WO2013021507A1 - 非鉄金属の電解採取方法 - Google Patents

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electrowinning
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理恵 斎藤
松浦　大
佐野　和司
太郎 愛知
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Ｄｏｗａメタルマイン株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for electrowinning nonferrous metals, and in particular, electrowinning nonferrous metals such as zinc and copper from an electrolyte containing a sulfate of nonferrous metals such as zinc sulfate and copper sulfate using an anode containing lead. Regarding the method.
  • non-ferrous metals such as zinc and copper are deposited on the cathode from an electrolyte containing sulfates of non-ferrous metals such as zinc sulfate and copper sulfate.
  • a method is known in which nonferrous metals are electrolytically collected by attaching them.
  • lead ions migrates from the anode into the electrolyte, and some of them are deposited or deposited on the cathode and mixed into the electrodeposited zinc or electrodeposited copper. To do.
  • the present invention has an object to provide a nonferrous metal electrowinning method capable of electrowinning nonferrous metals such as zinc and copper with extremely low lead quality at low cost.
  • Another object of the present invention is to provide a nonferrous metal electrowinning method capable of stably collecting nonferrous metals such as zinc and copper with extremely low lead quality over a longer period of time.
  • the present inventors have been immersed in an electrolyte solution in a method of electrolytically collecting a nonferrous metal from an electrolyte solution containing a sulfate of a nonferrous metal using an anode containing lead.
  • non-ferrous metals such as zinc and copper with extremely low lead quality can be electrolyzed at low cost by using a blasted anode, and an aqueous solution containing strontium ions is used as the electrolyte.
  • non-ferrous metals such as zinc and copper with extremely low lead quality are obtained by performing electrowinning of non-ferrous metals such as zinc and copper using an anode whose surface is immersed in the electrolyte.
  • the inventors have found that it is possible to stably perform electrolytic collection over a longer period of time, and have completed the present invention.
  • the method for electrolytically collecting a nonferrous metal is a method for electrolytically collecting a nonferrous metal from an electrolyte containing a sulfate of a nonferrous metal using an anode containing lead, and the surface immersed in the electrolyte is blasted. It is characterized by using a treated anode.
  • the blast treatment is preferably blast treatment using silica sand, zinc particles or alumina powder.
  • the aqueous solution containing strontium ions is preferably an aqueous solution in which strontium carbonate is dissolved by blowing sulfur dioxide gas into water and adding strontium carbonate.
  • the aqueous solution containing strontium ions may be a suspension in which a part of strontium carbonate is dissolved and the rest is suspended by blowing sulfur dioxide gas into water and adding excess strontium carbonate.
  • the aqueous solution containing strontium ions may be an aqueous solution in which strontium hydroxide is dissolved by blowing hydrogen sulfide gas into water and adding strontium hydroxide.
  • the nonferrous metal is preferably zinc, and the nonferrous metal sulfate is preferably zinc sulfate.
  • the anode whose surface immersed in the electrolyte is blasted is used.
  • nonferrous metals such as zinc and copper with extremely low lead quality can be electrolyzed at low cost.
  • zinc with lead quality of 3 ppm or less, and zinc with a very low (lead-free) of 1 ppm or less can be electrolytically collected at low cost.
  • Fig. 1 is a graph showing Pb quality with respect to the number of days of electrolysis in Examples 1 to 4.
  • FIG. 1 is a graph showing Pb quality with respect to the number of days of electrolysis in Examples 1 to 4.
  • the non-ferrous metal such as zinc or copper is electrowinned from an electrolyte containing a sulfate of nonferrous metal such as zinc sulfate or copper sulfate using an anode containing lead.
  • electrolytic collection is performed using the anode.
  • the lead-containing anode it is preferable to use a lead alloy anode commonly used in the electrowinning of non-ferrous metals such as zinc and copper, and use a lead-silver-calcium alloy or lead-silver alloy anode. It is preferable to do this.
  • the surface of such an anode is blasted. That is, blasting is performed in which hard particles (media) such as sand, alumina powder (aluminum oxide powder), and metal particles collide with compressed air. By this blasting process, the surface of the anode is roughened, and the dirt and the altered layer on the surface are removed.
  • the surface of the anode can be processed relatively uniformly at low cost. More preferably, sandblasting using alumina powder or sand is performed. When sand is used as the media, silica sand No. 4 is sufficient. However, using alumina powder can make the anode surface rougher than sand, resulting in less wear and easier handling. Preference is given to using flour. When alumina powder is used, coarse-grained alumina powder from # 24 to # 14 (710 ⁇ m to 2.8 mm) may be used. The conditions for this blasting process can be controlled by the discharge pressure due to the pressure of the compressed air, the discharge amount of the medium, the discharge area, the discharge time, and the like.
  • the surface roughness of the anode can be controlled.
  • the blast treatment is not necessarily applied to the entire surface of the anode, but may be applied at least to the surface of the portion immersed in the electrolyte of the anode. It is preferable to apply to the surface of the part to be immersed. Further, since media may adhere after blasting, it is preferable to wipe off with air or wash with water or dilute acid.
  • the aqueous solution containing strontium ions can be prepared by blowing sulfur dioxide gas into water and adding strontium carbonate to dissolve strontium carbonate.
  • strontium carbonate powder by adding strontium carbonate powder while blowing sulfur dioxide gas into pure water, or by adding strontium carbonate to pure water and blowing sulfur dioxide gas, strontium carbonate is dissolved and an aqueous solution containing strontium ions (carbonic acid carbonate).
  • An aqueous solution in which strontium is dissolved in an excess of sulfur dioxide gas can be produced.
  • the strontium carbonate powder is preferably added after it is confirmed that the pH has dropped (for example, to about 1.5) by blowing in sulfur dioxide gas.
  • An aqueous solution containing ions can be prepared. If a strontium aqueous solution having a strontium ion concentration of 2.6 to 2.8 g / L thus prepared is added to the electrolyte more than 1% by volume, the strontium ion concentration in the electrolyte is 26 to 28 mg / L. When it is added to the electrolyte solution by 2% by volume or more, the strontium ion concentration in the electrolyte solution can be 52 to 56 mg / L or more, and when adding strontium carbonate powder to the electrolyte solution ( In this case, the strontium ion concentration in the electrolytic solution can be made extremely higher than the maximum strontium ion concentration of 16 mg / L).
  • strontium ions can be uniformly dispersed in the electrolytic solution, and the Pb coprecipitation effect by strontium is exhibited throughout the electrolytic solution, A reduction in the Pb quality in the electrodeposited zinc on the cathode can be maintained.
  • the total strontium concentration in the electrolytic solution after electrolytic collection is 50 mg / L or more.
  • an aqueous solution having a strontium ion concentration of 2.6 to 2.8 g / L may be added to the electrolytic solution in an amount of 2% by volume or more.
  • an aqueous solution containing strontium ions is prepared as a suspension in which a portion of strontium carbonate is dissolved and the undissolved residue is suspended by blowing sulfur dioxide gas into pure water and adding excess strontium carbonate powder. May be. If it does in this way, the addition amount to the electrolyte solution of the aqueous solution containing strontium ion can be decreased.
  • an aqueous solution containing strontium ions may be prepared by blowing hydrogen sulfide gas into pure water and adding strontium hydroxide to dissolve strontium hydroxide.
  • an aqueous solution containing a very high concentration of strontium ions having a strontium ion concentration of 30 g / L can be obtained. it can.
  • the amount of the aqueous solution containing strontium ions added to the electrolyte can be reduced. Even in this case, the Pb quality in the electrodeposited zinc on the cathode can be reduced to several ppm by adding an aqueous solution containing a very high concentration of strontium ions to the electrolyte. Examples of the nonferrous metal electrowinning method according to the present invention will be described in detail below.
  • a blasting process was performed by causing silica sand No. 4 to collide with the electrolyte solution on the surface of the Pb—Ag alloy anode plate with an air pressure of 0.4 MPa using a blast gun, and then adhered to the anode plate. I removed the silica sand and washed it with water.
  • an electrolytic solution 1 obtained by filtering the electrolytic tail solution (Zn: 65 g / L, FA: 170 g / L, total Pb: 0.1 mg / L) obtained in the zinc smelting step as an electrolytic solution containing zinc sulfate.
  • the pre-electrolytic treatment period in which the pre-energization treatment is performed from the start of energization to the first day is set.
  • the Pb grade in the electrodeposited zinc is 1.0 ppm or less, and the low lead electrodeposited zinc with the Pb grade of 1 ppm or less can be collected over two days. did it.
  • the grades of iron, cadmium, tin and aluminum were all 1 ppm or less, and 4N (99.99%) zinc could be obtained.
  • the total Pb concentration in the electrolyte solution on the third day from the start of energization was 0.3 mg / L, and the Pb quality in the electrodeposited zinc on the fourth day was 3 ppm.
  • Example 2 Except that zinc particles were used in place of silica sand No. 4 in the blasting process, electrolytic sampling was carried out in the same manner as in Example 1, and the test was conducted except that the period from the start of energization to the second day was set as the pre-electrolysis process period.
  • the total Pb concentration was measured, and the quality of lead, iron, cadmium, tin, and aluminum in zinc electrodeposited on the cathode was measured.
  • the Pb grade in the electrodeposited zinc was 1.0 ppm or less, and low lead electrodeposited zinc of 1 ppm or less could be collected for one day.
  • Comparative Example 2 Except that the anode plate was polished with sandpaper # 40 instead of blasting, electrolytic collection was performed in the same manner as in Example 1, and the total Pb concentration was measured in the same manner as in Example 1 and the cathode was measured. The Pb quality in the electrodeposited zinc was measured. As a result, on the second and third days from the start of energization, the Pb quality in the electrodeposited zinc was 17 ppm and 5 ppm, respectively, and the Pb quality was very high. The total Pb concentration in the electrolyte solution on the third day from the start of energization was 0.5 mg / L, and the Pb quality in the electrodeposited zinc on the fourth day was as high as 5 ppm or more.
  • an electrolytic solution obtained by filtering the electrolytic tail solution (Zn: 65 g / L, FA: 170 g / L, total Pb: 0.1 mg / L) obtained in the zinc smelting process was prepared. Further, while blowing pure water 200 mL / min flow rate with SO 2 gas, and stirred for 10 minutes at 400rpm by a two-stage turbine baffled at 40 ° C., and stirred for further 30 minutes with the addition of strontium carbonate 5 g / L, The obtained aqueous solution was subjected to suction filtration to prepare a strontium-containing aqueous solution having a strontium ion concentration of 2.58 g / L.
  • very low lead electrodeposited zinc having a Pb quality of 0.2 ppm in the electrodeposited zinc could be collected.
  • the grades of iron, cadmium, tin, and aluminum were all 1 ppm or less, and 4N (99.99%) zinc could be obtained.
  • the total Pb concentration in the electrolyte solution from the second day to the eighth day from the start of energization was 0.2 mg / L, and the total Pb concentration was very low.
  • Example 3 Except for using # 14 alumina powder in place of silica sand No. 4 in the blasting process and using air pressure of 0.9 MPa, electrowinning was performed in the same manner as in Example 3, and energization was started without pre-electrolysis.
  • the total Pb concentration was measured by the same method as in Example 1 except that the measurement period was set to 1, and the quality of lead, iron, cadmium, tin, and aluminum in zinc electrodeposited on the cathode was measured.
  • the Pb quality in the electrodeposited zinc was 1 ppm or less, and the low lead electrodeposited zinc of 1 ppm or less could be collected for 25 days. .
  • the third day it was possible to collect very low lead electrodeposited zinc having a Pb quality in the electrodeposited zinc of 0.02 ppm or less, which is below the detection limit.
  • the grades of iron, cadmium, tin, and aluminum were all 1 ppm or less, and 4N (99.99%) zinc could be obtained.
  • the total Pb concentration in the electrolyte from the first day to the 25th day from the start of energization was 0.02 to 0.05 mg / L, and the total Pb concentration was extremely low.
  • the Pb quality in the electrodeposited zinc was 1.0 ppm or less.
  • Pb in the electrodeposited zinc was Pb.
  • the quality was extremely low at 0.02 ppm or less.
  • the Pb quality in the electrodeposited zinc was as high as 100 ppm or more, 5 ppm or more, and 4 ppm or more, respectively.
  • the Pb quality in the electrodeposited zinc was 1.0 ppm or less compared to Examples 1 and 2 in which the strontium-containing aqueous solution was not added to the electrolytic solution.
  • the period of time is considerably long, and the anode plate is blasted and the strontium-containing aqueous solution is added to the electrolytic solution, and the electrolytic collection is performed to stably collect zinc with a Pb quality of 1.0 ppm or less over a long period of time.
  • the total Pb concentration in the electrolytic solution after electrolysis is also extremely low, 0.3 mg / L or less, and the burden of liquid management can be reduced.
  • the current efficiency was 90 to 93%, and the current efficiency was also good.

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Abstract

鉛の品位が極めて低い亜鉛や銅などの非鉄金属を安価に電解採取することができるとともに、鉛の品位が極めて低い亜鉛や銅などの非鉄金属をより長期間にわたって安定して電解採取することができる、非鉄金属の電解採取方法を提供する。鉛を含むアノードを使用して硫酸亜鉛や硫酸銅などの非鉄金属の硫酸塩を含む電解液から亜鉛や銅などの非鉄金属を電解採取する方法において、電解液にストロンチウムイオンを含む水溶液を添加した後に、電解液に浸漬される表面がブラスト処理されたアノードを使用して、非鉄金属の電解採取を行う。

Description

非鉄金属の電解採取方法
　本発明は、非鉄金属の電解採取方法に関し、特に、鉛を含むアノードを使用して硫酸亜鉛や硫酸銅などの非鉄金属の硫酸塩を含む電解液から亜鉛や銅などの非鉄金属を電解採取する方法に関する。
　従来、アノードとして硫酸に不溶な鉛板または鉛−銀合金板を使用して、硫酸亜鉛や硫酸銅などの非鉄金属の硫酸塩を含む電解液から亜鉛や銅などの非鉄金属をカソード上に析出または付着させて、非鉄金属を電解採取する方法が知られている。
　しかし、このような非鉄金属の電解採取方法では、アノードから電解液中に少量の鉛イオンが移行して、その一部がカソード上に析出または付着して電着亜鉛や電着銅などに混入する。
　このような電着亜鉛中に混入する鉛の量を低減させるために、電解液に炭酸ストロンチウムなどの添加剤を少量添加して、電解液中の鉛イオンなどを吸着させて除去する方法が知られている（例えば、特開平９−２０９８９号公報参照）。また、アノードとして鉛を含まないＤＳＥ電極（寸法安定電極）を使用して、高純度亜鉛を電解採取する方法も知られている（例えば、特開平１０−４６２７４号公報参照）。
　しかし、電解液に炭酸ストロンチウムを添加する方法では、炭酸ストロンチウムの水への溶解度が非常に低いため、電解液中にストロンチウムを均一に分散させることができず、カソード上の電着亜鉛中の鉛の品位をさらに低減させるのは困難である。また、比較的高価なＤＳＥ電極を使用せずに、安価な鉛板や（１~３質量％の銀を含む）鉛−銀合金板を使用して、カソード上の電着亜鉛中の鉛の品位をさらに低減させることが望まれている。また、鉛の品位が極めて低い亜鉛や銅などの非鉄金属をより長期間にわたって安定して電解採取することができるようにすることも望まれている。
　したがって、本発明は、上述した従来の問題点に鑑み、鉛の品位が極めて低い亜鉛や銅などの非鉄金属を安価に電解採取することができる、非鉄金属の電解採取方法を提供することを目的とする。また、本発明は、鉛の品位が極めて低い亜鉛や銅などの非鉄金属をより長期間にわたって安定して電解採取することができる、非鉄金属の電解採取方法を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、鉛を含むアノードを使用して非鉄金属の硫酸塩を含む電解液から非鉄金属を電解採取する方法において、電解液に浸漬される表面がブラスト処理されたアノードを使用することにより、鉛の品位が極めて低い亜鉛や銅などの非鉄金属を安価に電解採取することができることを見出し、また、ストロンチウムイオンを含む水溶液を電解液に添加した後に、電解液に浸漬される表面がブラスト処理されたアノードを使用して亜鉛や銅などの非鉄金属の電解採取を行うことにより、鉛の品位が極めて低い亜鉛や銅などの非鉄金属をより長期間にわたって安定して電解採取することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明による非鉄金属を電解採取する方法は、鉛を含むアノードを使用して非鉄金属の硫酸塩を含む電解液から非鉄金属を電解採取する方法において、電解液に浸漬される表面がブラスト処理されたアノードを使用することを特徴とする。
　この非鉄金属の電解採取方法において、ブラスト処理が、ケイ砂、亜鉛粒またはアルミナ粉を使用するブラスト処理であるのが好ましい。また、電解液にストロンチウムイオンを含む水溶液を添加した後に非鉄金属の電解採取を行うのが好ましい。この場合、ストロンチウムイオンを含む水溶液が、水に二酸化硫黄ガスを吹き込み且つ炭酸ストロンチウムを添加することによって、炭酸ストロンチウムを溶解させた水溶液であるのが好ましい。あるいは、ストロンチウムイオンを含む水溶液が、水に二酸化硫黄ガスを吹き込み且つ過剰の炭酸ストロンチウムを添加することによって、炭酸ストロンチウムの一部を溶解させるとともに残りを懸濁させた懸濁液でもよい。あるいは、ストロンチウムイオンを含む水溶液が、水に硫化水素ガスを吹き込み且つ水酸化ストロンチウムを添加することによって、水酸化ストロンチウムを溶解させた水溶液でもよい。また、非鉄金属が亜鉛であり、非鉄金属の硫酸塩が硫酸亜鉛であるのが好ましい。
　本発明によれば、鉛を含むアノードを使用して非鉄金属の硫酸塩を含む電解液から非鉄金属を電解採取する方法において、電解液に浸漬される表面がブラスト処理されたアノードを使用することにより、鉛の品位が極めて低い亜鉛や銅などの非鉄金属を安価に電解採取することができる。特に、鉛の品位が３ｐｐｍ以下の亜鉛、さらに１ｐｐｍ以下と極めて低い（鉛フリーの）亜鉛を安価に電解採取することができる。また、ストロンチウムイオンを含む水溶液を電解液に添加した後に、電解液に浸漬される表面がブラスト処理されたアノードを使用して亜鉛の電解採取を行うことにより、鉛の品位が極めて低い亜鉛や銅などの非鉄金属をより長期間にわたって安定して電解採取することができる。
　Ｆｉｇ．１は、実施例１~４の電解日数に対するＰｂ品位を示す図である。
　本発明による非鉄金属の電解採取方法の実施の形態では、鉛を含むアノードを使用して硫酸亜鉛や硫酸銅などの非鉄金属の硫酸塩を含む電解液から亜鉛や銅などの非鉄金属を電解採取する方法において、鉛を含むアノードの電解液に浸漬される表面をブラスト処理した後、このアノードを使用して電解採取を行う。また、ストロンチウムイオンを含む水溶液を電解液に添加した後に、電解液に浸漬される表面がブラスト処理されたアノードを使用して非鉄金属の電解採取を行うのが好ましい。
　鉛を含むアノードとしては、亜鉛や銅などの非鉄金属の電解採取において通常使用される鉛合金のアノードを使用するのが好ましく、鉛—銀—カルシウム合金や、鉛—銀合金などのアノードを使用するのが好ましい。
　このようなアノードの表面をブラスト処理する。すなわち、圧縮空気によって砂、アルミナ粉（酸化アルミニウム粉）、金属粒子などの硬質な粒子（メディア）を衝突させるブラスト処理を行う。このブラスト処理によって、アノードの表面を粗くして、表面の汚れや変質層を除去する。このブラスト処理には、メディアとして、粒径や形状の点から、砂、アルミナ粉（酸化アルミニウム粉）、金属粒子などを使用するのが好ましいが、安価でアノードの表面を比較的均一に加工できるアルミナ粉や砂を用いたサンドブラスト処理を行うのがさらに好ましい。メディアとして砂を使用する場合には、ケイ砂４号程度で十分であるが、砂よりもアルミナ粉を使用した方がアノードの表面を粗くすることができ、消耗が少なく、扱い易いので、アルミナ粉を使用するのが好ましい。アルミナ粉を使用する場合には、＃２４から＃１４（７１０μｍ~２．８ｍｍ）までの粗粒のアルミナ粉を使用すればよい。このブラスト処理の条件は、圧縮空気の圧力による吐出圧、メディアの吐出量、吐出面積、吐出時間などによって制御することができる。これらの条件の少なくとも一つを変えることによって、アノードの表面粗さを制御することができる。なお、ブラスト処理は、必ずしもアノードの表面全体に施す必要はなく、少なくともアノードの電解液に浸漬される部分の表面に施せばよいが、アノードの電解液面近傍の部分とその下方の電解液に浸漬される部分の表面に施すのが好ましい。また、ブラスト処理後には、メディアが付着している場合もあるので、エアーなどにより払い落とすか、水や希酸などで洗浄するのが好ましい。
　ストロンチウムイオンを含む水溶液は、水に二酸化硫黄ガスを吹き込み且つ炭酸ストロンチウムを添加して、炭酸ストロンチウムを溶解させることによって作製することができる。例えば、純水に二酸化硫黄ガスを吹き込みながら炭酸ストロンチウム粉末を添加したり、純水に炭酸ストロンチウムを添加して二酸化硫黄ガスを吹き込むことによって、炭酸ストロンチウムを溶解させて、ストロンチウムイオンを含む水溶液（炭酸ストロンチウムが過剰の二酸化硫黄ガスに溶解した水溶液）を作製することができる。
　なお、炭酸ストロンチウム粉末は、二酸化硫黄ガスを吹き込んでｐＨが（例えば１．５程度まで）下がったことを確認した後に添加するのが好ましい。このように純水に二酸化硫黄ガスを吹き込みながら炭酸ストロンチウム粉末を添加して、炭酸ストロンチウムを溶解させることによって、ストロンチウムイオン（Ｓｒ２＋）濃度が２．６~２．８ｇ／Ｌの高濃度のストロンチウムイオンを含む水溶液を作製することができる。
　このようにして作製したストロンチウムイオン濃度が２．６~２．８ｇ／Ｌの高濃度のストロンチウム水溶液を１体積％より多く電解液に添加すれば、電解液中のストロンチウムイオン濃度を２６~２８ｍｇ／Ｌより多くすることができ、２体積％以上電解液に添加すれば、電解液中のストロンチウムイオン濃度を５２~５６ｍｇ／Ｌ以上にすることができ、炭酸ストロンチウム粉末を電解液に添加する場合（この場合のストロンチウムイオン濃度は最大１６ｍｇ／Ｌ）と比べて、電解液中のストロンチウムイオン濃度を極めて高くすることができる。また、この高濃度のストロンチウムイオンを含む水溶液を電解液に添加することにより、ストロンチウムイオンを電解液中に均一に分散させることができ、ストロンチウムによるＰｂ共沈効果を電解液全体にわたって発揮させて、カソード上の電着亜鉛中のＰｂ品位の低減を維持させることができる。
　また、電解採取後の電解液中の全ストロンチウム濃度が５０ｍｇ／Ｌ以上になるようにするのが好ましい。このような電解採取後の電解液中の全ストロンチウム濃度にするためには、例えば、ストロンチウムイオン濃度が２．６~２．８ｇ／Ｌの水溶液を２体積％以上電解液に添加すればよい。
　また、純水に二酸化硫黄ガスを吹き込み且つ過剰の炭酸ストロンチウム粉末を添加することにより、炭酸ストロンチウムの一部を溶解させるとともに溶け残りを懸濁させた懸濁液として、ストロンチウムイオンを含む水溶液を作製してもよい。このようにすれば、ストロンチウムイオンを含む水溶液の電解液への添加量を少なくすることができる。この場合でも、高濃度のストロンチウムイオンを含む水溶液を電解液に添加することにより、カソード上の電着亜鉛中のＰｂ品位が３ｐｐｍ以下となる電解採取を維持することができる。
　また、純水に硫化水素ガスを吹き込み且つ水酸化ストロンチウムを添加して、水酸化ストロンチウムを溶解させることによって、ストロンチウムイオンを含む水溶液を作製してもよい。このように純水に硫化水素ガスを吹き込み且つ水酸化ストロンチウムを添加して、水酸化ストロンチウムを溶解させることによって、ストロンチウムイオン濃度が３０ｇ／Ｌの極めて高濃度のストロンチウムイオンを含む水溶液を得ることができる。また、極めて高濃度のストロンチウムイオンを含む水溶液を得ることができるので、ストロンチウムイオンを含む水溶液の電解液への添加量を少なくすることができる。この場合でも、極めて高濃度のストロンチウムイオンを含む水溶液を電解液に添加することにより、カソード上の電着亜鉛中のＰｂ品位を数ｐｐｍまで低減させることができる。
　以下、本発明による非鉄金属の電解採取方法の実施例について詳細に説明する。
　まず、ブラストガンによってＰｂ−Ａｇ合金のアノード板の表面の電解液と接触する領域にエアー圧０．４ＭＰａでケイ砂４号を衝突させることによってブラスト処理を施した後、アノード板に付着しているケイ砂を取り払って水洗した。
　次に、硫酸亜鉛を含む電解液として、亜鉛製錬工程で得られた電解尾液（Ｚｎ：６５ｇ／Ｌ、ＦＡ：１７０ｇ／Ｌ、全Ｐｂ：０．１ｍｇ／Ｌ）をろ過した電解液１．８Ｌを使用し、ブラスト処理したアノード板と、Ａｌからなるカソード板を使用し、極間距離を２５ｍｍとし、４３℃において電流密度６００Ａ／ｍ２で電解採取を行った。
　通電開始から１日毎（２４時間毎）に電解液の一部を採取し、ＩＣＰ質量分析装置（ＩＣＰ−ＭＳ）により、採取した電解液をろ過しないで（電解液中に固体として存在するＰｂも含めた）全Ｐｂ濃度を測定するとともに、カソードに電着した亜鉛中の鉛、鉄、カドミニウム、錫、アルミニウムの品位を測定した。また、測定毎（１日毎）に新しいカソード板に交換した。なお、測定値に対する電解液とアノード以外の要因からの影響を少なくするために、通電開始から１日目までを予備的に通電処理される予備電解の処理期間とした。
　その結果、通電開始から２日目と３日目では、電着亜鉛中のＰｂ品位は１．０ｐｐｍ以下であり、２日間にわたってＰｂ品位が１ｐｐｍ以下の低鉛の電着亜鉛を採取することができた。また、通電開始から２日目と３日目では、鉄、カドミニウム、錫、アルミニウムの品位はいずれも１ｐｐｍ以下であり、４Ｎ（９９．９９％）の亜鉛を得ることができた。なお、通電開始から３日目の電解液中の全Ｐｂ濃度は０．３ｍｇ／Ｌであり、４日目の電着亜鉛中のＰｂ品位は３ｐｐｍであった。
　ブラスト処理においてケイ砂４号の代わりに亜鉛粒を使用した以外は、実施例１と同様の方法により電解採取を行い、通電開始から２日目までを予備電解の処理期間とした以外は、実施例１と同様の方法により、全Ｐｂ濃度を測定するとともに、カソードに電着した亜鉛中の鉛、鉄、カドミニウム、錫、アルミニウムの品位を測定した。
　その結果、測定開始から３日目では、電着亜鉛中のＰｂ品位は１．０ｐｐｍ以下であり、１日間は１ｐｐｍ以下の低鉛の電着亜鉛を採取することができた。また、通電開始から３日目では、鉄、カドミニウム、錫、アルミニウムの品位はいずれも１ｐｐｍ以下であり、４Ｎ（９９．９９％）の亜鉛を得ることができた。なお、通電開始から３日目の電解液中の全Ｐｂ濃度は０．３ｍｇ／Ｌであり、４日目以降の電着亜鉛中のＰｂ品位は１ｐｐｍを超えたが、５日目まで３ｐｐｍ以下のＰｂ品位を維持することができた。
比較例１
　ブラスト処理を行わなかった以外は、実施例１と同様の方法により電解採取を行い、実施例１と同様の方法により、カソードに電着した亜鉛中のＰｂ品位を測定したところ、２日目で１００ｐｐｍ以上になり、Ｐｂ品位は極めて高かった。
比較例２
　ブラスト処理の代わりにアノード板をサンドペーパー＃４０で研磨した以外は、実施例１と同様の方法により電解採取を行い、実施例１と同様の方法により、全Ｐｂ濃度を測定するとともに、カソードに電着した亜鉛中のＰｂ品位を測定した。
　その結果、通電開始から２日目と３日目では、電着亜鉛中のＰｂ品位はそれぞれ１７ｐｐｍと５ｐｐｍであり、Ｐｂ品位が非常に高かった。なお、通電開始から３日目の電解液中の全Ｐｂ濃度は０．５ｍｇ／Ｌであり、４日目の電着亜鉛中のＰｂ品位は５ｐｐｍ以上と高かった。
　硫酸亜鉛を含む電解液として、亜鉛製錬工程で得られた電解尾液（Ｚｎ：６５ｇ／Ｌ、ＦＡ：１７０ｇ／Ｌ、全Ｐｂ：０．１ｍｇ／Ｌ）をろ過した電解液を用意した。また、純水に２００ｍＬ／分の流量でＳＯ２ガスを吹き込みながら、４０℃においてバッフル付きの二段タービンによって４００ｒｐｍで１０分間撹拌し、炭酸ストロンチウム５ｇ／Ｌを添加してさらに３０分間撹拌し、得られた水溶液を吸引ろ過して、ストロンチウムイオン濃度が２．５８ｇ／Ｌのストロンチウム含有水溶液を用意した。このストロンチウム含有水溶液４０ｍＬを電解液１．７６Ｌに添加して、電解採取用電解液１．８Ｌを得た。この電解液を使用した以外は、実施例１と同様の方法により電解採取を行い、実施例１と同様の方法により、全Ｐｂ濃度を測定するとともに、カソードに電着した亜鉛中の鉛、鉄、カドミニウム、錫、アルミニウムの品位を測定した。
　その結果、通電開始から２日目~８日目まではいずれも、電着亜鉛中のＰｂ品位は１ｐｐｍ以下であり、７日間は１ｐｐｍ以下の低鉛の電着亜鉛を採取することができた。特に、７日目には、電着亜鉛中のＰｂ品位が０．２ｐｐｍの非常に低鉛の電着亜鉛を採取することができた。また、通電開始から２日目~８日目までは、鉄、カドミニウム、錫、アルミニウムの品位はいずれも１ｐｐｍ以下であり、４Ｎ（９９．９９％）の亜鉛を得ることができた。なお、通電開始から２日目~８日目までの電解液中の全Ｐｂ濃度は０．２ｍｇ／Ｌであり、全Ｐｂ濃度は非常に低かった。
　ブラスト処理においてケイ砂４号の代わりに＃１４アルミナ粉を使用し、エアー圧を０．９ＭＰａとした以外は、実施例３と同様の方法により電解採取を行い、予備電解を行わないで通電開始から測定期間とした以外は、実施例１と同様の方法により、全Ｐｂ濃度を測定するとともに、カソードに電着した亜鉛中の鉛、鉄、カドミニウム、錫、アルミニウムの品位を測定した。
　その結果、通電開始から１日目~２５日目まではいずれも、電着亜鉛中のＰｂ品位は１ｐｐｍ以下であり、２５日間は１ｐｐｍ以下の低鉛の電着亜鉛を採取することができた。特に、３日目には、電着亜鉛中のＰｂ品位が検出限度以下の０．０２ｐｐｍ以下の極めて低鉛の電着亜鉛を採取することができた。また、通電開始から１日目~２５日目まではいずれも、鉄、カドミニウム、錫、アルミニウムの品位はいずれも１ｐｐｍ以下であり、４Ｎ（９９．９９％）の亜鉛を得ることができた。なお、通電開始から１日目~２５日目までの電解液中の全Ｐｂ濃度は０．０２~０．０５ｍｇ／Ｌであり、全Ｐｂ濃度は極めて低かった。また、１日目から低鉛の電解亜鉛を採取することができたことから、本実施例のようにアルミナ粉を使用してブラスト処理を行うと予備電解が不要になることがわかった。
比較例３
　アノード板のブラスト処理を行わなかった以外は、実施例３と同様の方法により、全Ｐｂ濃度を測定するとともに、カソードに電着した亜鉛中の鉛、鉄、カドミニウム、錫、アルミニウムの品位を測定した。
　その結果、通電開始から２日目~８日目までは、電着亜鉛中のＰｂ品位は４ｐｐｍであった。また、通電開始から２日目~８日目までは、鉄、カドミニウム、錫、アルミニウムの品位はいずれも１ｐｐｍ以下であった。なお、通電開始から８日目の電解液中の全Ｐｂ濃度は０．１ｍｇ／Ｌ、電着亜鉛中のＰｂ品位は４ｐｐｍであり、３ｐｐｍ以下にならなかった。
　これらの実施例１~４および比較例１~３の結果を表１に示すとともに、実施例１~４の電解日数に対するＰｂ品位を表２、表３およびＦｉｇ．１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 　上述したように、アノード板のブラスト処理を行った実施例１~４ではいずれも、電着亜鉛中のＰｂ品位が１．０ｐｐｍ以下であり、特に、実施例４では、電着亜鉛中のＰｂ品位が０．０２ｐｐｍ以下と極めて低かった。一方、アノード板のブラスト処理を行わなかった比較例１~３では、電着亜鉛中のＰｂ品位がそれぞれ１００ｐｐｍ以上、５ｐｐｍ以上、４ｐｐｍ以上と高かった。
　また、電解液にストロンチウム含有水溶液を添加した実施例３および４では、電解液にストロンチウム含有水溶液を添加しなかった実施例１および２と比べて、電着亜鉛中のＰｂ品位が１．０ｐｐｍ以下の期間がかなり長くなり、アノード板のブラスト処理を行うとともに電解液にストロンチウム含有水溶液を添加して電解採取することにより、Ｐｂ品位が１．０ｐｐｍ以下の亜鉛を長期間にわたって安定して採取することができることがわかった。また、電解後の電解液中の全Ｐｂ濃度も０．３ｍｇ／Ｌ以下と極めて低く、液管理の負担を軽減することができる。なお、実施例１~４のいずれも電流効率が９０~９３％であり、電流効率も良好であった。

Claims (7)

  1. 鉛を含むアノードを使用して非鉄金属の硫酸塩を含む電解液から非鉄金属を電解採取する方法において、電解液に浸漬される表面がブラスト処理されたアノードを使用することを特徴とする、非鉄金属の電解採取方法。
  2. 前記ブラスト処理が、ケイ砂、亜鉛粒またはアルミナ粉を使用するブラスト処理であることを特徴とする、請求項１に記載の非鉄金属の電解採取方法。
  3. 前記電解液にストロンチウムイオンを含む水溶液を添加した後に非鉄金属の電解採取を行うことを特徴とする、請求項１に記載の非鉄金属の電解採取方法。
  4. 前記ストロンチウムイオンを含む水溶液が、水に二酸化硫黄ガスを吹き込み且つ炭酸ストロンチウムを添加することによって、炭酸ストロンチウムを溶解させた水溶液であることを特徴とする、請求項３に記載の非鉄金属の電解採取方法。
  5. 前記ストロンチウムイオンを含む水溶液が、水に二酸化硫黄ガスを吹き込み且つ過剰の炭酸ストロンチウムを添加することによって、炭酸ストロンチウムの一部を溶解させるとともに残りを懸濁させた懸濁液であることを特徴とする、請求項３に記載の非鉄金属の電解採取方法。
  6. 前記ストロンチウムイオンを含む水溶液が、水に硫化水素ガスを吹き込み且つ水酸化ストロンチウムを添加することによって、水酸化ストロンチウムを溶解させた水溶液であることを特徴とする、請求項３に記載の非鉄金属の電解採取方法。
  7. 前記非鉄金属が亜鉛であり、前記非鉄金属の硫酸塩が硫酸亜鉛であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の非鉄金属の電解採取方法。
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