JP3899428B2 - 閃亜鉛鉱を含む鉱石または精鉱から亜鉛を回収する方法 - Google Patents

Description

本発明は、第一工程において、閃亜鉛鉱を含む鉱石および精鉱を熱処理に供して、閃亜鉛鉱を湿式製錬媒体中でより容易に作用される物質に変換し、そして、第二工程において、該物質を浸出することにより、前記鉱石または精鉱から亜鉛を回収する方法に関する。
従来技術に従えば、閃亜鉛鉱を含む鉱石または精鉱は焙焼工程に供され、鉱石または精鉱は高められた温度で酸化される。この焙焼工程において、硫化亜鉛は、ＳＯ₂および熱を放出しながら酸化亜鉛に転換される。続いて、酸化亜鉛は浸出され、溶液中にもたらされる。この慣例の工程経路はいくつかの不利な点を有する。該ＳＯ₂はさらに処理されなければならず、そして大量の硫酸を結果として生じる。また、硫酸中で行われる浸出は通常二工程を必要とし、第一工程において、鉱石または精鉱は中性浸出に供され、そして、第二工程において、残存する亜鉛フェライトは強酸性浸漬を行われる。強酸性浸出の間に溶解した鉄は、方法に依り、ジャロサイト、ゴウサイトまたはヘマタイトとして沈殿する。
本発明は、目的として、なかんずく、従来技術に従う方法よりも大幅に少量の酸しか発生せず、また浸出を二工程の代わりに単一の工程にて行うことを可能にする方法を表すものである。
この目的のために、本発明に従うと、該熱処理は、非酸化条件下でかつ閃亜鉛鉱のウルツ鉱への転移温度を超える温度、即ち９００℃を超える温度で、閃亜鉛鉱が少なくとも一部はウルツ鉱に変態することを可能にならしめる条件にて行われる加熱サイクルと、および少なくとも一部は該ウルツ鉱が低温で保持されるような条件にて行われる急冷サイクルから本質的になる。
閃亜鉛鉱のウルツ鉱への転移温度は、閃亜鉛鉱中に溶解している鉄の量がより多くなればなるほど、該転移温度はより低くなるような関係において、閃亜鉛鉱中の不純物の量の関数であると考えられている。
本発明の好ましい態様において、加熱サイクルは１０２０℃を超える温度で行われる。
本発明の他の好ましい態様に従うと、前記急冷サイクルは水中または前記湿式製錬媒体中での焼入れによって行われる。
第二工程における浸出は、ウルツ鉱から亜鉛を浸出することができる全ての種類の酸性、中性または塩基性湿式製錬媒体中で行うことができる。従来技術に従うと、浸漬のために使用される湿式製錬媒体は、通常硫酸を含むにもかかわらず、ＨＣｌ、ＮａＯＨ、ＮＨ₄ ⁺イオン（例えばＮＨ₄Ｃｌ溶液）他を含む溶液を使用することも可能であり、ＨＣｌおよび／またはＨ₂ＳＯ₄が本発明の好ましい態様において使用される。
浸出は、非酸化条件下または、例えば酸化剤としてＯ₂またはＣｌ₂を用いる酸化条件下で行われることができる。
浸出後、亜鉛を含む溶液は精製され、そして続いて亜鉛はこの溶液から電気分解によって回収される。
本発明の他の特徴および利点は、本発明に従う鉱石およびバルク精鉱を処理するための方法の特別な態様の記載に表される。
述べられるべきものは、鉄含有硫化亜鉛精鉱（iron-bearing sulphidic zinc concentrate）からの亜鉛の回収方法を開示するＥＰ−Ａ−０１９５６５０である。ここでは、閃亜鉛鉱を含む精鉱は、酸素欠失雰囲気中で７００−１０５０℃で酸化焙焼工程に供される。この工程において、鉄は優先的に酸化され、費用のかかる分離処理を必要とする亜鉛フェライトの形成が妨げられる。鉄を含む画分および未反応硫化亜鉛を含む画分はその後分離され、そしてさらに加工される。ＷＯ−Ａ−９０１３６７９もまた、７００および１０５０℃で、酸素欠失雰囲気を使用することにより、硫化亜鉛鉱石または精鉱中の鉄を選択焙焼するという大変良く似た方法を記載する。
ブルンスビック マイニング アンド スメルティング（Brunswick Mining and Smelting）からの硫化亜鉛精鉱の２種の試料についての以下の比較実験が、例としてのみ与えられるが、発明の範囲を制限するものでない。該精鉱のおよその重量％分析は、Ｚｎ５２重量％、Ｆｅ１０重量％、Ｐｂ２．０重量％、Ｃｕ０．４重量％、Ｓ３３．６重量％およびＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃およびＣａＯを含む代表的な不純物２重量％である。一方の試料を約１１００℃の温度に加熱し、そして急冷に冷却した。引き続いて、それぞれの試料からの１００ｇの試料を、６Ｎ ＨＣｌ溶液１リットル中で９０℃で浸出した。熱処理試料について４ｇのみの残渣が残留したが、一方、非熱処理試料については５０ｇの残渣が残留した。精鉱を１１００℃の温度に加熱したとき、試料の閃亜鉛鉱はウルツ鉱に変態し、それは水中での焼入れによる急冷によって保持される。結果として、反応ＺｎＳ＋２Ｈ⁺→Ｚｎ⁺⁺＋Ｈ₂Ｓに従うＺｎＳの非酸化浸出は、熱処理および急冷の組み合わせにより閃亜鉛鉱をウルツ鉱に変態することによって促進されることができることが証明された。
この実験において、ウルツ鉱浸出反応は、ＺｎＣｌ₂およびＨ₂Ｓを生成する。亜鉛は、必要な精製が行われた後に、電気分解によって溶液から回収されることができる。電気分解はカソードで亜鉛を発生し、またアノードでＣｌ₂を発生する。特に、このＣｌ₂は浸出反応によって発生したＨ₂Ｓと反応することができ、そして、硫酸よりも備蓄するに容易である元素硫黄と、および浸出工程に再循環されることができるＨＣｌとが生成する。その代わりに、Ｈ₂Ｓおよび／またはＣｌ₂は多数の他の湿式製錬の運転における試薬として直接使用されることができる。
本発明は、もちろん例に限定されず、また工程の態様の記載は上記に与えられている。

Claims (12)

1. 第一工程において、閃亜鉛鉱を含む鉱石または精鉱を熱処理に供して、閃亜鉛鉱を湿式製錬媒体中でより容易に作用される物質に変換し、そして、第二工程において、該物質を浸出することにより、前記鉱石または精鉱から亜鉛を回収する方法において、前記熱処理は、非酸化条件下でかつ９００℃を超える温度で行われ、閃亜鉛鉱が少なくとも一部はウルツ鉱に変態することを可能にならしめる条件にて行われる加熱サイクルと、および少なくとも一部は該ウルツ鉱が低温で保持されるような条件にて行われる急冷サイクルとから本質的になることを特徴とする方法。
2. 前記熱処理は１０２０℃を超える温度にて行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記急冷サイクルは水中または前記湿式製錬媒体中での焼入れによって行われることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 第二工程は酸性溶液中での浸出からなることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記酸性溶液は塩酸および／または硫酸を含むことを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. 浸出は非酸化条件下で行われることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の方法。
7. 浸出において発生するＨ₂Ｓを回収し、そしてこれを何らかの他の化学装置の運転において使用することを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の方法。
8. 浸出は酸化条件下、例えば酸化剤としてＯ₂またはＣｌ₂を用いて行われることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の方法。
9. 浸出はＮＨ₄ ⁺イオンの存在下で行われることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の方法。
10. 浸出は中性またはアルカリ性溶液中で行われることを特徴とする、請求項１ないし３および６ないし９のいずれか一項に記載の方法。
11. 第二工程において得られる溶液を精製することを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 亜鉛を溶液から電気分解によって回収することを特徴とする、請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の方法。