WO2014069463A1 - 銀の回収方法 - Google Patents

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瑛基 小野
和浩 波多野
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Jx日鉱日石金属株式会社
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    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/26Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
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    • Y02P10/20Recycling

Definitions

  • the present invention relates to a method for efficiently recovering silver from an acidic aqueous solution containing one or more of iron and zinc and silver.
  • Silver is used in a wide range of fields such as photographic materials and electronic component materials.
  • most of the silver mined in the mine is produced in association with ores such as copper and zinc and contains a very small amount compared to copper and zinc.
  • recovery of silver from each waste product, waste liquid, or ore is desired, and various methods are examined.
  • As a typical method for separating and recovering silver in an aqueous solution by a wet method there is a method in which it is precipitated and recovered by converting into a hardly soluble silver halide such as silver chloride. This method utilizes the fact that silver halide is hardly soluble and has low solubility in an aqueous solution. However, the solubility does not become zero and the silver halide is slightly dissolved.
  • solubility of silver halide for example, when silver chloride is dissolved in a hydrochloric acid solution as an example, the calculated value indicates that the solubility of silver is about 75 mg / L.
  • solubility of silver varies depending on conditions such as the coexistence of acid and the temperature at which silver halide is dissolved, and the silver concentration in the liquid varies depending on the operating conditions. Therefore, it is difficult to show a clear solubility of silver, but it is considered to be approximately 100 ppm or less.
  • Patent Document 1 describes an example in which silver is recovered from a diluted silver solution using cementation.
  • Patent Document 2 describes solvent extraction in the case of containing copper, cadmium, nickel, zinc, and magnesium at the same concentration as silver.
  • Patent Document 2 describes that impurities other than silver are not extracted by using a chloroform solution in which dicyclohexano 18C6 crown ether is dissolved as an extractant and adding nitric acid or perchloric acid to the silver solution.
  • Patent Document 2 describes a condition where the impurity concentration is as low as that of silver, the extraction behavior under a condition where the impurity concentration is higher than the silver concentration is unknown.
  • the chloroform used is highly volatile, it is difficult to repeatedly use it, and it is necessary to replenish the volatile chloroform.
  • nitric acid or perchloric acid high costs due to the addition of chemicals can be considered.
  • an object of the present invention is to provide a method for efficiently recovering high-purity silver from an acidic aqueous solution containing one or more of iron and zinc and silver with a simple apparatus.
  • the present inventors have conducted acid extraction using tributyl phosphoric acid (TBP) as an extractant, whereby an acid containing one or more of iron and zinc and silver. From the aqueous solution, the knowledge that high purity silver can be efficiently recovered with a simple apparatus was obtained.
  • TBP tributyl phosphoric acid
  • the present invention completed based on the above knowledge is one type of iron and zinc obtained by solvent extraction using tributyl phosphate as an extractant from an acidic aqueous solution containing one or more types of iron and zinc and silver.
  • This is a silver recovery method for separating silver from the above.
  • the silver recovery method of the present invention is a case where the acidic aqueous solution does not contain iron, and the step of extracting the zinc from the acidic aqueous solution with silver with tributyl phosphoric acid, and after the solvent extraction It includes a step of scrubbing zinc from a solvent containing zinc and silver, and a step of back extracting silver from the solvent containing silver after solvent extraction from which the zinc has been removed.
  • the acidic aqueous solution does not contain zinc
  • the iron is selectively added from the acidic aqueous solution with tributyl phosphoric acid having a metal concentration adjusted.
  • the acidic aqueous solution contains both iron and zinc
  • the iron solution is tributyl phosphate having a metal concentration adjusted from the acidic aqueous solution.
  • the tributyl phosphate used in the solvent extraction and the metal contained in the scrubbing liquid used to remove a predetermined metal from the solvent extracted metal are used.
  • concentration By adjusting the concentration, one or more of the iron and zinc and silver are separated.
  • the back extractant used in the back extraction step is a sodium thiosulfate solution.
  • the back extractant used in the back extraction step is thiosulfuric acid, hydrochloric acid, saline solution or nitric acid.
  • the silver recovery method of the present invention further includes a step of precipitating silver by cementation from the solution obtained by back extracting the silver.
  • the concentration of silver in the sodium thiosulfate solution obtained by back extracting the silver is controlled to 0.5 g / L or more.
  • the liquid after the cementation is repeatedly supplied to the back extractant.
  • the silver concentration in the acidic aqueous solution is 100 mg / L or less.
  • the quality of the recovered product containing silver obtained is 50% or more.
  • the acidic aqueous solution is a post-leaching solution obtained by leaching an ore or concentrate containing copper sulfide.
  • FIG. 1 shows a flow chart of a silver recovery method according to an embodiment of the present invention.
  • one or more of iron and zinc are obtained by solvent extraction using tributyl phosphate as an extractant from an acidic aqueous solution containing at least one of iron and zinc and silver. And silver are separated.
  • in order to remove iron and zinc no chemical addition such as pH adjustment is performed, and the silver concentration is adjusted by adjusting the metal concentration in tributyl phosphate or scrubbing liquid. It is characterized by separating iron and zinc.
  • the aqueous solution targeted for silver recovery of the present invention is not limited to obtaining, in one embodiment, it is a copper concentrate post-leaching solution, ore or concentrate containing copper sulfide, typically copper. It is a liquid after leaching obtained by leaching ore or concentrate mainly containing sulfide.
  • the leaching solution any known one can be used, and there is no particular limitation, and an acidic aqueous solution of a mineral acid such as sulfuric acid or hydrochloric acid is usually used.
  • the silver-containing aqueous solution to be treated in the present invention (hereinafter also referred to as “pre-extraction solution”) is generally acidic, for example, at a pH of 2.5 or less, typically at a pH of 0 to 1.5. is there.
  • high-purity silver can be recovered from an acidic aqueous solution containing silver at a low concentration with a simple apparatus.
  • the silver concentration in the low-concentration silver-containing aqueous solution described here is 100 mg / L or less, and typically 10 to 50 mg / L.
  • the copper concentration in the pre-extraction solution is typically 0.1 to 30 g / L, and further contains 10 to 200 g / L of chlorine and 10 to 120 g / L of bromine.
  • the pre-extraction solution contains iron and / or zinc.
  • the concentration of iron in the pre-extraction solution is, for example, 0.1 to 10 g / L, and the concentration of zinc is, for example, 0.05 to 5 g / L.
  • Embodiment 1 When zinc and silver are contained in the pre-extraction solution] (Solvent extraction) From the pre-extraction solution (silver-containing aqueous solution), zinc and silver are subjected to solvent extraction (co-extraction) using tributyl phosphate as an extractant. Solvent extraction operation itself may follow a conventional method. As an example, a silver-containing aqueous solution (aqueous phase) and an extractant (organic phase) are brought into contact, and these are typically stirred and mixed with a mixer to react zinc and silver with the extractant.
  • the pH is preferably 0 to 2.0, more preferably pH 0 to 1.0, room temperature (10 to 30 ° C.) to 60 ° C., and atmospheric pressure.
  • the O / A ratio which is the volume ratio of the extractant (O) and the aqueous solution (A), the reaction time, and the extraction stage are not particularly limited and can be arbitrarily adopted.
  • Tributyl phosphate In the present invention, tributyl phosphate is used as an extractant. Tributyl phosphate is a common drug and is a type of extractant called a neutral extractant. Neutral extractant is said to extract uncharged complex.
  • the extraction reaction of silver chloride is expressed by the following formula (1), and it is extracted by solvating tributyl phosphate with metal complex. Is different. Metals such as silver are present as ions or complexes in the liquid, and the complex species changes depending on the anion concentration in the liquid. Taking a silver chloride complex as an example, the complex species changes depending on the chlorine concentration and exists in a form such as AgCl 2 - or AgCl.
  • TBP + AgCl 2 ⁇ AgCl ⁇ TBP + Cl ⁇ (1)
  • the metal extracted with TBP exists as a complex in the solvent, and the metal extracted into TBP can be back-extracted by mixing an aqueous solution in which the metal complex can be dissolved with TBP.
  • silver chloride has almost no solubility in pure water and cannot be back-extracted with water.
  • iron chloride, zinc chloride, and the like have solubility in water, they can be back-extracted from TBP with water, and silver and other metals can be easily separated.
  • back-extraction is performed by using a solution in which silver chloride can be dissolved, for example, hydrochloric acid, nitric acid, saline, thiosulfuric acid solution or the like.
  • a solution in which silver chloride can be dissolved for example, hydrochloric acid, nitric acid, saline, thiosulfuric acid solution or the like.
  • tributyl phosphoric acid include TBP manufactured by Daihachi Chemical Co., Ltd., which can be used by mixing with any diluent.
  • Tributyl phosphoric acid is a chemically stable substance, and is known to have low volatility and explosiveness and little influence on the human body.
  • the pH is preferably 0 to 3.0, more preferably pH 0 to 2.0, and the reaction can be carried out under conditions of room temperature (10 to 30 ° C.) to 60 ° C. and atmospheric pressure.
  • the O / A ratio which is the volume ratio of the extractant (O) and the aqueous solution (A), the reaction time, and the extraction stage are not particularly limited and can be arbitrarily adopted.
  • silver can be back extracted from the silver-containing solvent using, for example, sodium thiosulfate solution as a back extractant.
  • concentration of the sodium thiosulfate solution is preferably 0.1 to 2.0 mol / L, more preferably 0.5 to 1.0 mol / L, and the pH is preferably 4 to 10, more preferably. Is 6-10.
  • O / A ratio which is a volume ratio of the extractant (O) and the aqueous solution (A), the reaction time, the reaction temperature, and the number of back extraction stages can be arbitrarily adopted.
  • the silver in the solvent can be easily dissolved even in the form of a hardly soluble silver halide such as silver chloride, and silver is precipitated in the thiosulfate solution. This can be suppressed satisfactorily.
  • the solvent after back extraction can be supplied to the extractant used in the above-described co-extraction of zinc and silver. This is advantageous in terms of cost.
  • the concentration of silver in the sodium thiosulfate solution obtained by back extracting silver is preferably controlled to 0.5 g / L or more, more preferably 1.0 g / L or more. preferable.
  • Control of the concentration of silver in the sodium thiosulfate solution from which silver is back-extracted to 0.5 g / L or more is not particularly limited, but can be performed by adjusting the O / A ratio, for example.
  • the back extractant in addition to sodium thiosulfate, thiosulfuric acid, hydrochloric acid, saline solution, nitric acid, or the like can be used.
  • Silver cementation Subsequently, high purity silver is deposited by cementation on the solution obtained by back extracting the silver.
  • Silver cementation can be performed by a known method, and can be performed by immersing metallic copper or metallic iron in a silver solution.
  • the shape of metallic copper or metallic iron can be any shape such as a plate or powder.
  • the post-cementation solution obtained at this time can be supplied to the above-mentioned back extractant and used repeatedly. Reusing the post-cementation solution in this way is advantageous in terms of cost.
  • the pH is preferably 0 to 2.0, more preferably pH 0 to 1.0, room temperature (10 to 30 ° C.) to 60 ° C., and atmospheric pressure.
  • the O / A ratio which is the volume ratio of the extractant (O) and the aqueous solution (A), the reaction time, and the extraction stage are not particularly limited and can be arbitrarily adopted.
  • iron is removed from the solvent after solvent extraction by scrubbing using pure water or a weakly acidic aqueous solution.
  • the pH is preferably 0 to 3.0, more preferably 0.5 to 2.0, and the reaction can be carried out under conditions of room temperature (10 to 30 ° C.) to 60 ° C. and atmospheric pressure.
  • the O / A ratio which is the volume ratio of the extractant (O) and the aqueous solution (A), the reaction time, and the extraction stage are not particularly limited and can be arbitrarily adopted.
  • the liquid after the iron is removed by scrubbing can be supplied again to the extractant used in the solvent extraction. At this time, the metal concentration of the extractant can also be adjusted by adjusting the degree of iron removal by scrubbing.
  • the pH is preferably 0 to 2.0, more preferably pH 0 to 1.0, room temperature (10 to 30 ° C.) to 60 ° C., and atmospheric pressure.
  • the O / A ratio which is the volume ratio of the extractant (O) and the aqueous solution (A), the reaction time, and the extraction stage are not particularly limited and can be arbitrarily adopted.
  • iron is removed from the solvent after solvent extraction by scrubbing using pure water or a weakly acidic aqueous solution.
  • the pH is preferably 0 to 3.0, more preferably 0.5 to 2.0, and the reaction can be carried out under conditions of room temperature (10 to 30 ° C.) to 60 ° C. and atmospheric pressure.
  • the O / A ratio which is the volume ratio of the extractant (O) and the aqueous solution (A), the reaction time, and the extraction stage are not particularly limited and can be arbitrarily adopted.
  • the liquid after the iron is removed by scrubbing can be supplied again to the extractant used in the solvent extraction. At this time, the metal concentration of the extractant can also be adjusted by adjusting the degree of iron removal by scrubbing.
  • Embodiments 1 to 3 when the acidic aqueous solution contains copper, the copper can be separated from the solution after extraction without solvent extraction. Specifically, based on the flow of FIG. 1, since copper is not extracted into TBP, the Fe extraction process shifts to a solution after Fe extraction, and the Ag / Ag / Zn extraction process shifts to a solution after extraction. Can be separated.
  • the silver recovery method according to the present invention can provide a method for efficiently recovering high-purity silver from a low-concentration silver solution with a simple apparatus by the above-described configuration.
  • the quality of the recovered material containing silver obtained by the silver recovery method of the present invention can be 50% or more, preferably 80% or more.
  • Example 1 Selective extraction of iron
  • Aqueous solution (Cu: 20 g / L, Fe: 2 g / L, Zn: 2 g / L, Ag: 20 mg / ml) obtained by leaching copper concentrate using 50 vol% tributyl phosphate.
  • the extraction conditions were the O / A ratios shown in Table 1, and the contact temperature of the oil was normal temperature.
  • Table 1 shows the iron, zinc, and silver concentrations in the solvent after extraction. As shown in Table 1, zinc and silver are also extracted when the iron concentration in tributyl phosphate is low.
  • the iron concentration in tributyl phosphate is increased, and the zinc and silver concentrations in the solvent are decreased from about 7 g / L, which means that the extracted amounts of zinc and silver are decreased.
  • the iron concentration in tributyl phosphate did not decrease, and no decrease in the extraction amount was observed. This is due to the fact that tributyl phosphate has a feature that it is easy to extract in the order of iron, zinc, and silver. For this reason, it was confirmed that iron can be selectively extracted by adjusting the iron concentration in tributyl phosphoric acid as a solvent.
  • Example 2 Co-extraction of silver and zinc
  • 100 vol% TBP manufactured by Eighth Chemical
  • an aqueous solution simulating a pre-extraction solution of silver and zinc (Cu: 20 g / L, Fe: 0.1 g / L, Zn: 2.1 g / L, Ag: 30 mg) / L, Cl: 130 g / L, Br: 13 g / L)
  • extraction was performed to create an extraction curve, and it was confirmed how much silver and zinc could be extracted and recovered.
  • the extraction curve is shown in FIG. From FIG.
  • silver contained in the pre-extraction solution is from 30 mg / L to ⁇ 1 mg / L, and zinc is from 2.1 g / L to ⁇ 0.1 mg / L. It turns out that it can extract until it becomes.
  • Example 3 Removal of zinc
  • Table 2 shows the zinc concentration and silver concentration in the solvent before and after scrubbing at an O / A ratio of 1/2. While the zinc concentration in the solvent was removed from the solvent at 2 g / L to 0.03 g / L, there was no difference in the silver concentration before and after scrubbing, confirming that zinc could be selectively removed.
  • Example 4 Silver extraction
  • aqueous solution Cu: 20 g / L, Ag: 30 mg / L, Cl: 130 g / L, Br: 13 g / L
  • Table 3 shows the concentration of silver and copper in the solvent before and after extraction when the two-stage extraction was performed at an O / A ratio of 1/1 and after extraction. From Table 3, the silver concentration in the solution was changed from 30 mg / L to less than 1 mg / L, and almost the entire amount could be extracted. On the other hand, the concentration of copper did not change before and after extraction, and was hardly extracted. This confirmed that silver can be selectively extracted.
  • Example 5 repeated extraction using TBP after back extraction
  • TBP from which silver is back-extracted can be used for repeated extraction. Therefore, a test was conducted to confirm whether or not silver extraction could be repeated. Extraction was performed in two stages using the same simulated solution as that used in Example 4 and under the same conditions. The test results are shown in Table 4. From Table 4, it was confirmed that even when TBP was repeatedly used, the extraction effect was not changed and almost all silver could be selectively extracted. This confirmed that TBP could be used repeatedly.
  • Example 6 Back extraction of silver
  • Any aqueous solution capable of forming a complex with silver can back-extract silver in TBP. Therefore, in order to select a silver back extract, back extraction using a 5 mol / L NaCl solution, a hydrochloric acid solution, and a 1 mol / L sodium thiosulfate solution was performed on TBP containing 25 mg / L of silver. .
  • the back extraction results are shown in Table 5. It was confirmed that silver was back-extracted satisfactorily in any case.
  • Example 7 Silver cementation Cementation was performed using a copper plate while blowing nitrogen gas into an aqueous solution containing 1.0 g / L silver and 1.0 mol / L sodium thiosulfate as a solution after back extraction of silver.
  • the test conditions were a silver solution of 1 L, a nitrogen gas flow rate of 0.5 L / min, a deposition area of 40 cm 2 , a reaction temperature of 40 ° C., and a reaction time of 3 hours.
  • FIG. 1 the relationship between the reaction time and the silver concentration in the liquid is shown in FIG.
  • Example 8 repeated back-extraction with post-cementation solution
  • the post-silver cementation solution can be subjected to back extraction again. Therefore, a repeated test was performed to confirm whether or not the solution after cementation can be used repeatedly.

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Abstract

 鉄及び亜鉛の1種以上と、銀とを含む酸性水溶液から、簡易な装置で、効率的に高純度の銀を回収する方法を提供する。鉄及び亜鉛の1種以上と、銀とを含む酸性水溶液から、トリブチルリン酸を抽出剤とした溶媒抽出によって、鉄及び亜鉛の1種以上と、銀とを分離する銀の回収方法。

Description

銀の回収方法
 本発明は鉄及び亜鉛の1種以上と、銀とを含む酸性水溶液から銀を効率的に回収する方法に関する。
 銀は、写真材料、電子部品材料など幅広い分野で使用されている。一方、鉱山で採掘される銀の多くは、銅や亜鉛などの鉱石に随伴して産出され、銅や亜鉛と比較すると極めて微量しか含まれていない。このため、各廃製品や廃液、鉱石からの銀の回収が所望され、種々の方法が検討されている。湿式法で水溶液中の銀を分離回収する代表的な方法として、塩化銀のような難溶解性のハロゲン化銀に変換して沈殿回収する方法が挙げられる。この方法は、ハロゲン化銀が難溶解性で水溶液に対する溶解度が低いことを利用した方法である。しかしながら、溶解度がゼロになることは無く、わずかではあるがハロゲン化銀は溶解する。
 ハロゲン化銀の溶解度として、例えば塩化銀を塩酸溶液で溶解した場合を例に挙げると、計算値では銀の溶解度は75mg/L程度となる。しかしながら、酸の共存や温度などハロゲン化銀を溶解する条件によって銀の溶解度が変化することが知られており、操業条件によって液中の銀濃度が異なる。そのため銀の明確な溶解度を示すのは困難であるが概ね100ppm以下と考えられる。
 したがって、溶解度以上の銀を含有する溶液に対しては沈殿回収することが可能であるが、溶解度以下の銀含有溶液に対しては適用することはできない。また、溶解度以下の希薄な銀溶液からの銀回収に関する実施例は少ないのが現状である。
 特許文献1では希薄銀溶液からセメンテーションを用いて銀を回収する実施例が記載されている。
 しかしながら、特許文献1の実施例によると、セメンテーションによって得られた回収物の銀品位は最大で1.4%程度と純度が低く濃縮された銀を回収することができていない。そのため銀の純度を挙げるために別工程が必要になると思われる。このように、溶解度以下の銀溶液からの銀回収は極めて困難であり、効率的な回収方法の開発が必要とされている。
 また、溶媒抽出においては不純物の影響が大きいことが知られている。操業によって異なるが、一般的には鉄や銅、亜鉛の混入が多く、これらの抽出への影響が懸念される。
 特許文献2では銀と同程度の濃度の銅、カドミウム、ニッケル、亜鉛、マグネシウムが含まれる場合の溶媒抽出について記載されている。
 特許文献2ではジシクロヘキサノ18C6クラウンエーテルを溶解させたクロロホルム溶液を抽出剤として用い、銀溶液に硝酸あるいは過塩素酸を添加することで銀以外の不純物が抽出されないと記載されている。特許文献2では不純物濃度が銀と同程度と低い条件についての記載はあるが、不純物濃度が銀濃度に比べ高い条件における抽出挙動は不明である。また、用いられるクロロホルムは揮発性が高いため、繰り返し使用が困難であり、揮発したクロロホルムの補充が必要となる。加えて硝酸あるいは過塩素酸の添加が必要であることから薬剤添加によるコスト高が考えられる。
特開2008-115429号公報 特開2008-285691号公報
 そこで、本発明は、鉄及び亜鉛の1種以上と、銀とを含む酸性水溶液から、簡易な装置で、効率的に高純度の銀を回収する方法を提供することを課題とする。
 本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、トリブチルリン酸(TBP)を抽出剤とした溶媒抽出を行うことによって、鉄及び亜鉛の1種以上と、銀とを含む酸性水溶液から、簡易な装置で、効率的に高純度の銀を回収することができるとの知見を得た。
 以上の知見を基礎として完成した本発明は一側面において、鉄及び亜鉛の1種以上と、銀とを含む酸性水溶液から、トリブチルリン酸を抽出剤とした溶媒抽出によって、鉄及び亜鉛の1種以上と、銀とを分離する銀の回収方法である。
 本発明の銀の回収方法は一実施形態において、前記酸性水溶液が鉄を含まない場合であって、前記酸性水溶液から前記亜鉛を銀と共にトリブチルリン酸で溶媒抽出する工程と、前記溶媒抽出後の亜鉛と銀を含んだ溶媒からスクラビングで亜鉛を除去する工程と、前記亜鉛を除去した溶媒抽出後の銀を含んだ溶媒から銀を逆抽出する工程とを含む。
 本発明の銀の回収方法は別の一実施形態において、前記酸性水溶液が亜鉛を含まない場合であって、前記酸性水溶液から、金属濃度が調整されたトリブチルリン酸で、前記鉄を選択的に溶媒抽出する工程と、前記鉄を選択抽出した後の酸性水溶液から、前記銀をトリブチルリン酸で溶媒抽出する工程と、前記溶媒抽出後の銀を含んだ溶媒から銀を逆抽出する工程とを含む。
 本発明の銀の回収方法は更に別の一実施形態において、前記酸性水溶液が鉄及び亜鉛をいずれも含む場合であって、前記酸性水溶液から、金属濃度が調整されたトリブチルリン酸で、前記鉄を選択的に溶媒抽出する工程と、前記鉄を選択抽出した後の酸性水溶液から、前記亜鉛を銀と共にトリブチルリン酸で溶媒抽出する工程と、前記溶媒抽出後の亜鉛と銀を含んだ溶媒からスクラビングで亜鉛を除去する工程と、前記亜鉛を除去した溶媒抽出後の銀を含んだ溶媒から銀を逆抽出する工程とを含む。
 本発明の銀の回収方法は更に別の一実施形態において、前記溶媒抽出で用いるトリブチルリン酸、及び、前記溶媒抽出した金属から所定の金属を除去するために用いるスクラビング液にそれぞれ含まれる金属の濃度を調整することで、前記鉄及び亜鉛の1種以上と、銀とを分離する。
 本発明の銀の回収方法は更に別の一実施形態において、前記酸性水溶液が銅を含む場合は、銅を前記溶媒抽出せずに抽出後液に残す。
 本発明の銀の回収方法は更に別の一実施形態において、前記逆抽出工程で用いる逆抽出剤が、チオ硫酸ソーダ溶液である。
 本発明の銀の回収方法は更に別の一実施形態において、前記逆抽出工程で用いる逆抽出剤が、チオ硫酸、塩酸、食塩溶液又は硝酸である。
 本発明の銀の回収方法は更に別の一実施形態において、前記銀を逆抽出した溶液から、銀をセメンテーションにより析出させる工程をさらに含む。
 本発明の銀の回収方法は更に別の一実施形態において、前記銀を逆抽出したチオ硫酸ソーダ溶液中の銀の濃度が、0.5g/L以上に制御されている。
 本発明の銀の回収方法は更に別の一実施形態において、銅成分を用いてセメンテーションした場合、前記セメンテーション後の液を、前記逆抽出剤へ供給して繰り返し使用する。
 本発明の銀の回収方法は更に別の一実施形態において、前記酸性水溶液中の銀濃度が100mg/L以下である。
 本発明の銀の回収方法は更に別の一実施形態において、得られる銀を含んだ回収物の品位が50%以上である。
 本発明の銀の回収方法は更に別の一実施形態において、前記酸性水溶液が、銅の硫化物を含有する鉱石又は精鉱を浸出して得られた浸出後液である。
 本発明によれば、鉄及び亜鉛の1種以上と、銀とを含む酸性水溶液から、簡易な装置で、効率的に高純度の銀を回収する方法を提供することができる。
本発明の実施形態に係る銀の回収方法のフロー図である。 実施例2で得られた銀及び亜鉛の共抽出曲線を示すグラフである。 実施例6で得られた反応時間と液中の銀濃度との関係を示すグラフである。
 以下に、本発明に係る銀の回収方法の実施形態を説明する。図1に、本発明の実施形態に係る銀の回収方法のフロー図を示す。
 本発明の実施形態に係る銀の回収方法においては、鉄及び亜鉛の1種以上と、銀とを含む酸性水溶液から、トリブチルリン酸を抽出剤とした溶媒抽出によって、鉄及び亜鉛の1種以上と、銀とを分離する。本発明の実施形態に係る銀の回収方法においては、鉄や亜鉛を除去するために、pH調整等の薬剤添加は行わず、トリブチルリン酸やスクラビング液中の金属濃度を調整することで銀と鉄、亜鉛の分離を行うことを特徴としている。
 (処理対象溶液)
 本発明の銀回収の対象とする水溶液は得に限定されないが、一実施形態において、銅精鉱の浸出後液であり、銅の硫化物を含有する鉱石又は精鉱、典型的には銅の硫化物を主成分とする鉱石又は精鉱を浸出して得た浸出後液である。浸出液としては公知で任意のものが使用でき、特に制限はなく、硫酸や塩酸等の鉱酸の酸性水溶液が通常である。よって、本発明の処理対象となる銀含有水溶液(以下、「抽出前液」ともいう)は酸性であるのが一般的であり、例えばpH2.5以下、典型的にはpH0~1.5である。本発明によれば、銀が低濃度で含まれた酸性水溶液からも簡易な装置で高純度の銀が回収可能である。ここで述べる低濃度の銀含有水溶液中の銀濃度は100mg/L以下であり、典型的には10~50mg/Lである。また、抽出前液中の銅濃度は典型的には0.1~30g/Lであり、さらに塩素を10~200g/L、臭素を10~120g/L含有している。また、抽出前液には、鉄及び/又は亜鉛が含まれている。抽出前液中の鉄の濃度は、例えば0.1~10g/Lであり、亜鉛の濃度は、例えば0.05~5g/Lである。
 〔実施形態1:抽出前液に亜鉛及び銀が含まれている場合〕
 (溶媒抽出)
 抽出前液(銀含有水溶液)から、トリブチルリン酸を抽出剤として亜鉛及び銀を溶媒抽出(共抽出)する。溶媒抽出操作自体は常法に従えばよい。一例を挙げれば、銀含有水溶液(水相)と抽出剤(有機相)とを接触させ、典型的にはミキサーでこれらを攪拌混合し、亜鉛及び銀を抽出剤と反応させる。pHは好ましくは0~2.0、より好ましくはpH0~1.0、室温(10~30℃)~60℃、大気圧下の条件で実施することができる。抽出剤(O)と水溶液(A)の体積比であるO/A比、反応時間、抽出段は、特に制限はなく任意に採用することができる。
 (トリブチルリン酸)
 本発明では、トリブチルリン酸を抽出剤として用いている。トリブチルリン酸は一般的な薬剤であり、中性抽出剤と呼ばれる種類の抽出剤である。中性抽出剤は無電荷錯体を抽出するとされ、例えば塩化銀の抽出反応は以下の(1)式によって表され、金属錯体にトリブチルリン酸が溶媒和することで抽出し、錯体種によって抽出程度が異なる。銀をはじめとして金属類は、液中でイオンあるいは錯体として存在しており、錯体種は液中のアニオン濃度によって変化する。塩化銀錯体を例に挙げると、塩素濃度によって錯体種が変化し、AgCl2 -やAgClなどの形態で存在する。
  TBP + AgCl2 - =AgCl・TBP+Cl-     (1)
 TBPで抽出された金属は溶媒中に錯体で存在しており、その金属錯体が溶解し得る水溶液とTBPとを混合することで、TBPに抽出された金属を逆抽出することが可能である。例えば塩化銀は純水には溶解度をほとんど持たないため水では逆抽出することができない。一方、例えば塩化鉄や塩化亜鉛等は水に溶解度を持つため、水によってTBPから逆抽出が可能であり、銀とその他の金属とを容易に分離できる。
 また、溶媒に残留した銀を逆抽出する場合には、塩化銀が溶解し得る溶液、例えば、塩酸、硝酸、食塩水、チオ硫酸溶液などを用いることで逆抽出が成される。
 トリブチルリン酸としては例えば大八化学社製のTBPが挙げられ、任意の稀釈剤と混合して用いることができる。また、トリブチルリン酸は化学的に安定な物質であり、揮発性や爆発性は小さく、人体への影響も少ないことが知られている。
 (亜鉛スクラビング)
 次に、溶媒抽出後の溶媒から、純水又は弱酸性水溶液を用いてスクラビングで亜鉛を除去する。このスクラビングの際、銀は水相へ移動せず、銀以外の不純物が抽出後液から除去される。また、このとき、pHは好ましくは0~3.0、より好ましくはpH0~2.0であり、室温(10~30℃)~60℃、大気圧下の条件で実施することができる。抽出剤(O)と水溶液(A)の体積比であるO/A比、反応時間、抽出段は、特に制限はなく任意に採用することができる。
 (逆抽出)
 スクラビングで亜鉛を除去した後、銀含有溶媒から例えばチオ硫酸ソーダ溶液を逆抽出剤として銀を逆抽出することができる。逆抽出条件については、チオ硫酸ソーダ溶液の濃度は好ましくは0.1~2.0mol/L、より好ましくは0.5~1.0mol/Lであり、pHは好ましくは4~10、より好ましくは6~10である。また、抽出剤(O)と水溶液(A)の体積比であるO/A比、反応時間、反応温度、逆抽出段数は任意に採用することができる。チオ硫酸ソーダ溶液を用いた場合、溶媒中の銀が、例えば塩化銀等の難溶解性のハロゲン化銀形態をしていても容易に溶解することができ、チオ硫酸溶液中で銀が沈殿することを良好に抑制することができる。逆抽出後の溶媒は、上述の亜鉛及び銀の共抽出の際に用いる抽出剤に供給することができる。これにより、コストの点で有利となる。
 また、このとき、銀を逆抽出したチオ硫酸ソーダ溶液中の銀の濃度が、0.5g/L以上に制御されているのが好ましく、1.0g/L以上に制御されているのがより好ましい。このように制御することで、取り扱う溶液の総量を少なくできるため、その後のセメンテーション工程において、効率良く、工業的にセメンテーション採取することができる。銀を逆抽出したチオ硫酸ソーダ溶液中の銀の濃度を0.5g/L以上に制御することは、特に限定されないが、例えば、O/A比の調整等によって行うことができる。
 逆抽出剤としては、チオ硫酸ソーダ以外にも、チオ硫酸、塩酸、食塩溶液又は硝酸などを用いることができる。
 (銀セメンテーション)
 続いて、前記銀を逆抽出した溶液に対して、高純度の銀をセメンテーションにより析出させる。銀セメンテーションは公知の手法によって実施可能であり、金属銅あるいは金属鉄を銀溶液に浸すことで行うことができる。このとき、金属銅、金属鉄の形状は板、粉などいずれの形状でも可能である。また、このとき得られたセメンテーション後液を、上述の逆抽出剤へ供給して繰り返し使用することができる。このようにセメンテーション後液を再利用することで、コストの面で有利となる。
 〔実施形態2:抽出前液に鉄及び銀が含まれている場合〕
 (溶媒抽出)
 抽出前液から、トリブチルリン酸を抽出剤として鉄を選択的に溶媒抽出する。このとき、鉄のみが選択的に抽出されるように抽出前溶媒の金属濃度を調整しておく。抽出前液に対してトリブチルリン酸を抽出剤として溶媒抽出を行う場合、抽出前溶媒中の金属濃度が高いほど、鉄のみが選択的に抽出されやすくなる。具体的には、抽出前溶媒中の金属濃度が10g/L以上であると、鉄のみが良好に選択的に抽出される。その他の抽出条件としては、pHは好ましくは0~2.0、より好ましくはpH0~1.0、室温(10~30℃)~60℃、大気圧下の条件で実施することができる。抽出剤(O)と水溶液(A)の体積比であるO/A比、反応時間、抽出段は、特に制限はなく任意に採用することができる。
 (鉄スクラビング)
 次に、溶媒抽出後の溶媒から、純水又は弱酸性水溶液を用いてスクラビングで鉄を除去する。このとき、pHは好ましくは0~3.0、より好ましくはpH0.5~2.0であり、室温(10~30℃)~60℃、大気圧下の条件で実施することができる。抽出剤(O)と水溶液(A)の体積比であるO/A比、反応時間、抽出段は、特に制限はなく任意に採用することができる。スクラビングで鉄を除去した後の液は、再度、上記溶媒抽出の際の抽出剤に供給することができる。このとき、スクラビングで鉄の除去程度を調整することで、抽出剤の金属濃度を調整することもできる。
 (逆抽出及び銀セメンテーション)
 スクラビングで鉄を除去した後の銀の逆抽出操作及び条件、さらに、銀を逆抽出した溶液にする銀セメンテーションの操作及び条件は、それぞれ実施形態1と同様である。
 〔実施形態3:抽出前液に鉄、亜鉛及び銀が含まれている場合〕
 (溶媒抽出)
 抽出前液から、トリブチルリン酸を抽出剤として鉄を選択的に溶媒抽出する。このとき、鉄のみが選択的に抽出されるように抽出前溶媒の金属濃度を調整しておく。抽出前液に対してトリブチルリン酸を抽出剤として溶媒抽出を行う場合、抽出前溶媒中の金属濃度が高いほど、鉄のみが選択的に抽出されやすくなる。具体的には、抽出前溶媒中の金属濃度が10g/L以上であると、鉄のみが良好に選択的に抽出される。その他の抽出条件としては、pHは好ましくは0~2.0、より好ましくはpH0~1.0、室温(10~30℃)~60℃、大気圧下の条件で実施することができる。抽出剤(O)と水溶液(A)の体積比であるO/A比、反応時間、抽出段は、特に制限はなく任意に採用することができる。
 (鉄スクラビング)
 次に、溶媒抽出後の溶媒から、純水又は弱酸性水溶液を用いてスクラビングで鉄を除去する。このとき、pHは好ましくは0~3.0、より好ましくはpH0.5~2.0であり、室温(10~30℃)~60℃、大気圧下の条件で実施することができる。抽出剤(O)と水溶液(A)の体積比であるO/A比、反応時間、抽出段は、特に制限はなく任意に採用することができる。スクラビングで鉄を除去した後の液は、再度、上記溶媒抽出の際の抽出剤に供給することができる。このとき、スクラビングで鉄の除去程度を調整することで、抽出剤の金属濃度を調整することもできる。
 (亜鉛及び銀の共抽出)
 次に、鉄を選択抽出した後の酸性水溶液から、亜鉛を銀と共にトリブチルリン酸で溶媒抽出する。ここで用いるトリブチルリン酸は、前段で鉄を選択除去したときに用いたものとは別に新たに準備するのが好ましい。このようにすることで、鉄の混入を抑制することができ、高純度の銀を回収することができる。このときの抽出操作及び条件は、実施形態1の溶媒抽出で示したものと同様である。
 (亜鉛スクラビング、逆抽出及び銀セメンテーション)
 次に、亜鉛及び銀を共抽出した溶媒に対し、スクラビングで亜鉛を除去し、続いて、逆抽出で銀を抽出し、セメンテーションで銀を回収する。亜鉛スクラビング、銀の逆抽出、銀セメンテーションの操作及び条件は、それぞれ実施形態1と同様である。
 なお、実施形態1~3において、酸性水溶液が銅を含む場合は、銅を溶媒抽出せずに抽出後液に残して分離することができる。具体的に図1のフローに基づいて説明すると、銅はTBPに抽出されないため、Fe抽出工程ではFe抽出後液に移行し、Ag/Ag・Zn抽出工程においては抽出後液中に移行させて分離することができる。
 本発明に係る銀の回収方法は、上述の構成により、低濃度の銀溶液から、簡易な装置で、効率的に高純度の銀を回収する方法を提供することができる。具体的には、本発明の銀の回収方法によって得られる銀を含んだ回収物の品位を50%以上、好ましくは80%以上とすることができる。
 次に、本発明の実施例について説明する。なお、本実施例はあくまで一例であり、この例に制限されるものではない。すなわち、本発明の技術思想の範囲内で、実施例以外の態様あるいは変形を全て包含するものである。
 (実施例1:鉄の選択抽出)
 50vol%トリブチルリン酸を用いて、銅精鉱を塩化浸出した場合に得られる浸出後液を模した水溶液(Cu:20g/L、Fe:2g/L、Zn:2g/L、Ag:20mg/L、Cl:130g/L、Br:13g/L)に対し抽出を行った。抽出条件は表1のO/A比とし、油液の接触温度は常温であった。抽出後の溶媒中鉄、亜鉛、銀濃度を表1に示す。
 表1に示すように、トリブチルリン酸中の鉄濃度が低い場合は亜鉛や銀も抽出されている。しかしながら、トリブチルリン酸中の鉄濃度が上昇し、7g/L程度から、溶媒中の亜鉛、銀濃度が低下しており、これは亜鉛、銀の抽出量が減少していることを意味する。一方で、トリブチルリン酸中の鉄濃度は減少することなく、抽出量の減少は認められなかった。これは、トリブチルリン酸が、鉄、亜鉛、銀の順に抽出しやすいという特徴を有することに起因している。このため、溶媒であるトリブチルリン酸中の鉄濃度の調整により鉄を選択抽出することが可能であることが確認された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 (実施例2:銀及び亜鉛の共抽出)
 100vol%TBP(第八化学製)を用いて、銀及び亜鉛の抽出前液を模した水溶液(Cu:20g/L、Fe:0.1g/L、Zn:2.1g/L、Ag:30mg/L、Cl:130g/L、Br:13g/L)に対し、抽出を行い抽出曲線を作成し、銀及び亜鉛をどの程度抽出回収できるか確認した。抽出曲線を図2に示す。図2から、O/A比1/1で2段抽出することにより、抽出前液に含まれる銀を30mg/Lから<1mg/L、亜鉛は2.1g/Lから<0.1mg/Lとなるまで抽出できることが分かる。
 (実施例3:亜鉛の除去)
 100vol%TBPを用いて、実施例2で用いたものと同様の水溶液に対し銀及び亜鉛が共抽出したTBPに純水によるスクラビングを行い、抽出後の溶媒に含まれる亜鉛をどの程度除去できるか確認した。表2にO/A比1/2でスクラビングをした時の前後の溶媒中亜鉛濃度及び銀濃度を示す。溶媒中亜鉛濃度が2g/Lから0.03g/Lと溶媒から除去されている一方、スクラビング前後で銀濃度に差は見られず、亜鉛を選択的に除去できることが確認できた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 (実施例4:銀の抽出)
 100vol%TBPを用いて、銀抽出前液を模した水溶液(Cu:20g/L、Ag:30mg/L、Cl:130g/L、Br:13g/L)に対し抽出を行い、銀をどの程度抽出回収できるか確認した。表3にO/A比1/1で2段抽出した時の抽出前後、及び、抽出後溶媒中の銀及び銅濃度を示す。表3から、液中の銀濃度は30mg/Lから1mg/L未満となり、ほぼ全量抽出することができた。一方、銅は抽出前後で濃度に変化は無くほとんど抽出されなかった。これにより銀を選択的に抽出できることが確認できた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 (実施例5:逆抽出後のTBPを用いた繰り返し抽出)
 本発明では銀を逆抽出したTBPは繰り返し抽出に用いることができる。そこで銀の抽出が繰り返し可能か否かを確認するための試験を行った。抽出は実施例4に用いたものと同一模擬液を用い、且つ、同一条件で2段行った。試験結果を表4に示す。表4から、TBPを繰り返し使用した場合においても抽出効果は変わらず銀をほぼ全量、且つ、選択的に抽出可能なことが確認できた。これにより、TBPの繰り返し使用ができることを確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 (実施例6:銀の逆抽出)
 銀と錯体を形成することができる水溶液であればTBP中の銀を逆抽出可能である。そこで、銀の逆抽出液の選定を行うため、銀を25mg/L含んだTBPに対し、5mol/LのNaCl溶液、塩酸溶液、1mol/Lのチオ硫酸ナトリウム溶液を用いた逆抽出を行った。逆抽出条件はO/A=1/1、室温、反応時間は15分間とした。逆抽出結果を表5に示す。いずれの液を用いた場合においても銀の良好な逆抽出が成されていることを確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 (実施例7:銀セメンテーション)
 銀の逆抽出後液として銀を1.0g/L、チオ硫酸ナトリウムを1.0mol/L含む水溶液に対し、窒素ガスを吹き込みながら銅板を用いてセメンテーションを行った。試験条件は銀溶液1L、窒素ガス流量0.5L/min、析出面積40cm2、反応温度40℃、反応時間は3時間とした。
 試験結果として、反応時間と液中の銀濃度の関係を図3に示す。試験結果から、銀の良好な析出が確認され、液中の銀濃度としては1.0g/Lから50mg/L未満程度まで減少し、粗銀を0.9g回収することができた。得られた粗銀の銀品位は80%以上であった。この結果より、逆抽出で得られた銀溶液からセメンテーションにより容易に高純度の銀を析出回収させることができることを確認した。
 (実施例8:セメンテーション後液による繰り返し逆抽出)
 本発明では、銀セメンテーション後液は再度逆抽出に供することができる。そこで、セメンテーション後液の繰り返し使用が可能か否かを確認するための繰り返し試験を行った。
 逆抽出液には、チオ硫酸ソーダを1.0mol/L、銀を350mg/L、銅を1100mg/L含んだ銀セメンテーション後液を用い、溶媒は銀を25mg/L含有したTBPを用いた。これらを用いて、O/A=2/1、室温、反応時間15分の条件で逆抽出を行った。試験結果を表6に示す。試験結果から、銅を含んだセメンテーション後液を用いた場合でも、TBP中の銀をほぼ全量逆抽出することができており、実施例6記載の、銀や銅を含まない場合と比べ遜色ない結果が得られたことが確認された。また、逆抽出後の溶媒に銅が混入することは無く、セメンテーション後液の繰り返し使用が可能であることを確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006

Claims (14)

  1.  鉄及び亜鉛の1種以上と、銀とを含む酸性水溶液から、トリブチルリン酸を抽出剤とした溶媒抽出によって、鉄及び亜鉛の1種以上と、銀とを分離する銀の回収方法。
  2.  前記酸性水溶液が鉄を含まない場合であって、
     前記酸性水溶液から前記亜鉛を銀と共にトリブチルリン酸で溶媒抽出する工程と、
     前記溶媒抽出後の亜鉛と銀を含んだ溶媒からスクラビングで亜鉛を除去する工程と、
     前記亜鉛を除去した溶媒抽出後の銀を含んだ溶媒から銀を逆抽出する工程と、
    を含む請求項1に記載の銀の回収方法。
  3.  前記酸性水溶液が亜鉛を含まない場合であって、
     前記酸性水溶液から、金属濃度が調整されたトリブチルリン酸で、前記鉄を選択的に溶媒抽出する工程と、
     前記鉄を選択抽出した後の酸性水溶液から、前記銀をトリブチルリン酸で溶媒抽出する工程と、
     前記溶媒抽出後の銀を含んだ溶媒から銀を逆抽出する工程と、
    を含む請求項1に記載の銀の回収方法。
  4.  前記酸性水溶液が鉄及び亜鉛をいずれも含む場合であって、
     前記酸性水溶液から、金属濃度が調整されたトリブチルリン酸で、前記鉄を選択的に溶媒抽出する工程と、
     前記鉄を選択抽出した後の酸性水溶液から、前記亜鉛を銀と共にトリブチルリン酸で溶媒抽出する工程と、
     前記溶媒抽出後の亜鉛と銀を含んだ溶媒からスクラビングで亜鉛を除去する工程と、
     前記亜鉛を除去した溶媒抽出後の銀を含んだ溶媒から銀を逆抽出する工程と、
    を含む請求項1に記載の銀の回収方法。
  5.  前記溶媒抽出で用いるトリブチルリン酸、及び、前記溶媒抽出した金属から所定の金属を除去するために用いるスクラビング液にそれぞれ含まれる金属の濃度を調整することで、前記鉄及び亜鉛の1種以上と、銀とを分離する請求項1~4のいずれかに記載の銀の回収方法。
  6.  前記酸性水溶液が銅を含む場合は、銅を前記溶媒抽出せずに抽出後液に残す請求項1~5のいずれかに記載の銀の回収方法。
  7.  前記逆抽出工程で用いる逆抽出剤が、チオ硫酸ソーダ溶液である請求項2~4のいずれかに記載の銀の回収方法。
  8.  前記逆抽出工程で用いる逆抽出剤が、チオ硫酸、塩酸、食塩溶液又は硝酸である請求項2~4のいずれかに記載の銀の回収方法。
  9.  前記銀を逆抽出した溶液から、銀をセメンテーションにより析出させる工程をさらに含む請求項2~8のいずれかに記載の銀の回収方法。
  10.  前記銀を逆抽出したチオ硫酸ソーダ溶液中の銀の濃度が、0.5g/L以上に制御されている請求項7又は9に記載の銀の回収方法。
  11.  銅成分を用いてセメンテーションした場合、前記セメンテーション後の液を、前記逆抽出剤へ供給して繰り返し使用する請求項9又は10に記載の銀の回収方法。
  12.  前記酸性水溶液中の銀濃度が100mg/L以下である請求項1~11のいずれかに記載の銀の回収方法。
  13.  得られる銀を含んだ回収物の品位が50%以上である請求項1~12のいずれかに記載の銀の回収方法。
  14.  前記酸性水溶液が、銅の硫化物を含有する鉱石又は精鉱を浸出して得られた浸出後液である請求項1~13のいずれかに記載の銀の回収方法。
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