JP5500208B2 - 中和処理方法 - Google Patents
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Description
1.本発明の概要
2.ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法
3.中和処理方法
3−1.第1の中和処理工程
3−2.第2の中和処理工程
4.実施例
本発明に係る中和処理方法は、ニッケル及びコバルトと、鉄、マグネシウム、マンガンの何れか1つ以上を少なくとも含む不純物金属とを含有する硫酸水溶液に硫化水素ガスを吹き込み、ニッケル及びコバルトを含む硫化物を形成する硫化処理から得られる貧液中の残留不純物金属イオンを中和除去するものである。
上述したニッケル及びコバルトと不純物金属元素とを含む硫酸水溶液としては、特に限定されず広く適用することができるが、例えば、ニッケル酸化鉱石からニッケルを回収する高温加圧浸出に基づく湿式製錬方法において、浸出工程、固液分離工程、及び中和工程を経て回収されるニッケル及びコバルトと、鉄、マグネシウム、マンガンの何れか1つ以上を少なくとも含む不純物金属とを含有する硫酸水溶液からなる母液を用いることができる。
浸出工程S1では、ニッケル酸化鉱石のスラリーに硫酸を添加し、220〜280℃の温度下で攪拌処理して、浸出液と浸出残渣とからなる浸出スラリーを形成する。浸出工程S1では、例えば高温加圧容器(オートクレーブ)が用いられる。
MO+H2SO4 ⇒ MSO4+H2O ・・・(1)
(なお、式中Mは、Ni、Co、Fe、Zn、Cu、Mg、Cr、Mn等を表す。)
2Fe(OH)3+3H2SO4 ⇒ Fe2(SO4)3+6H2O ・・・(2)
FeO+H2SO4 ⇒ FeSO4+H2O ・・・(3)
・高温熱加水分解反応
2FeSO4+H2SO4+1/2O2 ⇒ Fe2(SO4)3+H2O ・・・(4)
Fe2(SO4)3+3H2O⇒ Fe2O3+3H2SO4 ・・・(5)
固液分離工程S2では、浸出工程S1で形成される浸出スラリーを多段洗浄して、ニッケル及びコバルトを含む浸出液と浸出残渣とを得る。
中和工程S3では、固液分離工程S2にて分離された浸出液の酸化を抑制しながら、その浸出液のpHが4.0以下、好ましくは3.2〜3.8となるように炭酸カルシウムを添加し、ニッケル回収用の母液と3価の鉄を含む中和澱物スラリーとを形成する。中和工程S3では、このようにして浸出液の中和処理を行うことで、高温加圧酸浸出による浸出工程S1で用いた過剰の酸の中和を行うとともに、溶液中に残留する3価の鉄イオンやアルミニウムイオン等を除去する。なお、浸出液のpHが4.0を超えると、ニッケルの水酸化物の発生が多くなる。
硫化工程S4では、中和工程S3において得られたニッケル回収用の母液である硫酸水溶液に硫化水素ガスを吹き込んで硫化反応を生じさせ、ニッケル及びコバルトを含む硫化物と貧液とを生成する。
上述したように、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法の硫化工程S4を経て得られた貧液は、鉄、マグネシウム、マンガンの何れか1つ以上を少なくとも含む不純物金属のイオンを含有している。そのため、この貧液を系外に排出するにあたっては、貧液中の残留金属イオンを除去する中和処理を施すことが必要となる。また、この貧液を、上述した湿式製錬に繰り返し用いる場合においても、不純物成分を極力低減させた状態とするために中和処理を施すことが好ましい。
第1の中和処理工程S11では、中和剤として炭酸カルシウムスラリーを用い、上述した硫化工程S4を経て得られた貧液に対して中和処理を施す。
第2の中和処理工程S12では、第1の中和処理工程S11を経て得られた溶液に対して、第2の中和剤を用いて中和処理を施す。この第2の中和処理により、不純物金属を含む沈殿物と不純物金属が除去された中和終液とを生成する。
以下に、本発明についての実施例を説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法において、浸出工程、固液分離工程、及び中和工程を経て回収されたニッケル及びコバルトと、鉄、マグネシウム、マンガンその他の不純物金属とを含む硫酸水溶液からなる母液に対して、硫化水素ガスを吹き込んでニッケル及びコバルトを含む硫化物を形成させる硫化工程を行った後、その硫化工程から排出された貧液に対して、その貧液中に含まれる不純物金属イオンを中和除去する中和処理を行った。
比較例1では、第1の中和処理における終点pHを6.5(終点pH(1))としたこと以外は、実施例1と同様にして中和処理を行い、それぞれの中和剤の添加量を求めた。
比較例2では、貧液1m3に中和剤として消石灰スラリーのみを用いて終点のpHが9.0(1段階のみであるが、便宜的に「終点pH(2)」とする)となるまで中和処理を行い、このときに必要となった中和剤の添加量を求めた。
Claims (4)
- ニッケル及びコバルトと、鉄、マグネシウム、マンガンの何れか1つ以上を少なくとも含む不純物金属とを含有する硫酸水溶液に硫化水素ガスを吹き込み、ニッケル及びコバルトを含む硫化物を形成する硫化処理から得られる貧液中に残留した金属イオンを中和除去する中和処理方法であって、
上記貧液に対して、第1の中和剤として炭酸カルシウムスラリーを用い、pH5.0〜6.0の範囲を終点として中和処理を行う第1の中和処理工程と、
上記第1の中和処理工程で得られた溶液に、第2の中和剤として消石灰スラリーを用いて中和処理を施し、上記貧液中に残留した金属を含む沈殿物と該金属イオンが除去された中和終液とを得る第2の中和処理工程と
を有することを特徴とする中和処理方法。 - 上記第1の中和処理工程における終点のpHを5.4〜5.8の範囲とすることを特徴とする請求項1に記載の中和処理方法。
- 上記第2の中和処理工程では、pH8.5〜9.5の範囲を終点として中和処理を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の中和処理方法。
- 上記硫酸水溶液は、ニッケル酸化鉱石からニッケルを回収する高温加圧浸出に基づく湿式製錬方法において、浸出工程、固液分離工程、及び中和工程を経て回収されるニッケル及びコバルトと、鉄、マグネシウム、マンガンの何れか1つ以上を少なくとも含む不純物金属とを含有する硫酸水溶液からなる母液であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の中和処理方法。
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