JPH11236630A - 塩素浸出方法 - Google Patents

塩素浸出方法

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JPH11236630A
JPH11236630A JP10038242A JP3824298A JPH11236630A JP H11236630 A JPH11236630 A JP H11236630A JP 10038242 A JP10038242 A JP 10038242A JP 3824298 A JP3824298 A JP 3824298A JP H11236630 A JPH11236630 A JP H11236630A
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JP
Japan
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chlorine
liquid
gas
chlorine leaching
exuding
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Pending
Application number
JP10038242A
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English (en)
Inventor
Nobumasa Iemori
伸正 家守
Shigeki Matsuki
茂喜 松木
Isao Nishikawa
勲 西川
Izumi Sugita
泉 杉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塩素浸出工程での熱バランスを維持するため
塩素浸出槽に添加する添加液量を減少させ、なお且つ液
の突沸などを防いで安定した操業を行うことのできる塩
素浸出方法を提供する。 【解決手段】 ニッケル、銅、亜鉛、鉛等の非鉄金属硫
化物を含有する固形物から塩素ガスを用いて前記非鉄金
属を浸出する塩素浸出法において、固形物のスラリーを
入れた塩素浸出槽に塩素ガスを吹き込みながら、その塩
素浸出槽に不活性ガス、燃焼排ガス、空気のうちの少な
くとも1種のガスを吹き込む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ニッケルマットの
ような非鉄金属硫化物からなる固形物を塩素ガスで処理
し、非鉄金属を浸出して回収する塩素浸出方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ニッケル、銅、亜鉛、鉛等の非鉄金属硫
化物を含有する固形物から非鉄金属を回収する方法とし
て、塩素ガスを用いて非鉄金属を浸出する塩素浸出法が
ある。かかる塩素浸出法の一例として、ニッケルマット
の塩素浸出電解採取法を図1に基づいて説明する。
【0003】原料のニッケルマットは、まず粉砕工程に
おいてミルで粉砕された後、電解工程で発生する電解廃
液と混合してスラリーとされ、その大部分がセメンテー
ション工程に供給される。セメンテーション工程には塩
素浸出工程の母液が供給されており、この母液中に含ま
れる銅はマット中のニッケルと置換反応を起こし、硫化
銅として析出する。析出した硫化銅はマットのセメンテ
ーション残渣と共に分離され、残りのマットスラリー及
び電解工程で発生した塩素と一緒に塩素浸出工程に供給
される。
【0004】塩素浸出工程では、塩素浸出槽に吹き込ま
れる塩素ガスの酸化力によって、スラリーの固形物中の
非鉄金属が実質的に全て液中に浸出される。この非鉄金
属が浸出された母液は、セメンテーション工程に繰り返
して供給される。その一方、マットに含まれていた硫黄
は殆ど浸出されず、その大部分が固形物として残留する
ので、浸出残渣として分離され、硫黄回収工程に供給さ
れる。
【0005】また、セメンテーション工程の終液中には
まだCoやFe等が含まれているため、浄液工程で塩素
と炭酸ニッケルを添加する酸化中和法により、これらの
元素及びCu、Pb、As等の微量不純物が除去され
る。浄液工程の終液はpHを調整された後、電解工程に
送られ、そこで電解採取により電気ニッケルが回収され
る。電解工程で発生した塩素ガスは塩素浸出工程及び浄
液工程に繰り返されて、再利用される。
【0006】このような塩素浸出法では、上記塩素浸出
工程において大量の熱が発生する。そこで、塩素浸出槽
内の液温を110℃程度に保持し、液の突沸を防いで安
定操業を維持するために、上記液温よりも低い温度を有
する電解廃液やその他の工程で発生する薄液を塩素浸出
槽に添加することが行われている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のごとく塩素浸出
工程では、熱バランスを保つために塩素浸出槽に電解廃
液や薄液を添加しているが、これらの液の添加によって
塩素浸出工程の液量はもちろん、浸出工程母液が供給さ
れるセメンテーション工程及びその後の各工程の液量が
増加することになり、固液分離装置の能力を相対的に減
少させる。
【0008】即ち、電気ニッケルの生産量を決めた場
合、各工程で処理しなければならない液量は各液中のニ
ッケル濃度に依存し、他工程から液を受け入れれば受け
入れるほど、当該工程での液中ニッケル濃度は低下す
る。その結果、決められた生産量に対して多量の液を各
固液分離装置で処理しなければならず、従って各固液分
離装置の能力を大きくするという設備投資なしには、電
気ニッケルの生産量を増加できないという問題があっ
た。
【0009】特に気温の高い夏場においては、塩素浸出
槽からの放散熱が減少すると共に、塩素浸出槽に供給さ
れる電解廃液や薄液の温度が上昇する結果、塩素浸出槽
の液温を好適な110℃程度に保つためには、添加すべ
き液量を著しく増加させる必要がある。このため、固液
分離装置の能力が、目標とする電気ニッケルの生産量に
追いつかないという問題があった。
【0010】本発明は、このような従来の事情に鑑み、
塩素浸出工程での熱バランスを維持するため塩素浸出槽
に添加する添加液量を減少させることができ、もって各
工程での固液分離装置の能力に余裕を持たせることがで
き、また能力の増強なしに生産量の増加を可能にする塩
素浸出方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明が提供する方法は、ニッケル、銅、亜鉛、鉛
等の非鉄金属硫化物を含有する固形物から塩素ガスを用
いて前記非鉄金属を浸出する塩素浸出法において、前記
固形物のスラリーを入れた塩素浸出槽に塩素ガスを吹き
込みながら、該塩素浸出槽に不活性ガス、燃焼排ガス、
空気のうちの少なくとも1種のガスを吹き込むことを特
徴とするものである。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明においては、塩素浸出槽に
塩素と共に空気等のガスを吹き込むことにより、槽内の
液を効率的に蒸発させることができ、その結果、液が保
持する余剰顕熱を蒸発潜熱に変換して、温度調整のため
塩素浸出槽に添加する電解廃液や薄液の添加量を減少さ
せることができる。
【0013】以下に、更に詳しく説明する。まず、塩素
浸出工程での塩素ガスとセメンテーション残渣の主成分
であるNiSとの総括反応は、下記化学式1で表され
る;
【化1】NiS(s) + Cl2(g) = Ni2+ + 2C
- + S(s)
【0014】この反応は発熱反応であり、塩素ガス1ト
ン当たり約1000Mcalの熱量を発生する。尚、硫
化物を構成する金属が、ニッケルではなく、鉄、コバル
ト、銅、亜鉛等であっても、その発熱量はあまり変わら
ない。
【0015】上記の総括反応は、塩素浸出槽における熱
バランスを考える場合、下記化学式2及び3に示す2つ
の反応に分けて考えることができる;
【化2】2Cu+ + Cl2 = 2Cu2+ + 2Cl-
【化3】NiS(s) + 2Cu2+ = Ni2+ + 2Cu
+ + S(s)
【0016】即ち、塩素浸出槽に吹き込まれた塩素ガス
は、化学式2に示すように、液中の銅1価イオンを銅2
価イオンに酸化することにより、液に溶解して塩素イオ
ンとなる。生成した銅2価イオンは、化学式3に示すよ
うに、ニッケル硫化物を酸化してニッケルイオンを生成
させ、自らは元の銅1価イオンに戻る。
【0017】ここで上記各反応の発熱量に着目すると、
化学式2の反応は前記化学式1の総括反応熱の117%
を放出する発熱反応であるのに対して、化学式3の反応
は前記化学式1の総括反応熱の17%を吸収する吸熱反
応である。更に、塩素浸出槽に供給される固形物はスラ
リーとして与えられるため、反応生成物の温度を110
℃まで上げるための顕熱を考慮すると、化学式3の反応
は実質的に総括反応熱の52%を吸収することになる。
従って、上記化学式1の総括反応における正味の発熱量
は、塩素ガス1トン当たり650Mcalとなり、その
熱量は全て化学式2の反応によってもたらされている。
この状況は、NiSが他の硫化物であっても、本質的な
違いはない。
【0018】以上の反応熱に関する解析により、塩素浸
出工程では、塩素ガスが液に溶解する時に多量の熱を発
生し、その熱が液そのものに与えられて液温を上昇させ
ることが分かった。この余剰熱が液の沸点近くで全て蒸
発潜熱として利用されれば、薄液等の低温の液を塩素浸
出槽に添加する必要はない。しかしながら、実際には蒸
気の発生がスムースに行われず、低温の液を添加しなけ
れば、一時的に突沸状態を呈して多量の蒸気が発生し、
塩素浸出槽の安定操業が乱されていた。
【0019】このような塩素浸出工程における余剰熱の
発生に対して、本発明方法では、空気等のガスを塩素ガ
スと共に塩素浸出槽に吹き込むことにより、突沸状態を
呈することなく、多量の余剰熱を蒸気に変えることがき
る。その機構は未だ明らかではないが、不均質核生成理
論に従うと、蒸気の生成場所は液と固体粒子の界面であ
り、この界面からの蒸気の脱着が吹き込んだガスによっ
て促進され、その界面が次の蒸気発生場所として有効に
利用できるためと考えられる。
【0020】本発明において、塩素浸出槽に吹き込むガ
スとしては、ニッケルマット等の非鉄金属硫化物を含む
固形物及び塩素と反応しないガスであれば使用できる
が、供給量や経済性を考慮すると、窒素やアルゴン等の
不活性ガス、重油、石炭、天然ガス等の燃料を燃焼させ
たときに発生する燃焼排ガス、或は空気を用いることが
好ましい。
【0021】また、これらのガスの吹き込み量(流量)
は、同時に塩素浸出槽に吹き込む塩素ガス量1トン当た
り1000m3以下とすることが好ましい。これ以上の
流量でガスを吹き込むと、ガスの吹き込みに起因した蒸
気の発生量が確実に余剰熱量を上回ることになり、塩素
浸出槽の液温を目標とする110℃程度に保つことが難
しくなるからである。
【0022】ガスの吹き込み方法については、特に限定
するものではないが、塩素ガスと同じ管から一緒に吹き
込むことによる塩素ガスのロスを考慮すると、塩素ガス
と別の吹き込み管を介して吹き込むことが望ましい。ま
た、塩素浸出槽への吹き込み位置は、塩素浸出槽の底か
ら槽内全体に均一に分散するように吹き込むことが好ま
しい。
【0023】このように、塩素ガスと共に、空気等のガ
スを吹き込むことによって、塩素浸出槽の液温を低下さ
せ、熱バランスを制御することができる。その際、塩素
浸出槽の液温を調節する具体的な方法は、ガス流量の増
減によっても可能であるが、塩素浸出槽に添加する電解
廃液等の液量を変える方法が、液温の制御性が良いため
好ましい。
【0024】
【実施例】実施例1 ニッケルマットを原料とする塩素浸出法により、電解工
程で発生する塩素ガスのうち2.8t/hを第1塩素浸
出槽に及び1t/hを第2塩素浸出槽に吹き込んで、電
気ニッケルを2350t/月生産している操業条件にお
いて、最初の24日間は従来と同様に、電解廃液等の添
加により各塩素浸出槽の熱バランスを調整した。
【0025】その後、次の37日間については、第2塩
素浸出槽に空気を5m3/分の一定流量で塩素ガスとは
別の吹き込み管から連続的に吹き込み、塩素浸出槽の液
温が約110℃となるように添加液量を変えながら、塩
素浸出を継続した。このときの第2塩素浸出槽への添加
液量、及び塩素浸出工程母液中のNi濃度の変化を図2
に示した。尚、図2中に示す点線の位置が、空気の吹き
込み開始日(操業25日目)に当たる。
【0026】図2のグラフから、空気を吹き込むことに
より、熱バランス制御用の添加液量が約125m3/日
から約20m3/日にまで大幅に減少し、それと同時に
母液中のNi濃度も約206g/lから約260g/l
に増加したことが分かる。
【0027】また、Ni生産量2350t/月の場合、
塩素浸出工程及びセメンテーション工程の液量は、通常
それぞれ540m3/日及び920m3/日である。従っ
て、第2塩素浸出槽に流量5m3/分で空気を吹き込む
ことにより、液添加量を約100m3/日減少できたこ
とは、固液分離装置の濾過能力が塩素浸出工程で18%
及びセメンテーション工程で11%それぞれ増加したこ
とに等しい。
【0028】実施例2 上記実施例1と同じ操業条件において、第2塩素浸出槽
に吹き込む空気を窒素に代え、その流量を2.5m3/分
として、操業を20日間続けた。その結果、第2塩素浸
出槽への添加液量は約125m2/日から75m3/日に
減少し、吹き込みガスの種類に関わらず、同様の単位ガ
ス量当たりの添加液量減少効果が得られることが分かっ
た。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、塩素浸出槽に塩素ガス
と共に空気等のガスを吹き込むことにより、熱バランス
を維持するため塩素浸出槽に添加する液量を減少させな
がら、簡単に塩素浸出槽の液温を維持して、突沸等のな
い安定した操業を行うことができる。
【0030】また、塩素浸出槽への添加液量を大幅に減
少することができるので、塩素浸出工程やセメンテーシ
ョン工程等で処理液量が減少し、固液分離装置の能力に
余裕を持たせることができ、また固液分離装置の能力増
強なしに生産量の増加を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ニッケルマットの塩素浸出電解採取法を説明す
るための工程図である。
【図2】実施例1において、空気を吹き込む前後におけ
る塩素浸出槽への添加液量及び母液中のニッケル濃度の
変化を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉田 泉 愛媛県新居浜市西原町3−5−3 住友金 属鉱山株式会社別子事業所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ニッケル、銅、亜鉛、鉛等の非鉄金属硫
    化物を含有する固形物から塩素ガスを用いて前記非鉄金
    属を浸出する塩素浸出法において、前記固形物のスラリ
    ーを入れた塩素浸出槽に塩素ガスを吹き込みながら、該
    塩素浸出槽に不活性ガス、燃焼排ガス、空気のうちの少
    なくとも1種のガスを吹き込むことを特徴とする塩素浸
    出方法。
  2. 【請求項2】 塩素浸出槽に吹き込む前記ガスの流量
    を、浸出用の塩素ガス1トン当たり1000m3以下と
    することを特徴とする、請求項1に記載の塩素浸出方
    法。
JP10038242A 1998-02-20 1998-02-20 塩素浸出方法 Pending JPH11236630A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008240009A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Sumitomo Metal Mining Co Ltd ニッケル硫化物の塩素浸出方法
JP2009046736A (ja) * 2007-08-21 2009-03-05 Sumitomo Metal Mining Co Ltd ニッケル硫化物の塩素浸出方法
JP2013189670A (ja) * 2012-03-13 2013-09-26 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 湿式製錬方法
JP2014534346A (ja) * 2011-11-08 2014-12-18 オウトテック オサケイティオ ユルキネンOutotec Oyj 硫化金属精鉱の浸出方法

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