JP6202083B2 - 硫化剤の除去方法 - Google Patents
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Description
2Fe(OH)3+3H2SO4→Fe2(SO4)3+6H2O
Fe2(SO4)3+H2S→2FeSO4+H2SO4+S0
本実施の形態に係る硫化剤の除去方法は、硫酸酸性溶液等の溶液から、溶存している硫化水素ガス等の硫化剤を除去する方法である。
Fe2O3+3H2SO4→Fe2(SO4)3+3H2O
Fe2(SO4)3+H2S→2FeSO4+H2SO4+S0
先ず、硫化剤の除去方法のより具体的な説明に先立ち、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセス(以下、単に「湿式製錬プロセス」ともいう)について説明する。
浸出工程S11は、例えば高温加圧容器(オートクレーブ)等を用いて、ニッケル酸化鉱石のスラリーに硫酸を添加して220℃〜280℃の温度下で、加圧しながら撹拌処理を施し、ニッケル及びコバルトを含有する浸出液と浸出残渣とからなる浸出スラリーを生成させる工程である。
中和工程S12は、上述した浸出工程S11により得られた浸出液に中和剤を添加してpHを調整し、不純物元素を含む中和澱物と中和後液とを得る工程である。この中和工程S12における中和処理により、ニッケルやコバルト等の有価金属は中和後液に含まれるようになり、鉄、アルミニウム等の不純物の大部分が中和澱物となる。
硫化工程S13は、上述した中和工程S12により得られた中和後液に硫化剤を添加してニッケル及びコバルトの硫化物(ニッケル・コバルト混合硫化物)と硫化後液とを得る工程である。この硫化工程S13における硫化処理により、ニッケル、コバルト、亜鉛等は硫化物となり、その他は硫化後液に含まれることになる。
最終中和工程S14では、上述した硫化工程S13にて生成した硫化後液、すなわち、鉄、マグネシウム、マンガン等の不純物元素を含む硫化後液に対して、排出基準を満たす所定のpH範囲に調整する中和処理(無害化処理)を施す。
さて、上述したニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおいて、硫化工程S13での硫化処理を経て生成した硫化後液には、硫化反応を生じさせるために添加した硫化水素等の硫化剤が溶存していることがある。硫化処理で生成した硫化後液は、最終中和工程S14に移送されて、その溶液に対する無害化処理が施されることによってマグネシウム、マンガン等の成分が除去され、排水基準を満たした状態で系外に排出される。しかしながら、硫化後液に硫化剤が残存している場合には、その硫化剤についての除去処理を行わなければ、系外に放流することができない。
浸出残渣洗浄工程S21では、浸出工程S11から回収された浸出残渣に対して洗浄水を用いて洗浄処理を施し、その浸出残渣に付着する不純物を除去する。
硫化剤除去処理工程S22では、硫化水素が溶存する硫化後液に、上述した洗浄後浸出残渣を添加するとともに硫酸溶液を添加する。これにより、下記反応式に示す反応が生じて、硫化後液に溶存する硫化水素が酸化され、固体の硫黄として固定化される。
Fe2O3+3H2SO4→Fe2(SO4)3+3H2O
Fe2(SO4)3+H2S→2FeSO4+H2SO4+S0
[実施例1]
図1及び図2のニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスに示すように、先ず、ニッケル酸化鉱石のスラリーをオートクレーブに装入し、高温高圧下で硫酸を用いて浸出処理を施すことによって浸出液と浸出残渣(ヘマタイト,Fe2O3)とを含有する浸出スラリーを得た(浸出工程S11)。下記表1に、浸出スラリーの組成の分析結果を示す。
比較例1では、硫化後液に溶存する硫化水素の除去処理において、湿式製錬プロセスの最終中和工程S14から得られる最終中和澱物を硫化後液中に添加した。
比較例2では、硫化後液に溶存する硫化水素の除去処理において、実施例1と同様に洗浄後浸出残渣のスラリーを硫化後液に添加したが、硫酸溶液の添加により、その硫化後液のpHが1.2となるように調整した。
比較例3では、硫化後液に溶存する硫化水素の除去処理において、実施例1と同様に洗浄後浸出残渣のスラリーを硫化後液に添加したが、硫酸溶液の添加により、その硫化後液のpHが1.8となるように調整した。
以上の結果から、実施例1のように、硫化水素が溶存した硫化後液に対して洗浄後浸出残渣を添加することにより、最終中和澱物を3価鉄イオン源として添加した比較例1に比べて、硫酸溶液の使用量を大幅に低減させることができることが分かった。また、その硫化水素の除去後に最終中和処理にて使用する中和剤(石灰石及び消石灰)の使用量についても、大幅に低減させることができることが分かった。
Claims (5)
- ニッケル酸化鉱石に硫酸を用いて高温高圧下で酸浸出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て、該浸出液に対し硫化剤により硫化処理を施してニッケル及びコバルトの硫化物と硫化後液と生成させた後、固液分離して得られた硫化後液中に溶存する硫化剤を除去する方法であって、
前記硫化後液に対して、前記浸出残渣を洗浄して得られる洗浄後浸出残渣と、硫酸溶液とを添加して、該硫化後液に含まれる硫化剤を硫黄として固定化し回収する
硫化剤の除去方法。 - 前記硫化後液のpHが1.2を超えて1.5以下の範囲となるように前記硫酸溶液を添加する
請求項1に記載の硫化剤の除去方法。 - 前記洗浄後浸出残渣を添加した後に、該洗浄後浸出残渣を添加した後の硫化後液のスラリー1m3あたり1.8Nm3以上の空気を吹き込む
請求項1又は2に記載の硫化剤の除去方法。 - 前記洗浄後浸出残渣に含まれる3価の鉄イオンが、前記硫化後液中に溶存する硫化剤に対するモル比で0.05以上となるように該洗浄後浸出残渣を添加する
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の硫化剤の除去方法。 - 前記硫化剤は、硫化水素ガスである
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の硫化剤の除去方法。
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