(57)【要約】【課題】  銅鉄コバルト合金からコバルトを回収することができる銅鉄コバルト合金の処理方法を提供する。【解決手段】  銅鉄コバルト合金の処理方法は、銅鉄コバルト合金を破砕する破砕工程と、前記破砕工程で破砕された前記銅鉄コバルト合金中の鉄およびコバルトを浸出する浸出工程と、前記浸出工程によって得られる浸出液を酸化中和し、固液分離によって鉄を除去する除去工程と、前記除去工程によって得られる溶液に金属コバルトを添加する添加工程と、前記添加工程によって得られる溶液に対して固液分離することによってコバルト含有溶液を分離する分離工程と、含むことを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅鉄コバルト合金を破砕する破砕工程と、
前記破砕工程で破砕された前記銅鉄コバルト合金中の鉄およびコバルトを浸出する浸出工程と、
前記浸出工程によって得られる浸出液を酸化中和し、固液分離によって鉄を除去する除去工程と、
前記除去工程によって得られる溶液に金属コバルトを添加する添加工程と、
前記添加工程によって得られる溶液に対して固液分離することによってコバルト含有溶液を分離する分離工程と、含むことを特徴とする、銅鉄コバルト合金の処理方法。
【請求項２】
前記分離工程によって分離された前記コバルト含有溶液を溶媒抽出・逆抽出後、電解によりコバルトを回収する電解工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の銅鉄コバルト合金の処理方法。
【請求項３】
前記破砕工程において、銅鉄コバルト合金の粒子径が５００μｍ以下になるように、前記銅鉄コバルト合金を破砕することを特徴とする請求項１または２に記載の銅鉄コバルト合金の処理方法。
【請求項４】
前記浸出工程において、鉄およびコバルトの当量に対して、浸出の酸の当量を１．０〜１．３倍とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の銅鉄コバルト合金の処理方法。
【請求項５】
前記除去工程において、鉄を酸化中和する際に、前記浸出液のｐＨを３以上、４以下に調整することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の銅鉄コバルト合金の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件は、銅鉄コバルト合金の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
銅製錬炉において、銅品位の高い粗銅とは別に、銅品位の低い銅合金が回収される。また、スクラップとして、銅品位の低い銅合金が回収される。これらの銅合金には、鉄およびコバルトも含まれている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１９１０９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
鉄およびコバルトが含まれている銅鉄コバルト合金を銅製錬炉に繰り返して銅原料として用いると、コバルトは鉄と共にスラグへ分配される傾向にある。したがって、コバルトを回収することが困難であった。
【０００５】
本件は上記の課題に鑑み、銅鉄コバルト合金からコバルトを回収することができる銅鉄コバルト合金の処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの態様では、銅鉄コバルト合金の処理方法は、銅鉄コバルト合金を破砕する破砕工程と、前記破砕工程で破砕された前記銅鉄コバルト合金中の鉄およびコバルトを浸出する浸出工程と、前記浸出工程によって得られる浸出液を酸化中和し、固液分離によって鉄を除去する除去工程と、前記除去工程によって得られる溶液に金属コバルトを添加する添加工程と、前記添加工程によって得られる溶液に対して固液分離することによってコバルト含有溶液を分離する分離工程と、含むことを特徴とする。
【０００７】
上記銅鉄コバルト合金の処理方法において、前記分離工程によって分離された前記コバルト含有溶液を溶媒抽出・逆抽出後、電解によりコバルトを回収する電解工程を含んでいてもよい。
【０００８】
上記銅鉄コバルト合金の処理方法の前記破砕工程において、銅鉄コバルト合金の粒子径が５００μｍ以下となるように、前記銅鉄コバルト合金を破砕してもよい。
【０００９】
上記銅鉄コバルト合金の処理方法の前記浸出工程において、鉄およびコバルトの当量に対して、浸出の酸の当量を１．０〜１．３倍としてもよい。
【００１０】
上記銅鉄コバルト合金の処理方法の前記除去工程において、鉄を酸化中和する際に、前記浸出液のｐＨを３以上、４以下に調整してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、銅鉄コバルト合金からコバルトを回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】銅鉄コバルト合金の処理方法を例示するフロー図である。
【図２】破砕後の銅鉄コバルト合金の粒度分布を示す図である。
【図３】浸出時間と浸出率との関係を示す図である。
【図４】酸化中和時間とＯＲＰとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための実施形態について説明する。
【００１４】
本実施形態では、銅鉄コバルト合金を処理する方法について説明する。対象とする銅鉄コバルト合金は、少なくとも銅、鉄およびコバルトを含む合金である。例えば、銅鉄コバルト合金は、銅製錬所のコバルト回収炉で発生するＲｅｄ  Ａｌｌｏｙなどである。銅鉄コバルト合金は、例えば、銅を５０ｍａｓｓ％〜８０ｍａｓｓ％含み、鉄を１ｍａｓｓ％〜３０ｍａｓｓ％含み、コバルトを１ｍａｓｓ％〜３０ｍａｓｓ％含む。
【００１５】
図１は、銅鉄コバルト合金の処理方法を例示するフロー図である。以下、図１を参照しつつ、銅鉄コバルト合金の処理方法について説明する。
【００１６】
（破砕工程）
図１で例示するように、まず、銅鉄コバルト合金を破砕する。例えば、ディスクミルを用いて銅鉄コバルト合金を破砕することができる。例えば、ディスクミルを１０ｇ／回かつ３分／回に設定する。銅鉄コバルト合金に含まれるコバルトを十分に浸出するためには、銅鉄コバルト合金を十分に破砕することが好ましい。そこで、破砕後の銅鉄コバルト合金の粒子径が５００μｍ以下になるまで、破砕工程を行うことが好ましい。一方、銅鉄コバルト合金を過度に破砕すると、全般的に細かくなるものの、細かい粉が、装置への投入の際に舞い上がる、浸出の際には液表面に浮いて溶液と混ざらないといった不具合が生じる場合もある。そこで、銅鉄コバルト合金を過度に破砕する必要はなく、粒子径が２μｍ未満にならないような破砕にとどめておくことが好ましい。このように過度な破砕を抑えた場合の銅鉄コバルト合金の平均粒径は、３０μｍ〜１００μｍとなる。
【００１７】
（浸出工程）
次に、破砕工程で破砕された銅鉄コバルト合金中の鉄およびコバルトを浸出する。浸出液には、希硫酸などの、酸化力の弱い酸を用いる。鉄およびコバルトを十分に浸出するためには、鉄およびコバルトの当量に対する酸の当量に下限を設けることが好ましい。一方、鉄およびコバルトの当量に対して酸の量を過剰にすると、銅が溶解するおそれがあるとともに、後工程の中和で要するアルカリ量が増えるといった不具合が生じるおそれがある。そこで、鉄およびコバルトの当量に対する酸の当量に上限を設けることが好ましい。例えば、鉄およびコバルトの当量に対して、浸出の酸の当量を１．０〜１．３倍とすることが好ましい。また、浸出液の温度は、５０℃〜８０℃の範囲に調整することが好ましい。
【００１８】
（除去工程）
次に、浸出工程によって得られる浸出後液を酸化中和する。酸化中和によって鉄が沈殿するため、固液分離によって鉄を除去する。中和剤は、特に限定されるものではないが、例えば、水酸化ナトリウムである。鉄を酸化中和する際に、浸出後液のｐＨを３以上、４以下に維持することが好ましい。ｐＨが４を上回るとコバルトのロスが大きくなり、ｐＨが３未満では鉄が沈殿しにくくなるからである。浸出後液の温度は、５０℃〜８０℃の範囲に維持することが好ましい。また、酸化中和の際に、浸出後液に対して空気などを吹き込んでもよい。
【００１９】
（添加工程）
なお、除去工程によって得られる溶液には、銅も溶解している。例えば、銅は、上述した浸出工程などで少量ではあるが溶解する。そこで、除去工程によって得られる溶液から銅を沈殿させる。例えば、硫化処理によって銅を硫化銅として沈殿させることが考えられる。しかしながら、硫化処理によって硫化水素が発生するため、大掛かりな設備を要することになる。そこで、本実施形態においては、金属コバルトを用いる。具体的には、除去工程によって得られる溶液に、金属コバルト片を添加する。それにより、下記式（１）に従って、銅が析出する。なお、金属コバルト片は、細かいほど反応性が高くなる。そこで、金属コバルトの端材や研磨粉等を用いることが好ましい。これらの金属コバルトは、低コストである点でも有利である。
Ｃｕ２＋＋Ｃｏ→Ｃｕ＋Ｃｏ２＋      （１）
【００２０】
（分離工程）
次に、添加工程によって得られる溶液に対して固液分離することによって銅とコバルト含有溶液とに分離する。以上の工程により、銅鉄コバルト合金から、銅および鉄が除去されたコバルト含有溶液を回収することができる。
【００２１】
（電解工程）
次に、分離工程によって分離されたコバルト含有溶液に対して、例えば酸性溶媒中にコバルトを抽出し、酸性溶液中にコバルトを逆抽出することで不純物濃度を低下させ、電解によりコバルトを回収する。
【００２２】
本実施形態によれば、破砕工程で破砕された銅鉄コバルト合金中の鉄およびコバルトを浸出することで、鉄およびコバルト十分に浸出することができる。浸出工程によって得られる浸出液を酸化中和し、固液分離によって鉄を除去すること、鉄を十分に除去することができる。鉄の除去によって得られる溶液に金属コバルトを添加することで、銅を析出させることができる。銅の析出によって得られる溶液に対して固液分離することによってコバルト含有溶液を分離する。以上の工程により、銅鉄コバルト合金からコバルトを回収することができる。
【実施例】
【００２３】
上記実施形態に従って、銅鉄コバルト合金を処理した。銅鉄コバルト合金として、銅が６１ｍａｓｓ％、鉄が３３ｍａｓｓ％、コバルトが６ｍａｓｓ％のものを用いた。この銅鉄コバルト合金の粒子径が５００μｍ以下になるまで破砕した。図２は、破砕後の銅鉄コバルト合金の粒度分布を示す図である。破砕後の銅鉄コバルト合金のＤ５０％粒子径は、４８μｍであった。次に、破砕後の銅鉄コバルト合金を、パルプ濃度が３０ｇ／Ｌ、硫酸量が２２ｇ／Ｌ（コバルトおよび鉄に対して１．１の当量）、温度が８０℃の浸出液を用い、銅鉄コバルト合金中の鉄およびコバルトを浸出した。
【００２４】
図３は、浸出時間と浸出率との関係を示す図である。図３に示すように、時間の経過とともに、コバルトおよび鉄の浸出率が高くなった。一方、少量の銅は浸出したが、銅の浸出は抑制された。これは、酸の当量を鉄およびコバルトに対して１．０以上としたことで鉄およびコバルトを十分に浸出できたとともに、酸の当量を１．３以下としたことで銅の溶解が抑制されたからであると考えられる。
【００２５】
次に、浸出後液に対して酸化中和を行った。浸出後液の温度を８０℃とし、空気の吹き込みを毎分１Ｌ／液１Ｌとし、ｐＨを３．５に調整した。図４は、酸化中和時間とＯＲＰ（酸化還元電位）との関係を示す図である。図４に示すように、時間の経過とともに、ＯＲＰが高くなった。ＯＲＰの上昇を確認した後に濾過し、ＩＣＰ分析で液中のＦｅ濃度を測定した。測定結果を表１に示す。表１に示すように、時間の経過とともに、Ｆｅが沈殿によって除去されていることがわかる。
【表１】
2020147812.tif 000003
【００２６】
その後、金属コバルトを添加し、銅を析出させた。その結果、銅の濃度が０．４ｇ／Ｌから１００ｍｇ／Ｌに低下した。
【００２７】
以上のことから、銅鉄コバルト合金を破砕し、破砕後の銅鉄コバルト合金中の鉄およびコバルトを浸出し、得られた浸出液を酸化中和して固液分離することによって鉄を除去し、得られた溶液に金属コバルトを添加することで、コバルトが回収された。
【００２８】
次に、酸化中和の際のｐＨを段階的に設定し、鉄の除去度合を調べた。具体的には、浸出後液に対する酸化中和の際のｐＨ濃度の設定値を４．０（反応時間：８ｈ）、３．７（反応時間：１３）、３．５（反応時間：１５）とした。反応時間後のコバルトよび鉄の濃度を測定し、溶液側へのコバルトおよび鉄の分配率を測定した。結果を表２に示す。表２に示すように、いずれのｐＨにおいても、鉄を十分に沈殿させることができた。このように、酸化中和の際のｐＨを３以上、４以下とすることで、コバルトのロスを抑制しつつ鉄を十分に沈殿除去できることがわかった。
【表２】
2020147812.tif 000004
【００２９】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態または実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図１】
2020147812.tif 000005
【図２】
2020147812.tif 000006
【図３】
2020147812.tif 000007
【図４】
2020147812.tif 000008