JP7276042B2 - スカンジウムの回収方法、並びにイオン交換処理方法 - Google Patents
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Description
スカンジウム回収の処理対象となるスカンジウムを含有する酸性溶液としては、上述したように、ニッケル酸化鉱石に対して硫酸により浸出して得られる硫酸酸性溶液等の、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬処理を経て得られる溶液を用いることができる。
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240℃~260℃の温度下で撹拌処理を施し、浸出液と浸出残渣とからなる浸出スラリーを形成する工程である。なお、浸出工程S11における処理は、従来知られているHPALプロセスに従って行えばよい。
中和工程S12は、得られた浸出液に中和剤を添加してpH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。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、スカンジウム等の有価金属は中和後液に含まれるようになり、鉄、アルミニウムをはじめとした不純物の大部分が中和澱物となる。
硫化工程S13は、中和工程S12にて得られた中和後液に硫化剤を添加してニッケル硫化物と硫化後液とを得る工程である。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、スカンジウムは硫化後液に含まれることになる。
イオン交換処理工程S2は、湿式製錬処理工程S1を経て得られた硫化後液に対してキレート樹脂(イオン交換樹脂)を用いたイオン交換処理を施すことによって、スカンジウムを濃縮させたスカンジウム溶離液を得る工程である。
吸着工程S21では、酸性溶液である硫化後液をカラムに充填させたキレート樹脂に接触させて、溶液中のスカンジウムをキレート樹脂に吸着させる。キレート樹脂としては、上述したように、例えばイミノジ酢酸を官能基とする樹脂を用いることができる。
アルミニウム除去工程S22では、吸着工程S21でスカンジウムを吸着したキレート樹脂に0.3N未満の硫酸を接触させ、そのキレート樹脂に吸着したアルミニウムを除去する。なお、硫酸によりキレート樹脂からアルミニウムを除去すると、アルミニウムを溶離させた溶液(アルミニウム溶離液)が回収される。
スカンジウム溶離工程S23では、アルミニウムを除去したキレート樹脂に0.3N以上3.0N未満の硫酸を接触させ、キレート樹脂からスカンジウムを溶離し、スカンジウム溶離液を得る。
クロム除去工程S24では、スカンジウム溶離工程S23を経てスカンジウムを溶離させたキレート樹脂に3.0N以上の硫酸を接触させ、キレート樹脂に吸着した不純物であるクロムを除去する。なお、硫酸によりキレート樹脂からクロムを除去すると、クロムを溶離させた溶液(クロム溶離液)が回収される。
また、図示していないが、上述したアルミニウム除去工程S22に先立ち、不純物である鉄を除去する鉄除去工程を設けるようにしてもよい。硫化後液には、その原料のニッケル酸化鉱石に由来して鉄が含まれることがある。このようなとき、不純物を低減してスカンジウム溶離液中のスカンジウム濃度を高める観点から、鉄除去工程を設けて、キレート樹脂に吸着した鉄を除去することが好ましい。
スカンジウム回収工程S3は、イオン交換処理工程S2を経て得られたスカンジウム溶離液からスカンジウムを回収する工程である。例えば、スカンジウムは、酸化スカンジウムの形態として回収することができる。
また、必須の態様ではないが、イオン交換処理工程S2を経て得られたスカンジウム溶離液をキレート樹脂に再吸着させるための再吸着処理を行うようにしてもよい(再吸着処理工程S4)。
(湿式製錬処理工程)
ニッケル酸化鉱石を適当な粒度に破砕したスラリー(鉱石スラリー)を、濃硫酸と共に高圧反応容器(オートクレーブ)に装入し、245℃に維持しながら1時間かけてスカンジウムやニッケル等の有価金属を浸出したスラリー(浸出スラリー)を生成させた(浸出工程)。そして、得られた浸出スラリーを反応容器から取り出して冷却し、シックナーを用いて有価金属を含有する浸出液と浸出残渣とに固液分離した。
次に、湿式製錬処理工程における硫化工程を経て回収された硫化後液を吸着始液として用い、硫化後液をイオン吸着樹脂に接触させてスカンジウムを吸着させる処理を行った。
Claims (5)
- 少なくとも、スカンジウム、ニッケル、及びクロムを含有する酸性溶液からスカンジウムを回収する方法において、
キレート樹脂を充填したカラムに前記酸性溶液を通液することにより該酸性溶液中のスカンジウムを該キレート樹脂に吸着させ、その後スカンジウム溶離液を得るイオン交換処理工程を含み、
前記イオン交換処理工程では、
前記酸性溶液を前記カラムに通液に際し、該カラム内での単位時間あたりの移動距離(線速度)を、10m/h~12m/hとなるように調整して通液する、
スカンジウムの回収方法。 - 前記酸性溶液は、ニッケル酸化鉱石を硫酸による浸出処理に付し、得られた浸出液に硫化剤を添加してニッケル硫化物を分離した後の溶液である、
請求項1に記載のスカンジウムの回収方法。 - 前記キレート樹脂が、イミノジ酢酸を官能基とする樹脂である、
請求項1又は2に記載のスカンジウムの回収方法。 - 前記イオン交換処理工程は、
前記酸性溶液を、前記キレート樹脂を充填したカラムに通液させることにより、該キレート樹脂にスカンジウムを吸着させる工程と、
スカンジウムを吸着したキレート樹脂に0.3N未満の硫酸を接触させ、該キレート樹脂に吸着したアルミニウムを除去する工程と、
アルミニウムを除去したキレート樹脂に0.3N以上3N未満の硫酸を接触させ、該キレート樹脂に吸着したスカンジウムを溶離してスカンジウム溶離液を得る工程と、
スカンジウムを溶離したキレート樹脂に3N以上の硫酸を接触させ、該キレート樹脂に吸着したクロムを除去する工程と、を有する、
請求項1乃至3のいずれかに記載のスカンジウムの回収方法。 - 少なくとも、スカンジウム、ニッケル、及びクロムを含有する酸性溶液に対してキレート樹脂を用いたイオン交換処理を施し、スカンジウムを濃縮させた溶液を得るイオン交換処理方法であって、
前記キレート樹脂を充填したカラムに前記酸性溶液を通液することにより該酸性溶液中のスカンジウムを該キレート樹脂に吸着させる工程を含み、
前記酸性溶液を前記カラムに通液するに際し、該カラム内での単位時間あたりの移動距離(線速度)を、10m/h~12m/hとなるように調整して通液する、
イオン交換処理方法。
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