeCuaZnの塩化物錯体を抽出した時、
共存するTi0(又z、FeCl3. Fe(4,及び
HNO3等を共抽出することがある。これらの不純物を
除去する為に次式に示すように、Naと62の化合物、
NH4とClの化合物、にとC2の化合物、MgとC1
の化合物及びZnと唾の化合物の中より1種又は2種以
上を含有している水溶液を接触させる事により、Znイ
オンとClイオン以外の不純物を除去する。
ZnC2z・Org+ FeC15・Org + Na
C1+ ZnCl22ZnCuz・Org+ NaC交
+FeC15Zn(4z・Org+ Ti0Cuz・O
rg+ ’lnc’lt十に+4−2Zn(4,・Or
g+ Ti0(交、+ KCl2ZnC4,・Org
+ HNOo・Org+ NH4CR+ Zn(P!z
−2ZnCL・Org+ NH4CM + )HNO3
またFeイオンの酸化に HNO3、NaNO3,NH
4No、等の硝酸塩を使用した場合、Feの塩化物錯体
抽出時には、HN O5も共抽出される。
C1+ ZnCl22ZnCuz・Org+ NaC交
+FeC15Zn(4z・Org+ Ti0Cuz・O
rg+ ’lnc’lt十に+4−2Zn(4,・Or
g+ Ti0(交、+ KCl2ZnC4,・Org
+ HNOo・Org+ NH4CR+ Zn(P!z
−2ZnCL・Org+ NH4CM + )HNO3
またFeイオンの酸化に HNO3、NaNO3,NH
4No、等の硝酸塩を使用した場合、Feの塩化物錯体
抽出時には、HN O5も共抽出される。
共抽出されたH N O3は、Naと吋化合物、Mgと
職の化合物、N1(4とC2の化合物、Kと62化合物
及びFeとClの化合物の中より選択された1 ffl
又は2種以上を含有する水溶液と接触させると、次式に
示すように抽出分配比の小さい有機相のHNO,は選択
的に水相に移り、HNO3は濃厚液として回収され、F
eイオンの酸化のために、第1工程の出口へくりかえさ
れる。
職の化合物、N1(4とC2の化合物、Kと62化合物
及びFeとClの化合物の中より選択された1 ffl
又は2種以上を含有する水溶液と接触させると、次式に
示すように抽出分配比の小さい有機相のHNO,は選択
的に水相に移り、HNO3は濃厚液として回収され、F
eイオンの酸化のために、第1工程の出口へくりかえさ
れる。
Fefl:us HOrg + HNOsJrg+ N
aC2+ Fe(413−1−2FeCu3・Org+
HNO3+ NaCuFeCPj、 ・Org *I
(NO3・Org + NH4C交+ Fe14゜2F
eCfi、・Org+ HNO3+ NH411交Fe
l:父s * Org +HNO,・Org+ FeC
l32FeC1s#rg+ HNOs 上式で判るようにFeCl3の抽出分配比より小さいH
NO3は有機相より水相に移行するように、HNO3よ
り抽出分配比の小さい不純物イオン及び不純物の錯イオ
ンは水相に移り、有機相のFeはt前装される。
aC2+ Fe(413−1−2FeCu3・Org+
HNO3+ NaCuFeCPj、 ・Org *I
(NO3・Org + NH4C交+ Fe14゜2F
eCfi、・Org+ HNO3+ NH411交Fe
l:父s * Org +HNO,・Org+ FeC
l32FeC1s#rg+ HNOs 上式で判るようにFeCl3の抽出分配比より小さいH
NO3は有機相より水相に移行するように、HNO3よ
り抽出分配比の小さい不純物イオン及び不純物の錯イオ
ンは水相に移り、有機相のFeはt前装される。
本発明の任意の工程である、亜鉛の回収方法は多様であ
り、本発明の利用位置を勘案して、製品は酸化亜鉛、塩
化亜鉛及び金属亜鉛と自由に選択することができる。
り、本発明の利用位置を勘案して、製品は酸化亜鉛、塩
化亜鉛及び金属亜鉛と自由に選択することができる。
本発明と接続する公知の亜鉛回収工程は、第1工程に於
いて有機溶媒Aに水を接触させて逆抽出されたZnイオ
ンとCDイオンを含む液にCdイオンが含有することが
ある。Cdイオンの除去は次式に示すように、該水m
?&に亜鉛粉末を添加して、イオン化傾向の差を利用し
て金属Cdを得る方法が広く採用されている。
いて有機溶媒Aに水を接触させて逆抽出されたZnイオ
ンとCDイオンを含む液にCdイオンが含有することが
ある。Cdイオンの除去は次式に示すように、該水m
?&に亜鉛粉末を添加して、イオン化傾向の差を利用し
て金属Cdを得る方法が広く採用されている。
CdC又、 + Zn’ ZnCN2+ Cd”逆
抽出されたZnとc4を含む液は、使用する抽出剤によ
っては、遊離ICUが少なく、亜鉛粉末の添加及びCa
(OH)2の少量添加によって、アルキル燐酸を含む有
機溶媒Cによって抽出可能なpHとなる。
抽出されたZnとc4を含む液は、使用する抽出剤によ
っては、遊離ICUが少なく、亜鉛粉末の添加及びCa
(OH)2の少量添加によって、アルキル燐酸を含む有
機溶媒Cによって抽出可能なpHとなる。
アルキル燐酸を含有する有機溶媒によるZnイオンの抽
出は次式に示すようにH+イオンの交換である。
出は次式に示すようにH+イオンの交換である。
ZnCN2+ 2RH−ZnR2+ 21(CP式中R
Hは■(型の交換基を有する有機溶媒をあられす。
Hは■(型の交換基を有する有機溶媒をあられす。
また有機溶媒A、Znの塩化物錯体と共に抽出されたF
e”の塩化物錯体はZnイオンと同じ挙動をすることが
あり、逆抽出液である ZnC4z含有液には共存する
為に、Znとの分離が必要となる。
e”の塩化物錯体はZnイオンと同じ挙動をすることが
あり、逆抽出液である ZnC4z含有液には共存する
為に、Znとの分離が必要となる。
アルキル燐酸を含有する有機溶媒Cを接触させるとZn
イオン抽出前にFe”イオンの抽出が開始される事から
抽出条件による分離は困難である。
イオン抽出前にFe”イオンの抽出が開始される事から
抽出条件による分離は困難である。
Fe(43+ 3RHFeR3+ 3HC9従ってZn
イオンとFe”イオンの分離は次の逆抽出工程によって
達成される。
イオンとFe”イオンの分離は次の逆抽出工程によって
達成される。
有機相に抽出されたlnイオンは、次式に示すように各
種の酸と接触させる事により水相に移行するもののFe
イオンは移行することがない。
種の酸と接触させる事により水相に移行するもののFe
イオンは移行することがない。
ZnR2+ H2SO4−*−ZnSO4+ 2RH2
nR2+ 21(NO3→Zn (NO3) 2 +
2RH2nR,+ 2H14ZnCN2++ 2RI(
しかしFe”イオンはN)I4F又はNH4HF2含有
液と接触させると水相に移るがZnイオンは全く移行し
ないので、Fe”イオンとZnイオンは分離できる。
nR2+ 21(NO3→Zn (NO3) 2 +
2RH2nR,+ 2H14ZnCN2++ 2RI(
しかしFe”イオンはN)I4F又はNH4HF2含有
液と接触させると水相に移るがZnイオンは全く移行し
ないので、Fe”イオンとZnイオンは分離できる。
FeR3+ ’3NH48F2
→(NH4) s FeFa+ 3RHまた本発明の任
意工程であるFeイオンの酸化工程において使用される
酸化剤は)lNO3、NaN0.、NH4NO3、及び
NOxの如きNOx化合物、NaC40、NaCMOs
の如きNaと吋を含む酸化剤、またH20□等も使用で
きるが電気化学的手法によっても水溶液中のFe”イオ
ンをFe3+イオンに変換させることができる。
意工程であるFeイオンの酸化工程において使用される
酸化剤は)lNO3、NaN0.、NH4NO3、及び
NOxの如きNOx化合物、NaC40、NaCMOs
の如きNaと吋を含む酸化剤、またH20□等も使用で
きるが電気化学的手法によっても水溶液中のFe”イオ
ンをFe3+イオンに変換させることができる。
本発明で使用するNaとBを含む化合物としては、岩塩
(NaCU)に代表されるNaC9あるいはNaC仝0
及びNaC文Ox等のNaとC9を含む化合物が使用さ
れる。又海水の如き液状混合品も使用できる。Caと0
文を含む化合物としては産業廃棄物として多量に排出さ
れる塩化カルシウム((:aCu2)の他にCaf4゜
・Ca (CJ!O) 2等のCaと吋を含有する酸化
剤等が使用できる。
(NaCU)に代表されるNaC9あるいはNaC仝0
及びNaC文Ox等のNaとC9を含む化合物が使用さ
れる。又海水の如き液状混合品も使用できる。Caと0
文を含む化合物としては産業廃棄物として多量に排出さ
れる塩化カルシウム((:aCu2)の他にCaf4゜
・Ca (CJ!O) 2等のCaと吋を含有する酸化
剤等が使用できる。
NH4とCMを含む化合物としては、各種のアンモニア
工業より大量に副生じ、一部は産業廃棄物8して処理さ
れているが、本発明では、MgCl2及びKCR等の化
合物と同じように使用することができる。
工業より大量に副生じ、一部は産業廃棄物8して処理さ
れているが、本発明では、MgCl2及びKCR等の化
合物と同じように使用することができる。
本発明で使用する含酸素有機溶媒及びアルキルアミン有
機溶媒A及びBは次の群より選択される。
機溶媒A及びBは次の群より選択される。
(a)エーテルの群
脂肪族単一エーテル、脂肪族混成エーテル、脂肪族不飽
和エーテル及び芳香族エーテルの中より選択することが
でき、ジイソアミルエーテル、ジエチルエーテル、ジイ
ソプロピルエーテル及びこれらと類似する形3を示すエ
ーテルを含む。
和エーテル及び芳香族エーテルの中より選択することが
でき、ジイソアミルエーテル、ジエチルエーテル、ジイ
ソプロピルエーテル及びこれらと類似する形3を示すエ
ーテルを含む。
(b)ケトンの群
(式中、R及びR′はアルキル基またはアリール基を示
し、炭素数が2〜18個のものが使用される)で表され
るケトン。
し、炭素数が2〜18個のものが使用される)で表され
るケトン。
例えばメチルイソブチルケトン、メチルプロピルケトン
、メチルアミルケトン、シクロへモサノン、メチルシク
ロヘキサノン及びこれらと類似の形態を示すケトン。
、メチルアミルケトン、シクロへモサノン、メチルシク
ロヘキサノン及びこれらと類似の形態を示すケトン。
(c)エステルの群
りん酸エステルの群は下記に示す形態のものから選択さ
れる。
れる。
(式中、Rは種々のアルキル基またはアリール基を示し
、炭素数4〜18個のものが使用される地間−のアルキ
ル基またはアリール基でないものも使用できる。R1≠
R2≠R3R1=R2≠R3) (d) アミドの群 (式中、R,R”及びR″はアルキル基またはアリール
基を示し、炭素原子数2〜18個のものが使用される) (e) アルコールの群 炭素原子数4〜18個の各種(n−1第2、第3)アル
コール (f) アルキルアミンの群 第1級〜第3級アルキルアミンでアルキル基の炭素数が
4〜24個のものまでの各種アミン。
、炭素数4〜18個のものが使用される地間−のアルキ
ル基またはアリール基でないものも使用できる。R1≠
R2≠R3R1=R2≠R3) (d) アミドの群 (式中、R,R”及びR″はアルキル基またはアリール
基を示し、炭素原子数2〜18個のものが使用される) (e) アルコールの群 炭素原子数4〜18個の各種(n−1第2、第3)アル
コール (f) アルキルアミンの群 第1級〜第3級アルキルアミンでアルキル基の炭素数が
4〜24個のものまでの各種アミン。
本発明で使用する有m溶媒Cは次のアルキルりん酸の群
より選択される。
より選択される。
(式中、R,、R,はアルキル基またはアリール基を示
し、炭素数4〜18個のものが使用される。RI、 R
2共にアルキル基であってもR1≠R2であってもよい
、、) 本発明で抽出剤を希釈する場合に使用される石油系炭化
水素は、芳香族系炭化水素、脂肪族系炭化水素あるいは
これらの混合品である。またケロシンの如き雑多な炭化
水素混合品もよく使用される。
し、炭素数4〜18個のものが使用される。RI、 R
2共にアルキル基であってもR1≠R2であってもよい
、、) 本発明で抽出剤を希釈する場合に使用される石油系炭化
水素は、芳香族系炭化水素、脂肪族系炭化水素あるいは
これらの混合品である。またケロシンの如き雑多な炭化
水素混合品もよく使用される。
以下、本発明の実施態様を図面に基づいて、さらに詳細
に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない
ことを理解されたい。
に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない
ことを理解されたい。
第1図のフローシートは本発明操作の基本型を示す図で
あり、Znイオン含有硫酸溶?&Aを、塩化工程已に導
き、これにNaと唾の化合物、CaとC2化合物、Kと
C9化合物、MgとC1の化合物またはN1(4と吋化
合物■を添加して、Znイオンを塩化物とした後、抽出
工程Cに導き、ここで含酸素有機溶媒の群及びアルキル
アミンの群より選択された1種又は2種以上から成る有
機溶媒■と接触させることにより硫酸溶液中のZnイオ
ンを塩化物錯体として該有機溶媒中に抽出することによ
り、抽出残液として硫酸中和処理液りが得らえる。
あり、Znイオン含有硫酸溶?&Aを、塩化工程已に導
き、これにNaと唾の化合物、CaとC2化合物、Kと
C9化合物、MgとC1の化合物またはN1(4と吋化
合物■を添加して、Znイオンを塩化物とした後、抽出
工程Cに導き、ここで含酸素有機溶媒の群及びアルキル
アミンの群より選択された1種又は2種以上から成る有
機溶媒■と接触させることにより硫酸溶液中のZnイオ
ンを塩化物錯体として該有機溶媒中に抽出することによ
り、抽出残液として硫酸中和処理液りが得らえる。
一方有機相に移行した、亜鉛塩化物錯イオンは逆抽出工
程Eに於いて水■と接触させることにより、有機相の2
0イオンとClイオンは水溶液Fへ逆抽出され、含酸素
有機溶媒の群及びアルキルアミンの群から選択された1
fm又は2種以上より成る有機溶媒■は再生される。
程Eに於いて水■と接触させることにより、有機相の2
0イオンとClイオンは水溶液Fへ逆抽出され、含酸素
有機溶媒の群及びアルキルアミンの群から選択された1
fm又は2種以上より成る有機溶媒■は再生される。
逆抽出されたZn含有水溶液は塩化亜鉛より、このまま
濃縮して市販することもできる。また、pHを調節した
後水酸化亜鉛を造り、これを焼成して酸化亜鉛を造り顔
料用として市販することもできる。
濃縮して市販することもできる。また、pHを調節した
後水酸化亜鉛を造り、これを焼成して酸化亜鉛を造り顔
料用として市販することもできる。
第2図のフローシートは、ZnイオンとFeイオンが共
存する硫酸含有液Aを処理する基本型を示す図であり、
該硫酸含有液を塩化工程Bに導き、次にZnの塩化物錯
体を抽出する第1工程については第1図と同様であるが
Zn抽出残液をFeイオン酸化工程Gに導き、酸化剤■
を加えるかあるいは電気化学的手法によりFe”イオン
をFe31イオンに変換した後、鉄の塩化物錯体を抽出
する工程Hにて、含酸素有機溶媒の群及びアルキルアミ
ンの群より選択された1種又は2種以上により構成して
なる有機溶媒■に接触させることにより該硫酸溶液中の
Feイオンを塩化物錯体として該有機溶媒■中に抽出す
ることにより抽出残液として硫酸中和処理液りが得られ
る。
存する硫酸含有液Aを処理する基本型を示す図であり、
該硫酸含有液を塩化工程Bに導き、次にZnの塩化物錯
体を抽出する第1工程については第1図と同様であるが
Zn抽出残液をFeイオン酸化工程Gに導き、酸化剤■
を加えるかあるいは電気化学的手法によりFe”イオン
をFe31イオンに変換した後、鉄の塩化物錯体を抽出
する工程Hにて、含酸素有機溶媒の群及びアルキルアミ
ンの群より選択された1種又は2種以上により構成して
なる有機溶媒■に接触させることにより該硫酸溶液中の
Feイオンを塩化物錯体として該有機溶媒■中に抽出す
ることにより抽出残液として硫酸中和処理液りが得られ
る。
一方有機相に移行した鉄塩化物錯イオンは逆抽出工程J
に於いて水のと接触させることにより、有機相のFeイ
オンと吋イオンは水溶液にへ逆抽出されて有機溶媒■は
再生される。
に於いて水のと接触させることにより、有機相のFeイ
オンと吋イオンは水溶液にへ逆抽出されて有機溶媒■は
再生される。
逆抽出されたFe含有水溶液には塩化鉄よりなり、濃縮
してエツチング用として市販できる他に、本発明の任意
の工程である鉄回収工程、例えば硫酸を含有しないから
Ca (OH) 2のような安価なCa含有物で中和し
て、水酸化鉄を造り、この純度の高い水酸化鉄を焼成し
て酸化鉄あるいは還元雰囲気で分解して金属鉄が容易に
求められて、電子材料あるいは顔料用として市販できる
。
してエツチング用として市販できる他に、本発明の任意
の工程である鉄回収工程、例えば硫酸を含有しないから
Ca (OH) 2のような安価なCa含有物で中和し
て、水酸化鉄を造り、この純度の高い水酸化鉄を焼成し
て酸化鉄あるいは還元雰囲気で分解して金属鉄が容易に
求められて、電子材料あるいは顔料用として市販できる
。
一方、Ca (OH) 2等で中和された液はCaC2
zより成り、石膏のような沈澱を生じることがない、主
としてZnイオンとFeイオンを含有する硫酸含有液の
中和処理方法である。
zより成り、石膏のような沈澱を生じることがない、主
としてZnイオンとFeイオンを含有する硫酸含有液の
中和処理方法である。
第3図のフローシートは基本的には第1図及び第2図と
同一であるが塩化工程Bで添加するNaとC2の化合物
、Mgと1の化合物、Caと(4の化合物、KとC1の
化合物あるいはNH4と唾の化合物■の量をZnの塩化
物錯体を形成するに充分であって、Feの塩化物錯体の
形成を抑制する量にする。次に第1工程の抽残液を、含
有するFeイオンを塩化する工程りに導き、該抽残液中
の遊@ SO4とFeイオンと結合しているSO4イオ
ンとの総和に対して等化学当量のNaイオン、Kイオン
、Mgイオン、CaイオンあるいはNH4イオンをC2
との化合物■を添加するように塩化工程を2段に分離し
た個所が異っている。
同一であるが塩化工程Bで添加するNaとC2の化合物
、Mgと1の化合物、Caと(4の化合物、KとC1の
化合物あるいはNH4と唾の化合物■の量をZnの塩化
物錯体を形成するに充分であって、Feの塩化物錯体の
形成を抑制する量にする。次に第1工程の抽残液を、含
有するFeイオンを塩化する工程りに導き、該抽残液中
の遊@ SO4とFeイオンと結合しているSO4イオ
ンとの総和に対して等化学当量のNaイオン、Kイオン
、Mgイオン、CaイオンあるいはNH4イオンをC2
との化合物■を添加するように塩化工程を2段に分離し
た個所が異っている。
第4図のフローシートは、第3図と同様であるが、第1
工程に於いて、Znの塩化物錯体を抽出している有機溶
媒■を逆抽出工程Eへ導く前に、共抽出している不純物
を有機相より除去するために洗浄工程Mにおいて、Na
とC4の化合物、NH4と唾の化合物、KとClの化合
物、Mgと02の化合物及びZnと唾の化合物の中から
選択された1f!又は2 fi以上を含有する水溶液と
接触させる個所を加えたことと、第2工程においてFe
イオンを酸化する工程Gと塩化工程りを同一個所G&L
とする為に、酸化剤としてHNO3、NaNO3、及び
NH4NOsの如きNO3含有物を使用する場合で、F
eの塩化物錯体を抽出含有する有機溶媒■を逆抽出工程
Jへ導く前に、共抽出されているHNO3を洗浄し、水
溶液に移行せしめて回収す−るHNO3回収工程N工程
−て、NaとC交の化合物、MgとC,lの化合物、K
と唾の化合物、N1(4と唾の化合物及びFeと職の化
合物の中より選択された1種又は2種以上を含有する水
溶液と接触させる個所を設けたことが異っている。
工程に於いて、Znの塩化物錯体を抽出している有機溶
媒■を逆抽出工程Eへ導く前に、共抽出している不純物
を有機相より除去するために洗浄工程Mにおいて、Na
とC4の化合物、NH4と唾の化合物、KとClの化合
物、Mgと02の化合物及びZnと唾の化合物の中から
選択された1f!又は2 fi以上を含有する水溶液と
接触させる個所を加えたことと、第2工程においてFe
イオンを酸化する工程Gと塩化工程りを同一個所G&L
とする為に、酸化剤としてHNO3、NaNO3、及び
NH4NOsの如きNO3含有物を使用する場合で、F
eの塩化物錯体を抽出含有する有機溶媒■を逆抽出工程
Jへ導く前に、共抽出されているHNO3を洗浄し、水
溶液に移行せしめて回収す−るHNO3回収工程N工程
−て、NaとC交の化合物、MgとC,lの化合物、K
と唾の化合物、N1(4と唾の化合物及びFeと職の化
合物の中より選択された1種又は2種以上を含有する水
溶液と接触させる個所を設けたことが異っている。
第5図のフローシートは第4図と同一であるが主として
ZnイオンとFeイオンを含み且つ多種の金属イオンを
含む硫酸溶液Aを造る為に閃亜鉛鉱に代表される亜鉛の
硫化物を水あるいは硫酸にてスラリー状にして、酸素を
含む期待[相]を加えて溶解する個所を加えたもので、
水あるいは硫酸の他にNaとC1の化合物、Mgと唾の
化合物、Kとlの化合物またはN1(4と02の化合物
の如きアルカリ金属、又はアルカリ土類金属と09の化
合物を含有する物質■を加えて溶解して、塩化工程Bと
Znnイオン含有液管同時に造ることを加えたこと、及
び本発明で任意の工程であるZnの回収工程として加え
たことが異っている。
ZnイオンとFeイオンを含み且つ多種の金属イオンを
含む硫酸溶液Aを造る為に閃亜鉛鉱に代表される亜鉛の
硫化物を水あるいは硫酸にてスラリー状にして、酸素を
含む期待[相]を加えて溶解する個所を加えたもので、
水あるいは硫酸の他にNaとC1の化合物、Mgと唾の
化合物、Kとlの化合物またはN1(4と02の化合物
の如きアルカリ金属、又はアルカリ土類金属と09の化
合物を含有する物質■を加えて溶解して、塩化工程Bと
Znnイオン含有液管同時に造ることを加えたこと、及
び本発明で任意の工程であるZnの回収工程として加え
たことが異っている。
20とc2イオンを逆抽出し、塩化亜鉛により構成され
ている逆抽出液FをpHを制御しであるいはイオン化傾
向の差を利用して、該抽出液中のCdイオン等を除く工
程Pに導き、Ca(OH)2.7n(OH)2等の中和
剤又は亜鉛粉末■を添加した後、Znイオン抽出工工程
に導き、アルキルりん酸を含有する有機溶媒■と接触さ
せることにより、該抽出液のZnイオンを有機相に抽出
して抽残液TはCa (O)I) 2によって中和され
河川に放流する。
ている逆抽出液FをpHを制御しであるいはイオン化傾
向の差を利用して、該抽出液中のCdイオン等を除く工
程Pに導き、Ca(OH)2.7n(OH)2等の中和
剤又は亜鉛粉末■を添加した後、Znイオン抽出工工程
に導き、アルキルりん酸を含有する有機溶媒■と接触さ
せることにより、該抽出液のZnイオンを有機相に抽出
して抽残液TはCa (O)I) 2によって中和され
河川に放流する。
アルキルりん酸を含む有機溶媒のに抽出されたZnイオ
ンは、逆抽出工程Rに於いて、電解工程Sより抜ぎ出さ
れた、電解液■と接触させることにより有機相のZnイ
オンは水相に逆抽出され、有機溶媒は再生される。
ンは、逆抽出工程Rに於いて、電解工程Sより抜ぎ出さ
れた、電解液■と接触させることにより有機相のZnイ
オンは水相に逆抽出され、有機溶媒は再生される。
逆抽出液は電解工程Sへ循環され、金属亜鉛として取り
出される工程を加えた個所が異る。
出される工程を加えた個所が異る。
(実 施 例)
以下に実施例をあげて本発明を説明する。
実施例1
第1表に示す合成液を造り、Znの塩化物錯体を抽出し
、硫酸をほぼ中和できる実験を行った。
、硫酸をほぼ中和できる実験を行った。
第1表 Zn抽出用原液
単位37文
使用した有機溶媒及び抽出条件は次のとおりである。
TOPO(1−リ・オクチル・ホスフィン・オキシド)
をケロシンで溶解したものと、第1表の原液とを、分液
ロートを使用して、向流接触実験を行った。
をケロシンで溶解したものと、第1表の原液とを、分液
ロートを使用して、向流接触実験を行った。
0/A= 1.6/1.0接触段数6段向流、振とう時
間5分間、温度25〜28℃ 結果を第2表に示す。
間5分間、温度25〜28℃ 結果を第2表に示す。
第2表 Zn抽残液
単位g/l
得られた有機溶媒を水と接触させて、Znイオン及びR
イオンを水相に逆抽出する連続向流接触試験を行った結
果を第3表に示す。
イオンを水相に逆抽出する連続向流接触試験を行った結
果を第3表に示す。
0/A= 1.471.0 逆抽出剤 清水 10段
向流接触、接触時間5分間、温度40〜45℃第3表
亜鉛の塩化物錯体の逆抽出 単位 1 第5表 亜鉛の塩化物錯体抽出原液 再生された有機溶媒は、2^の塩化物錯体イオンの抽出
用に再使用される。
向流接触、接触時間5分間、温度40〜45℃第3表
亜鉛の塩化物錯体の逆抽出 単位 1 第5表 亜鉛の塩化物錯体抽出原液 再生された有機溶媒は、2^の塩化物錯体イオンの抽出
用に再使用される。
実施例2
鉄屑を熔解している電気炉より飛散する第4表に示す組
成を有する産業廃棄物を原料とした。
成を有する産業廃棄物を原料とした。
第4表 20含有産業廃棄物
単位 重量パーセント
使用した有機溶媒は、TEHPO()−ソー2−エチル
へキシル ホスフィン オキシド)を芳香族系炭火水素
で希釈したもの、及びT)IPO()−リヘキシルル
ホスフィン オキシド)をケロシンで希釈したものを使
用した。抽出条件?d、0/八=1/1 4段向流接触
、接触時間5分間。
へキシル ホスフィン オキシド)を芳香族系炭火水素
で希釈したもの、及びT)IPO()−リヘキシルル
ホスフィン オキシド)をケロシンで希釈したものを使
用した。抽出条件?d、0/八=1/1 4段向流接触
、接触時間5分間。
温度は24〜25℃室温
である。
第4表のダストをLSO4で溶解した後、Na14小
を添加した後、濃度を調整した。第5表にhす液を抽出
原液とした。
原液とした。
溶解、調整の時にFeイオンを酸化させないように、金
属鉄粉を加え、レドックス電位を測定し、Fe”+イオ
ンを確認した。
属鉄粉を加え、レドックス電位を測定し、Fe”+イオ
ンを確認した。
次に■の有機溶媒中に、Znの円滑物錯体の抽出の際に
共抽出されたFeC2x をスクラビングする試験を
行った。
共抽出されたFeC2x をスクラビングする試験を
行った。
スクラビング液は、Zn 58.1 g/l 、全C1
64,Ogel含有水溶液を使用し、 0/A=1071 向流4段接触、接触時間5分間。
64,Ogel含有水溶液を使用し、 0/A=1071 向流4段接触、接触時間5分間。
温度は25℃。
その結果を第7表に示す。
Znイオンと0文イオンを含有している有機溶媒に、水
を接触させて、逆抽出する試験を行った。
を接触させて、逆抽出する試験を行った。
試験は分液ロートによる向流接触によるもので、0/^
=1.071.0 向流10段接触、接触時間5分間部
度 35℃〜45℃加温度。
=1.071.0 向流10段接触、接触時間5分間部
度 35℃〜45℃加温度。
その結果を第8表に示す。
第8表 Zn逆抽出試験
第6表の抽残液にFeイオン゛と HNO3を加えてF
e”+イオンFe3“イオンに変換すると同時に、含有
SO4イオンに対して等化学当量のN a 4度になる
ように NaC1を添加する。調整後の分析結果を第9
表に示す。
e”+イオンFe3“イオンに変換すると同時に、含有
SO4イオンに対して等化学当量のN a 4度になる
ように NaC1を添加する。調整後の分析結果を第9
表に示す。
第9表 Fe抽出原液
単位 g/交
Faの塩化物錯体の抽出に使用した有機溶媒は、TOP
O(トリ オクチル ホスフィン オキシド)をケロシ
ンで希釈したものを使用した。
O(トリ オクチル ホスフィン オキシド)をケロシ
ンで希釈したものを使用した。
抽出試験は、0/A =2/l 、向流10段接触
、接触時間5分間の条件で行った。
、接触時間5分間の条件で行った。
第10表 Fe抽出試験
第11
HNO3スクラビング
第10表から判るように、Feの塩化物錯体を抽出残液
は、含有するNaイオンにて、硫酸はほぼ中和されてい
る。
は、含有するNaイオンにて、硫酸はほぼ中和されてい
る。
有機溶媒にFeイオン、Clイオンと共に抽出されてい
る HNO3は、Na唾とFeC43含有液と接触させ
て有機相の HNO3を優先的に除去する試験を行った
。
る HNO3は、Na唾とFeC43含有液と接触させ
て有機相の HNO3を優先的に除去する試験を行った
。
テストは、4.5 Mat/4 NaC又 を含有
し且つFeC10,8Mol/l含有する水溶液を0/
A=10/1向流接触6段 接触時間5分間で行った。
し且つFeC10,8Mol/l含有する水溶液を0/
A=10/1向流接触6段 接触時間5分間で行った。
結果を第11表に示す。
有機溶媒中にFeイオンとC交イオンだけになった有機
溶媒は公知の方法である水と接触させることにより、F
eイオンと喝イオンは、水相に逆抽出され、有機溶媒は
再生される。
溶媒は公知の方法である水と接触させることにより、F
eイオンと喝イオンは、水相に逆抽出され、有機溶媒は
再生される。
本発明で任意な方法である、Znイオンを含有する硫酸
溶液は次の方法によって造ることができる。
溶液は次の方法によって造ることができる。
上記の原料を200gr オートクレーブに入れ、H2
SO4SOg/1. NaCl2200 g/l含有水
溶液でスラリー状とし、溶解槽に導き温度75〜95℃
に02ガスを吹きこみながら溶解した結果第13表に示
す、Znを含有する硫酸溶液が得られた。
SO4SOg/1. NaCl2200 g/l含有水
溶液でスラリー状とし、溶解槽に導き温度75〜95℃
に02ガスを吹きこみながら溶解した結果第13表に示
す、Znを含有する硫酸溶液が得られた。
第13表 浸出液
単位 g/又
第15表 抽出終了液
上記溶解液に鉄屑を加えて脱Cuを行った。第14表に
示す、ZnイオンとFeイオンを含有する液は、亜鉛の
塩化物錯体を抽出する原液となる。
示す、ZnイオンとFeイオンを含有する液は、亜鉛の
塩化物錯体を抽出する原液となる。
第14表 抽出原液
単位 g/又
第15表の抽残液に1(NO378g/l NaC22
90g/l含有液を加えた後加熱しFe2+イオンをF
e’+イオンに変換した液にTl(PO(トリへキシル
ホスフィンオキシト)とTBPO(トリブチル ホスフ
ィンオキシト)を等量混合しケロシンで希釈した有機溶
媒と接触させ、Feの塩化物錯体を抽出した。
90g/l含有液を加えた後加熱しFe2+イオンをF
e’+イオンに変換した液にTl(PO(トリへキシル
ホスフィンオキシト)とTBPO(トリブチル ホスフ
ィンオキシト)を等量混合しケロシンで希釈した有機溶
媒と接触させ、Feの塩化物錯体を抽出した。
結果を第16表に示す。
抽出条件は、 O/A = 371 接触段数6段
、接触時間5分間、使用有機溶媒 TOPO芳香族系炭
化水素にて希釈上した。
、接触時間5分間、使用有機溶媒 TOPO芳香族系炭
化水素にて希釈上した。
上表から伴るように、Feの塩化物錯体の抽出残液は、
はぼ中和されており、溶解に使用したH2S O,ある
いは原料中に含有していた5分は、NaOH,Na2C
o3、NH3及びNH4OClの如き、価格の高いアル
カリを使用することなく、あるいは価格が安いが石膏の
ように沈澱物が生成しZnの収率低下の原因となるCa
(OH) 2やCaCO3を使用せずに、中和するこ
とができた。
はぼ中和されており、溶解に使用したH2S O,ある
いは原料中に含有していた5分は、NaOH,Na2C
o3、NH3及びNH4OClの如き、価格の高いアル
カリを使用することなく、あるいは価格が安いが石膏の
ように沈澱物が生成しZnの収率低下の原因となるCa
(OH) 2やCaCO3を使用せずに、中和するこ
とができた。
第1図は本発明の操作の基本型を示すフローシートであ
り、第2図はZnイオンとFeイオンとが共存する硫酸
含有液を処理する本発明の基本型を示すものである。 第3図及び第4図は、Feイオンの酸化あるいは2nイ
オンとFeイオンの塩化の為に添加する、Na、に、
NH4、Mg及びCaの+4との化合物の添加方法の実
施態様の基本操作を示すものである。 第5図は、本発明の出発原料である、主としてZnイオ
ンとFeイオンを含有する硫酸溶液を造る基本操作を加
えたもので、産業廃棄物や天然産出原料をオートクレー
ブ、電解槽及び常圧溶解槽を用いて出発原料を造る工程
を組みこんだフローシートである。 A′・・・Zn含有原料 B・・・塩化工程 C・・・Znの塩化物錯体の抽出工程 D・・・抽出残液 E・・・Znの塩化物錯体の逆抽出工程F・・・Znの
逆抽出液(Zn及びCl含有液)G・・・Feイオンの
酸化工程 H・・・Feの酸化物錯体の抽出工程 J・・・Feの 〃 〃の逆抽出工程K・・・Fe
の逆抽液(Fe及びC1含有液)L・・・Feの塩化工
程(No、2塩化工程)M・・・スクラビング工程(Z
nの塩化物抽出工程)N … ノt
zz(p6 //
/7)P・・・Zn逆抽出液のp)I制
御及びCd除去工程Q・・・Znイオンの抽出工程 R・・・Znイオンの逆抽出工程 S・・・2nの電解工程 T・・・Znイオンの抽残液 U・・・電気亜鉛 ■・・・Feの逆抽出液中和工程 W・・・Feの水酸化物の焼成工程 Y・・・酸化鉄 Z・・・Feの中和終了液(CaとCl含有液)第1図 ■・・・水 ■・・・酸化剤 ■・・・有機溶媒(B) ■−Ca (DH) 2、CaCO3またはZn%Zn
(O)l) 2、ZnCO3■・・・有機溶媒(C) ■・・・Zn電解尾液 ■・・・酸素を含む気体、又は142So4■・・・C
a (OH) 2 他4名
り、第2図はZnイオンとFeイオンとが共存する硫酸
含有液を処理する本発明の基本型を示すものである。 第3図及び第4図は、Feイオンの酸化あるいは2nイ
オンとFeイオンの塩化の為に添加する、Na、に、
NH4、Mg及びCaの+4との化合物の添加方法の実
施態様の基本操作を示すものである。 第5図は、本発明の出発原料である、主としてZnイオ
ンとFeイオンを含有する硫酸溶液を造る基本操作を加
えたもので、産業廃棄物や天然産出原料をオートクレー
ブ、電解槽及び常圧溶解槽を用いて出発原料を造る工程
を組みこんだフローシートである。 A′・・・Zn含有原料 B・・・塩化工程 C・・・Znの塩化物錯体の抽出工程 D・・・抽出残液 E・・・Znの塩化物錯体の逆抽出工程F・・・Znの
逆抽出液(Zn及びCl含有液)G・・・Feイオンの
酸化工程 H・・・Feの酸化物錯体の抽出工程 J・・・Feの 〃 〃の逆抽出工程K・・・Fe
の逆抽液(Fe及びC1含有液)L・・・Feの塩化工
程(No、2塩化工程)M・・・スクラビング工程(Z
nの塩化物抽出工程)N … ノt
zz(p6 //
/7)P・・・Zn逆抽出液のp)I制
御及びCd除去工程Q・・・Znイオンの抽出工程 R・・・Znイオンの逆抽出工程 S・・・2nの電解工程 T・・・Znイオンの抽残液 U・・・電気亜鉛 ■・・・Feの逆抽出液中和工程 W・・・Feの水酸化物の焼成工程 Y・・・酸化鉄 Z・・・Feの中和終了液(CaとCl含有液)第1図 ■・・・水 ■・・・酸化剤 ■・・・有機溶媒(B) ■−Ca (DH) 2、CaCO3またはZn%Zn
(O)l) 2、ZnCO3■・・・有機溶媒(C) ■・・・Zn電解尾液 ■・・・酸素を含む気体、又は142So4■・・・C
a (OH) 2 他4名
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 主としてZnイオンを含有している硫酸溶液に、含
有するSO_4イオンに対して少なくとも等化学当量の
Naイオン、Kイオン、Mgイオン、Caイオンまたは
NH_4イオンを塩素を含む化合物の群より選択された
少なくとも1種を添加した後、該硫酸溶液に含酸素有機
溶媒の群及びアルキルアミン有機溶媒の群より選択され
た1種又は2種以上より構成された有機溶媒を接触させ
ることにより、該硫酸溶液中のZnイオンを塩化物媒体
として、有機相に抽出することを特徴とするZnイオン
を含有する硫酸の中和処理法。 2 主としてZnイオンとFeイオンを含有し、且つ1
種又は2種以上の金属イオンが共存する硫酸溶液に、含
有するSO_4イオンに対して少なくとも等化学当量の
Naイオン、Kイオン、Mgイオン、Caイオンまたは
NH_4イオンを塩素を含む化合物の群より選択された
少なくとも1種を添加した後、該硫酸溶液に含酸素有機
溶媒の群及びアルキルアミン有機溶媒の群より選択され
た1種又は2種以上より成る有機溶媒Aを接触させるこ
とにより、該硫酸溶液中のZnイオンを塩化物媒体とし
て有機相に抽出する第1工程と、第1工程の抽残液に酸
化剤を添加して、あるいは電気化学的方法により、該硫
酸溶液中のFe^2^+イオンをFe^3^+イオンに
変換した後、含酸素有機溶媒の群及びアルキルアミン有
機溶媒の群より選択された1種又は2種以上より成る有
機溶媒Bを接触させることにより該硫酸溶液中のFeイ
オンを塩化物錯体として有機相に抽出する第2工程より
成ることを特徴とするZnイオンを含有する硫酸の中和
処理法。 3 Znイオンを含有する硫酸溶液は、主としてZnS
を含有する天然原料を選鉱して濃縮して得られたものを
、硫酸又は水を加えスラリー状として常圧状態あるいは
加圧状態で、酸素を含む気体を加えて溶解したものであ
ることを特徴とする請求項1又は2に記載のZnイオン
を含有する硫酸の中和処理法。 4 Znイオンを含有する、SO_4溶液はZnを含有
する各種の天然原料、産業廃棄物あるいは亜鉛鍍金不良
品を硫酸単独あるいは硫酸にNa、に、Mg、あるいは
NH_4の各物質とClの化合物の群より選択された少
なくとも1種を添加した液でZnを溶解したものである
ことを特徴とする請求項1、2又は3のいずれか1つに
記載のZnイオンを含有する硫酸の中和処理法。 5 硫酸溶液に含まれているZnとFeの量が、Fe及
びZnと結合しているSO_4量と遊離しているSO_
4量との総和に対して、Fe及びZnの量が少ない場合
には、該硫酸溶液にZn又はZnとFeを含有する液状
あるいは固形状物質を添加することを特徴とする請求項
1又は2に記載のZnイオンを含有する硫酸の中和処理
法。 6 Znの塩化物錯体を抽出する前の硫酸溶液に、含有
するZnイオンが塩化物錯イオンを形成するに必要なC
l量をNa、K、Mg、CaまたはNH_4と塩素との
化合物の群より選択された少なくとも1種を添加するこ
と及び次に該硫酸溶液よりZnの塩化物錯体を抽出した
後の溶液中のSO_4イオンを中和するに必要なNa、
Mg、Ca、KまたはNH_4と塩素との化合物の群よ
り選択された少なくとも1種を、第2工程のFeイオン
抽出前に添加することを特徴とする請求項2に記載のZ
nイオンを含有する硫酸の中和処理法。 7 Znの塩化物錯体を抽出し含有する有機溶媒に、N
aとCl、MgとCl、NH_4とCl及びZnとCl
の化合物の群より選択された1種又は2種以上を含有す
る水溶液を接触させることにより有機相のZnイオンと
Clイオン以外の不純物を選択的に水溶液に移すことを
特徴とする請求項1又は2に記載するZnイオンを含有
する硫酸の中和方法。8 硫酸溶液に添加すべきNaと
Cl化合物及び有機相の不純物を除去する為に使用する
NaとClの化合物が岩塩であることを特徴とする請求
項1、2、4、6又7のいずれか1つに記載のZnイオ
ンを含有する硫酸の中和方法。 9 Znの硫化物を含有する固体をアノードとして使用
し、且つアノライトがNa、K、NH_4、Mg、HC
l及びH_2SO_4の群より選択された1種又は2種
以上を含有する水溶液より造られたものであることを特
徴とする請求項1又は 2に記載のZnイオンを含有する硫酸の中和処理法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63206030A JPH0254729A (ja) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | Znイオンを含有する硫酸の中和方法 |
AU39379/89A AU621141B2 (en) | 1988-08-19 | 1989-08-08 | Method for neutralizing sulfuric acid containing zinc ion |
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