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Description
以上の目的を達成すべく、本発明の第１の局面における亜鉛の製造方法は、電炉ダスト又は前記電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料とて、前記原料中の亜鉛成分を選択的に抽出して前記亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、前記亜鉛含有水溶液を電解液とした電解を行い亜鉛を生成すると共に、前記電解を行った後の前記電解液である電解尾液を前記亜鉛含有水溶液生成工程に戻す電解工程と、を備える亜鉛の製造方法であって、前記亜鉛含有水溶液生成工程における前記亜鉛成分を選択的に抽出する抽出溶媒として、水酸化アルカリ水溶液を用い、前記電解工程よりも前段で、前記電炉ダスト又は前記２次ダストに含まれていた塩素成分を分離して、前記亜鉛含有水溶液の塩素濃度を低減する塩素濃度調整工程を更に備え、前記塩素濃度調整工程は、前記電炉ダスト又は前記２次ダストを、洗浄液としての水酸化アルカリ水溶液で洗浄して前記塩素成分を分離し、前記塩素濃度調整工程は、前記電炉ダスト又は前記２次ダストを前記水酸化アルカリ水溶液を前記洗浄液として洗浄する際に、前記電炉ダスト又は前記２次ダストが前記洗浄液の前記水酸化アルカリ水溶液に浸漬された状態で撹拌されて得られたスラリー状ダストのｐＨ値を、前記亜鉛含有水溶液生成工程で前記抽出溶媒として用いる前記水酸化アルカリ水溶液のｐＨ値よりも小さい８．５以上１０．５以下の範囲内に調整すると共に、分離した前記塩素成分を含んだ洗浄後の前記洗浄液である前記水酸化アルカリ水溶液を、前記亜鉛含有水溶液生成工程及び前記電解工程に送ることなく系外に排出する一方で、前記塩素成分を分離した前記電炉ダスト又は前記２次ダストを前記亜鉛含有水溶液生成工程に送る。
また、本発明は、かかる第１の局面に加えて、前記電解尾液は、前記塩素濃度調整工程に戻されて、前記塩素濃度調整工程における前記水酸化アルカリ水溶液は、前記電解尾液を含み、前記塩素濃度調整工程は、前記電解尾液を含む前記水酸化アルカリ水溶液に浸漬された状態で撹拌されて得られた前記スラリー状ダストの前記ｐＨ値を調整することを第２の局面とする。
また、本発明は、かかる第１又は第２の局面に加えて、前記塩素濃度調整工程は、前記亜鉛含有水溶液生成工程で用いる前記水酸化アルカリ水溶液の前記ｐＨ値よりも小さい８．５以上１０．５以下の範囲内の所定値を目標値とし、前記目標値と、前記スラリー状ダストの前記ｐＨ値の計測値と、の偏差に応じて、前記塩素濃度調整工程における前記水酸化アルカリ水溶液を得るためのアルカリ剤の量及び水の量を制御することを第３の局面とする。
また、本発明は、かかる第１から第３のいずれかの局面に加えて、前記塩素濃度調整工程は、前記亜鉛含有水溶液に脱塩素剤を接触して前記塩素成分を分離することを第４の局面とする。
また、本発明は、かかる第１から第４のいずれかの局面に加えて、前記亜鉛含有水溶液生成工程で生成された前記亜鉛含有水溶液に金属亜鉛を接触させて、前記亜鉛含有水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程を更に有し、前記電解工程は、前記置換工程を経た前記亜鉛含有水溶液を前記電解液とした電解を行うことを第５の局面とする。
また、本発明は、かかる第１から第５のいずれかの局面に加えて、前記亜鉛含有水溶液生成工程で生成された前記亜鉛含有水溶液に酸化剤を接触させて、前記亜鉛含有水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記脱鉄脱マンガン工程を経た前記亜鉛含有水溶液に金属亜鉛を接触させて、前記亜鉛含有水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、を更に有し、前記電解工程は、前記置換工程を経た前記亜鉛含有水溶液を前記電解液とした電解を行うことを第６の局面とする。
また、本発明は、かかる第５又は第６の局面に加えて、前記亜鉛含有水溶液生成工程で生成される前記亜鉛含有水溶液としては、第１の亜鉛含有水溶液、及び前記第１の亜鉛含有水溶液の塩素濃度よりも低い塩素濃度の第２の亜鉛含有水溶液が生成され、前記電解工程で前記第１の亜鉛含有水溶液を電解液とした電解を行い生成した亜鉛を、前記置換工程での前記金属亜鉛として用いることを第７の局面とする。
本発明の第１の局面における亜鉛の製造方法によれば、亜鉛含有水溶液生成工程における亜鉛成分を選択的に抽出する抽出溶媒として、水酸化アルカリ水溶液を用い、電解工程よりも前段で、電炉ダスト又は２次ダストに含まれていた塩素成分を分離して、亜鉛含有水溶液の塩素濃度を低減する塩素濃度調整工程を更に備え、塩素濃度調整工程が、電炉ダスト又は２次ダストを、洗浄液としての水酸化アルカリ水溶液で洗浄して塩素成分を分離し、塩素濃度調整工程が、電炉ダスト又は２次ダストを水酸化アルカリ水溶液を洗浄液として洗浄する際に、電炉ダスト又は２次ダストが洗浄液の水酸化アルカリ水溶液に浸漬された状態で撹拌されて得られたスラリー状ダストのｐＨ値を、亜鉛含有水溶液生成工程で抽出溶媒として用いる水酸化アルカリ水溶液のｐＨ値よりも小さい８．５以上１０．５以下の範囲内に調整すると共に、分離した塩素成分を含んだ洗浄後の洗浄液である水酸化アルカリ水溶液を、亜鉛含有水溶液生成工程及び電解工程に送ることなく系外に排出する一方で、塩素成分を分離した電炉ダスト又は２次ダストを亜鉛含有水溶液生成工程に送るものであるため、電炉ダスト又は２次ダストから、亜鉛成分の抽出をすることなく塩素成分の溶出をして、水酸化アルカリ水溶液、亜鉛含有水溶液や電解尾液中の塩素濃度が高まることを抑制し、所要の品質の特性の亜鉛を製造することができる。
また、本発明の第２の局面における亜鉛の製造方法によれば、電解尾液が塩素濃度調整工程に戻されて、塩素濃度調整工程における水酸化アルカリ水溶液が電解尾液を含み、塩素濃度調整工程が、電解尾液を含む水酸化アルカリ水溶液に浸漬された状態で撹拌されて得られたスラリー状ダストのｐＨ値を調整するものであるため、かかる電解尾液を洗浄液の一部に用いるものであっても、電炉ダスト又は２次ダストから、亜鉛成分の更なる抽出をすることなく塩素成分の溶出をすることができ、所要の品質の特性の亜鉛を製造することができる。
また、本発明の第３の局面における亜鉛の製造方法によれば、塩素濃度調整工程が、亜鉛含有水溶液生成工程で用いる水酸化アルカリ水溶液のｐＨ値よりも小さい８．５以上１０．５以下の範囲内の所定値を目標値とし、かかる目標値と、スラリー状ダストのｐＨ値の計測値と、の偏差に応じて、塩素濃度調整工程における水酸化アルカリ水溶液を得るためのアルカリ剤の量及び水の量を制御するものであるため、スラリー状ダストのｐＨ値を適切な値に確実に維持することができ、所要の品質の特性の亜鉛を製造することができる。
また、本発明の第４の局面における亜鉛の製造方法によれば、塩素濃度調整工程が、亜鉛含有水溶液に脱塩素剤を接触して塩素成分を分離するものであるため、亜鉛含有水溶液生成工程と電解工程との間で、電炉ダスト又は２次ダストに含まれていた塩素成分を補助的に分離して、水酸化アルカリ水溶液、亜鉛含有水溶液や電解尾液中の塩素濃度が高まることを確実に抑制し、所要の品質の特性の亜鉛を製造することができる。
また、本発明の第５の局面における亜鉛の製造方法によれば、亜鉛含有水溶液生成工程で生成された亜鉛含有水溶液に金属亜鉛を接触させて、亜鉛含有水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程を更に有し、電解工程が、置換工程を経た亜鉛含有水溶液を電解液とした電解を行うものであるため、不純物の混入が低減された亜鉛を歩留まりよく安定して量産することができる。
また、本発明の第６の局面における亜鉛の製造方法によれば、亜鉛含有水溶液生成工程で生成された亜鉛含有水溶液に酸化剤を接触させて、亜鉛含有水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、脱鉄脱マンガン工程を経た亜鉛含有水溶液に金属亜鉛を接触させて、亜鉛含有水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、を更に有し、電解工程が、置換工程を経た亜鉛含有水溶液を電解液とした電解を行うものであるため、不純物の混入が低減された亜鉛を歩留まりよく安定して量産することができる。
また、本発明の第７の局面における亜鉛の製造方法によれば、亜鉛含有水溶液生成工程で生成される亜鉛含有水溶液としては、第１の亜鉛含有水溶液、及び第１の亜鉛含有水溶液の塩素濃度よりも低い塩素濃度の第２の亜鉛含有水溶液が生成され、電解工程で第１の亜鉛含有水溶液を電解液とした電解を行い生成した亜鉛を、置換工程での金属亜鉛として用いるものであるため、電解生成物である亜鉛を有効利用して置換工程を効率的に行い、不純物の混入が低減された亜鉛を歩留まりよく安定して量産することができる。
（第３の実施形態）
次に、図３Ａ及び図３Ｂを参照して、本発明の第３の実施形態における亜鉛の製造方法につき、詳細に説明する。
次に、図３Ａ及び図３Ｂを参照して、本発明の第３の実施形態における亜鉛の製造方法につき、詳細に説明する。
図５は、本発明の第１の実施形態の実験例１の結果を対応して示す表１であり、図６は、本発明の第２の実施形態の実験例２の結果を示す表２であり、図７は、本発明の第３の実施形態の実験例３の結果を対応して示す表３であり、図８は、本発明の第４の実施形態の実験例４の結果を示す表４である。なお、表中のＮＤは、検出せずであることを示す。また、表中の空欄は、電炉ダスト、２次ダスト及び残渣については、検出限界未満又は検出せずであることを示し、電炉ダスト、２次ダスト及び残渣以外については、分析項目外であることを示す。
次に、亜鉛抽出工程１０２に引き続く脱鉄脱マンガン工程１０７では、亜鉛含有アルカリ剤水溶液８、８'に酸化剤１１として０．１ｇの重量のＫＭｎＯ４結晶を添加した赤色の液体に、加熱下で１０ｇの重量の活性炭を加えて、その液色が透明になったことを確認後、その液体をろ過精度が０．１μｍのメンブレンフィルタで吸引しろ過したろ液（脱鉄及び脱マンガンした亜鉛含有アルカリ剤水溶液２０、２０'）を得た。ろ紙上の固形分として、２６３ｍｇの重量の脱鉄脱マンガンスラッジ２１、２１'を得た。
ここで、本発明者の検討によれば、アルカリ水溶液中でスラリー状となった電炉ダスト１から塩素成分を実用的に溶出させるには、スラリー状の電炉ダスト１のｐＨ値を、亜鉛抽出工程１０２で用いるアルカリ剤６の水溶液であるアルカリ水溶液のｐＨ値よりも小さい値で、８．５以上１０．５以下に維持することが必要であることが判明した。これは、まず下限値については、ｐＨ値が８．５未満であると、電炉ダスト１から溶出させる塩素成分の量を、実用的な量として確保することができず、また、電炉ダスト１からの亜鉛成分や鉛成分の不要な溶出が生じることが判明したことを理由とする。一方で上限値については、ｐＨ値が１０．５を超えると、電炉ダスト１から亜鉛成分が抽出されてしまい、次段の亜鉛抽出工程１０２に送るべき洗浄済みの電炉ダスト５中の亜鉛成分の量が減少してしまって、亜鉛抽出工程１０２を設ける意義を損なわせることが判明したことを理由とする。また、本発明者の検討によれば、亜鉛抽出工程１０２で用いるアルカリ剤６の水溶液であるアルカリ水溶液のｐＨ値は、洗浄済みの電炉ダスト５から抽出する亜鉛成分の量を増大させて実用的な亜鉛成分の量を得るために、少なくとも１３以上であることが必要であり、このことは、塩素濃度調整工程１０１におけるスラリー状の電炉ダスト１のｐＨ値は、亜鉛抽出工程１０２で用いるアルカリ水溶液のｐＨ値よりも小さく設定することが前提となることをも示している。また、換言すれば、亜鉛抽出工程１０２で用いるアルカリ剤６の水溶液であるアルカリ水溶液のｐＨ値を基準とすれば、塩素濃度調整工程１０１でスラリー状となった電炉ダスト１のｐＨ値は、亜鉛抽出工程１０２で用いるアルカリ剤６の水溶液であるアルカリ水溶液のｐＨ値よりも３以上５以下の範囲内で小さくなる値として設定すればよいともいえる。これは、例えば、亜鉛抽出工程１０２のアルカリ剤６には、亜鉛成分を最大限に抽出することができるように実用的に入手可能なもので最大のｐＨ値（既知）を呈するものを貯留しておき、かつ塩素濃度調整工程１０１の洗浄剤３には、このようにｐＨ値が既知のアルカリ剤６を希釈して用いる際には、この既知のｐＨ値に対して３以上５以下の範囲内で小さくなるｐＨ値を実現するために、アルカリ剤６に加えるべき水の初期量を簡便かつ迅速に算出することに寄与するものである。なお、洗浄剤３及びアルカリ剤６として実用的に好適な典型例としては、水酸化ナトリウムが挙げられる。
Claims (7)
- 電炉ダスト又は前記電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、前記原料中の亜鉛成分を選択的に抽出して前記亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、
前記亜鉛含有水溶液を電解液とした電解を行い亜鉛を生成すると共に、前記電解を行った後の前記電解液である電解尾液を前記亜鉛含有水溶液生成工程に戻す電解工程と、
を備える亜鉛の製造方法であって、
前記亜鉛含有水溶液生成工程における前記亜鉛成分を選択的に抽出する抽出溶媒として、水酸化アルカリ水溶液を用い、
前記電解工程よりも前段で、前記電炉ダスト又は前記２次ダストに含まれていた塩素成分を分離して、前記亜鉛含有水溶液の塩素濃度を低減する塩素濃度調整工程を更に備え、
前記塩素濃度調整工程は、前記電炉ダスト又は前記２次ダストを、洗浄液としての水酸化アルカリ水溶液で洗浄して前記塩素成分を分離し、
前記塩素濃度調整工程は、前記電炉ダスト又は前記２次ダストを前記水酸化アルカリ水溶液を前記洗浄液として洗浄する際に、前記電炉ダスト又は前記２次ダストが前記洗浄液の前記水酸化アルカリ水溶液に浸漬された状態で撹拌されて得られたスラリー状ダストのｐＨ値を、前記亜鉛含有水溶液生成工程で前記抽出溶媒として用いる前記水酸化アルカリ水溶液のｐＨ値よりも小さい８．５以上１０．５以下の範囲内に調整すると共に、分離した前記塩素成分を含んだ洗浄後の前記洗浄液である前記水酸化アルカリ水溶液を、前記亜鉛含有水溶液生成工程及び前記電解工程に送ることなく系外に排出する一方で、前記塩素成分を分離した前記電炉ダスト又は前記２次ダストを前記亜鉛含有水溶液生成工程に送る亜鉛の製造方法。 - 前記電解尾液は、前記塩素濃度調整工程に戻されて、前記塩素濃度調整工程における前記水酸化アルカリ水溶液は、前記電解尾液を含み、
前記塩素濃度調整工程は、前記電解尾液を含む前記水酸化アルカリ水溶液に浸漬された状態で撹拌されて得られた前記スラリー状ダストの前記ｐＨ値を調整する請求項１に記載の亜鉛の製造方法。 - 前記塩素濃度調整工程は、前記亜鉛含有水溶液生成工程で用いる前記水酸化アルカリ水溶液の前記ｐＨ値よりも小さい８．５以上１０．５以下の範囲内の所定値を目標値とし、前記目標値と、前記スラリー状ダストの前記ｐＨ値の計測値と、の偏差に応じて、前記塩素濃度調整工程における前記水酸化アルカリ水溶液を得るためのアルカリ剤の量及び水の量を制御する請求項１又は２に記載の亜鉛の製造方法。
- 前記塩素濃度調整工程は、前記亜鉛含有水溶液に脱塩素剤を接触して前記塩素成分を分離する請求項１から３のいずれかに記載の亜鉛の製造方法。
- 前記亜鉛含有水溶液生成工程で生成された前記亜鉛含有水溶液に金属亜鉛を接触させて、前記亜鉛含有水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程を更に有し、
前記電解工程は、前記置換工程を経た前記亜鉛含有水溶液を前記電解液とした電解を行う請求項１から４のいずれかに記載の亜鉛の製造方法。 - 前記亜鉛含有水溶液生成工程で生成された前記亜鉛含有水溶液に酸化剤を接触させて、前記亜鉛含有水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、
前記脱鉄脱マンガン工程を経た前記亜鉛含有水溶液に金属亜鉛を接触させて、前記亜鉛含有水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、
を更に有し、
前記電解工程は、前記置換工程を経た前記亜鉛含有水溶液を前記電解液とした電解を行う請求項１から５のいずれかに記載の亜鉛の製造方法。 - 前記亜鉛含有水溶液生成工程で生成される前記亜鉛含有水溶液としては、第１の亜鉛含有水溶液、及び前記第１の亜鉛含有水溶液の塩素濃度よりも低い塩素濃度の第２の亜鉛含有水溶液が生成され、前記電解工程で前記第１の亜鉛含有水溶液を電解液とした電解を行い生成した亜鉛を、前記置換工程での前記金属亜鉛として用いる請求項５又は６に記載の亜鉛の製造方法。
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