JPS5952583A - 鉄酸化バクテリアを使用する砒素と鉄を含有する水溶液の処理法 - Google Patents

鉄酸化バクテリアを使用する砒素と鉄を含有する水溶液の処理法

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JPS5952583A
JPS5952583A JP16289782A JP16289782A JPS5952583A JP S5952583 A JPS5952583 A JP S5952583A JP 16289782 A JP16289782 A JP 16289782A JP 16289782 A JP16289782 A JP 16289782A JP S5952583 A JPS5952583 A JP S5952583A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は少なくとも砒素と鉄を含有する水溶液、例えば
湿式製錬工程で生成する重金属含有水等を鉄酸化バクテ
リアを用いて効果的に処理する方法に関するも・のであ
る。
一般に非鉄金属鉱物中には採取対象金属以外に砒素やカ
ドミウム等の有害物質が混在し、これが製錬工程で種々
の障害を生じたり、製品や副製品に混入して品位の低下
を来たす因となっている。
特に砒素は原料の精鉱を溶錬炉で溶解する過程で揮発し
、煙灰中に濃縮する。近年、へ次熔錬炉として自″熔炉
などが採用されるのに伴ない、その〃ト出ガス中のSO
2濃度が高いのでそのまま硫酸原料とされることから、
煙道で沈降しない砒素は硫酸工程で廃硫酸中に補数され
るので、これに水硫化ソーダ等を加えてAetSsとし
て沈降除去する方法が知られている。また、その他の方
法として硫酸酸性液中で砒素を硫酸第2鉄のようなFe
3+イオンと共沈させる方法や、特開昭弘ター207j
2号公報のようにAs3+を過酸化水素等−め゛酸化剤
を用いてAs5+に酸化した後、アルカリ液中で水酸化
カルシウム等の水酸化物で共沈除去する方法もある。
しかしながら、これらの方法はいずれも砒素の除去に多
量の試薬を使用しなければならず、特に高濃度の砒素を
含有する場合には処理を二段で行なう等の操作が必要と
なり、それだけ試薬量や生成沈殿物が増加してコストの
増大を招いていた。
本発明者等は湿式煙灰処理工場等の湿式製錬工程で生成
される硫酸酸性溶液中には高濃度の砒素のほか、多量の
Fe2+イオンが含有されていることに着目し、鉄酸化
バクテリアを使用してこのFez+をFe3+に酸化さ
せた後、このFe3+と砒素(Aθ3+)とを反応させ
て除去する効果的かつ低コストな方法を見出した。
Fe2+をFe3+に酸化処理する方法としては、従来
MnO2,KMnO+  、C12等の酸化剤を添加す
る方法や高温、高圧、高pHの条件で酸素を吹込んで酸
化沈殿せしめる方法などが知られているが、いずれも薬
品やエネルギー消費も大でコスト高である。
また、鉄酸化バクテリアを使用してFe2+をFe3+
に酸化するものとして本出願人の提案に係る特公昭17
7−31rり11号公報等があるが、これらはもっばら
坑内排水の処理に利用され、高Fe2+濃度のしかも砒
素を多量に含有する製錬工程生成液は該バクテリアの使
用に適さないものとされていた。
本発明はこの鉄酸化バクテリアを使用して該製錬工程液
等から効率良く砒素を除去回収することができる方法を
提供するもので、以下本発明法を添付図面の70−シー
トを参照しながら詳述する。
まず、製錬工程生成液等少なくとも砒素(As”)と砒
素の当量以上のFe2+イオンを含む被処理液に炭酸カ
ルシウム等の中和剤を添加してpHを2.0〜2.1に
調整して反応させ、これを固液分離94   を行ない
、生成する石膏等の沈殿物は分離回収し、液は脱砒槽に
送る。
脱砒槽には後記する酸化槽で酸化されたFe3+イオン
が戻され、砒素と次式の反応が行なわれる。
As033−+ 2Fe”+ H2O→As0X−+。
2Fe  +、2H・・・・・・・・・(1)ABO3
+Fe”+−+FeAe04  ・・a、、* −−−
(2)これにより、白色のFeAeO+  (砒酸鉄)
の沈殿を生じ、この反応は瞬時に起るため、数分の攪拌
だけで反応は終了する。この場合、F e”/ A s
=/程度でり0%以上の砒素を沈殿分離することができ
る。
第7表は、脱砒槽へ送られる原液の中和抜液のpHと砒
素除去率との関係を示したもので、上記の通り中和時の
pHは2.0〜2.rの範囲が最適であ・ることか判る
。なお、脱砒前のAe濃度番ま≠、6 t/lの液を′
使用した。
第  /  表 脱砒槽で生成される砒酸鉄は不純物が少なく、砒素も充
分濃縮されているのでミ亜砒酸の原料として利用でき、
この砒素穀物の沈降分離を行ない、唐量の未反応のFe
2+イオンを含む脱砒復液は酸化槽に送られて鉄酸化バ
クテリアによりFe3+に酸化処理を行なう。該酸化槽
には鉄酸化バクテリア(Ferrobacillus 
Ferrooxldans + Th1obaci11
ue Ferrooxidance等)が存在しており
一更心こ菌体保持のためキャリヤ剤として珪藻上等の酸
性多孔物質を加えておく。また、必要によりバクテリア
の増殖を図るためN、P、に等の栄養源、例えば(NH
4)2CO3、(NH,4)2804  、 K(、t
、 K2H1)04 t KH2PO4* Mg5Ot
・7H20、Ca(NO3)2等を添加する。なお、被
処理原水中に8.S、、 F 、 ct+ Zn 、H
g + Ag等のバクテリアの阻害元素が含まれている
ときは、あらかじめ前処理で除去しておくのが望ましく
、また例えばθ、8.は製錬工程でセトラー等により除
去し、Fは200 p p m、Ctは10(7ppm
、Znは20 ?lt位までバクテリアが生育すること
がビーカーテストで確認されたので、それ以上の濃度の
場合には希釈による方法であってもよい。
次に、上記酸化処理後液の固液分離を行ない、バクテリ
アを担持する珪藻土等を含む沈殿物の一部又は全部を前
記酸化槽に繰返してFe”+→Fe3+への酸化に再使
用し、Fe3+に酸化された液の必要量は前記脱砒槽に
戻されて前述の脱砒反応に用いられ、残余の液は次工程
の鉄中和種に送られる。
酸化後の固液分離後液の大部分は鉄中和種でCaO、C
aCO5= Ca(OH)2 等のCa塩や水酸化ナト
リウム、炭酸ナトリウム、水酸化アンモニウム、水酸化
マグネシウム等のアルカリ剤が添加され、生成される水
酸化鉄、ゲーサイト等の鉄殿物が固液分離回収される。
本発明法によれば、上記の如く被処理液中に多量に存す
るFez+イオンを鉄酸化バクテリアにより酸化して砒
素の除去に効果的に使用するもので、該バクテリアも繰
返し使用され、従来のようにFez+の酸化に特別試薬
を添加する必要がないので非常に経済的である。また、
バクテリア酸化後の残余の液に対しては中和剤を少量添
加することによりFe分も高収率で回収することができ
る。
実施例/ 被処理原液はA製錬所の湿式煙灰処理工場からの脱銅復
液であり、その組成は第2表の通りである0 第  λ  表 この原液を2200m1/分の流量で中和槽に導いてj
%Ca COs溶液をII 00 nte 7分で添加
し、pHを2.乙に調整して反応させた後、シックナー
で沈殿生成した石膏とオーバーフロー水(流量/≠00
me/分)とに分離した。オーツ(−70−水の組成を
第3表に示す。
第  3  表 次に、該オーバーフロー水を脱砒槽に送入してバクテリ
ア酸化槽からの硫酸第2鉄溶液(流量60θml1分)
と反応させ、シックナーで砒酸鉄の沈殿物とオーバーフ
ロー水(流量2000m1j1分)とに分離した。この
沈殿物と脱砒オーツく−フロー水の組成を第弘表に示す
第  弘  表 脱砒後のオーバーフロー水は鉄酸化バクテリア(槽内バ
ルブ濃度IJ−%)とキャリヤ剤として珪藻土(槽内濃
度!rOrny/l)ならびに栄養剤としてリン酸アン
モニウム(槽内濃度j OtnI−/ l )を添加し
である酸化槽に導いて酸化処理を行ない、酸化復液は固
液分離を行なった後、その液の一部を脱砒槽に返送し、
沈殿物は酸化槽に繰返した。
これにより、第弘表からも判るように、高濃度砒素含有
液中のり9%近くもの砒素が除去された。
実施例コ 被処理原液は実施例/と同じ湿式煙灰処理工場の脱銅復
液であり、その組成は第5表に示す通りである。
この原液(流量2200me1分)に夕%Ca CO3
溶液(≠00m1/分)を添加してpHを!、2となる
よう自動調整した中和復液は石膏とオーバーフロー水(
/l100ml/分)とに固液分離し、オーバーフロー
水は脱砒槽に送って酸化槽からのFe3+イオンと反応
させた。中和後のオーバーフロー水の組成は第6表の通
りである。
また、脱砒槽からの砒酸鉄の沈殿と脱砒移液の組成を第
7表に示す。
以下余白 この脱砒移液を実施例/と同じく鉄酸化ハタテリアが存
在する珪藻上とリン酸アンモニウムを添り口した酸化槽
に導いて酸化処理を行なった。酸化復液はシックナーで
沈殿物とオーバーフロー水とに分離し、沈殿物の一部は
酸化槽に返送し、余剰殿iは系外に抜出した。またオー
バーフロー水(1)一部は脱砒槽に戻して砒素との反応
に使用し、残りは鉄中和種に送った。バクテリア酸化後
のオーバーフロー水の組成は第g表の通りである。
鉄中和種では消石灰液が添加され、反応後沈殿物とオー
バーフロー水とに分離した。沈殿物は水酸化鉄主体の鉄
殿物であり、該沈殿物とオーバーフロー水の組成を第り
表に示す。
は約り乙%、Feはタタ、り%の除去率を示し、従来法
に比して高効率でしかも経済的に砒素を除去することが
できるのである。
【図面の簡単な説明】
図は本発明法の実施例のフローシートである。 特許出願人  同和鉱業株式会社 手  続  補  正  書(自発 )昭和5$「4ら
罰18日 特許庁長官 若杉和夫 殿 1、事件の表示 特願昭57−762g77号 2、発明の名称 鉄酸化バクテリアを使用する砒素と鉄を含有する水溶液
の処理法 a 補正をする者 事件との関係  特許出願人 氏名(名称)  同和鉱業株式会社 4、代理人 G 補正の内容 (1)明細書筒2頁//行目に「例えば湿式製錬工程」
とあるを「例えば製錬二「程」と補正する。 (2)明細書筒≠頁λ行目のl−’ (A e”) j
  を削除する。 (3)明細書第7頁乙行l」に「高■)11の条件で酸
素を吹込」とあるをU−高p I−1の条件で空気を吹
込−Jと補正する。 (4)明細書筒j頁/行目のI−(As”)Jを削除す
る。 (5)明細書筒7頁/〜2行ト1に1=酸性多孔物質J
とあるを「耐酸性多孔物質」と補正する。 (6)明細書第7頁70〜//行目に11・゛は200
 p ’pm、CAは/ 00 p p m Jとある
を1Fは/ 00 Dpm、C1は10θOp p m
Jと補正する。 (7)明細書第7頁の12表中に「As3+Jとあるを
1A日」と、同頁第3表中にI−A33F」とあるをf
−AeJとそれぞれ補正する。 以1

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  少なくとも砒素と第1鉄イオンを含む水mW
    をpH2,0〜ノ、♂に中和する第1工程と、該第1工
    程反応後液中の砒素を後記第3工程から蒜される第2鉄
    イオンと反応させて砒酸鉄としそ沈殿除去する第2工程
    と、第2′工程の脱砒復液を酸化槽に導いて液中の第1
    鉄イオンを鉄酸イトバクテリアにより第2鉄イオンに酸
    化処理し、酸化後液は上記第2工程に戻す第3工程とか
    らなることを特徴°とする鉄酸化バクテリアを使用する
    砒素と鉄を含有する水溶液の処理法。
  2. (2)前記第1工程における被処理液には砒素め当量以
    上の第1鉄イオンが含有されてなる特許請求の範囲第1
    項記載の処理法。
  3. (3)  前記第3工程における鉄酸化バクテリアは該
    第3工程で生成する沈殿物と共に酸化槽に循環させて再
    使用され、また酸化後液の一部が前記第2工程に戻され
    てその残余の液は鉄殿物の回収に使用される特許請求の
    範囲第1項又は第2項記載の処理法。
  4. (4)  前記第3工程における酸化槽には鉄酸化バク
      、7テリアのキャリヤ剤として珪藻土と、さらに該
    バクテリアの栄養剤が添加されてなる特許請求の範囲第
    1項、第2項又は第3項記載の処理法。
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