JPH05171310A - 還元焙焼による亜鉛製錬法 - Google Patents

還元焙焼による亜鉛製錬法

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JPH05171310A
JPH05171310A JP3356497A JP35649791A JPH05171310A JP H05171310 A JPH05171310 A JP H05171310A JP 3356497 A JP3356497 A JP 3356497A JP 35649791 A JP35649791 A JP 35649791A JP H05171310 A JPH05171310 A JP H05171310A
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zinc
leaching
roasting
roasted
ore
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JP3356497A
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Sakichi Goto
佐吉 後藤
Kiyoushiyuu Hata
杏洲 籏
Tomoji Yamashita
智司 山下
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 鉄分の残渣処理の問題がない亜鉛製錬法を提
供する。 【構成】 亜鉛の湿式製錬において、酸化焙焼して得ら
れた亜鉛焼鉱を還元焙焼して亜鉛焼鉱中のZn-フェライトをF
eOまたはFe34に分解し、これらを浸出工程におい
て溶出除去する。 【効果】 酸化焙焼した亜鉛焼鉱をさらに弱還元性雰囲
気で700〜750℃で還元焙焼することにより焼鉱中のZn-フ
ェライト(ZnO・Fe2O3)が硫酸に溶解し易いZnOとFeOまたはZnO
とFe3O4に分解する結果、酸浸出によりZn98%程度、Fe7
0%程度の高い浸出率で亜鉛、鉄が浸出する。従って、
従来のように亜鉛がZn-フェライトの形で未溶解の残渣に取込
まれることがなく、高い浸出率で亜鉛を浸出でき、亜鉛
の採取率を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、浸出工程において亜鉛
の浸出率を低下させるZn-フェライト(ZnO・Fe2O3)を焙焼工程
で分解処理することにより亜鉛の浸出率を高めた湿式亜
鉛製錬法に関し、鉄分の多い亜鉛精鉱に対して特に効果
的な湿式亜鉛製錬法を提供する。
【0002】
【従来技術とその課題】亜鉛の湿式製錬法は古くから実
施されており各種の改良法も提案され実施されている
が、焙焼−浸出−浄液−電解の基本工程は変わらない。
一方、原料である亜鉛精鉱の不純物含有率は最近高くな
る傾向にあり、今後開発される鉱山においても複雑硫化
鉱が多くこの傾向は今後も続くことが予想されている。
一例として、亜鉛精鉱中の鉄分は従来2〜3wt%であっ
たが、わが国でここ数年用いられている亜鉛精鉱中の鉄
の含有率は平均7.1wt %と高く、10wt%を超えるものも
稀ではない。亜鉛湿式製錬の基本は、硫化亜鉛の状態の
亜鉛精鉱を酸化焙焼して酸化亜鉛とし、これを硫酸溶液
(亜鉛電解尾液)で浸出し、得られた硫酸亜鉛溶液から電
解採取によって金属亜鉛を得る方法である。ここで亜鉛
精鉱中に鉄が存在するとその鉄の大部分が酸化焙焼によ
って希硫酸に溶け難いZn-フェライト(ZnO・Fe2O3)に変化す
る。従って精鉱中の鉄の含有量が増えると浸出工程にお
いて未溶解の浸出残渣量が多くなり、残渣処理に多大な
負担を生じると共に目的金属の亜鉛がZn-フェライトに取込ま
れて浸出率が低下し採取率が大幅に低下する。そこで亜
鉛の浸出率を高めるため、浸出工程を中性浸出と酸性浸
出の二段階に行い、中性浸出で生じた残渣を更に酸性浸
出して亜鉛を溶出させる方法が一般に行なわれている
が、温度および硫酸濃度を高めても多量のZn-フェライトが未
溶解残渣として残り亜鉛の浸出率を高めるうえで限界が
ある。因みに、上記残渣処理方法については浸出工程も
含めて次のような種々の方法が従来知られている。 (イ) 並行中性浸出法−鉛溶鉱炉−スラグ還元、ヘマタイ
ト法、ジャロサイト法 (ロ) 向流2段浸出法−ゲーサイト法、パラゲーサイト
法、ウェルツ法、 硫酸化焙焼−浸出−浮選 しかし何れの残渣処理もその工程が複雑であり、またジ
ャロサイト法のように廃棄物量が多い点も問題である。
従って、今後の湿式亜鉛製錬においては、残渣処理の工
程が簡単で廃棄物量の少ない処理方法が求められ、さら
には残渣処理工程を伴わない製錬方法が求められる。
【0003】
【発明の解決課題】本発明は、従来の湿式亜鉛製錬にお
ける未溶解残渣の問題を解決して亜鉛の採取率を高めた
製錬方法を提供することを目的とする。本発明者等は、
酸化焙焼した亜鉛焼鉱をさらに弱還元性雰囲気で700〜7
50℃で還元焙焼すれば焼鉱中のZn-フェライト(ZnO・Fe2O3)が
容易にZnOとFeO又はZnOとFe3O4に分解し、酸浸出により
Zn98%程度、Fe70%程度が浸出し、従って、従来のよう
に亜鉛がZn-フェライトの形で未溶解の残渣に取込まれること
がなく、高い浸出率で亜鉛を浸出でき、亜鉛の採取率を
高めることができることを見出だした。
【0004】
【課題の解決手段:発明の構成】本発明の還元焙焼によ
る亜鉛製錬法は、亜鉛の湿式製錬において、酸化焙焼し
て得られた亜鉛焼鉱を還元焙焼して亜鉛焼鉱中のZn-フェラ
イトをFeOまたはFe3O4に分解し、浸出工程において溶出除
去することを特徴とする。本発明に係る製錬工程の概略
を図1に示す。図示するように、亜鉛精鉱を流動焙焼炉
などで約1000℃で酸化焙焼する。この酸化焙焼は従来と
同様であり、使用する焙焼炉は流動焙焼炉に限らず、ま
た焙焼温度も適宜定められる。酸化焙焼によりZnSはZnO
に酸化されると共に焼鉱中の鉄はZn-フェライト(ZnO・Fe2O3)
になる。この亜鉛焼鉱をさらに焙焼直後の保有熱を利用
して、流動焙焼炉またはロータリーキルンで CO/CO2=1/
1〜1/4の弱還元性雰囲気で600〜900、好ましくは700〜7
50℃の温度で還元焙焼する。600℃以下では反応速度が
遅く、また900℃以上では徒に熱損失が増加する。なお
還元雰囲気を得るには亜鉛焼鉱と共にコークスを投入し
てもよい。上記還元焙焼により亜鉛焼鉱中のZn-フェライト(Z
nO・Fe2O3)は硫酸に溶解し易いZnOとFeOまたはZnOとFe3O
4に分解する。
【0005】この還元焙焼した焼鉱を浸出工程に送り酸
浸出を行なう。この酸浸出により大部分の亜鉛と鉄は浸
出液中に溶出する。 CO:150ml/min、CO2:150ml/min、
N2:200ml/minの弱還元雰囲気で、700℃、60分ないし120
分還元焙焼した亜鉛焼鉱を、液温60℃、濃度0.25mol/l
の硫酸を用いて酸浸出した結果の一例を図2に示す。な
お還元焙焼せずに同一条件で酸浸出した場合の結果を併
せて図2に示す。図示するように、還元焙焼しない場合
のZn浸出率は90%以下であり、またFeの浸出率は約5%
程度と極めて低い。一方、還元焙焼したものはZn浸出率
が98%程度、Fe浸出率が約55〜70%程度(中性液中の鉄
濃度:約10〜15g/l)であり、高い浸出率を示している。
【0006】上記浸出工程で得た溶液(中性液)のpHは約
5前後であり、弱酸性溶液である。酸性溶液中のFe2+
酸化速度は一般に遅いが、弱酸性溶液中のFe2+はSO2-O2
雰囲気中で非常によく酸化される。本発明ではこれを利
用し、中性液中のFe2+を除去することができる。具体的
には一例としてゲーサイト法を利用し、 Fe2+濃度0.1mo
l/l、H2SO4濃度0.05mol/l、液温80℃において、SO2を1
%混合したO2を液中に吹込むことにより60分後にはFe2+
が全てFe3+に酸化され、ゲーサイト(FeOOH)として沈殿
し、これを固液分離することにより中性液中から容易に
鉄を除去することができる。なお中性液から鉄を沈殿分
離する方法はゲーサイト法に限らず、ジャロサイト法や
ヘマタイト法など他の方法を適宜利用することもでき
る。なお不純物のCd、Cuは浸出工程で溶解するので、浄
液工程においてZn粉末を用いて置換沈澱することにより
除去回収することができる。またAs、SbはFeを除去する
工程でFeとの共沈により除去することができる。一方、
中性浸出で生じた未溶解の残渣は酸性浸出を行い、Pb-A
g残渣を除去すると共に酸性浸出液を中性浸出工程に回
送し再利用する。これらの残渣の処理方法は限定され
ず、従来の方法により処理することができる。
【0007】溶液中の鉄を除去した中性液は浄液工程お
よび電解工程に送り、浄液処理後、電解工程で亜鉛を電
解採取する。浄液方法および電解方法は制限されない。
【0008】実施例 酸化焙焼して得られた亜鉛焼鉱を5.0g/min、コークスを
0.3g/minの割合でロータリーキルン(75mm¢x1500mm)に
装入し、燃焼用ガスの空気 (O2:0.292 Nl/min、N2:1.09
8Nl/min)を送り、700℃の温度で連続的に還元焙焼を行
ない、4.97g/minの亜鉛焼鉱を得た。(排ガス CO:0.195N
l/min、CO2:0.195Nl/min、N2:1.098Nl/min) この亜鉛
焼鉱を液温60℃、濃度0.25mol/l の硫酸を用いて酸浸出
したところ亜鉛、鉄等の浸出率は各々次のとおりであっ
た。 Zn:98%、Cu:96%、Cd:90%、Fe:70%
【0009】
【発明の効果】本発明の亜鉛製錬方法においては、酸化
焙焼した亜鉛焼鉱をさらに弱還元性雰囲気で700〜750℃
で還元焙焼することにより焼鉱中のZn-フェライト(ZnO・Fe
2O3)が硫酸に溶解し易いZnOとFeOまたはZnOとFe3O4に分
解する結果、酸浸出によりZn98%程度、Fe70%程度の高
い浸出率で亜鉛、鉄が浸出する。従って、従来のように
亜鉛がZn-フェライトの形で未溶解の残渣に取込まれることが
なく、高い浸出率で亜鉛を浸出でき、亜鉛の採取率を高
めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の製錬方法の概略を示すフローシー
ト。
【図2】 本発明におけるFeとZnの浸出率の一例を示す
グラフ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 亜鉛の湿式製錬において、酸化焙焼して
    得られた亜鉛焼鉱を還元焙焼して亜鉛焼鉱中のZn-フェライト
    をFeOまたはFe34に分解し、浸出工程において溶
    出除去することを特徴とする還元焙焼による亜鉛製錬
    法。
  2. 【請求項2】 酸化焙焼して得られた亜鉛焼鉱を、CO
    /CO2 =1/1〜1/4の弱還元性雰囲気で600〜
    900℃の温度下で還元焙焼する請求項1の亜鉛製錬
    法。
  3. 【請求項3】 酸化焙焼して得られた亜鉛焼鉱を焙焼直
    後の保有熱を利用して流動焙焼炉またはロータリーキル
    ンで焙焼する請求項1または請求項2の亜鉛製錬法。
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