JPH07286221A - 非鉄金属製錬工程からのレニウムの回収方法 - Google Patents

非鉄金属製錬工程からのレニウムの回収方法

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JPH07286221A
JPH07286221A JP10212194A JP10212194A JPH07286221A JP H07286221 A JPH07286221 A JP H07286221A JP 10212194 A JP10212194 A JP 10212194A JP 10212194 A JP10212194 A JP 10212194A JP H07286221 A JPH07286221 A JP H07286221A
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sulfide
sulfuric acid
precipitate
aqueous solution
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Nobuo Takahashi
信夫 高橋
Shinji Matsumoto
慎二 松本
Sueaki Nishihara
季明 西原
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 非鉄金属製錬工程で発生する亜硫酸ガスから
有価重金属、特にReを高い効率で捕捉回収する方法を
提供する。 【構成】 非鉄金属製製錬工程から発生する亜硫酸ガス
洗浄液の硫酸濃度を70g/l以上に保持し、該亜硫酸
ガス洗浄液にH2Sガスを吹き込むか又は可溶性の硫化
物を添加して酸化還元電位120〜150mV(対銀−
塩化銀電極)の条件下でReを含む硫化物沈澱を生成さ
せ、次に該硫化物沈澱を酸性水溶液中で硫酸銅と混合す
ることによりReを含む水溶液とし、得られた該含Re
水溶液を第4級アンモニウム塩陰イオン交換物質に接触
させてReを選択的に吸着、回収する非鉄金属製錬工程
からのReの回収方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】銅精鉱等の非鉄金属原料鉱石中に
微量に含有されるレニウム(Re)を、非鉄金属製錬工程
において高収率で回収する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】銅等の非鉄金属の製錬工程から発生する
亜硫酸ガスは硫酸の製造原料として利用される。即ち、
亜硫酸ガスを水で洗浄することにより洗浄液中に硫酸が
回収されるので、この亜硫酸ガス洗浄液を定期的に抜き
出して、硫酸製造工程に供給している。
【0003】又、この亜硫酸ガス洗浄液中には、銅精鉱
等の原料鉱石中に含まれるAs、Cu、Cd、Zn等の
重金属イオンが溶存しているほか、微量ではあるがRe
イオンも溶存している。これらの重金属は貴重な非鉄金
属であるので、亜硫酸ガス洗浄液から回収することが行
われている。
【0004】従来から行われているこれら有価重金属の
回収方法は、亜硫酸ガス洗浄液にCa(OH)2又はCa
CO3等のCa源を添加することにより硫酸分を石膏と
して中和回収した後、この亜硫酸ガス洗浄液にH2Sガ
スを吹き込むか又はNaSH等の可溶性の硫化物を添加
することにより重金属を硫化物沈澱として回収するもの
である。
【0005】例えば、特公平4−75292号公報に
は、亜硫酸ガス洗浄液にCa(OH)2を添加して硫酸を
石膏として中和回収した後、残った亜硫酸ガス洗浄液に
NaSHを添加してReその他の重金属を硫化物沈澱と
して分離し、次でこの硫化物沈澱を硫酸銅と酸性水溶液
中で撹拌混合し、得られた含Re水溶液を第4級アンモ
ニウム塩陰イオン交換物質に接触させてReを選択的に
吸着させ、回収する方法が述べられている。
【0006】しかしながら、かかる従来の回収方法にお
いては、As、Cu、Cd及びZnは効率良く一括して
回収することができるが、Reの回収率は20%程度に
とどまっていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】Reは、触媒の添加元
素、熱電対や超耐熱金属用の添加元素、高真空電子管材
料等に用いられる重要な金属であるにも拘らず、亜硫酸
ガス洗浄液中に含まれるReは微量であるため、多量に
溶存するAs、Cu、Cd及びZnの回収に重点が置か
れた結果、従来の回収方法ではReの回収率は前記のご
とく僅か20%程度にすぎなかった。
【0008】従来の回収方法で回収されずに亜硫酸ガス
洗浄液中に残ったReは、後に続く排水処理等の2次処
理工程で捕捉されて原料鉱石等と共に再処理されるが、
かかる処理では工程内に滞留蓄積する結果となり回収効
率が極めて悪いので、工程内蓄積のない高効率なRe回
収方法が望まれていた。
【0009】本発明は、かかる従来の事情に鑑み、非鉄
金属製錬工程で発生する亜硫酸ガスから有価重金属、特
にReを高い効率で捕捉回収する方法を提供することを
目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するたあ
めに、本発明が提供する非鉄金属製錬工程からのレニウ
ムの回収方法は、非鉄金属製製錬工程から発生する亜硫
酸ガス洗浄液の硫酸濃度を70g/l以上に保持し、該
亜硫酸ガス洗浄液にH2Sガスを吹き込むか又は可溶性
の硫化物を添加して酸化還元電位120〜150mV
(対銀−塩化銀電極)の条件下でReを含む硫化物沈澱
を生成させ、次に該硫化物沈澱を酸性水溶液中で硫酸銅
と混合することによりReを含む水溶液とし、得られた
該含Re水溶液を第4級アンモニウム塩陰イオン交換物
質に接触させてReを選択的に吸着させ、回収すること
を特徴とする。
【0011】
【作用】従来の回収方法では、亜硫酸ガス洗浄液にCa
(OH)2又はCaCO3等のCa源を添加することにより
硫酸分を石膏として中和回収していたのに対して、本発
明方法においては亜硫酸ガス洗浄液から石膏を回収せ
ず、その硫酸濃度を70g/l以上に保持したままの状
態で、該亜硫酸ガス洗浄液にH2Sガスを吹き込むか又
はNaSH等の可溶性の硫化物を添加してReを含む硫
化物沈澱を生成させる。
【0012】このように硫酸濃度が70g/l以上の領
域でReが効率良く硫化物として沈澱するのは、Reの
陽イオンとしての安定性が硫酸濃度の高い状況下で高
く、液中に溶解したSの陰イオンとの下記反応が容易に
進行するためと考えられる: 2Re7++7S2-=Re27 逆に、硫酸濃度の低い状況下では、液中のReは陽イオ
ンとしではなくレニウム酸陰イオンとして存在する方が
安定であるため、液中にSの陰イオンが添加されてもR
eが硫化物となる反応が十分に起こらず、硫化物沈澱と
してのReの回収率が低下するものと考えられる。
【0013】この方法によれば、亜硫酸ガス洗浄液中に
含まれる重金属のうち、Re以外にもCu及びAsが硫
化物沈澱として効率良く回収される。これらの重金属が
液中で硫化物となる反応の酸化還元電位はそれぞれ異な
り、Reの硫化物沈澱が効率良く生成するための酸化還
元電位は120〜150mV(対銀−塩化銀電極)の範
囲である。
【0014】かくして得られた硫化物沈澱はReと共に
Cu及びAsを含み、CdとZnは液中に残る。しか
し、全ての重金属が一括して回収されなことは、逆に以
下の利点を生み出すことになる。即ち、本発明方法によ
る硫化物沈澱はCdとZnを含まないので従来方法で得
られる硫化物沈澱よりも物量を小さくすることができ、
且つRe、Cu、Asを従来よりも高い濃度で含有する
ので、以後の回収処理工程をコンパクトにすることが可
能となる。
【0015】具体的には、硫化物沈澱を回収した後の液
中に残るCd及びZnは、液にCa源を添加して石膏を
生成させて回収し、硫酸濃度の低下したpH2.0〜2.
5程度の液にH2Sガスを吹き込むか又は可溶性の硫化
物を添加することによって硫化物沈澱として回収するこ
とができる。回収されたCdとZnを含む硫化物沈澱は
物量が小さく且つ高品位であり、しかもRe、Cu、A
sを含まないので、そのまま亜鉛製錬工程の副原料とし
て直接有効利用することが可能である。
【0016】一方、Reを含む硫化物沈澱は、次に酸性
水溶液中で硫酸銅と混合撹拌することにより、CuとA
s及びReとの置換反応を行わせ、AsとReを水溶液
中に溶解させる。このとき、硫酸銅による置換反応を十
分行わせるため、添加する硫酸銅中のCuと硫化物沈澱
中のAsとの重量比Cu/Asが1.2以上となるよう
に、硫酸銅の添加量を調整することが好ましい。
【0017】得られたReとAsを含む水溶液は、残っ
たCuを含む残渣を取り除いた後、第4級アンモニウム
塩陰イオン交換物質に接触させ、この陰イオン交換物質
にReを選択的に吸着させる。その際、ReとAsを含
む水溶液の硫酸濃度を50〜150g/lに調整するこ
とが好ましい。硫酸濃度が50g/l未満ではReのみ
でなくAs等の他の物質も陰イオン交換物質に吸着さ
れ、Reの選択分離性が低下するからである。又、硫酸
濃度が150g/lを越えてもReの選択分離性はそれ
以上改善されず、後の廃酸の中和に多量のアルカリを消
費するので不利である。
【0018】第4級アンモニウム塩陰イオン交換物質と
しては、第4級アンモニウムを交換基とする強塩基性陰
イオン交換樹脂、例えばデュオライトA−102D(住
友化学(株)の商品名)を用いることができる。即ち、こ
の陰イオン交換樹脂をカラムに充填したイオン交換塔
に、前記Reを含有する水溶液を通液させることによっ
て、陰イオン交換樹脂にReのみを優先的に吸着させる
ことができる。
【0019】陰イオン交換物質に吸着されたReは、公
知の方法に従って陰イオン交換樹脂から遊離させるか、
有機溶媒で逆抽出することにより、効率良く分離回収す
ることができる。
【0020】尚、陰イオン交換物質を通過した処理液に
はAsとCuが含まれるが、この液にCa源を添加して
石膏を回収した後、硫酸濃度の低下した液にH2Sガス
を吹き込むか又は可溶性の硫化物を添加することによ
り、As及びCuを硫化物沈澱として回収することがで
きる。
【0021】又、Reを含む硫化物沈澱から含Re水溶
液を生成した際に残った残渣にはCuが多量に含まれる
が、このCuは製錬原料として再利用し、沈澱・残渣を
繰り返すことで回収できる。
【0022】
【実施例】実施例1 銅製錬系統のSO2ガス洗浄循環水からSO2ガス洗浄液
(Cu、As、Re、その他の有価重金属群を含み、硫
酸濃度は130g/lであった)を抜き取り、この洗浄
液1リットルに対しH2Sガスを0.12リットル/分の
割合で吹き込みながら、酸化還元電位135mV(対銀
−塩化銀電極)の下で40℃の液温にて30分間撹拌し
て反応させた。
【0023】生成した硫化物の沈澱をろ過して回収し、
硫化物沈澱及びろ液を分析した結果を表1に示した。原
液から硫化物へのReの沈澱率は93.6重量%であ
り、Reは効率良く硫化物沈澱中に分配されていること
が分かる。
【0024】
【表1】 Cu As Cd Zn Re 備 考 原液濃度(g/l) 0.36 1.64 0.76 0.99 0.0071 処理量1140リットル ろ液濃度(g/l) <0.001 <0.001 0.78 1.04 <0.001 ろ液量1040リットル 硫化物品位(%) 8.9 43.4 0.11 0.01 0.18 残渣量4.21kg 沈澱率(%) >99.7 >99.4 0.56 0.038 93.6
【0025】比較例1 実施例1と同じSO2ガス洗浄循環水から抜き取った洗
浄液(Cu、As、Re、その他の有価重金属群を含
み、硫酸濃度は130g/l)に、CaCO3を添加す
ることにより硫酸を石膏として沈澱させ、石膏をろ過し
て分離した。
【0026】得られたろ液(硫酸濃度2g/l)1リッ
トルに対しH2Sガスを0.12リットル/分の割合で吹
き込みながら、酸化還元電位50mV(対銀−塩化銀電
極)の下で40℃の液温にて30分間撹拌して反応させ
た。
【0027】生成した硫化物の沈澱をろ過して回収し、
硫化物沈澱及びろ液を分析した結果を表2に示した。原
液から硫化物へのReの沈澱率は20.0重量%であ
り、前記実施例1の場合よりもReの沈澱率が低下した
ことが分かる。
【0028】
【表2】 Cu As Cd Zn Re 備 考 原液濃度(g/l) 0.33 1.70 0.68 0.94 0.0063 処理量1140リットル ろ液濃度(g/l) <0.001 <0.001 <0.001 0.44 <0.0059 ろ液量1040リットル 硫化物品位(%) 0.34 1.75 0.71 0.52 0.028 残渣量4.21kg 沈澱率(%) >99.7 >99.4 >99.8 54.7 20.0
【0029】実施例2 前記実施例1で得られたReを含む硫化物沈澱と硫酸銅
とを、硫酸酸性水溶液中にて硫酸銅中のCuと沈澱中の
Asの重量比Cu/As=1.2となるように混合して
撹拌し、沈澱中のAs及びReを水溶液中に溶解させ
た。残渣をろ過して分離した後、ろ液に硫酸を加えて硫
酸濃度を76.2g/lに調整した置換原液を得た。
【0030】次に、直径4cmのカラムに高さ3.2c
m(容積40ml)まで第4級アンモニウムを置換基と
する強塩基性陰イオン交換樹脂(住友化学(株)製のデュ
オライトA−102D)を充填し、このカラムに前記置
換原液を1リットル/時間(SV=25Hr-1)の割合
で5リットル通過させながら、カラムを通過した処理液
の分析を順次行い、その結果を表3に示した。
【0031】
【表3】
【0032】この結果から、置換原液中のReは効率良
く陰イオン交換樹脂に吸着されるのに対して、他の成分
は殆ど吸着されず置換処理後の置換終液中に残ることが
分かる。
【0033】実施例3 実施例2と同じ組成の置換原液を、直径40cm及び高
さ40cm(容積50リットル)のデュオライトA−1
02Dを充填したカラムにSV=10Hr-1の割合で1
000リットル通液し、デュオライトにReをほぼ飽和
吸着させた。その後、濃度1モルのチオシアン酸アンモ
ニウム水溶液600リットルを用いて、SV=3Hr-1
の条件でデュオライトからReを脱着した。
【0034】脱着液中のReの含有量は2.9g/lで
あり、Reの回収率は99%以上であった。この脱着液
15リットルを加熱蒸発して10倍に濃縮した後、冷却
して過レニウム酸アンモニウム約25gを析出させた。
この結晶の純度は99%以上であった。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、銅製錬等の非鉄金属製
錬工程の亜硫酸ガス洗浄液から、原料鉱石中に微量に含
有されるレニウムを、共存する銅、ひ素、カドミウム、
亜鉛等から分離して極めて高い収率で回収することがで
き、希少資源の活用に大きな意義を有する。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非鉄金属製製錬工程から発生する亜硫酸
    ガス洗浄液の硫酸濃度を70g/l以上に保持し、該亜
    硫酸ガス洗浄液にH2Sガスを吹き込むか又は可溶性の
    硫化物を添加して酸化還元電位120〜150mV(対
    銀−塩化銀電極)の条件下でReを含む硫化物沈澱を生
    成させ、次に該硫化物沈澱を酸性水溶液中で硫酸銅と混
    合することによりReを含む水溶液とし、得られた該含
    Re水溶液を第4級アンモニウム塩陰イオン交換物質に
    接触させてReを選択的に吸着させ、回収することを特
    徴とする非鉄金属製錬工程からのレニウムの回収方法。
  2. 【請求項2】 酸性水溶液中で硫化物沈澱と硫酸銅を混
    合する際、硫酸銅中のCuと硫化物沈澱中のAsとの重
    量比Cu/Asを1.2以上とすることを特徴とする、
    請求項1に記載の非鉄金属製錬工程からのレニウムの回
    収方法。
  3. 【請求項3】 含Re水溶液の硫酸濃度を50〜150
    g/lに調整して第4級アンモニウム塩陰イオン交換物
    質に接触させることを特徴とする、請求項1に記載の非
    鉄金属製錬工程からのレニウムの回収方法。
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