KR101151950B1 - Producing method for crystalline scorodite - Google Patents

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KR101151950B1
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유끼오 기무라
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제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는 세정수량을 억제하면서도 낮은 As 용출값을 갖는 스코로다이트의 제조 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method for producing scorodite having a low As elution value while suppressing the amount of washing water.

19g/L 이상의 5가의 As와 1당량 이상의 3가의 Fe를 함유하는 산성 수용액을 결정성 스코로다이트의 합성에 유효한 온도 및 시간으로 가열하는 공정 1과, 합성된 스코로다이트를 반응 후 용액으로부터 고체-액체 분리에 의해 분리하는 공정 2와, 그 후에 스코로다이트를 물 세정한 후에 스코로다이트를 물 세정액으로부터 고체-액체 분리에 의해 분리하는 공정 3을 행하는 것을 포함하는 BET 비표면적이 10㎡/g 이상인 결정성 스코로다이트의 제조 방법이다.Step 1 of heating an acidic aqueous solution containing at least 19 g / L of pentavalent As and at least one equivalent of trivalent Fe to a temperature and time effective for synthesizing crystalline scorodite, and then reacting the synthesized scorodite with a solution. BET specific surface area comprising the step 2 of separating the solid by a liquid-liquid separation therefrom and the step 3 in which the scorodite is separated by a solid-liquid separation from the water washing liquid after the scorodite is water washed. It is a manufacturing method of crystalline scorodite which is 10 m <2> / g or more.

스코로다이트, 케이크, 깔대기, BET 비표면적, 제트 아지터 Skorodite, Cake, Funnel, BET Specific Surface Area, Jet Agitter

Description

결정성 스코로다이트의 제조 방법 {PRODUCING METHOD FOR CRYSTALLINE SCORODITE}Production Method of Crystalline Skorodite {PRODUCING METHOD FOR CRYSTALLINE SCORODITE}

본 발명은 스코로다이트의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 구리 제련 공정에서 산출하는 전해 침전 구리로부터의 스코로다이트의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing scorodite. In particular, it is related with the manufacturing method of scorodite from the electrolytic precipitation copper computed by a copper smelting process.

구리 광석 중에는 다양한 불순물이 혼입하고 있고, 그와 같은 불순물에는 비소(As)가 포함된다. 비소(As)는 구리 제련의 건식 공정에서 고열에 의해 휘발 분리되지만, 일부는 조동(粗銅)에 혼입하여 구리의 전해 정제 공정에 반입되게 된다.Various impurities are mixed in copper ore, and such impurities include arsenic (As). Arsenic (As) is volatilized and separated by high heat in the dry process of copper smelting, but a part is mixed in crude copper and brought into the electrolytic refining process of copper.

조동(구리 양극)에 포함되는 As는 전해액에 일부 용출되고, 미용출분은 전해조 저부에 침전하는 애노드 슬라임 중에 혼입한다. 또한, 음극에 석출되는 구리량보다도 양극으로부터 용출되는 구리량 쪽이 일반적으로 많으므로, 전해액 중의 구리 농도는 점차 증대한다. 그로 인해, 전해액의 일부를 별도의 전해조에 누출시켜 전해액의 품질을 제어하고 있다. 누출된 전해액에 대해서는 탈구리 전해를 행하여, 음극에 Cu 및 As 등의 불순물을 석출시키고, 또한 전해조 저부에 이들을 침전시킴으로써 Cu 및 As 등의 불순물을 분리 회수한다. 이 분야에서는, 이들 전해조 저부에 침전하는 것과 음극에 석출되는 것을 모두 전해 침전 구리라 부르고 있다. 전해 침전 구리는, 전형적으로는 비소가 20 내지 50wt.%, 비스무트가 0.1 내지 6wt.%, 구리 30 내지 60wt.%가 포함되어 있다. 그 밖에, 안티몬 0.5 내지 8wt.%, 납 0.5 내지 10wt.%도 함유한다. As contained in the crude copper (copper anode) is partially eluted in the electrolyte, and the cosmetic fraction is mixed in the anode slime that precipitates at the bottom of the electrolytic cell. In addition, since the amount of copper eluted from the positive electrode is generally larger than the amount of copper deposited on the negative electrode, the copper concentration in the electrolytic solution gradually increases. For this reason, part of the electrolyte is leaked into a separate electrolytic cell to control the quality of the electrolyte. The leaked electrolytic solution is decopperized to precipitate impurities such as Cu and As on the cathode, and to precipitate them on the bottom of the electrolytic cell to separate and recover impurities such as Cu and As. In this field, both the precipitate at the bottom of these electrolyzers and the precipitate at the cathode are called electrolytic precipitated copper. Electrolytic precipitated copper typically contains 20 to 50 wt.% Arsenic, 0.1 to 6 wt.% Bismuth and 30 to 60 wt.% Copper. In addition, it contains 0.5-8 wt.% Of antimony and 0.5-10 wt.% Of lead.

전해 침전 구리는 구리 제련 공정으로 반복되는 것이 통상적이지만, 그를 위해서는 전해 침전 구리로부터 As 등의 불순물을 분리해 두는 것이 바람직하다. 또한, As는 유가물(有價物)로서 이용하는 방법도 남아 있다. 따라서, 전해 침전 구리로부터 As를 높은 품위에서 분리ㆍ회수하는 기술이 요구된다. 분리ㆍ회수된 비소는 환경오염을 일으키지 않도록 안정된 화합물로서 고정화하는 것이 바람직하다.The electrolytic precipitated copper is usually repeated in a copper smelting process, but for that purpose, it is preferable to separate impurities such as As from the electrolytic precipitated copper. In addition, the method of using As as valuables also remains. Therefore, there is a need for a technique for separating and recovering As from an electrolytic precipitated copper at high quality. Arsenic separated and recovered is preferably immobilized as a stable compound so as not to cause environmental pollution.

비소를 고정하기 위해, 철비소 화합물인 스코로다이트(FeAsO4ㆍ2H2O)의 결정을 생성시키는 것이 유효한 것이 알려져 있다. 결정성 스코로다이트는 화학적으로 안정되고, 장기 보존에도 적합하다. 한편, 스코로다이트라도 비정질의 것은 안정성이 부족하여 장기 보존에 적합하지 않다.In order to fix arsenic, it is known that it is effective to produce crystals of scorodite (FeAsO 4 .2H 2 O) which is an iron arsenic compound. Crystalline scorodite is chemically stable and suitable for long term storage. On the other hand, the scorodite is also amorphous, which lacks stability and is not suitable for long-term storage.

특허문헌 1에는 결정성 스코로다이트의 제조 방법이 개시되어 있고, 이에 따르면, 전해 침전 구리를 임의로 물 세정 처리한 후에, 황산 산성 중의 전해 침전 구리에 산소 함유 가스를 도입함으로써 As 성분을 5가로 산화하여 용출시키는 황산 침출을 행하고, 상기 황산 침출액에 3가의 철을 첨가하여 결정성 스코로다이트(FeAsO4ㆍ2H2O)를 생성하고 있다.Patent Document 1 discloses a method for producing crystalline scorodite, and according to this, after optionally treating the electrolytic precipitated copper with water, the As component is penetrated by introducing an oxygen-containing gas into the electrolytic precipitated copper in sulfuric acid. Sulfuric acid leaching to oxidize and elute is performed, and trivalent iron is added to the sulfuric acid leaching solution to produce crystalline scorodite (FeAsO 4 .2H 2 O).

[특허문헌 1] 일본 특허 출원 공개 제2008-81784호 공보[Patent Document 1] Japanese Patent Application Publication No. 2008-81784

특허문헌 1에 기재된 방법에 따르면, 확실히 안정된 결정성 스코로다이트를 제조할 수 있다. 또한, 스코로다이트의 합성 후에는 이를 물로 세정하는 것이 기재되어 있다. 그러나, As 용출값과 세정 방법의 관계에 대해서는 알려져 있지 않아, 스코로다이트로부터의 As 용출값이 세정수량과 어떠한 관계를 갖는지에 대해서는 해명할 수 없다. 스코로다이트의 세정수량을 줄일 수 있으면, 배수 설비에의 부담 경감이나 사용 수량 저감 등의 이점을 얻을 수 있어, 공업적으로 유리하다고 생각된다.According to the method of patent document 1, the stable crystalline scorodite can be manufactured reliably. Furthermore, after the synthesis of scorodite it is described to wash it with water. However, the relationship between the As elution value and the cleaning method is not known, and it is not clear how the As elution value from scorodite is related to the amount of washing water. If the amount of washing water of scorodite can be reduced, advantages, such as reducing the burden on a drainage facility and reducing the quantity of use, are considered industrially advantageous.

그래서, 본 발명에서는 세정수량을 억제해도 낮은 As 용출값을 달성 가능한 스코로다이트의 제조 방법을 제공하는 것을 주된 과제로 한다.Then, in this invention, it is a main subject to provide the manufacturing method of the scorodite which can achieve the low As elution value even if the amount of washing water is suppressed.

본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 스코로다이트의 반응 전 용액 중의 As 농도가 상승함에 따라서, 얻어진 스코로다이트의 세정성이 향상되어, 적은 세정수량으로 스코로다이트로부터의 As 용출값을 환경 기준 이하로 저감시키는 것이 가능해지는 것을 발견하였다. 상식적으로는, 반응 전 용액 중의 As 농도를 높이면, 반응 후 용액 중의 As 농도도 높아지고, 스코로다이트에 부착되는 As 농도도 높아지므로, 그것을 씻어내는 세정수량은 증가하는 것이지만, 의외로도 결과는 반대였다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM As a result of earnestly researching in order to solve the said subject, as the As concentration in the solution before the reaction of scorodite rises, the scorodite obtained is improved, and it is possible to perform scoro It has been found that the As elution value from the die can be reduced below the environmental standard. Commonly, increasing the As concentration in the solution before the reaction increases the As concentration in the solution after the reaction and increases the As concentration attached to the scorodite, which increases the amount of washing water to wash it out. It was.

이상의 지견을 기초로 하여 완성한 본 발명은 일측면에 있어서,The present invention completed based on the above knowledge in one aspect,

ㆍ19g/L 이상의 5가의 As와 1당량 이상의 3가의 Fe를 함유하는 산성 수용액을 결정성 스코로다이트의 합성에 유효한 온도 및 시간으로 가열하는 공정 1과,Step 1 of heating an acidic aqueous solution containing at least 19 g / L of pentavalent As and at least one equivalent of trivalent Fe to a temperature and time effective for synthesizing crystalline scorodite;

ㆍ합성된 스코로다이트를 반응 후 용액으로부터 고체-액체 분리에 의해 분리하는 공정 2와,Step 2 in which the synthesized scorodite is separated from the solution after the reaction by solid-liquid separation;

ㆍ그 후에, 스코로다이트를 물 세정한 후에 스코로다이트를 물 세정액으로부터 고체-액체 분리에 의해 분리하는 공정 3을 행하는 것을 포함하는 BET 비표면적이 10㎡/g 이상인 결정성 스코로다이트의 제조 방법이다. 또한,Crystalline scorodie with a BET specific surface area of 10 m 2 / g or more, after which the step 3 of separating the scorodite from the water rinse by solid-liquid separation after the scorodite is water washed It is a manufacturing method of tart. Also,

ㆍ19 내지 75g/L의 5가의 As와 1 내지 1.5당량의 3가의 Fe를 함유하는 산성 수용액을 결정성 스코로다이트의 합성에 유효한 온도 및 시간으로 가열하는 공정 1과, Step 1 of heating an acidic aqueous solution containing 19 to 75 g / L of pentavalent As and 1 to 1.5 equivalents of trivalent Fe to a temperature and time effective for synthesizing crystalline scorodite;

ㆍ합성된 스코로다이트를 반응 후 용액으로부터 고체-액체 분리에 의해 분리하는 공정 2와,Step 2 in which the synthesized scorodite is separated from the solution after the reaction by solid-liquid separation;

ㆍ그 후에, 스코로다이트를 물 세정한 후에 스코로다이트를 물 세정액으로부터 고체-액체 분리에 의해 분리하는 공정 3을 행하는 것을 포함하는 BET 비표면적이 10 내지 20㎡/g인 결정성 스코로다이트의 제조 방법이다.Crystalline scouring having a BET specific surface area of 10 to 20 m 2 / g, after which the step 3 of separating the scorodite from the water rinse by solid-liquid separation after the scorodite is water washed It is a manufacturing method of rodite.

본 발명에 관한 스코로다이트의 제조 방법의 다른 일 실시 형태에 있어서는, 공정 3의 스코로다이트의 물 세정은 스코로다이트의 건조 중량 1㎏당 10L 이하의 물을 사용하여 행한다.In another embodiment of the method for producing scorodite according to the present invention, the scorodite of step 3 is washed with water using 10 L or less water per kg of dry weight of scorodite.

본 발명에 관한 스코로다이트의 제조 방법의 또 다른 일 실시 형태에 있어서는, 공정 3은 필터 프레스 내에 스코로다이트를 배치한 다음 세정수를 공급한 후 압착을 행함으로써 실시한다.In still another embodiment of the method for producing scorodite according to the present invention, step 3 is performed by arranging scorodite in the filter press, and then supplying the washing water and then pressing it.

본 발명에 관한 스코로다이트의 제조 방법의 또 다른 일 실시 형태에 있어서는, 공정 3의 세정 및 압착은 1회 이상 반복하여 행하고, 또한 1회 실시할 때마다 필터 프레스에 공급하는 세정수는 스코로다이트의 건조 중량 1㎏당 1 내지 10L로 한다.In yet another embodiment of the method for producing scorodite according to the present invention, the washing and pressing of step 3 are repeated one or more times, and the washing water supplied to the filter press every time is performed. It is 1-10 L per 1 kg of dry weight of rodite.

본 발명에 관한 스코로다이트의 제조 방법의 또 다른 일 실시 형태에 있어서는, 공정 1에서 사용하는 5가의 As의 농도를 60 내지 75g/L로 하고, 상기 공정 3의 스코로다이트의 물 세정은 스코로다이트의 건조 중량 1㎏당 10L 이하의 물을 사용하여 행한다.In yet another embodiment of the method for producing scorodite according to the present invention, the concentration of pentavalent As used in Step 1 is set to 60 to 75 g / L, and water washing of scorodite in Step 3 is performed. It is performed using 10 L or less water per 1 kg of dry weights of silver scorodite.

본 발명에 관한 스코로다이트의 제조 방법의 또 다른 일 실시 형태에 있어서는, 얻어지는 스코로다이트는 2차 입자의 형태이다.In another embodiment of the method for producing scorodite according to the present invention, the scorodite obtained is in the form of secondary particles.

본 발명에 관한 스코로다이트의 제조 방법의 또 다른 일 실시 형태에 있어서는, 공정 1의 산성 수용액은 전해 침전 구리의 황산 침출액에 3가의 Fe를 첨가함으로써 조제한다.In another embodiment of the method for producing scorodite according to the present invention, the acidic aqueous solution of Step 1 is prepared by adding trivalent Fe to a sulfuric acid leaching solution of electrolytic precipitated copper.

본 발명에 따르면, 소량의 세정수로 세정하는 것만으로 As 용출성이 낮은 스코로다이트를 제조하는 것이 가능해진다.According to the present invention, scorodite having low As elution property can be produced only by washing with a small amount of washing water.

본 발명의 주요 과제 중 하나는,One of the main problems of the present invention,

ㆍ19g/L 이상의 5가의 As와 1당량 이상의 3가의 Fe를 함유하는 산성 수용액 을 결정성 스코로다이트의 합성에 유효한 온도 및 시간으로 가열하는 공정 1과,Step 1 of heating an acidic aqueous solution containing at least 19 g / L of pentavalent As and at least one equivalent of trivalent Fe to a temperature and time effective for synthesizing crystalline scorodite;

ㆍ합성된 스코로다이트를 반응 후 용액으로부터 고체-액체 분리에 의해 분리하는 공정 2와,Step 2 in which the synthesized scorodite is separated from the solution after the reaction by solid-liquid separation;

ㆍ그 후에, 스코로다이트를 물 세정한 후에 스코로다이트를 물 세정액으로부터 고체-액체 분리에 의해 분리하는 공정 3을 행하는 것을 포함하는 BET 비표면적이 10㎡/g 이상인 결정성 스코로다이트의 제조 방법이다.Crystalline scorodie with a BET specific surface area of 10 m 2 / g or more, after which the step 3 of separating the scorodite from the water rinse by solid-liquid separation after the scorodite is water washed It is a manufacturing method of tart.

공정 1Process 1

공정 1에서는 스코로다이트의 합성을 행한다. 스코로다이트의 합성은 5가의 As와 3가의 Fe를 함유하는 산성 수용액을 결정성 스코로다이트의 합성에 유효한 온도 및 시간으로 가열함으로써 행할 수 있다. 스코로다이트의 합성 조건에 대해서는, 결정성 스코로다이트의 합성에 유리하다고 당업자에게 알려져 있는 임의의 조건을 채용하면 되지만, 그 적합한 조건을 이하에 예시적으로 나타낸다.In step 1, scorodite is synthesized. Synthesis of scorodite can be performed by heating an acidic aqueous solution containing pentavalent As and trivalent Fe to a temperature and time effective for synthesizing crystalline scorodite. Regarding the synthesis conditions of scorodite, any conditions known to those skilled in the art to be advantageous for the synthesis of crystalline scorodite may be adopted, but suitable conditions are exemplified below.

5가의 As는 예시적으로는 비산(H3AsO4) 등의 형태로 부여할 수 있다. 전형적으로는, 5가의 As는 전해 침전 구리를 황산 침출한 후의 황산 침출액 중에 비산(H3AsO4)의 형태로 존재한다.For example, pentavalent As can be given in the form of scattering (H 3 AsO 4 ) or the like. Typically, pentavalent As is present in the form of fly ash (H 3 AsO 4 ) in the sulfuric acid leaching solution after leaching sulfuric acid from the electrolytic precipitated copper.

3가의 Fe는 예시적으로는 산화철, 황산철 및 염화철, 수산화철 등의 형태로 부여할 수 있다. 3가의 Fe는 수용액 중에서의 반응을 행하는 관점에서 산성 수용액의 형태로 제공되는 것이 바람직하고, 탈철 후액을 전련의 전해액으로 복귀시키는 것이 가장 유효하다는 관점에서 황산 제2철(Fe2(SO4)3)의 수용액의 형태로 제공 되는 것이 바람직하다. 또한, 폐수 처리 등에 사용되는 폴리황산 제2철 수용액도 사용 가능하다.Trivalent Fe can be provided in the form of iron oxide, iron sulfate, iron chloride, iron hydroxide etc., for example. The trivalent Fe is preferably provided in the form of an acidic aqueous solution from the viewpoint of the reaction in the aqueous solution, and the ferric sulfate (Fe 2 (SO 4 ) 3 ) from the viewpoint that it is most effective to return the iron removal solution to the preceding electrolyte. Preferably in the form of an aqueous solution. Moreover, the polyferric sulfate aqueous solution used for wastewater treatment etc. can also be used.

산성 수용액은 예시적으로는 염산 산성, 황산 산성, 질산 산성, 과염소산 산성 등의 수용액으로서 부여할 수 있다. 전형적으로는 전해 침전 구리를 황산 침출한 후의 황산 침출액이 사용된다. 황산 침출의 방법은 후술한다.An acidic aqueous solution can be given as aqueous solution, such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, perchloric acid, for example. Typically, a sulfuric acid leaching solution after leaching sulfuric acid from electrolytic precipitated copper is used. The method of leaching sulfuric acid is mentioned later.

산성 수용액 중에 포함되는 As의 반응률을 높이기 위해서는, 3가의 Fe를 5가의 As양에 대해 1.0당량 이상으로 하는 것이 바람직하고, 경제적인 관점에서 1.0 내지 1.5당량으로 하는 것이 바람직하고, 전형적으로는 1.0 내지 1.1당량이다. 1.0당량 미만이면, 얻어진 스코로다이트로부터 As가 급격하게 용출되기 쉬워진다.In order to increase the reaction rate of As contained in the acidic aqueous solution, it is preferable to make the trivalent Fe be 1.0 equivalent or more to the amount of the pentavalent As, and from the economic point of view, preferably 1.0 to 1.5 equivalent, and typically 1.0 to 1.1 equivalents. If it is less than 1.0 equivalent, As will easily elute from the obtained scorodite.

산성 수용액의 pH는 0.3 내지 2.2, 바람직하게는 0.4 내지 1.2로 하는 것이 스코로다이트 합성상의 관점에서 유리하다.It is advantageous from the viewpoint of scorodite synthesis that the pH of the acidic aqueous solution is 0.3 to 2.2, preferably 0.4 to 1.2.

반응 전의 산성 수용액 중에 포함되는 5가의 As 농도가 작아지면, 얻을 수 있는 스코로다이트를 세정하는 데 필요한 수량이 증가하므로, 5가의 As 농도는 가능한 한 높은 쪽이 바람직하다. 단, As의 용해도를 초과하면 As가 석출되어 스코로다이트의 수율이 저하되므로, As의 용해도 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 산성 수용액을 농축하여 As 농도를 높이면, 산성 수용액 중에 공존하는 As보다도 용해도가 낮은 금속 성분(예 : 구리)이 먼저 석출되므로, 이를 제거하는 조작이 필요해진다. 따라서, 반응 전의 산성 수용액 중에는 19g/L 이상, 바람직하게는 19 내지 75g/L의 5가의 As가 포함되도록 하면 된다. 또한, 세정수량의 저감을 중시하는 경우에는 반응 전의 산성 수용액 중의 As 농도는 60 내지 75g/L로 하는 것이 바 람직하고, 공존 금속의 석출 방지를 중시하는 경우에는 19 내지 40g/L로 하는 것이 바람직하다. 산성 수용액 중의 As 농도는 용매인 물의 증감에 따라 조절하면 좋다.When the pentavalent As concentration contained in the acidic aqueous solution before the reaction decreases, the amount of water required for washing the obtained scorodite increases, so that the pentavalent As concentration is as high as possible. However, if the solubility of As is exceeded, As is precipitated and the yield of scorodite falls, It is preferable to make it so that the solubility of As is below. Further, when the acidic aqueous solution is concentrated to increase the As concentration, a metal component (eg, copper) having a lower solubility than the As coexisting in the acidic aqueous solution is precipitated first, and thus an operation for removing the acidic aqueous solution is required. Therefore, what is necessary is just to make it contain 19 g / L or more, Preferably 19-75 g / L pentavalent As is contained in the acidic aqueous solution before reaction. In the case where the reduction of the amount of washing water is important, the concentration of As in the acidic aqueous solution before the reaction is preferably 60 to 75 g / L, and when it is important to prevent the precipitation of coexistent metals, the concentration of As is preferably 19 to 40 g / L. Do. What is necessary is just to adjust As concentration in acidic aqueous solution according to the increase and decrease of the water which is a solvent.

결정성 스코로다이트는 상기 산성 용액을 예를 들어 대기압 하에서 60 내지 95℃, 전형적으로는 80 내지 95℃로 가열함으로써 생성시킬 수 있고, 예를 들어 8 내지 72시간 반응시킴으로써 충분한 양의 결정성 스코로다이트가 생성된다. As는 5가로 산화되어 있으므로, 3가의 철과 높은 반응 효율로 결정성의 스코로다이트가 생성된다.Crystalline scorodite can be produced by heating the acidic solution to, for example, 60-95 ° C., typically 80-95 ° C., under atmospheric pressure, for example a sufficient amount of crystalline scotch by reacting for 8-72 hours. Rodite is produced. As is oxidized to pentavalent, crystalline scorodite is produced by trivalent iron and high reaction efficiency.

공정 2Step 2

공정 2에서는, 합성된 스코로다이트를 반응 후 용액으로부터 고체-액체 분리에 의해 분리한다. 반응 후 용액에는 비소, 구리 및 그 밖의 금속의 이온이 포함되어 있고, 이들이 스코로다이트에 부착되어 있으면 보관시에 용출되므로, 충분히 제거해 둘 필요가 있다. 고체-액체 분리의 방법은 공지의 임의의 방법으로 행하면 되고, 특별히 제한은 없지만, 여과가 일반적이다. 여과로서는 중력(자연) 여과, 흡인 여과, 가압 여과, 원심 여과 등을 들 수 있다. 일반적으로는 중력 여과가 가장 분리 효율이 나쁘고, 가압 여과 및 원심 여과가 가장 효율이 좋다. 흡인 여과는 그 중간이다.In step 2, the synthesized scorodite is separated from the solution after the reaction by solid-liquid separation. After the reaction, the solution contains arsenic, copper, and other metal ions, and if they are attached to scorodite, they are eluted at the time of storage, so they need to be sufficiently removed. The method of solid-liquid separation may be performed by any known method, and there is no particular limitation, but filtration is common. Examples of the filtration include gravity (natural) filtration, suction filtration, pressure filtration and centrifugal filtration. In general, gravity filtration has the worst separation efficiency, and pressure filtration and centrifugal filtration have the best efficiency. Suction filtration is in between.

그러나, 본 발명이 목표로 하는 분리 효율을 얻기 위해서는 어떠한 방법에 의해 고체-액체 분리해도 불충분하여, 그 후에 물 세정이 필요하다. 그래서, 나중의 물 세정 효율도 고려하면, 스코로다이트를 반응 후 용액으로 분리하는 단계에서 는 여과에 의해 얻어진 스코로다이트의 케이크에 균열이 생기지 않도록 하는 것이 중요하다. 케이크에 균열이 생기면, 그 후의 물 세정에서는, 균열 부분의 물의 저항이 작아지므로, 그 부분에서 집중적으로 물이 흘러 버려, 세정 불균일이 생겨 버리기 때문이다.However, in order to obtain the separation efficiency aimed at by the present invention, even if the solid-liquid separation is performed by any method, water washing is necessary after that. Therefore, in consideration of later water washing efficiency, it is important to prevent cracks in the cake of scorodite obtained by filtration in the step of separating the scorodite into a solution after the reaction. This is because if the cake is cracked, the resistance of the water in the cracked portion is reduced in subsequent water washing, so that the water flows intensively in the portion, resulting in uneven cleaning.

균열을 피하기 위해서는 흡인 여과는 행하지 않는 쪽이 좋고, 중력 여과(자연 여과)하는 것이 바람직하며, 필터 프레스에 의한 가압 여과가 더욱 바람직하다. 필터 프레스에는 종형(케이크의 가압 방향이 수직 방향)과 횡형(케이크의 가압 방향이 수평 방향)이 있지만, 종형의 필터 프레스를 이용한 경우에는 균열의 발생을 억제하는 효과가 특히 높다. 종형은 횡형에 비해, 양에 상관없이 균일한 두께의 케이크로 하는 것이 가능하기 때문이다. 횡형 필터 프레스에서는 슬러리는 챔버의 하부로부터 채워져, 종형 필터 프레스와 같이 두께가 균일한 케이크를 만드는 것이 어렵고, 중력에 의해 케이크에 균열이 생기기 쉽다. 그로 인해 그 케이크를 물 세정할 때는 케이크의 두께가 얇은 부분이나 균열에 집중적으로 물이 흐를 우려가 있어, 전체를 종형만큼 균일하게 세정하는 것은 어렵다.In order to avoid cracks, suction filtration is preferably not performed, gravity filtration (natural filtration) is preferable, and pressure filtration by a filter press is more preferable. The filter press has a vertical type (the pressing direction of the cake is a vertical direction) and a horizontal type (the pressing direction of the cake is a horizontal direction), but in the case of using a vertical filter press, the effect of suppressing the occurrence of cracks is particularly high. This is because the vertical mold can be a cake having a uniform thickness regardless of the amount of the horizontal mold. In the horizontal filter press, the slurry is filled from the lower part of the chamber, and it is difficult to make a cake having a uniform thickness like a vertical filter press, and gravity tends to cause cracks in the cake. Therefore, when the cake is water-washed, there is a possibility that water flows intensively in thin portions or cracks of the cake, and it is difficult to uniformly wash the whole as much as the vertical type.

공정 3Process 3

공정 2에 의해, 스코로다이트에 부착되어 있던 반응 후 용액은 대부분이 제거되지만, 이 단계에 있어서의 스코로다이트에서는 비소의 용출성이 일본 국내 처분장의 기준값을 하회하지 않는 경우가 많아, 제품마다의 용출값의 변동도 크다. 따라서, 저용출성의 스코로다이트를 안정적으로 얻기 위해서는, 다시 물 세정 처리를 행하여 스코로다이트로부터 반응 후 용액을 분리하는 것이 중요하다.In Step 2, most of the solution after the reaction attached to the scorodite is removed. However, in the scorodite in this step, the elution of arsenic does not often fall below the standard value of the domestic disposal site in Japan. The variation of the elution value for each product is also large. Therefore, in order to stably obtain low-elasticity scorodite, it is important to perform water washing again to separate the solution after the reaction from the scorodite.

공정 3에서는 스코로다이트를 물 세정한 후에 스코로다이트를 물 세정액으로부터 고체-액체 분리에 의해 분리한다. 물 세정에 의해 수용성의 성분은 씻겨내어져, 그 횟수를 중첩할 때마다 스코로다이트의 비소 용출성은 서서히 저하된다. 스코로다이트로부터의 비소의 용출의 대부분은 스코로다이트 자체로부터의 용출이 아닌, 반응 후 용액의 부착이 원인이기 때문이다.In step 3, the scorodite is washed with water, and then the scorodite is separated from the water wash by solid-liquid separation. The water-soluble component is washed away by water washing, and the arsenic dissolution property of scorodite gradually decreases each time the number of times is overlapped. This is because most of the elution of arsenic from scorodite is due to the adhesion of the solution after the reaction, not from the scorodite itself.

또한, 스코로다이트의 합성시에 부산물로서 생성할 수 있는 비정질의 스코로다이트는 수용성이 높으므로, 이 세정 조작에 의해 반응 후 용액과 함께 제거되고 있다고 생각된다. 따라서, 세정 조작은 단순히 반응 후 용액을 스코로다이트로부터 제거할 뿐만 아니라, 부생성된 비정질 스코로다이트를 제거하는 역할도 있다.In addition, the amorphous scorodite which can be produced as a by-product during the synthesis of scorodite has high water solubility, and thus it is considered that it is removed together with the solution after the reaction by this washing operation. Thus, the cleaning operation not only removes the solution from the scorodite after the reaction, but also serves to remove the by-produced amorphous scorodite.

물 세정의 방법은 공지의 임의의 방법으로 행하면 되고, 특별히 제한은 없지만, 효율적인 세정 방법으로서는 이하와 같은 방법을 들 수 있다.What is necessary is just to perform the method of water washing by a well-known arbitrary method, Although there is no restriction | limiting in particular, The following methods are mentioned as an efficient washing method.

깔때기를 사용하여 세정과 여과를 연속적으로 실시하는 경우에는 스코로다이트의 케이크에 균열이 발생하지 않는 세정 방법이 바람직하다. 균열이 생기면, 세정 효율에 악영향을 주기 때문이다. 깔때기를 사용한 여과에서는 케이크 상에 물이 존재하는 동안, 즉 케이크가 물에 완전히 침지하고 있는 동안은 균열은 발생하지 않지만, 물이 도중에 끊겨 케이크가 수면 상에 노출되면, 케이크의 체적이 축소되어 균열이 발생해 버린다. 그래서, 물을 도중에 끊기지 않게 공급하고, 케이크 전체가 세정수에 덮여 있는 상태(예 : 완전히 침지되어 있는 상태)를 유지하도록 여과를 행하는 것이 바람직하다.In the case where washing and filtration are continuously performed using a funnel, a washing method in which cracks do not occur in the cake of scorodite is preferable. This is because cracking adversely affects the cleaning efficiency. In filtration with funnels, no cracking occurs during the presence of water on the cake, i.e. while the cake is completely immersed in water, but if the water breaks along and the cake is exposed to the surface, the volume of the cake shrinks and cracks. This happens. Therefore, it is preferable to supply water so that it does not break in the middle, and to carry out filtration so that the whole cake may be covered with wash water (for example, the state fully immersed).

또한, 수세조 중에 스코로다이트를 투입하여 교반이나 리펄프 등을 행한 후 에 고체-액체 분리하는 방법도 유효하다. 물 세정액 중에 포함되는 반응 후 용액 성분의 농도는 고체-액체 분리한 후의 물 세정액에 대해 측정하면 된다. 이때의 고체-액체 분리의 방법은 공정 2에서 상술한 어떠한 방법을 사용해도 좋고, 균열의 발생은 걱정하지 않아도 좋다.Moreover, the method of solid-liquid separation after adding scorodite to a washing tank, stirring, repulping, etc. is also effective. What is necessary is just to measure the density | concentration of the solution component after reaction contained in a water wash liquid with respect to the water wash liquid after solid-liquid separation. The method of solid-liquid separation at this time may use what kind of method mentioned above at the process 2, and does not have to worry about generation | occurrence | production of a crack.

다른 바람직한 방법의 하나는, 필터 프레스로 스코로다이트의 케이크를 제작하여, 필터 프레스 내에서 세정수를 공급 후 압착함으로써, 케이크를 바로 세정 및 여과하는 방법(예를 들어 라록스사제 종형 필터 프레스를 사용한 세정)이 있다. 이 방법에 따르면, 리펄프보다도 간편하게 세정 여과 조작을 행할 수 있다. 종형의 필터 프레스이면 균열도 생기기 어렵다.Another preferred method is to produce a cake of scorodite with a filter press, and to supply the washing water in the filter press and then pressurize it to immediately wash and filter the cake (for example, a vertical filter press manufactured by Larox) Using). According to this method, washing filtration operation can be performed more easily than repulp. In the case of a vertical filter press, cracks are less likely to occur.

필터 프레스를 사용하여 공정 3을 실시하는 경우, 전체의 세정수량이 동일해도 세정 및 압착은 복수회에 나누어 실시하는 쪽이 세정 효율이 높아진다. 예를 들어, 세정 및 압착을 1회 실시할 때마다 필터 프레스에 공급하는 세정수는, 스코로다이트의 건조 중량 1㎏당 1 내지 10L로 하고, 바람직하게는 1 내지 5L로 한다. 전형적으로는 2 내지 3L이다. 또한 세정수량을 삭감하고자 하는 경우에는, 임의의 회(回)에서 필터 프레스에 공급하는 세정수의 후반 부분을 회수하여, 다음회의 전반에 사용할 수도 있다.When performing process 3 using a filter press, even if the quantity of washing | cleaning of the whole is the same, washing | cleaning and crimping | dividing into several times and cleaning efficiency will become high. For example, the washing water supplied to the filter press every time washing and pressing is performed at 1 to 10 L per 1 kg of dry weight of scorodite, preferably at 1 to 5 L. Typically 2-3 L. When the amount of washing water is to be reduced, the second half of the washing water supplied to the filter press can be recovered at any time and used for the first half of the next time.

물 세정에 필요한 수량은 반응 전의 산성 수용액(반응 전 용액) 중에 포함되는 As 농도와 상관 관계가 있고, 고As 농도로서 스코로다이트를 제조하는 쪽이, As 용출의 환경 기준값인 0.3㎎/L을 만족시키는 데 필요한 세정수량이 적어진다. 구체적으로는, 상기 어떠한 세정 방법을 채용해도, 스코로다이트로부터의 As 용출값 이 환경 기준값을 하회하는 데 필요한 세정수량은 반응 전 용액 중의 포함되는 As 농도가 19g/L 이상일 때는 스코로다이트의 건조 중량 1㎏당 15L 이하로 할 수 있고, 바람직하게는 10L 이하로 할 수 있고, 전형적으로는 8 내지 10L로 할 수 있고, 반응 전 용액 중의 포함되는 As 농도가 30g/L 이상일 때는 스코로다이트의 건조 중량 1㎏당 10L 이하로 할 수 있고, 바람직하게는 8L 이하로 할 수 있고, 전형적으로는 5 내지 8L로 할 수 있다.The amount of water required for water washing is correlated with the concentration of As contained in the acidic aqueous solution (pre-reaction solution) before the reaction. The amount of washing water required to satisfy the condition is reduced. Specifically, even if any of the above washing methods are employed, the amount of washing water required for the As elution value from scorodite to be less than the environmental reference value is scorodite when the As concentration contained in the solution before the reaction is 19 g / L or more. It can be 15 L or less per kg of dry weight of, preferably 10 L or less, typically 8 to 10 L, and when the As concentration contained in the solution before the reaction is 30 g / L or more, It can be 10 L or less per kg of dry weight of a die, Preferably it can be 8 L or less, and can be 5-8 L typically.

전해 침전 구리의 황산 침출액Sulfuric Acid Leaching Solution of Electrolytic Precipitated Copper

스코로다이트의 원료로서 적합한 전해 침전 구리의 황산 침출액은 예를 들어 이하와 같이 얻을 수 있다.A sulfuric acid leaching solution of electrolytic precipitated copper suitable as a raw material for scorodite can be obtained, for example, as follows.

우선, 전해 침전 구리에 대해 물 세정 처리를 임의로 행한다. 물 세정 처리는 전해 침전 구리를 물로 리펄프하고, 0.5 내지 6시간 교반하여, 전해 침전 구리의 제조시에 부착된 전해액(황산구리, Ni, Fe 등을 포함함)이나, 전해 침전 구리에 포함되는 미량의 Ni 및 Fe 등을 용해시킨 후에, 슬러리를 여과하여 고체-액체 분리함으로써 실시할 수 있다. 이 공정에서는 전해 침전 구리로부터 Fe 및 Ni의 대부분을 분리할 수 있다.First, water washing treatment is optionally performed on electrolytic precipitated copper. In the water washing treatment, electrolytic precipitated copper is repulsed with water and stirred for 0.5 to 6 hours, and the amount of electrolyte contained in the production of electrolytic precipitated copper (including copper sulfate, Ni, Fe, etc.) and the amount of electrolytic precipitated copper. After dissolving Ni, Fe, and the like, the slurry can be filtered and subjected to solid-liquid separation. In this process, most of Fe and Ni can be separated from the electrolytic precipitated copper.

그러나, 이 조작은 전해 침전 구리 중의 구리량 중에서 황산구리를 배제한 0가의 (물에 용해되지 않는) 구리량을 분명하게 하여, 다음 공정에서 행하는 전해 침전 구리의 황산 침출에 필요한 황산량을 더욱 정확하게 구하기 위해 행하는 것을 주목적으로 하는 조작이다. Ni나 Fe 등의 미량 원소를 특별히 신경쓰지 않는 경우이거나, 황산구리의 함유량이 미리 알려져있거나 전해 침전 구리에의 전해액의 반 입이 적은 경우에는 이 공정을 행할 필요는 없다.However, this operation clarifies the amount of copper (not dissolved in water) excluding copper sulfate in the amount of copper in the electrolytic precipitated copper, so as to more accurately determine the amount of sulfuric acid required for sulfuric acid leaching of the electrolytic precipitated copper performed in the next step. This operation is primarily intended to be performed. If the trace elements such as Ni and Fe are not particularly concerned, or if the content of copper sulfate is known in advance or if the amount of electrolyte solution to the electrolytic precipitated copper is small, this step is not necessary.

임의로 물 세정 처리를 행한 후, 황산 산성 중의 전해 침전 구리에 산소 함유 가스를 도입하면서, 전해 침전 구리 중에 포함되는 As 성분을 5가로 산화하는 데 충분한 액온 및 시간으로 상기 용액을 교반하여 황산 침출을 행하고, 계속해서 Sb 성분 및 Bi 성분을 함유하는 침출 찌꺼기와 5가의 As 성분을 함유하는 황산 침출액으로 고체-액체 분리한다.After optionally performing a water washing treatment, the solution was stirred at a solution temperature and time sufficient to oxidize the As component contained in the electrolytic precipitated copper to pentavalent, while introducing an oxygen-containing gas into the electrolytic precipitated copper in sulfuric acid, and leaching sulfuric acid. Subsequently, the solid-liquid separation is carried out with a leaching residue containing Sb and Bi components and a sulfuric acid leaching liquid containing a pentavalent As component.

이때에 일어나는 침출 반응은 일반적으로 다음식에 따라서, Cu는 Cu2+까지, As는 As5+까지 산화된다.The leaching reaction occurring at this time is generally oxidized to Cu up to Cu 2+ and As up to As 5+ according to the following equation.

Figure 112009022578827-pat00001
Figure 112009022578827-pat00001

황산 사용량은 Cu양에 대해 바람직하게는 1.0 내지 1.2당량이다. 1.0당량 미만의 경우 침출액이 약산성이 되고, Cu3AsO4 등의 침전물이 생성되어 Cu, As의 침출률이 저하된다. 1.2당량을 초과하는 경우에는, Cu, As의 침출률에 영향을 받지 않지만, 사용 황산량이 많아진다. Cu, As의 황산 용액 중의 농도는 특별히 제한은 없지만, 용해도를 초과하면 Cu, As의 침출률이 저하되므로, Cu2+, As5+의 용해도 이하가 바람직하다.The amount of sulfuric acid used is preferably 1.0 to 1.2 equivalents based on the amount of Cu. In the case of less than 1.0 equivalent, the leaching liquid is weakly acidic, and precipitates such as Cu 3 AsO 4 are formed to lower the leaching rates of Cu and As. When it exceeds 1.2 equivalent, although it is not influenced by the leaching rate of Cu and As, the amount of sulfuric acid used increases. The concentration of Cu and As in the sulfuric acid solution is not particularly limited. However, when the solubility is exceeded, the leaching rates of Cu and As are lowered, so that the solubility of Cu 2+ and As 5+ is preferably lower than that.

또한, 그 후에 합성하는 결정성 스코로다이트의 생성에 적합한 pH는 0.3 내지 2.2, 바람직하게는 0.4 내지 1.2이지만, 황산 농도가 낮으면 황산 침출의 효율, 즉 구리나 비소의 회수 효율이 저하되는 경향이 있으므로, 황산 침출시에 사용하는 황산의 농도는 pH가 1 미만이 되는 농도인 것이 바람직하다. 또한, 황산 침출액의 pH가 1 이상이었다 해도, 스코로다이트를 합성할 때에 첨가하는 3가의 철은 산성 수용액의 형태로 제공되는 것이 바람직하고, 예를 들어 황산 제2철 수용액이나 폴리황산 제2철 수용액의 pH는 0.6 정도이다.In addition, a suitable pH for the production of crystalline scorodite to be synthesized thereafter is 0.3 to 2.2, preferably 0.4 to 1.2. However, when the sulfuric acid concentration is low, the efficiency of sulfuric acid leaching, that is, the recovery efficiency of copper or arsenic decreases. Since there exists a tendency, it is preferable that the density | concentration of the sulfuric acid used at the time of sulfuric acid leaching is a density | concentration which pH becomes less than one. In addition, even if the pH of the sulfuric acid leaching solution is 1 or more, the trivalent iron added when synthesizing scorodite is preferably provided in the form of an acidic aqueous solution. For example, the ferric sulfate aqueous solution or the second polysulfate solution The pH of the aqueous solution of iron is about 0.6.

황산 침출에서는, As를 5가로 산화하기 위해, 예를 들어 70 내지 95℃에서 4.5 내지 11시간, 바람직하게는 80 내지 95℃에서 7 내지 11시간 교반하면 된다. 황산 침출은 발열 반응이므로 특히 외부로부터 가열하지 않고 행하는 것도 가능하다. 교반 시간은 더욱 길게 행해도 좋고, 경제성과 효과의 균형으로 적절하게 결정하면 된다.In sulfuric acid leaching, in order to oxidize As to pentavalent, it is good to stir for 4.5 to 11 hours at 70-95 degreeC, Preferably it is 7 to 11 hours at 80-95 degreeC. Since sulfuric acid leaching is an exothermic reaction, it can also be performed, especially without heating from the exterior. Stirring time may be performed longer, and what is necessary is just to determine suitably by the balance of an economy and an effect.

As의 산화 효율을 높이기 위해서는, 도입하는 산소 함유 가스의 기포를 미세하게 하여 충분한 양(예를 들어 구리에 대해 산소 10당량/7시간) 공급하는 쪽이 좋다. 그래서, 교반을 격렬하게 행하는 것이 바람직하고, 예를 들어 산소 함유 가스의 도입 및/또는 교반은 제트 분사에 의해 행하는 것이 적절하다. 이 값은, 제트 분사(「제트 아지터」상품명) 경우이며, 통상의 터빈 날개를 사용한 교반기의 경우 반응 효율은 저하되어, 산소 함유 가스량을 이것의 3.5배 이상 도입해도, 2배 이상의 반응 시간이 필요해진다. 이 단계에서 As의 가수(價數) 제어를 행함으로써, 후의 스코로다이트 생성이 용이하게 된다. 또한, Cu2+도 As의 산화를 촉진하는 효과가 있다.In order to increase the oxidation efficiency of As, it is better to supply a small amount of bubbles of the oxygen-containing gas to be introduced and supply a sufficient amount (for example, 10 equivalents of oxygen / 7 hours to copper). Therefore, it is preferable to perform stirring vigorously, for example, it is suitable to introduce | transduce and / or agitate an oxygen containing gas by jet injection. This value is a case of jet injection (the "jet agitator" brand name), and in the case of a stirrer using a normal turbine blade, the reaction efficiency is lowered, and even if the amount of oxygen-containing gas is introduced 3.5 times or more, the reaction time is twice or more. It becomes necessary. By performing the mantissa control of As in this step, the subsequent scorodite generation becomes easy. Cu 2+ also has the effect of promoting the oxidation of As.

산소 함유 가스로서는 상기 반응에 의미있는 악영향을 주지 않는 한 특별히 제한은 없지만, 예를 들어 순산소, 산소와 불활성 가스의 혼합물을 사용할 수 있다. 취급성이나 비용의 관점에서는 공기로 하는 것이 바람직하다.The oxygen-containing gas is not particularly limited as long as it does not have a significant adverse effect on the reaction. For example, a mixture of pure oxygen, oxygen, and an inert gas can be used. It is preferable to set it as air from a viewpoint of handleability and cost.

이와 같이 하여 얻어진 전해 침전 구리의 황산 침출액에 3가의 철을 첨가함으로써, 5가의 As와 3가의 Fe를 함유하는 산성 수용액을 얻을 수 있다. 이 경우, 3가의 철로서는, 산화철, 황산철, 염화철, 수산화철 등을 들 수 있지만, 3가의 철은 수용액 중에서의 반응을 행하는 관점에서 산성 수용액의 형태에서 제공되는 것이 바람직하고, 탈철 후 용액을 전련(電鍊)의 전해액으로 복귀시키는 것이 가장 유효하다는 관점에서 황산 제2철[Fe2(SO4)3]의 수용액의 형태로 제공되는 것이 바람직하다. 또한, 폐수 처리 등에서 사용되는, 폴리황산 제2철 수용액도 사용 가능하다.By adding trivalent iron to the sulfuric acid leaching liquid of the electrolytic precipitated copper thus obtained, an acidic aqueous solution containing pentavalent As and trivalent Fe can be obtained. In this case, examples of the trivalent iron include iron oxide, iron sulfate, iron chloride, iron hydroxide, and the like. However, the trivalent iron is preferably provided in the form of an acidic aqueous solution from the viewpoint of reacting in an aqueous solution. It is preferable to provide in the form of an aqueous solution of ferric sulfate [Fe 2 (SO 4 ) 3 ] from the viewpoint that it is most effective to return the electrolytic solution to the electrolytic solution. Moreover, the ferric polysulfate aqueous solution used for wastewater treatment etc. can also be used.

3가철의 사용량은 As를 제거한다라는 관점에서는, As양에 대해 1.0당량 이상 필요하여, 경제적인 관점에서 1.0 내지 1.5당량인 것이 바람직하다.The amount of the trivalent iron used is preferably 1.0 equivalent or more relative to the amount of As from the viewpoint of removing As, and preferably from 1.0 to 1.5 equivalents from an economic point of view.

본 발명에 관한 방법으로 제조된 스코로다이트는, 일반적으로 BET 비표면적이 10㎡/g 이상이며, 전형적인 실시 형태에 있어서 10 내지 20㎡/g이다. 본 발명에 관한 방법에서 제조된 스코로다이트는, 일 실시 형태에 있어서 1차 입자가 응집하여 생긴 2차 입자의 형태로 된다. 종래, As 용출성을 억제하기 위해, 스코로다이트의 BET 비표면적을 작게 하는 것이 바람직하다고 되어 왔지만, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻은 스코로다이트는 BET 비표면적이 큰데도 불구하고, As 용출성은 충분히 낮다.The scorodite produced by the method according to the present invention generally has a BET specific surface area of 10 m 2 / g or more, and in a typical embodiment, 10 to 20 m 2 / g. The scorodite produced by the method concerning this invention becomes a form of the secondary particle which the primary particle aggregated in one Embodiment. Conventionally, in order to suppress As elution, it has been desirable to reduce the BET specific surface area of scorodite. However, the scorodite obtained by the production method of the present invention has a large BET specific surface area. The castle is low enough.

이하, 본 발명 및 그 이점을 더욱 잘 이해하기 위한 실시예를 기재하지만, 본 발명은 그에 한정되지 않는다. Hereinafter, examples will be described to better understand the present invention and its advantages, but the present invention is not limited thereto.

예 1Example 1

1. 전해 침전 구리의 물 세정 처리1.Water washing treatment of electrolytic precipitated copper

원료의 전해 침전 구리의 일부를 사용하여 이하의 예비 시험을 행하였다. 전해 침전 구리 2000g(습중량)을 5000mL의 물로 리펄프하고, 4시간 교반하여 전해 침전 구리의 제조시에 부착된 전해액(황산구리, 니켈, 철 외)을 용해한 후에, 슬러리를 여과하여 고체-액체 분리하였다. 얻어진 찌꺼기는, 건조시켜 분석용 시료로서 사용하였다. 건조 후의 찌꺼기 중량은 1636.9g이었다. 분석값을 표 1에 나타낸다. 또한, 이 조작은 전해 침전 구리 중의 구리량 중에서, 황산구리를 배제한 0가의 (물에 용해되지 않는) 구리량을 분명하게 하여, 다음 전해 침전 구리를 황산으로 침출할 때의 필요한 황산량을 더욱 정확하게 구하기 위해 행하는 조작이다. 황산구리의 함유량이 기지이거나, 전해 침전 구리로의 전해액의 반입이 적은 경우, 이 공정을 행할 필요는 없다.The following preliminary test was done using a part of electrolytic precipitation copper of a raw material. 2000 g (wet weight) of electrolytic precipitated copper was repulped with 5000 mL of water and stirred for 4 hours to dissolve the electrolyte solution (copper sulfate, nickel, iron, etc.) attached during the preparation of electrolytic precipitated copper, and then the slurry was filtered to solid-liquid separation. It was. The obtained debris was dried and used as a sample for analysis. The weight of the residue after drying was 1636.9 g. The analysis values are shown in Table 1. In addition, this operation clarifies the amount of zero-valent (not dissolved in water) copper excluding copper sulfate in the amount of copper in the electrolytic precipitated copper, and more accurately calculates the amount of sulfuric acid required for leaching the next electrolytic precipitated copper into sulfuric acid. It is operation to perform. If the content of copper sulfate is known or there is little carry-in of electrolyte solution to electrolytic precipitation copper, it is not necessary to perform this process.

Figure 112009022578827-pat00002
Figure 112009022578827-pat00002

2. 전해 침전 구리의 황산 침출2. Sulfuric Acid Leaching of Electrolytic Precipitated Copper

전술 전해 침전 구리와 동일 뱃치(batch)로 제조한 전해 침전 구리 50㎏(습중량, 수분 9.2%)에 75%의 황산을 48㎏(전해 침전 구리에 포함되고, 물에 불용인 구리에 대해 1당량) 가하고, 또한 물을 가하여 슬러리량을 175L로 하였다. As를 5가로 하기 위해 250L/분으로 공기를 도입하면서, 12시간 교반하여 침출하였다. 반응 효율을 높이기 위해서는, 도입하는 공기의 기포를 작게 하는 것이 유효하므로, 공기의 도입, 교반에는 제트 아지터(SHIMAZAKI사제 JET AJITER)를 사용하였다. 또한, 액온은 88℃로 제어하였다. 황산 침출 후 약 3배로 희석한 후에, 침출물을 여과하여 고체-액체 분리하였다. 찌꺼기는 물로 세정하고, 그 세정수는 황산 침출액에 가하였다. 얻어진 황산 침출액, 황산 침출 찌꺼기의 물량을 표 2에 나타낸다.50 kg (wet weight, 9.2% moisture) of 75% sulfuric acid in 48 kg (electrolytic precipitated copper contained in electrolytic precipitated copper prepared in the same batch as the above-mentioned electrolytic precipitated copper, and 1 for copper insoluble in water) Equivalent weight), and water was added to make the slurry amount 175L. The mixture was leached for 12 hours while introducing air at 250 L / min to make As valent. In order to increase the reaction efficiency, it is effective to reduce the bubble of the air to be introduced. Therefore, a jet agitator (JET AJITER manufactured by SHIMAZAKI Co., Ltd.) was used for introducing and stirring the air. In addition, liquid temperature was controlled at 88 degreeC. After diluting about 3 times after sulfuric acid leaching, the leaching was filtered to solid-liquid separation. The residue was washed with water, and the washing water was added to the sulfuric acid leaching solution. Table 2 shows the amounts of the obtained sulfuric acid leaching liquid and sulfuric acid leaching residue.

Figure 112009022578827-pat00003
Figure 112009022578827-pat00003

3.스코로다이트의 합성3. Synthesis of Skorodite

전술한 황산 침출액 530L에 3가의 철로서 닛테츠고오교오사제 폴리황산 제2철(이하 폴리철) 64L(황산 침출액에 포함되는 비소에 대해 제2철이 1.1당량)를 가하였다. 이 혼합액은 비소의 농도는 분석한 결과 20.2g/L이고, pH0.55(실온)였다. 그 후, 95℃까지 가열하여 24시간 스코로다이트의 합성을 행하였다. 황산 침출액과 폴리철을 실온에서 혼합한 직후는, 반응은 진행되지 않지만, 가열에 수반하여, 87℃ 전후로 스코로다이트의 침전이 관찰되었다. 스코로다이트의 합성 후에, 스코로다이트 결정을 여과하여 고체-액체 분리하였다. 얻어진 스코로다이트 결정, 결정 여과 후액의 물량을 표 3에 나타낸다.To 530 L of the sulfuric acid leaching solution described above, 64 L of ferric sulfate (hereinafter referred to as polyiron) manufactured by Nitetsu Kogyo Co., Ltd. as trivalent iron was added (1.1 equivalents of ferric iron to arsenic contained in the sulfuric acid leaching solution). As a result of analyzing the concentration of arsenic, the mixture was 20.2 g / L and had a pH of 0.55 (room temperature). Then, it heated to 95 degreeC and synthesize | combined scorodite for 24 hours. Immediately after mixing the sulfuric acid leaching liquid and polyiron at room temperature, the reaction did not proceed, but precipitation of scorodite was observed around 87 ° C with heating. After the synthesis of scorodite, the scorodite crystals were filtered to solid-liquid separation. The quantity of the obtained scorodite crystal and the crystal filtration after liquid is shown in Table 3.

Figure 112009022578827-pat00004
Figure 112009022578827-pat00004

4. 스코로다이트 결정의 물 세정 방법4. Water washing method of scorodite crystal

예 1에서 합성한 스코로다이트의 일부를 라록스사제 종형 필터 프레스(형식 : 여과 시험 장치 PF 0.1H2형)로 여과하고, 그 후 압착하여 고체-액체를 분리하여 스코로다이트의 케이크로 하였다. 계속하여 필터 프레스의 챔버 내에 있는 케이크에 10L의 물을 흘려 세정, 압착, 에어 블로우를 하였다. 이 조작을 7회 반복하였다. 이상의 세정 후, 비소의 용출값은 0.09㎎/L(일본 환경성 고시 13호에 준한 시험)이며, 비소가 안정된 것이 확인되었다. 이것으로부터도 얻어진 스코로다이트는 결정성이라 할 수 있다. 여과 후의 스코로다이트는 6.02㎏(습량, 건량 환산 4.86㎏)이었다. 이에 의해, 스코로다이트의 건량 1㎏당 물 세정수량은 14L였다.A part of the scorodite synthesized in Example 1 was filtered by a Larox company vertical filter press (Model: Filtration test apparatus PF 0.1H2 type), and then compressed to separate the solid-liquid into a cake of scorodite. It was. Subsequently, 10L of water was flowed into the cake in the chamber of the filter press, and it wash | cleaned, crimped, and air blowed. This operation was repeated seven times. After the above washing, the elution value of arsenic was 0.09 mg / L (test according to Japanese Environmental Notification 13), and it was confirmed that arsenic was stable. The scorodite obtained from this can also be said to be crystalline. The scorodite after filtration was 6.02 kg (wet amount, 4.86 kg of dry weight conversion). As a result, the amount of the water washing water per 1 kg of the dry amount of scorodite was 14 liters.

얻어진 스코로다이트의 SEM 화상의 일례를 도 1에 나타낸다. 2차 입자의 형태로 있는 것을 알 수 있다. 또한, BET 비표면적(BET 1점법)을 유아사아이오닉스사제 칸타소브(QS-17)를 사용하여 측정한 결과, 17.5㎡/g이었다.An example of the SEM image of the obtained scorodite is shown in FIG. It can be seen that it is in the form of secondary particles. Moreover, it was 17.5 m <2> / g when the BET specific surface area (BET 1-point method) was measured using the canthasorb (QS-17) by Yuasa Ionics.

예 2Example 2

1. 전해 침전 구리의 황산 침출1.Sulfate Leaching of Electrolytic Precipitated Copper

예 1의 전해 침전 구리와 동일 뱃치로 제조한 전해 침전 구리 50㎏(습중량, 수분 9.2%)에 75%의 황산을 48㎏(전해 침전 구리에 포함되고, 물에 불용인 구리에 대해 1당량) 가하고, 또한 물을 가하여, 슬러리량을 175L로 하였다. As를 5가로 하기 위해 230L/분으로 공기를 도입하면서, 13시간 교반하여 침출하였다. 반응 효율을 높이기 위해서는, 도입하는 공기의 기포를 작게 하는 것이 유효하므로, 공기의 도입, 교반에는 제트 아지터(SHIMAZAKI사제 JET AJITER)를 사용하였다. 또한, 액온은 88℃로 제어하였다. 황산 침출 후 약 2.4배로 희석한 후에, 침출물을 여과하여 고체-액체 분리하였다. 찌꺼기는 물로 세정하고, 그 세정수는 황산 침출액에 가하였다. 얻어진 황산 침출액, 황산 침출 찌꺼기의 물량을 표 4에 나타낸다.50 kg (wet weight, 9.2% of moisture) of 48 kg of sulfuric acid was contained in 50 kg (wet weight, 9.2% of moisture) of electrolytic precipitated copper manufactured by the same batch as the electrolytic precipitated copper of Example 1, and 1 equivalent with respect to copper insoluble in water ), And further added water to make the slurry amount 175L. The mixture was leached for 13 hours while introducing air at 230 L / min to make As valent. In order to increase the reaction efficiency, it is effective to reduce the bubble of the air to be introduced. Therefore, a jet agitator (JET AJITER manufactured by SHIMAZAKI Co., Ltd.) was used for introducing and stirring the air. In addition, liquid temperature was controlled at 88 degreeC. After diluting about 2.4-fold after sulfuric acid leaching, the leaching was filtered to solid-liquid separation. The residue was washed with water, and the washing water was added to the sulfuric acid leaching solution. Table 4 shows the amounts of the obtained sulfuric acid leaching liquid and sulfuric acid leaching residue.

Figure 112009022578827-pat00005
Figure 112009022578827-pat00005

2. 스코로다이트의 합성2. Synthesis of Skorodite

전술한 황산 침출액 420L에, 3가의 철로서 닛테츠고오교오사제 폴리황산 제2철(이하 폴리철) 67L(황산 침출액에 포함되는 비소에 대해 제2철이 1.1당량)를 가하였다. 이 혼합액은 비소의 농도는 분석한 결과 26.1g/L이고 pH0.63(실온)이었다. 그 후, 95℃까지 가열하여, 24시간 스코로다이트의 합성을 행하였다. 황산 침출액과 폴리철을 실온에서 혼합한 직후는, 반응은 진행되지 않지만, 가열에 수반하여 79℃ 전후에서 스코로다이트의 침전이 관찰되었다. 스코로다이트의 합성 후에, 스코로다이트 결정을 여과하여 고체-액체 분리하였다. 얻어진 스코로다이트 결정, 결정 여과 후액의 물량을 표 5에 나타낸다.To 420 L of the sulfuric acid leaching solution, 67 L of ferric sulfate (hereinafter referred to as polyiron) manufactured by Nitetsu Kogyo Co., Ltd. as trivalent iron (1.1 equivalents of ferric iron relative to arsenic contained in the sulfuric acid leaching solution) was added. As a result of analyzing the concentration of arsenic, the mixture was 26.1 g / L and pH 0.63 (room temperature). Then, it heated to 95 degreeC and synthesize | combined scorodite for 24 hours. Immediately after mixing the sulfuric acid leaching solution and polyiron at room temperature, the reaction did not proceed, but precipitation of scorodite was observed at around 79 ° C with heating. After the synthesis of scorodite, the scorodite crystals were filtered to solid-liquid separation. The quantity of the obtained scorodite crystal and the crystal filtration after liquid is shown in Table 5.

Figure 112009022578827-pat00006
Figure 112009022578827-pat00006

3.스코로다이트 결정의 물 세정 방법3.water washing method of scorodite crystal

예 2에서 합성한 스코로다이트의 일부를 라록스사제 종형 필터 프레스(형식 : 여과 시험 장치 PF 0.1H2형)로 여과하고, 그 후 압착하여 고체-액체를 분리하여 스코로다이트의 케이크로 하였다. 계속해서 필터 프레스의 챔버 내에 있는 케이크에 10L의 물을 흐르게 하여 세정, 압착, 에어 블로우를 하였다. 이 조작을 2회 반복하였다. 2회째의 조작 종료시에는, 스코로다이트의 비소의 용출값은 0.10㎎/L(일본 환경성 고시 13호에 준한 시험)로, 비소가 안정된 것이 확인되었다. 이것으로부터도 얻어진 스코로다이트는 결정성이라 할 수 있다. 여과 후의 스코로다이트는 4.54㎏(습량, 건량 환산 3.25㎏)이었다. 이에 의해, 스코로다이트의 건량 1㎏당의 물 세정수량은 6L였다. 스코로다이트를 SEM에 의해 관찰하여 2차 입자의 형태로 있는 것을 확인하였다. 또한, BET 비표면적(BET 1점법)을 유아사아이오닉스 사제 칸타소브(QS-17)를 사용하여 측정한 결과, 14.8㎡/g이었다.A part of the scorodite synthesized in Example 2 was filtered with a Larox company vertical filter press (Model: Filtration test apparatus PF 0.1H2 type), and then compressed to separate the solid-liquid into a cake of scorodite. It was. Subsequently, 10 L of water was flowed into the cake in the chamber of the filter press, and washing | cleaning, compression, and air blow were performed. This operation was repeated twice. At the end of the second operation, it was confirmed that the arsenic elution value of scorodite was 0.10 mg / L (test according to Japanese Environmental Notification No. 13), and arsenic was stable. The scorodite obtained from this can also be said to be crystalline. The scorodite after filtration was 4.54 kg (wet amount, 3.25 kg of dry weight conversion). As a result, the amount of water washing water per 1 kg of dry weight of scorodite was 6L. Scorrodite was observed by SEM to confirm that it was in the form of secondary particles. Moreover, it was 14.8 m <2> / g when the BET specific surface area (BET 1-point method) was measured using the canthasorb (QS-17) by Yuasa Ionics.

예 3Example 3

1. 전해 침전 구리의 황산 침출1.Sulfate Leaching of Electrolytic Precipitated Copper

전해 침전 구리 858g(건중량)에 98%의 농황산을 638g(전해 침전 구리에 포함되는 구리에 대해 1.0당량) 가하고, 또한 물을 가하여 슬러리량을 2.5L(슬러리 농도 340g/L)로 하였다. 5.1L/분으로 공기를 도입하면서, 9시간 교반하여 침출하였다. 반응 효율을 높이기 위해서는, 도입하는 공기의 기포를 작게 하는 것이 유효하므로, 공기의 도입, 교반에는 제트 아지터(SHIMAZAKI사제 JET AJITER)를 사용하였다. 또한, 액온은 워터 바스(water bath)에 의해 80℃로 제어하였다. 침출에 수반하여 ORP는 서서히 상승하고, 침출 개시시에 148mV가 침출 종료시에는 270mV였다. ORP의 거동은, 침출 종료시에 가깝게 급격하게 상승하는 특징이 있어, 종료점을 용이하게 확인할 수 있다. 침출 종료시의 구리 농도는 약 160g/L로, 실온에서의 용해도 50g/L 정도를 훨씬 초과하고 있다. 침출액을 이대로 희석하지 않고 실온에서 하룻밤 방치, 황산구리 5수염(담반)을 석출시켰다. 그 후, 침출 찌꺼기 및 담반을 여과하여, 황산 침출 여과 후액과 황산 침출 찌꺼기ㆍ담반 혼합물로 나누었다. 황산 침출 찌꺼기ㆍ담반 혼합물은 약 1L의 물로 세정하여 부착되어 있는 황산 침출액을 제거하고, 그 세정수는 여과하여 여과액을 담반 세정액으로 하였다. 여과 찌꺼기는 황산 침출 찌꺼기ㆍ담반 혼합물에 가하였다. 담반 세정액은 비소 농도가 30g/L 정도로 높기 때문에, 이후에 황산 침출 여과 후액과 함께 스코로다이트 원료로서 사용하였다. 물 세정 후의 황산 침출 찌꺼기ㆍ담반 혼합물은 2.5L의 물로 용해한 후에, 여과에 의해 황산 침출 찌꺼기와 담반 용해액으로 분리하였다. 얻어진 황산 침출 여과 후액, 황산 침출 찌꺼기의 물량을 표 6에 나타낸다.To 858 g (dry weight) of electrolytic precipitated copper, 638 g (1.0 equivalent of copper relative to copper contained in electrolytic precipitated copper) of 98% concentrated sulfuric acid was added, and water was added to make the slurry amount 2.5L (slurry concentration 340 g / L). The mixture was leached for 9 hours while introducing air at 5.1 L / min. In order to increase the reaction efficiency, it is effective to reduce the bubble of the air to be introduced. Therefore, a jet agitator (JET AJITER manufactured by SHIMAZAKI Co., Ltd.) was used for introducing and stirring the air. In addition, liquid temperature was controlled at 80 degreeC by the water bath. ORP gradually increased with leaching, and 148 mV at the start of leaching was 270 mV at the end of leaching. The behavior of the ORP is characterized by a sharp rise near the end of the leaching, and the end point can be easily confirmed. The copper concentration at the end of the leaching is about 160 g / L, far exceeding about 50 g / L of solubility at room temperature. Without diluting the leach solution, it was left overnight at room temperature to precipitate copper sulfate pentahydrate (liquid). Thereafter, the leach residue and the tablet were filtered, and the mixture was divided into a sulfuric acid leaching filtration liquor and a sulfuric acid leaching residue and scavenger mixture. The sulfuric acid leaching residue and the supporting mixture were washed with about 1 L of water to remove the adhered sulfuric acid leaching liquid, and the washing water was filtered to make the filtrate the washing liquid. The filter residue was added to the sulfuric acid leaching residue / cold mixture. Since the plate wash liquid had a high arsenic concentration of about 30 g / L, it was later used as a raw material for scorodite together with sulfuric acid leaching filtration. After washing with water, the sulfuric acid leachate and dilution mixture was dissolved in 2.5 L of water, and then separated by filtration into sulfuric acid leach residue and the liquid solution. Table 6 shows the amounts of the sulfuric acid leaching filtered liquid obtained and the sulfuric acid leaching residue.

이상의 조작(표 6에 기재한 전체 조작)을 4회 반복하여, 황산 침출 여과 후액에 대해 최초의 2회분, 담반 세정액에 대해 4회분을 혼합하여, 스코로다이트의 원료액으로 하였다.The above operation (all operations described in Table 6) was repeated four times, and the first two times were mixed with the sulfuric acid leaching filtration after liquid, and the four times with the plate wash liquid, to prepare a raw material solution of scorodite.

Figure 112009022578827-pat00007
Figure 112009022578827-pat00007

2. 스코로다이트의 합성2. Synthesis of Skorodite

전술한 황산 침출 여과 후액과 담반 세정액의 혼합액 7347mL에, 3가의 철로서 닛테츠고오교오사제 폴리황산 제2철(이하 폴리철) 2600mL(황산 침출액에 포함되는 비소에 대해 제2철이 1.1당량)를 가하였다. 이 혼합액의 비소의 농도를 분석한 결과 47g/L로 원료로부터의 계산값과 잘 일치하고 있었다. 또한, pH0.32(실온)였다. 마지막으로, 종결정(種結晶)으로서, 결정성 스코로다이트 450g(건중량)을 가하였다. 그 후, 95℃까지 가열하여, 54시간 스코로다이트의 합성을 행하였다. 황산 침출액과 폴리철을 실온에서 혼합한 직후는, 반응은 진행되지 않지만, 가열에 수반하여 95℃ 도달 후 3시간 전후에 스코로다이트의 침전이 관찰되었다. 스코로다이트의 합성 종료 후에, 스코로다이트 결정을 부흐너 깔때기로 흡인 여과하여 고체-액체 분리하였다. 얻어진 스코로다이트 결정 및 결정 여과 후액의 물량을 표 7에 나타낸다.2,600 mL of ferric sulfate (hereinafter referred to as polyiron) manufactured by Nittsu Kogyo Co., Ltd. as trivalent iron (7 equivalents of ferric iron relative to arsenic contained in sulphate leaching solution) to 7347 mL of the mixed solution of the sulfuric acid leaching filtration after-washing solution and the plate wash liquid. Was added. As a result of analyzing the concentration of arsenic in the mixed solution, the concentration was 47 g / L, which was in good agreement with the calculated value from the raw materials. Moreover, it was pH 0.32 (room temperature). Finally, 450 g (dry weight) of crystalline scorodite was added as seed crystals. Then, it heated to 95 degreeC and synthesize | combined scorodite for 54 hours. Immediately after mixing the sulfuric acid leaching liquid and polyiron at room temperature, the reaction did not proceed, but precipitation of scorodite was observed about 3 hours after reaching 95 ° C with heating. After completion of the synthesis of scorodite, the scorodite crystals were suction filtered with a Buchner funnel to give solid-liquid separation. The quantity of the obtained scorodite crystal and the crystal filtration after liquid is shown in Table 7.

Figure 112009022578827-pat00008
Figure 112009022578827-pat00008

3. 스코로다이트 결정의 물 세정 방법3. Water washing method of scorodite crystal

예 3에서 합성, 고체-액체 분리한 종결정을 포함하는 스코로다이트 1995.9g(습량, 건량 환산 1813g)에 물을 4060mL 가하여 리펄프하고, 10분간 교반한 후에 부흐너 깔때기로 흡인 여과하여 스코로다이트와 세정액으로 분리하였다. 이 조작을 3회 반복하였다. 3회째의 조작 종료시에는, 스코로다이트의 비소의 용출값은 0.05㎎/L(일본 환경성 고시 13호에 준한 시험)로, 비소가 안정된 것이 확인되었다. 이것으로부터도 얻어진 스코로다이트는 결정성(結晶性)으로 할 수 있다. 이에 의해, 스코로다이트의 건량 1㎏당의 물 세정수량은 6.7L였다. 얻어진 스코로다이트를 SEM에 의해 관찰하여, 2차 입자의 형태로 있는 것을 확인하였다. 또한, BET 비표면적(BET 1점법)을 유아사아이오닉스사제 칸타소브(QS-17)를 사용하여 측정한 결과, 18.7㎡/g이었다.In Example 3, 4060 mL of water was added to 1995.9 g of scorodite (1813 g in terms of wet and dry weight) containing the seed crystals, which were synthesized and solid-liquid separated, and the resultant was pulp and stirred for 10 minutes, followed by suction filtration with a Buchner funnel. Separated with rodite and washing solution. This operation was repeated three times. At the end of the third operation, the arsenic elution value of scorodite was 0.05 mg / L (test according to Japanese Environmental Notice 13), and it was confirmed that arsenic was stable. The scorodite obtained from this can also be made crystalline. As a result, the amount of water washing water per 1 kg of dry weight of scorodite was 6.7 L. The obtained scorodite was observed by SEM and it confirmed that it was in the form of a secondary particle. Moreover, it was 18.7 m <2> / g when the BET specific surface area (BET 1-point method) was measured using the canthasorb (QS-17) by Yuasa Ionics.

예 4Example 4

1. 전해 침전 구리의 황산 침출1.Sulfate Leaching of Electrolytic Precipitated Copper

전해 침전 구리 858g(건중량)에 98%의 농황산을 638g(전해 침전 구리에 포함되는 구리에 대해 1.0당량) 가하고, 또한 물을 가하여 슬러리량을 2.5L(슬러리 농도 340g/L)로 하였다. 4.6L/분으로 공기를 도입하면서, 9시간 교반하여 침출하였다. 반응 효율을 높이기 위해서는, 도입하는 공기의 기포를 미세하게 하는 것이 유효하므로, 공기의 도입, 교반에는 제트 아지터(SHIMAZAKI사제 JET AJITER)를 사용하였다. 또한, 액온은 워터 바스에 의해 80℃로 제어하였다. 침출에 수반하여 ORP는 서서히 상승하여, 침출 개시시에 145mV가 침출 종료시에는 270mV였다. ORP의 거동은, 침출 종료시와 가깝게 급격하게 상승하는 특징이 있어, 종료점을 용이하게 확인할 수 있다. 침출 종료시의 구리 농도는 약 160g/L로, 실온에서의 용해도 50g/L 정도를 훨씬 초과하고 있다. 침출액을 이대로 희석하지 않고 40℃로 하룻밤 방치, 황산구리 5수염(담반)을 석출시켰다. 그 후, 침출 찌꺼기 및 담반을 여과하여, 황산 침출 여과 후액과 황산 침출 찌꺼기ㆍ담반 혼합물로 나누었다. 황산 침출 찌꺼기ㆍ담반 혼합물은 약 1L의 물로 세정하여 부착되어 있는 황산 침출액을 제거하고, 그 세정수는 여과하여 여과액을 담반 세정액으로 하였다. 여과 찌꺼기는 황산 침출 찌꺼기ㆍ담반 혼합물에 가하였다. 물 세정 후의 황산 침출 찌꺼기ㆍ담반 혼합물은 2.5L의 물로 용해한 후에, 여과에 의해 황산 침출 찌꺼기와 담반 용해액으로 분리하였다. 얻어진 황산 침출 여과 후액, 황산 침출 찌꺼기의 물량을 표 8에 나타낸다.To 858 g (dry weight) of electrolytic precipitated copper, 638 g (1.0 equivalent of copper relative to copper contained in electrolytic precipitated copper) of 98% concentrated sulfuric acid was added, and water was added to make the slurry amount 2.5L (slurry concentration 340 g / L). The mixture was allowed to stir for 9 hours while introducing air at 4.6 L / min. In order to raise reaction efficiency, since it is effective to make the bubble of the air to introduce | transduce fine, the jet agitator (JET AJITER made from SHIMAZAKI) was used for air introduction and stirring. In addition, liquid temperature was controlled at 80 degreeC by the water bath. ORP gradually increased with leaching, and 145 mV at the start of leaching was 270 mV at the end of leaching. The behavior of the ORP is characterized by a sharp rise near the end of the leaching, and the end point can be easily confirmed. The copper concentration at the end of the leaching is about 160 g / L, far exceeding about 50 g / L of solubility at room temperature. The leachate was left overnight at 40 ° C. without diluting the leaching solution, to precipitate a copper sulfate pentahydrate (dab). Thereafter, the leach residue and the tablet were filtered, and the mixture was divided into a sulfuric acid leaching filtration liquor and a sulfuric acid leaching residue and scavenger mixture. The sulfuric acid leaching residue and the supporting mixture were washed with about 1 L of water to remove the adhered sulfuric acid leaching liquid, and the washing water was filtered to make the filtrate the washing liquid. The filter residue was added to the sulfuric acid leaching residue / cold mixture. After washing with water, the sulfuric acid leachate and dilution mixture was dissolved in 2.5 L of water, and then separated by filtration into sulfuric acid leach residue and the liquid solution. Table 8 shows the amounts of the obtained sulfuric acid leaching filtration after liquid and sulfuric acid leaching residue.

이상의 조작(표 8에 기재한 전체 조작)을 3회 반복하여, 황산 침출 여과 후액에 대해 3회분을 혼합하여 스코로다이트의 원료액으로 하였다.The above operation (all operations shown in Table 8) was repeated three times, and 3 times was mixed with the sulfuric acid leaching filtration after liquid, and it was set as the raw material liquid of scorodite.

Figure 112009022578827-pat00009
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2. 스코로다이트의 합성2. Synthesis of Skorodite

전술한 황산 침출 여과 후액과 담반 세정액의 혼합액 4911mL에 물 1500mL, 3가의 철로서 닛테츠고오교오사제 폴리황산 제2철(이하 폴리철) 3540mL(황산 침출액에 포함되는 비소에 대해 제2철이 1.2당량)를 가하였다. 이 혼합액의 비소의 농도를 분석한 결과 65g/L로 원료로부터의 계산값과 잘 일치하고 있었다. 또한, pH0.21(실온)이었다. 마지막으로, 종결정으로서, 결정성 스코로다이트 450g(건중량)을 가하였다. 그 후, 95℃까지 가열하여, 48시간 스코로다이트의 합성을 행하였다. 황산 침출액과 폴리철을 실온에서 혼합한 직후는, 반응은 진행되지 않지만, 가열에 수반하여 95℃ 도달 후 1시간 전후에 스코로다이트의 침전이 관찰되었다. 스코로다이트의 합성 종료 후에, 스코로다이트 결정을 부흐너 깔때기에서 흡인 여과하여 고체-액체 분리하였다. 얻어진 스코로다이트 결정 및 결정 여과 후액의 물량을 표 9에 나타낸다.To 4911 mL of the above-mentioned mixture of sulfuric acid leaching filtration liquid and the plate washing liquid, 1500 mL of water and trivalent iron, 3540 mL of ferric polysulfate (hereinafter referred to as polyiron) manufactured by Nitetsu Kogyo Co., Ltd. Equivalent weight) was added. As a result of analyzing the concentration of arsenic in this mixed solution, it was in good agreement with the calculated value from the raw material at 65 g / L. Moreover, it was pH 0.21 (room temperature). Finally, 450 g (dry weight) of crystalline scorodite was added as seed crystals. Then, it heated to 95 degreeC and synthesize | combined scorodite for 48 hours. Immediately after mixing the sulfuric acid leaching solution and polyiron at room temperature, the reaction did not proceed, but precipitation of scorodite was observed about 1 hour after reaching 95 ° C with heating. After completion of the synthesis of scorodite, the scorodite crystals were suction-filtered in a Buchner funnel to separate solid-liquid. The quantity of the obtained scorodite crystal and the crystal filtration after liquid is shown in Table 9.

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3. 스코로다이트 결정의 물 세정 방법3. Water washing method of scorodite crystal

예 4에서 합성, 고체-액체 분리한 종결정을 포함하는 스코로다이트 2735.1g(습량, 건량 환산 2393g)으로 물을 4070mL 가하여 리펄프하고, 10분간 교반한 후에 부흐너 깔때기로 흡인 여과하여 스코로다이트와 세정액으로 분리하였다. 이 조작을 4회 반복하였다. 4회째의 조작 종료시에는, 스코로다이트의 비소의 용출값은 0.10㎎/L(일본 환경성 고시 13호에 준한 시험)로, 비소가 안정된 것이 확인되었다. 이것으로부터도 얻어진 스코로다이트는 결정성이라 할 수 있다. 스코로다이트의 건량 1㎏당의 물 세정수량은 6.8L였다. 얻어진 스코로다이트를 SEM에 의해 관찰하여, 2차 입자의 형태로 있는 것을 확인하였다. 또한, BET 비표면적(BET 1점법)을 유아사아이오닉스사제 칸타소브(QS-17)를 사용하여 측정한 결과, 11.0㎡/g이었다.In Example 4, 4070 mL of water was added to 2735.1 g of scorodite (2393 g in terms of wet and dry weight) containing the seed crystals synthesized and solid-liquid separated, and the resultant was pulp and stirred for 10 minutes, followed by suction filtration with a Buchner funnel. Separated with rodite and washing solution. This operation was repeated four times. At the end of the fourth operation, it was confirmed that the arsenic of the arsenic of scorodite was 0.10 mg / L (test according to Japanese Environmental Notification No. 13), and the arsenic was stable. The scorodite obtained from this can also be said to be crystalline. The amount of water washing water per 1 kg of dry weight of scorodite was 6.8 L. The obtained scorodite was observed by SEM and it confirmed that it was in the form of a secondary particle. Moreover, the BET specific surface area (BET 1-point method) was measured using the canthasorb (QS-17) made from Yuasa Ionics, and was 11.0 m <2> / g.

예 5Example 5

스코로다이트의 합성시의 황산 침출액과 폴리황산 제2철 혼합액(이하 반응 전 용액)의 비소의 농도를 변화시킨 것 외에는 예 1과 같은 조건에서 합성한 스코로다이트에 대해, As 용출의 환경 기준값인 0.3㎎/L를 만족하는 데 필요한 스코로다이트의 건량 1㎏당의 물 세정수량과 반응 전 용액의 비소 농도의 관계를 조사하였다. 반응 전 용액의 비소 농도는 황산 침출 후의 희석 배율을 변화시킴으로써 조정하였다. 결과를 표 10 및 도 2에 나타낸다. 또한, 얻어진 스코로다이트를 SEM에 의해 관찰한 결과, 각각 2차 입자의 형태로 있는 것을 확인하였다. 또한, BET 비표면적(BET 1점법)을 상기와 마찬가지로 측정한 결과 모두 10 내지 20㎡/g의 범위 내였다.Except for changing the concentration of arsenic in the sulfuric acid leaching solution and the ferric polysulfate mixed solution (hereinafter, the solution before the reaction) during the synthesis of scorodite, the scorodite synthesized under the same conditions as in Example 1 The relationship between the amount of water washed per kg of dry weight of scorodite required to satisfy 0.3 mg / L, which is an environmental standard value, and the arsenic concentration of the solution before the reaction were investigated. Arsenic concentration of the solution before the reaction was adjusted by changing the dilution ratio after sulfuric acid leaching. The results are shown in Table 10 and FIG. 2. Moreover, as a result of observing the obtained scorodite by SEM, it confirmed that it existed in the form of a secondary particle, respectively. Moreover, as a result of measuring BET specific surface area (BET 1 point method) similarly to the above, it was all in the range of 10-20 m <2> / g.

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도 1은 예 1에서 얻어진 스코로다이트의 SEM 화상.1 is an SEM image of scorodite obtained in Example 1. FIG.

도 2는 반응 전 용액의 As 농도와 얻어진 스코로다이트의 세정수량의 관계를 나타내는 도면(예 5).Fig. 2 is a diagram showing the relationship between the As concentration of the solution before the reaction and the amount of washing water of the obtained scorodite (Example 5).

Claims (8)

19g/L 이상의 5가의 As와 1당량 이상의 3가의 Fe를 함유하는 산성 수용액을 결정성 스코로다이트의 합성에 유효한 온도 및 시간으로 가열하는 제1 공정과,A first step of heating an acidic aqueous solution containing 19 g / L or more of pentavalent As and at least one equivalent of trivalent Fe to a temperature and time effective for synthesizing crystalline scorodite, 합성된 스코로다이트를 반응 후 용액으로부터 고체-액체 분리에 의해 분리하는 제2 공정과,A second step of separating the synthesized scorodite by solid-liquid separation from the solution after the reaction, 그 후에, 스코로다이트를 물 세정한 다음 스코로다이트를 물 세정액으로부터 고체-액체 분리에 의해 분리하는 제3 공정을 행하는 것을 포함하는 BET 비표면적이 10㎡/g 이상인, 결정성 스코로다이트의 제조 방법.Thereafter, the crystalline scoro has a BET specific surface area of at least 10 m 2 / g, which includes performing a third step of water washing the scorodite and then separating the scorodite from the water washing liquid by solid-liquid separation. Method of making a die. 19 내지 75g/L의 5가의 As와 1 내지 1.5당량의 3가의 Fe를 함유하는 산성 수용액을 결정성 스코로다이트의 합성에 유효한 온도 및 시간으로 가열하는 제1 공정과,A first step of heating an acidic aqueous solution containing 19 to 75 g / L of pentavalent As and 1 to 1.5 equivalents of trivalent Fe to a temperature and time effective for the synthesis of crystalline scorodite, 합성된 스코로다이트를 반응 후 용액으로부터 고체-액체 분리에 의해 분리하는 제2 공정과,A second step of separating the synthesized scorodite by solid-liquid separation from the solution after the reaction, 그 후에, 스코로다이트를 물 세정한 다음 스코로다이트를 물 세정액으로부터 고체-액체 분리에 의해 분리하는 제3 공정을 행하는 것을 포함하는 BET 비표면적이 10 내지 20㎡/g인, 결정성 스코로다이트의 제조 방법Thereafter, the crystallinity of the BET specific surface area of 10 to 20 m 2 / g including water washing the scorodite and then performing a third step of separating the scorodite from the water washing liquid by solid-liquid separation. Method of producing scorodite 제1항 또는 제2항에 있어서, 제3 공정의 스코로다이트의 물 세정은 스코로다 이트의 건조 중량 1㎏당 10L 이하의 물을 사용하여 행하는, 결정성 스코로다이트의 제조 방법.The method for producing crystalline scorodite according to claim 1 or 2, wherein the water washing of the scorodite in the third step is performed using 10 L or less water per kg of dry weight of the scorodite. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제3 공정은 필터 프레스 내에 스코로다이트를 배치한 후에 세정수를 공급한 다음 압착을 행함으로써 실시하는, 결정성 스코로다이트의 제조 방법.The method for producing crystalline scorodite according to claim 1 or 2, wherein the third step is performed by disposing the scorodite in the filter press, supplying the washing water, and then compressing the scorodite. 제4항에 있어서, 제3 공정의 세정 및 압착은 1회 이상 반복하여 행하고, 또한 1회 실시할 때마다 필터 프레스에 공급하는 세정수는 스코로다이트의 건조 중량 1㎏당 1 내지 10L로 하는, 결정성 스코로다이트의 제조 방법.The washing and pressing of the third step are repeated one or more times, and the washing water supplied to the filter press every time is 1 to 10 L per kg of dry weight of scorodite. Method of producing crystalline scorodite. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 공정에서 사용하는 5가의 As의 농도를 60 내지 75g/L로 하고, 제3 공정의 스코로다이트의 물 세정은 스코로다이트의 건조 중량 1㎏당 10L 이하의 물을 사용하여 행하는, 결정성 스코로다이트의 제조 방법.The concentration of pentavalent As used in the first step is 60 to 75 g / L, and the water washing of the scorodite in the third step is carried out by the dry weight 1 of the scorodite. The manufacturing method of crystalline scorodite performed using 10 L or less water per kg. 제1항 또는 제2항에 있어서, 얻어지는 스코로다이트는 2차 입자의 형태인, 결정성 스코로다이트의 제조 방법.The process for producing crystalline scorodite according to claim 1 or 2, wherein the resulting scorodite is in the form of secondary particles. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 공정의 산성 수용액은 전해 침전 구리의 황산 침출액에 3가의 Fe를 첨가함으로써 조제하는, 결정성 스코로다이트의 제조 방 법.The method for producing crystalline scorodite according to claim 1 or 2, wherein the acidic aqueous solution of the first step is prepared by adding trivalent Fe to a sulfuric acid leaching solution of electrolytic precipitated copper.
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