JPH055132A - カドミウムの回収方法 - Google Patents

カドミウムの回収方法

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JPH055132A
JPH055132A JP3021399A JP2139991A JPH055132A JP H055132 A JPH055132 A JP H055132A JP 3021399 A JP3021399 A JP 3021399A JP 2139991 A JP2139991 A JP 2139991A JP H055132 A JPH055132 A JP H055132A
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liquid
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cadmium
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JP3021399A
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English (en)
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Mitsuo Abumiya
三雄 鐙屋
Nobuhiko Edo
信彦 江戸
Sadaetsu Uchimura
貞悦 内村
Ryuhei Niimura
隆平 新村
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Hachinohe Smelting Co Ltd
Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Original Assignee
Hachinohe Smelting Co Ltd
Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 〔目的〕 亜鉛製錬煙灰等の浸出液から低廉でかつ簡
便、安定性に優れたカドミウムの回収法を提供する。 〔構成〕 Cd,Zn及びAs等を含む非鉄乾式製錬煙
灰の酸浸出液を繰返し浸出に供し、溶出成分を濃縮し、
この濃縮上澄液又は未濃縮上澄液に対して、アルカリ中
和剤又は/及び酸化物を添加して、PH3〜4に中和
し、この上澄液に対し、空気、酸素又は/及び酸化剤を
用い、該溶液中の3価のAsを5価に酸化しながらCa
(OH)2を投入し、PHを4〜4.5に調整し、引き
続いて、上記調整液に対し、アルカリ中和剤又は/及び
CdO,ZnO等の酸化物を用いてPHを4〜4.5に
維持しながら第二鉄イオンを添加し、生成した澱物を分
離し、濾過液を置換工程に供するカドミウムの回収方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はCd,Zn,As等を含
む非鉄乾式製錬等で発生する煙灰から湿式処理によりC
dを回収する方法に関し、特に亜鉛製錬で発生する焼結
煙灰からのCdの分離、回収工程に最適な方法に係る。
【0002】
【従来の技術およびその問題点】通常、亜鉛製錬等にお
けるCdの回収は煙灰浸出液中のCdイオンをZn粉末
を用いた置換反応によりスポンジCdを得るのが一般的
である。こうして得られるスポンジCdの性状は次工程
でのプレス安定性又は直接熔鋳工程へ供する場合の歩留
等に著しい影響を及ぼすものである。例えば、Cd濃度
に関しては、スポンジの泥状化を防ぐ目的で、30g/
l以上とし、またAs濃度に関しては、アルミン発生防
止、スポンジの緻密化等のため、3mg/l以下等とさ
れる。
【0003】従って、従来、該工程においてはAs分離
を兼ねたCdの濃縮工程を設けるのが通例である。Cd
の濃縮方法には、CdCO3としての濃縮方法やイオン
交換樹脂法等がある。前者は3g-Cd/l前後の浸出液に
対し、Na2CO3を投入し、液中CdイオンをCdCO
3として固定、回収し、再度、硫酸により溶解し、30
g-Cd/l以上に濃度を調整し、置換供用液を作成する方
法である。しかし、該CdCO3濃縮法においては、高
価なNa2CO3試薬を用いるため、コスト高の問題があ
り、しかもCdCO3溶解液にはAsが少量残留するた
め、高PH域での砒酸カルシウム形成による脱砒素処理
が必要であり、Cdロスが甚大であった。また、後者の
イオン交換樹脂法を用いた分離回収法においては、高額
の設備投資が必要であり、コスト的に問題があった。
【0004】本発明は、非鉄乾式製錬煙灰、特に亜鉛製
錬煙灰の浸出液から低廉でかつ簡便、安定性に優れるC
dの回収方法を提供することを目的とするものである。
【0005】
【問題点を解決するための手段】本発明は、Cd,Zn
及びAs等を含む非鉄乾式製錬煙灰の酸浸出液からCd
を回収する方法において、 a)煙灰浸出上澄液を繰返し浸出に供し、溶出成分を濃
縮する第一工程と、 b)上記濃縮上澄液又は未濃縮上澄液に対して、アルカ
リ中和剤又は/及びCdO、ZnO等の酸化物を添加し
て、PH3〜4に中和する第二工程と、 c)上記第二工程の上澄液に対し、空気、酸素又は/及
び酸化剤を用い、該溶液中の3価のAsを5価に酸化し
ながらCa(OH)2を投入し、PHを4〜4.5に調
整する第三工程と、 d)引き続いて、上記調整液に対し、アルカリ中和剤又
は/及びCdO,ZnO等の酸化物を用い、PHを4〜
4.5に維持しながら第二鉄イオンを添加する第四工程
とを有し、 e)生成した澱物を分離し、濾過液を置換工程に供する
ことを特徴とするカドミウムの回収方法により、前記の
問題点を解決したものである。
【0006】本発明において、浸出後、液を繰返し浸出
に供することによりカドミウムの濃縮が可能であるこ
と、すなわち繰返し浸出によりカドミウム濃度が30〜
40g/l(PH=1.5)においても煙灰中カドミウ
ムの浸出率に何らの悪影響を及ぼさないとの認識を得た
ことに基づくものである。しかし、カドミウムの濃縮と
ともに、ヒ素も濃縮されるため、煙灰浸出液から良好で
緻密なスポンジカドミウムを得るためには、カドミウム
の濃縮と同時に安定かつ安価な脱ヒ素方法が必要であ
る。
【0007】従来、酸性溶液中のヒ素を除去する方法と
して、例えば特公昭62−21728、特公昭56−1
8540、特公昭56−20338あるいはHydrometal
lurgy,22(1989)311〜337に開示される方法等が知られて
いる。こられの方法は、酸性溶液中のヒ素を砒酸鉄とし
て除去するものであり、有効な方法と考えられる。しか
しながら、ヒ素を数mg/lオーダーまで除去するため
には、少なくとも3価のFe(以下、Fe()とい
う)/5価のAs(以下、As()という)比が重量
比で3〜5必要であることが知られており、高ヒ素濃度
となった場合には、Fe()/As()比を高めに
設定することを要し、従って2価のFe()源コスト
及びFe()への酸化剤等によりコスト上昇を招き、
より実際的な方法とはいえない。
【0008】他方、三価の鉄を使わない脱ヒ素方法とし
て、カルシウムイオン添加による砒酸カルシウム脱ヒ素
が一般的である。しかし、通常、砒酸カルシウム脱ヒ素
の最適領域としては、中性〜アルカリ性であり、Cd
(OH)2の沈殿領域に近づくため、カドミウムロスが
大きな問題となる。
【0009】従って、砒酸カルシウム形成による脱ヒ素
処理を、本工程に採用する場合には、弱酸性領域におけ
る除去能力を確認する必要がある。図1にPH4におけ
る砒酸カルシウム形成による脱ヒ素状況を示す。なお、
条件は以下のようにした。H22添加量は量論量の
1.5倍、Ca(OH)2投入によりPH4に調整、
40℃恒温保持とした。この図1より、PH4におけ
る脱ヒ素は10〜20mg/lの濃度で平衡に達するも
のと考えられる。さらに、本発明者らの検討によれば、
PH3では、脱ヒ素率が約50%であり、酸性側での砒
酸カルシウム形成による脱ヒ素はPH依存性の強い反応
であることも明らかになった。すなわち、PHが中性側
ほど脱ヒ素効率は良好と推定されるが、カドミウムロス
が増大するため、PHは4〜4.5が最適と考えられ
る。従って、ヒ素濃度を3mg/l以下まで除去するた
めには、該浸出液に対して、PH4〜4.5の砒酸カル
シウム処理を施した後、固液分離し、濾過液に対して砒
酸鉄脱ヒ素を実施すれば可能と考えられるが、反応層の
外にシックナーや濾過槽等の付属設備が必要となり、か
つ操業が煩雑になると考えられた。
【0010】しかし、本発明者らは、上記問題点に関
し、鋭意研究を重ねた結果、生成した砒酸カルシウムを
濾別せず、該生成物が懸濁する状態において、例えばP
H=4を維持しながら三価の鉄の溶液を添加することに
より、未反応のヒ素がさらに反応、低減する現象ととも
に砒酸カルシウムからの再溶解速度が添加Fe()量
の増大とともに顕著に抑えられる特異現象を見出すに至
った。
【0011】図2にPH=4における砒酸カルシウム脱
ヒ素処理に引き続きFe()溶液添加を施した場合の
ヒ素の再溶解挙動を示した。なお、条件は以下のように
した。原液:As=3.9g/l,Cd=31g/
l,Cl(陰イオン)=21g/l、As()から
As()の1.5倍当量のH22添加、PH4での
砒酸カルシウム脱ヒ素1Hr時点(As=87mg/
l)にてFe()溶液添加、ZnOにてPH4に保
持、液温40℃恒温保持とした。この図2より、Fe
()溶液を添加した後、該反応液を2〜3時間以内に
濾過に供することにより、1mg/l以下のヒ素濃度が
確保可能であることがわかる。さらには、シックナー等
によるクッション工程を設ける場合においても、Fe
()添加量を被処理液に対して好ましくは2g/l以
上の濃度に設定することにより1〜2日間の滞留におい
てもヒ素3mg/l以下が確保されることがわかる。
【0012】】このように、本発明における脱ヒ素方法
は、砒酸カルシウム形成と砒酸鉄形成による脱ヒ素を連
続的に行うものであり、かつ生成した反応物からのヒ素
の再溶解をFe()添加量で抑制し脱ヒ素処理を完結
するものである。従って、本脱ヒ素方法においては、予
めすべてのヒ素を三価から五価に酸化させる必要があ
る。酸化剤としては、空気、酸素等も考えられるが、酸
化速度において、過マンガン酸カリ又は過酸化水素水が
最適である。酸化に必要な添加量としては、共存する還
元物質の多少により差はあるものの、As()からA
s()反応の1.2〜1.5倍当量で良く、エアレー
ションの併用等も好ましい。さらに、添加時点として
は、Ca(OH)2添加の前、あるいは同時でもよく、
同様の効果が得られる。砒酸カルシウム処理に次いで、
引き続き行われるFe()溶液添加工程では、PHが
4以下に低下しないよう、すなわち生成した砒酸カルシ
ウムが安定のままFe()溶液を添加することが重要
である。
【0013】以上のような本発明方法をその工程順に模
式的に図示すると、図3のようになる。この図3からも
明らかなように、本方法によれば、カドミウム濃縮工程
に試薬Na2CO3が不要になり、従来の砒酸鉄法に比べ
て、表1に示すような試薬の低減が可能となる。なお、
表1は砒酸鉄法と本方法との試薬使用量の比較を示す。
条件は、処理対象液中As=4g/l,砒酸鉄法Fe
()/As()=3,本方法Fe()添加量=2
g/l設定とした。
【0014】
【表1】
【0015】
【発明の効果】以上のような本発明によれば、カドミウ
ム濃縮工程にNa2CO3試薬又はイオン交換設備が不要
となり、さらには脱ヒ素に関しても公知の砒酸鉄法に比
べて試薬使用量が低減でき、またシックナー等の大型設
備が不要となるので、大幅なコスト低減が可能となる。
さらに、脱ヒ素処理が二段連続となっており、安定した
脱ヒ素能力の確保が可能となる。
【0016】
【実施例】以下に本方法の実施例を図3を参照して説明
する。
【0017】亜鉛製錬で発生した焼結煙灰(Cd:4〜
5%,Pb:60%前後,As:0.2〜0.3%)を
本方法に従って2.3〜2.5t/Hrのペースで処理
した。浸出槽内では、濃度77%の硫酸をPH計と連動
してPH1〜2の硫酸酸性となるように添加した。N
o.1シックナーのオーバーフロー(Cd濃度:32g
/l、As濃度:2.7g/l)を2m3/Hrのペー
スで次工程へ連続的に送液した。
【0018】中和工程 中和工程は容量10m3の中和槽を用い、PH3.5に
設定し、これを自動制御によりコントロールした。用い
た中和剤は工場内発生粗製ZnOであり、中和能力とし
ては十分であった。
【0019】沈降、分離工程 中和完了した液は、No.2シックナーへ連続的に移送
した。この液中の未反応固形分の沈降性は非常に良好で
あり、従ってNo.2シックナーの容量は4m3で十分
であった。
【0020】脱ヒ素工程 No.2シックナーのオーバーフロー(平均1.7m3
/Hr)をNo.1反応槽(10m3容量)へ連続的に
供給した。このNo.1反応槽では、定量ポンプによ
り、35%H22to7l/Hrのペースで添加し、か
つCa(OH)2投入によりPHを4に調整した。槽内
温度は38℃であった。次いで、No.1反応槽での反
応液は、オーバーフロー式に連続的にNo.2反応槽
(5m3容量)へ供給した。なお、No.1反応槽オー
バーフロー時点での液中As濃度は91mg/lであっ
た。No.2反応槽では、定量ポンプによりFe()
溶液(80g/l,PH=0.6)を55l/Hrのペ
ースで添加し、PHは工場内発生粗製ZnOにて4.5
に調整した。なお、No.1,No.2反応槽における
PH調整は自動制御により連続的に実施した。
【0021】濾過工程(FP工程) No.2反応槽からのオーバーフローをクッションタン
ク(12m3容量)に受け、5m3ストック時点で濾過に
供じた。得られた濾過液中のAs濃度は0.6mg/l
であり、かつ本工程における濾過性は良好であった。
【0022】置換工程 FP濾過液5m3に対して、H2SO4を添加し、PHを
1.8に調整し、Zn粉末を添加してZn末置換を行っ
た。得られたスポンジカドミウムは3〜5mmの緻密で
良好なメタリック状態であった。
【図面の簡単な説明】
【図1】砒酸カルシウムによる脱ヒ素濃度と反応時間と
の関係図である。
【図2】Fe()添加後反応生成物からのヒ素の溶解
挙動を示し、濾過液中のヒ素濃度と添加後の時間との関
係図である。
【図3】本方法の工程の一例を示す概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内村 貞悦 青森県八戸市根城1丁目13−8 (72)発明者 新村 隆平 青森県八戸市多賀台2丁目14 製錬社宅5 −32

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 Cd,Zn及びAs等を含む非鉄乾式製
    錬煙灰の酸浸出液からCdを回収する方法において、 a)煙灰浸出上澄液を繰返し浸出に供し、溶出成分を濃
    縮する第一工程と、 b)上記濃縮上澄液又は未濃縮上澄液に対して、アルカ
    リ中和剤又は/及びCdO、ZnO等の酸化物を添加し
    て、PH3〜4に中和する第二工程と、 c)上記第二工程の上澄液に対し、空気、酸素又は/及
    び酸化剤を用い、該溶液中の3価のAsを5価に酸化し
    ながらCa(OH)2を投入し、PHを4〜4.5に調
    整する第三工程と、 d)引き続いて、上記調整液に対し、アルカリ中和剤又
    は/及びCdO,ZnO等の酸化物を用い、PHを4〜
    4.5に維持しながら第二鉄イオンを添加する第四工程
    とを有し、 e)生成した澱物を分離し、濾過液を置換工程に供する
    ことを特徴とするカドミウムの回収方法。
JP3021399A 1991-01-23 1991-01-23 カドミウムの回収方法 Pending JPH055132A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010013670A (ja) * 2008-07-01 2010-01-21 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 亜鉛・鉛製錬法の排水処理工程の操業方法
CN114790514A (zh) * 2022-04-20 2022-07-26 白银有色集团股份有限公司 一种湿法炼锌过程中提高镉回收率的方法

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