JPS6345130A - 硫酸酸性水溶液中の亜鉛の除去方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属の電解精練又は電解採取においてコ・２ル
ト、ニッケル、鉄及びマンガンのうち少なくとも１種を
主成分とする硫酸酸性水溶液に、亜鉛を不純物として含
有する水溶液から亜鉛を硫化亜鉛として沈殿除去する方
法の改良に関する。

〔従来技術〕

コノ２ルト、ニッケル、鉄、マンガンのウチ少なくとも
１種を主成分とする硫酸酸性水溶液中に不純物として含
まれる亜鉛を硫化亜鉛として除去する場合、ＭｎＳ　、
　ＣｏＳ　、　ＮｉＳ　、　ＦｅＳが夫々個々の水溶液
から生成する酸性限度値には、ＺｎＳが沈殿する酸性限
度値とかなりの相違があり（例えばＺｎＳではＨＣＱ　
０．０２Ｎ　、　ＣｏＳ及びＮｉＳ　ｆは）ｌｃｆ！０
．００１Ｎ）、ＺｎＳが−の低い領域で優先的に容易に
分離されるように考えられるが、ＺｎＳにはＭｎＳ　、
　ＣｏＳ　、　Ｎ　ＩＳ　。

ＦｅＳを誘発沈殿させる性質があって、水溶液中からＺ
ｎだけを分離することは困難であることが知られている
。

従来のこのような水溶液からの脱銅・脱亜鉛工程の代表
的なものとしてオートクンブ社のコ・ζルト工場におけ
る例がＥＲＺ　ＭＥＴＡＬＬ　２２　（Ｂｅｉｈｅｆｔ
）８１／８６　（１９６９）に記載されている。これに
よると硫化水素を使用する工程の操業要点について次の
ように示している。

１）反応槽前で液のＰＨ調整を行い、反応槽内での局部
的−上昇を抑える。

２）反応槽はプロ被ラミキサ−が具えられ、液の自己循
環も行う。

３）　　ｐＨ測定は液循環用配管中で行う。

４）反応圧力は水柱２００ｎで、硫化水素の消費分は自
動圧力調整器を通して槽内に導入される。

５）脱銅の始液の−は１．５とし、脱銅中は中和剤を使
用しない。

６）脱銅後の脱亜鉛工程は二段階操作とし、第一段脱亜
鉛はｐＨ０，９〜１．０とし、その時の脱亜鉛終液中の
Ｚｎ濃度は約１．５　ｙ−／Ｉ！　、残渣中のＣｏ０．
４〜０．６％、Ｚｎ４０チ程度である。

７）第二段脱亜鉛はｐＨ１，２〜１．４とし、その時の
脱亜鉛終液中のＺｎ濃度は約０．０１　ｐ／１！、残渣
中のＣｏ２〜４チ、Ｚｎ５０％程度である。

８）脱亜鉛温度は約３０Ｃである。

前記した脱亜鉛操作の中和剤としては一般にアンモニア
が使用されるが、反応槽に中和剤を直接添加すると、局
所的に一値が大となり、亜鉛以外の金属の共沈が多くな
るため中和剤は反応槽外で添加して均質沈殿法に近い状
態を作るようにし、又−誤差を小さくするため一測定を
自己循環配管中に設けて、早い流速で電極が清浄化され
るようにしている。

然しなから、このような操作は実操業上非常に繁雑なも
ので、脱亜鉛量が多い場合には一調整操作を何回か繰返
し実施することになるが、その都度硫化水素ガスを追い
出し、中和によって硫化物が生成しないような状態に毎
回しなければ目的が達成されないことになる。

また別法として中和剤の濃度を稀薄にすれば分離効果が
良くなるが、亜鉛含有景が多い場合には脱亜鉛後液が稀
薄となシ、脱亜鉛後液からの有価金属回収操作が実際的
でなくなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は前記したような従来法の欠点を解消し、簡単な
操作で効率よく硫酸酸性水溶液中に含有される不純物と
しての亜鉛を除去しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前記の目的を達成するために不純物として亜鉛
を含有するコ・々ルト、ニッケル、鉄及びマンガンのう
ち少なくとも１種を主成分とする硫酸酸性水溶液から亜
鉛を硫化物として除去する際に、反応によって生成する
酸を中和し、液の−を硫化亜鉛のみが沈殿するのに適し
た値に保つために、使用する中和剤として炭酸力ルシウ
ｌ、を添加するようにしたものである。

この発明をさらに詳細に説明する。

亜鉛の多くは化合物として広く地殻に分布するため、凡
ての鉱石に多少は含まれているから金属の湿式製錬では
不純物として取扱われ、脱亜鉛浄液が行われる。又、亜
鉛の湿式製錬の電解液浄液工程から産出する浄液滓から
の、コ・２ルト、ニッケルの回収時など随伴する多量の
亜鉛を除去するためて脱亜鉛操作が必要となる。この脱
亜鉛方法の一つとして亜鉛分を硫化亜鉛として除去する
方法がとられる。この場合、反応によって生成したＺｎ
ＳがＭｎＳ　、　ＣｏＳ　、　ＮｉＳ　、　ＦｅＳを誘
発沈殿させる性質があシ、この誘発沈殿を抑えるため脱
亜鉛反応時のＰＨ値が重要で、その…範囲は１．０〜２
．０とされている例が多いようである。

本発明では脱亜鉛時のＰＨは１０〜２．０の範囲で、好
ましくはス１．５〜１．７の範囲がよい。−値が１０以
下では亜鉛の硫化が不完全となり、声値が２．０以上ト
なると、マンガン、コノ々ルト、ニッケル、鉄の共沈量
が多くなるので好ましくない。この発明の場合は局所的
な…上昇が小さいので、更に細かい一管理が可能となり
１．ＰＨ１，５〜１．７で良好な脱亜鉛結果が得られる
。

炭酸カルシウムは可及的に微粉であることが効果的で、
反応効率がよく、未反応物が少なくなる。

従って必要添加量が少なくて済むが、粗粒の場合は反応
時間が長く、未反応部分が多くなシ、必要添加量も多く
なることが予想されるが、特に限定されるものではない
。又炭酸カルシウムは粉体のままで用いることが水バラ
ンス上からも好ましく、実用上の問題も全くない。但し
水を加えて泥液として用いることも勿論可能で、水・々
ランス以外には特に問題がない。

炭酸カルシウムの添加方法についても、特別な配慮が必
要ではなく、局所的な過剰添加でも後述スル理由でマン
ガン、コノζシト、ニッケル、鉄ノ共沈に影響を及ぼす
心配はほとんど々いことも好ましい。アンモニアや水酸
化ナトリウム、炭酸ナトリウムなどを稀薄な溶液として
、炭酸カルシウムと同じような添加方法で用（・た場合
局所的な声上昇は避けられず、マンガン、コバルト、ニ
ッケル、鉄の共沈が局所的に発生し、硫化亜鉛搬物と共
沈する量が多くなるので好ましくない。又、炭酸カルシ
ウムは価格的にも安価であり中和剤コストも少なくてす
む利点がある。

〔作用〕

コノ発明の中和剤としての炭酸カルシウムは、それ自体
の溶解度が小さいこと、中和反応は固液境界反応で進行
する。従って、反応によって生成した２水石膏は炭酸カ
ルシウム粉末表面に付着して、炭酸カルシウム自体の溶
解速度を抑え中和速度を更に小さくする結果となる。

又、反応によって生成した石膏は、２分子の水を結晶水
として持去るため脱亜鉛抜液の濃縮に役立つ効果もある
。更に副次的には、生成した２水石膏が反応槽内で浮遊
して、ｐＨ電極の清浄化に働く。又、この２水石膏は硫
化亜鉛Ｑ濾過分離の時、濾過助剤としても役立つもので
ある。

〔実施例〕

実施例１ 硫酸亜鉛、硫酸コバルトの混合水溶ａ（Ｚｎ　１３．７
７／Ｑ　、　Ｃｏ　９．７３　Ｐ／Ｉ　）　２　Ｒをガ
ラスビーカーに取り、大気圧下、３０″Ｃで緩い機械攪
拌をしながら硫化水素ガスを０２２／分の割合で吹込み
つつ炭酸カルシウム粉末Ｃ−３２５メツシユ）を、ｐＨ
計の指示が１．５２〜１．５４に保たれるように、スプ
ーンを用いて手で添加した。３時間この状態を継続後（
炭酸カル７ウムの添加量は４４５１であった）液を濾過
した結果、Ｆ液量は約１．８９１７で亜鉛濃度は０．０
２８Ｐ／［、コバルト濃度は約１０．２７　ｐ／Ｉ！で
あった。穀物の乾燥重量は約１１０１で亜鉛品位は約２
４８６重量％、コ・々ルト品位は０．０３重量％で両者
の分離が行われ、Ｆ液中のコ・ンルト濃度は原液中コ・
々ルト濃度よりもやや高くなった。

実施例２ 実施例１と同様原液を用（・て実施例１と同一の条件下
で、同様に操作して炭酸カルシウム粉末の添加を絹針の
指示で１．４０〜１．４３に保つようにしく炭酸カルシ
ウムの添加量は４４８９であった）、得られたＰ液量は
約１８９Ｃで亜鉛、コ・々ルトの濃度はそれぞれ０．０
６４７／Ｑ　オよヒ１０．２８　ｙ／ｆｌ　テ、穀物の
乾燥重量は約１１０１で亜鉛およびコノ々ルトの品位は
約２４．８重量係および０．０２重量％で両者の分離は
ほぼ行われているが、ＰＩ中の亜鉛濃度はやや高−・結
果となった。その代シコ・２ルトの共沈は減少している
。

実施例３ 硫酸亜鉛、塩化コ・ζルト、硫酸ニッケル、硫酸鉄の混
合溶液（２１１３２，２７／Ｑ　、　Ｃｏ　１１．９！
ｉ’／Ｒ、Ｎｉ７．８７／Ｑ　、　Ｆｅ　１．５！ｉ’
／ｌ！　）　３．３２をガラスビーカーにとり、大気圧
下３０Ｃで緩い機械攪拌をしながら、硫化水素ガスを０
７２／分の割合で吹込みつつ炭酸力ルンウム粉末（−３
２５メツシユ）を、−計の指示が２．０に保たれるよう
に、スプーンを用いて手で添加した。３時間この状態を
継続後、液を濾過した結果Ｆ液量は約３．ＩＱで、Ｚｎ
約０．０２５ｉＬ／１！、ＣＯ約１２．５Ｐ／Ｑ　、　
Ｎｉ約＆３　Ｐ／Ｑ　、　Ｆｅ約１．６ｐ／Ｑであった
。穀物の乾燥重量は約４４４１で品位は重全予でＺｎ約
２３．９％、　Ｃｏ約０１％、Ｎｉ０．０４％以下、Ｆ
ｅＱ、０３％以下であった。炭酸力ルンウム粉末の必要
量は約１７９１であった。

比較例１ 実施例１と同様原液を用いて、実施例１と同一の条件下
で同様に操作して炭酸カルシウム粉末に替えて水酸化ナ
トリウムの５Ｑ／Ｒ溶液ヲ用いて得られたＦ液量は約２
．６Ｑで亜鉛、コバルトの濃度は、それぞれ０．０５５
ｆ／Ｑおよび約７４６’？／Ｑで、穀物の乾燥重量は約
４５１で亜鉛およびコ・ζルトの品位は約６０５７重１
チおよび０．１６重量％でＦ液中の亜鉛濃度および散物
中のコバルト含有量が、炭酸カル／ラム粉末の場合より
もそれぞれ高い値を示し、Ｆ液中のコバルト１度は始液
の約７７％：て稀釈された。

比較例２ 実施但１と同様原液を用℃・て、実施例１と同一の条件
下で同様に操作して、炭酸力ルンウム粉末に替えて炭酸
ナトリウムの６７　ｔｌ／Ｉ！溶液を用いて得られたＰ
Ｍ量は約２．６ｅで、亜鉛およびコ・セルトの濃度は、
それぞれ０，０１４　Ｐ／Ｑおよび約７．４４ＶＱで、
穀物の乾燥重量は約４６Ｐで亜鉛およびコノ々ルトの品
位は約５９．４９重量％および０．２６重ｆｒ％で敷物
中のコ・々ルト品位が高＜Ｐｉ中のコバルト濃度が低い
値を示した。

〔発明の効果〕

本発明によれば、硫酸酸性水溶液中に含有された不純物
としての亜鉛を効率よく簡単に除去できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）不純物として亜鉛を含有するコバルト、ニッケル
   、鉄及びマンガンのうち少なくとも１種を主成分とする
   硫酸酸性水溶液から亜鉛を硫化物として優先除去する方
   法において、中和剤として炭酸カルシウムを添加するこ
   とを特徴とする硫酸酸性水溶液中の亜鉛の除去方法。