JP2002030359A - 酸化第一銅及びビスマスを含む処理対象物から銅等とビスマスとの分離回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】非鉄製錬工程より産出される酸化第一銅及びビ
スマスを含む処理対象物から、有価物であるビスマスと
銅等とを分離回収する方法を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 酸化第一銅及びビスマスを含む処理対象
物を１段階目の浸出として５０〜２００ｇ／Ｌの硫酸で
浸出し、銅、砒素、ニッケル等を溶出させた後、２段階
目の浸出として該硫酸浸出残渣を２〜３Ｍ／Ｌの塩酸で
浸出し、ビスマスを溶出させることを特徴とする酸化第
一銅及びビスマスを含む処理対象物から銅等とビスマス
の分離回収方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非鉄製錬工程等で発生
する酸化第一銅及びビスマスを含む処理対象物例えばア
ルカリ処理をした電解沈殿銅から、有価物を分離回収す
る方法に関するものであり、更に詳しく述べると有価物
であるビスマスを銅等と湿式処理により分離し回収する
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】砒素、アンチモン、ビスマスのいわゆる
５族元素は、鉛、銅、錫、銀、金などの鉱石中に含ま
れ、これらの非鉄金属の製錬副産物として産出されてい
る。砒素、アンチモン、ビスマスは、銅や鉛鉱石に随伴
して産出されることが多く、乾式製錬によってその粗金
属中に残留する。例えば、粗銅中に残留した砒素、アン
チモン、ビスマスは、銅の電解精製工程において他の不
純物と共に電解液に濃縮される。一方大部分の砒素、ア
ンチモン、ビスマスは、銅製錬の乾式工程で高熱によっ
て揮発し、煙灰として鉛、砒素、アンチモンなどと共に
コットレル等に捕集され、これらは更に鉛製錬工程に送
られ分離回収される。

【０００３】銅電解液中に濃縮された砒素、アンチモ
ン、ビスマスは、例えばイオン交換樹脂や脱銅電解で除
去される。脱銅電解で発生した殿物が電解沈殿銅と呼ば
れており、砒素、アンチモン、ビスマスが濃縮されてい
る。

【０００４】電解沈殿銅中には砒素が含まれており、こ
の砒素の安定化処理が困難であり、多くの場合貯蔵され
ている。また電解沈殿銅には砒素、アンチモン、ビスマ
スの他に有価物である銅が多量に含まれており、有価物
回収の観点から貯蔵には問題がある。

【０００５】また砒素、アンチモン、ビスマスは挙動を
共にすることが多く、これらの分離も課題となってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記問題点を解決す
る、湿式法によるビスマスと銅等を分離し、有価物であ
るビスマスを回収する方法を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、酸化第一
銅及びビスマスを含む処理対象物例えばアルカリ処理を
した電解沈殿銅からの銅等とビスマスの分離回収方法の
種々の検討を行った結果、分離回収方法として、 （１）酸化第一銅及びビスマスを含む処理対象物を１段
階目の浸出として５０〜２００ｇ／Ｌ以下の硫酸で浸出
し、銅、砒素、ニッケル等を溶出させた後、２段階目の
浸出として該硫酸浸出残渣を２〜３Ｍ／Ｌ以上の塩酸で
浸出し、ビスマスを溶出させることにより、銅等とビス
マスを分離し回収することを特徴とする酸化第一銅及び
ビスマスを含む処理対象物から銅等とビスマスの分離回
収方法。 （２）硫酸浸出の条件が、液温４０℃以上、処理時間２
時間以上、パルプ濃度９０ｄｒｙ−ｇ／Ｌ以下であるこ
とを特徴とする（１）に記載の方法。 （３）塩酸浸出の条件が、液温２０℃以上、処理時間１
時間以上、パルプ濃度７５ｄｒｙ−ｇ／Ｌ以下であるこ
とを特徴とする（１）に記載の方法。 （４）上記（１）記載の塩酸処理後の処理液をｐＨ＝２
〜３とし、ビスマスを残渣中に回収することを特徴とす
る請求項１記載の方法。 を提供する。

【作用】以下本発明の構成を詳しく説明する。なお構成
は例を挙げて説明しているが、本発明はこの例に制限さ
れるものではない。

【０００８】砒素、アンチモン、ビスマスのいわゆる５
族元素は、鉛、銅、錫、銀、金などの鉱石中に含まれ、
これらの非鉄金属の製錬副産物として産出されている。
砒素、アンチモン、ビスマスは、銅や鉛鉱石に随伴して
産出されることが多く、乾式製錬によってその粗金属中
に残留する。例えば、粗銅中に残留した砒素、アンチモ
ン、ビスマスは、銅の電解精製工程において他の不純物
と共に電解液に濃縮される。一方大部分の砒素、アンチ
モン、ビスマスは、銅製錬の乾式工程で高熱によって揮
発し、煙灰として鉛、砒素、アンチモンなどと共にコッ
トレル等に捕集され、これらは更に鉛製錬工程に送られ
分離回収される。

【０００９】銅電解液中に濃縮された砒素、アンチモ
ン、ビスマスは、例えばイオン交換樹脂や脱銅電解で除
去される。この脱銅電解で発生した殿物が電解沈殿銅と
呼ばれており、銅、砒素、アンチモン、ビスマスが濃縮
されている。

【００１０】電解沈殿銅中には砒素が含まれており、こ
の砒素の安定化処理が困難なため、多くの場合貯蔵され
ている。また電解沈殿銅には砒素、アンチモン、ビスマ
スの他に有価物である銅が多量に含まれており、有価物
回収の観点から貯蔵には問題がある。

【００１１】本発明者らは、酸化第一銅及びビスマスを
含む処理対象物例えばアルカリ処理をした電解沈殿銅か
らの銅等とビスマスの分離回収の種々の検討を行った結
果、アルカリ浸出をした電解沈殿銅を硫酸浸出して銅、
砒素、ニッケルを溶出させた後、浸出残渣を塩酸浸出し
ビスマスを溶出させることによりビスマスと銅等との分
離ができるとの知見を得た。

【００１２】すなわちアルカリ処理をした電解沈殿銅を
硫酸で浸出すると銅、砒素、ニッケルの大部分が浸出さ
れる。このときビスマスは浸出されず残渣に残留濃縮す
る。このアルカリ処理をした電解沈殿銅中の銅の形態
は、アルカリ処理により酸化第一銅に変換されており、
この酸化第一銅は硫酸に容易に溶解する。このため、銅
とビスマスの分離が効率よく行われる。アルカリ処理後
の電解沈殿銅品位は、例えばビスマス１〜１０％、銅５
０〜７０％、砒素１〜１０％、ニッケル１〜１０％であ
る。この硫酸浸出残渣を塩酸で浸出することにより、ビ
スマスが溶出するため銅等とビスマスの分離が可能であ
ることを見い出した。

【００１３】硫酸で浸出された銅、砒素、ニッケルの回
収は、例えば中和処理が適用可能である。ここで発生し
た中和残渣は非鉄金属製錬の乾式工程に繰返すことが可
能である。また浸出液は、液中に硫酸が残留しているた
め、再度硫酸浸出工程へ繰返すことが可能である。

【００１４】硫酸濃度が高くなるとＢｉが浸出されるた
め、硫酸濃度は５０〜２００ｇ／Ｌ、さらに詳細に述べ
ると８０から１００ｇ／Ｌが好ましい。この時の硫酸浸
出後液中の硫酸濃度は約２０ｇ／Ｌ程度であり、硫酸濃
度を調整した後再度硫酸浸出に繰返すことが可能であ
る。また硫酸浸出後液のブリードオフ時、硫酸濃度が比
較的低いため、中和処理による銅等の有価物回収が容易
に行えるメリットもある。

【表１】

【００１５】硫酸浸出の処理時間は、２時間以上更に詳
しく述べると３〜５時間が好ましい。処理時間が短いと
特に銅の浸出率が低くなる。処理時間が5時間を超える
とBiが溶出する傾向であるため好ましくない。

【表２】

【００１６】硫酸処理の液温が低いと銅の浸出率が低く
なるため、銅等とビスマスの分離は困難となる。液温は
４０℃以上、更に詳しく述べると５５〜６５℃が好まし
い。液温が６０℃より高いと、銅の浸出率はさほど上昇
せず熱エネルギーのロスとなるため好ましくない。

【表３】

【００１７】硫酸浸出のパルプ濃度が上昇するとCu、A
s、Niの浸出率が低下しBiとの分離が困難となる。パル
プ濃度は９０ｄｒｙ−ｇ／Ｌ以下、さらに詳しく述べる
と４０〜７０ｄｒｙ−ｇ／Ｌが好ましい。

【表４】

【００１８】硫酸浸出で得られた残渣はビスマスが主成
分であり、ビスマスの形態は酸化ビスマスと考えられ
る。このビスマス化合物は、酸類、例えば塩酸に溶解す
る。

【００１９】塩酸浸出の塩酸濃度は２〜３モル／Ｌ以上
が好ましい。塩酸濃度が薄いとビスマス浸出率が上がら
ない。

【表５】

【００２０】塩酸溶解の液温は、２０℃以上更に詳しく
述べると５５〜６５℃が好ましい。

【表６】

【００２１】塩酸浸出の浸出時間は、１時間以上更に詳
しく述べると2時間以上が好ましい。

【表７】

【００２２】塩酸浸出のパルプ濃度は、７５ｄｒｙ−ｇ
／Ｌ以下、更に詳しく述べると４５〜６０ｄｒｙ−ｇ／
Ｌが好ましい。パルプ濃度が高いとＢｉ浸出率が低下す
る。

【表８】

【００２３】塩酸浸出されたビスマスの回収方法は、例
えば加水分解法の適用が可能である。この加水分解法
は、含ビスマス塩酸溶液のｐHを上げていくとBiが加水
分解を起こしオキシ塩化ビスマス（BiOCl）として回収
する方法である。

【００２４】本発明により、アルカリ処理をした電解沈
殿銅から銅等とビスマスを分離回収することが可能とな
った。

【００２５】以上説明したように、銅等とビスマスとを
分離する簡便な方法を確立した。

【実施例】

【００２６】以下本発明の実施例を説明する。なお本発
明は実施例に限定されるものではない。

【００２７】銅製錬工程中間処理物として産出されるア
ルカリ処理をした電解沈殿銅の組成は表の通りである。
この電解沈殿銅中の銅の形態は酸化第一銅である。

【００２８】

【表９】

【００２９】電解沈殿銅９６０ｗｅｔ−ｇを硫酸濃度８
０ｇ／Ｌの液１２Ｌにリパルプし、６０℃4ｈｒ攪拌放
置後、固液分離を行った。このとき残渣は３３９ｗｅｔ
−ｇ（付着水分３４．５％）得られた。分析値を表１０
に示す。

【００３０】

【表１０】

【００３１】硫酸浸出残渣２４０ｗｅｔ−ｇを常温の２
モル／Ｌ塩酸溶液３Ｌにリパルプした。1時間のリパル
プ後、濾過による固液分離を実施し、１６７．７ｗｅｔ
−ｇ（付着水分５３．２％）の残渣を得た。

【００３２】

【表１１】

【００３３】６０℃に加温した塩酸浸出後液２．９Ｌに
２００ｇ／ＬのＮａＯＨ０．９８Ｌを添加し、ｐＨ２．
２５とし４時間攪拌放置した。その後固液分離を実施
し、２７．４ｗｅｔ−ｇ（付着水分５８．５％）の残渣
を得た。この残渣の品位を表に示す。

【表１２】

【比較例】

【００３４】アルカリ処理を行っていない電解沈殿銅１
６．４ｄｒｙ−ｇを８０ｇ／Ｌの硫酸０．２５Ｌにリパ
ルプし、６０℃×４ｈｒ攪拌放置した。その後、固液分
離を実施し、浸出率を算出した結果、次のようになっ
た。表１に示す銅の浸出率８５％以上に比べ、８．２％
と比べはるかに悪い値であり、銅、ビスマスの効率的分
離回収が不可能であった。

【表１３】

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明により電解
沈殿銅から有価物であるビスマスと銅等とを分離回収す
ることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本発明の処理フローの一態様を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】酸化第一銅及びビスマスを含む処理対象物
   を１段階目の浸出として５０〜２００ｇ／Ｌの硫酸で浸
   出し、銅、砒素、ニッケル等を溶出させた後、２段階目
   の浸出として該硫酸浸出残渣を２〜３Ｍ／Ｌの塩酸で浸
   出し、ビスマスを溶出させることを特徴とする酸化第一
   銅及びビスマスを含む処理対象物から銅等とビスマスの
   分離回収方法。
2. 【請求項２】硫酸浸出の条件が、液温４０℃以上、処理
   時間２時間以上、パルプ濃度９０ｄｒｙ−ｇ／Ｌ以下で
   あることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】塩酸浸出の条件が、液温２０℃以上、処理
   時間１時間以上、パルプ濃度７５ｄｒｙ−ｇ／Ｌ以下で
   あることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】請求項１の塩酸処理後の処理液をｐＨ＝２
   〜３とし、ビスマスを残渣中に回収することを特徴とす
   る請求項１記載の方法。