JP2021188080A - カドミウム水酸化物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ところで、カドミウムを分離回収する方法としては、例えば、湿式処理で不純物を粗分離後、乾式処理によって精分離する方法が一般的に行われている。
ここで、本実施の形態に係る高純度なカドミウム水酸化物は、具体的には、カドミウムが30質量%以上、亜鉛が5質量%以下、鉛が0.1質量%以下、タリウムが0.1質量%以下、銅が0.1質量%以下、ニッケルが0.1質量%以下であるカドミウム水酸化物を意味する。
このようにして得られたカドミウム水酸化物に酸を付し、カドミウムを浸出させることにより、不純物が低減されてカドミウム品位が高いカドミウム溶液を製造することが可能となる。
以下、それぞれの工程を説明する。
第1のpH調整工程は、カドミウムを含有する原料溶液に対し、pH調整剤を添加し、原料溶液に含まれる亜鉛と鉛が水酸化物を形成して沈殿物となる範囲に、原料溶液をpH調整し、亜鉛と鉛の水酸化物の沈殿物と、濾液からなる第1スラリーを形成後、この第1スラリーを固液分離して亜鉛と鉛の水酸化物の沈殿物を系外に除去し、カドミウムを含む濾液を得る工程である。特に、後述するイオン交換工程でカドミウムとともにクロロ錯体を形成しやすい亜鉛を系外に除去することができる。
さらに、表1の結果から各金属成分を含む溶液のpHが各金属成分の沈殿率に及ぼす影響を図1に示す。なお、濾液のpHは、「pH調整した原料溶液」のpHでもある。
このように、第1のpH調整工程における金属成分を含む溶液のpH7.0以上、9.0以下の範囲となるように調整することによって、効果的に固相部に亜鉛と鉛を分配し、且つ、効果的に液相部にカドミウムを分配することが可能である。
前工程の第1のpH調整工程で得た濾液に対し、強塩基性陰イオン交換樹脂を接触させてカドミウムを吸着し、そして、このカドミウムを吸着した強塩基性陰イオン交換樹脂を純水に接触させてカドミウムを純水中に溶離し、カドミウム溶離液を得る工程である。
ここで、前記の強塩基性陰イオン交換樹脂とは、官能基として強塩基性のアミノ基を導入したイオン交換樹脂のことであり、好適に用いることのできる強塩基性陰イオン交換樹脂として、例えば、四級アンモニウム基を持つイオン交換樹脂を挙げることができる。
なお、このイオン交換工程は、後述のクロロ錯体を介するカドミウムの吸着操作と、カドミウムの溶離操作から構成されている。以下、これらの操作についてさらに説明する。
カドミウムの吸着操作は、カラムに強塩基性陰イオン交換樹脂を充填し、その後前工程の第1のpH調整工程で得た濾液をカラム内に通液してカドミウムを吸着させる操作である。この吸着操作に際し、カドミウムの効率的な吸着が可能となる範囲に通液流量を調整することが好ましい。具体的には、第1のpH調整工程で得た濾液のカドミウム濃度に応じて、後述の通液倍数BVがカドミウムの効率的な吸着が可能となる範囲に通液流量を調整する。ここで、通液倍数BVとは、樹脂容積の何倍量の通液を行うかを示す単位であり、1Lの容積を有する樹脂に50Lの通液を行う場合の通液倍数をBV50と表記する。
カドミウムの溶離操作は、前記のカドミウムの吸着操作によってカドミウムを吸着させた強塩基性陰イオン交換樹脂に対して、純水を通液して接触させることにより、カドミウムを純水中に溶離させる操作である。この溶離操作に際して、前記のカドミウムの吸着操作を行う際に調整した通液倍数BVよりも、小さな通液倍数BVとなるように通液流量を調整することが好ましい。これにより、純水中に溶離したカドミウムの濃度上昇、すなわちカドミウムの純水中への濃縮が可能である。
第2のpH調整工程は、前工程のイオン交換工程で得たカドミウム溶離液に対し、さらにpH調整剤を添加し、前記溶離液に含まれるカドミウムがカドミウム水酸化物を形成して前記カドミウム水酸化物を含む沈殿物となる範囲に溶離液のpHを調整することにより、その沈殿物を固相部に含む第2スラリーを形成し、このスラリーを固液分離してカドミウム水酸化物を得る工程である。
このように、第2のpH調整工程における金属成分を含む溶液のpHを、7.0以上となるように調整することによって、効果的に固相部に前記カドミウム水酸化物を分配することが可能である。
カラムに充填するイオン交換樹脂として、弱塩基性陰イオン交換樹脂(住化ケムテックス株式会社製: デュオライト A368M 3級アミン)を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行った。イオン交換樹脂にカドミウムを吸着した後の残液である吸着後液の組成を表8に、吸着させたカドミウムをイオン交換樹脂から溶離させて得た溶離液の組成を表9に、この場合の溶離率を表10に、さらに、この溶離液から生成したカドミウム水酸化物の組成を表11に示す。
Claims (5)
- カドミウム及び塩化物イオンを含有する原料溶液にpH調整剤を添加して、亜鉛と鉛が水酸化物を形成して沈殿物となる範囲に前記原料溶液のpHを調整し、前記原料溶液から前記沈殿物と濾液とからなる第1スラリーを形成した後、前記第1スラリーを固液分離処理により、前記濾液と前記沈殿物を得る第1のpH調整工程と、
前記第1のpH調整工程で得られた濾液と強塩基性陰イオン交換樹脂とを接触させて前記塩化物イオンとカドミウムとのクロロ錯体を吸着させ、前記クロロ錯体を吸着させた強塩基性陰イオン交換樹脂を純水に接触させてカドミウム溶離液を得るイオン交換工程と、
前記イオン交換工程で得られたカドミウム溶離液にpH調整剤を添加して、前記カドミウム溶離液に含まれるカドミウムがカドミウム水酸化物を形成して、前記カドミウム水酸化物を含むカドミウム沈殿物となる範囲に前記カドミウム溶離液のpHを調整して、前記カドミウム沈殿物を含む第2スラリーを生成した後、前記第2スラリーに固液分離処理を施し、前記カドミウム水酸化物を含むカドミウム沈殿物を得る第2のpH調整工程と、
からなるカドミウム水酸化物の製造方法。 - 前記第1のpH調整工程のpHを7.0以上、9.0以下の範囲に調整することを特徴とする、請求項1に記載のカドミウム水酸化物の製造方法。
- 前記第2のpH調整工程のpHを7.0以上の範囲に調整することを特徴とする、請求項1または2に記載のカドミウム水酸化物の製造方法。
- 前記カドミウムを含有する原料溶液が、カドミウムを0.001質量%以上、塩素を1.0%以上、亜鉛を0.5質量%以下、鉛を0.01質量%以下、タリウムを0.01質量%以下、銅を0.001質量%以下、ニッケル0.01質量%以下を含むことを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のカドミウム水酸化物の製造方法。
- 前記カドミウムを含有する原料溶液が、電気炉ダストを酸浸出した溶液であることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか1項に記載のカドミウム水酸化物の製造方法。
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