(57)【要約】【課題】塩素濃度が高い塩化亜鉛溶液から、塩素およびナトリウムを実質的に含まない沈澱を生成させ、亜鉛製錬原料に適する亜鉛化合物を容易に回収する方法を提供する。【解決手段】高塩素濃度の塩化亜鉛溶液に、液中のアルミニウム濃度を制限し、炭酸ソーダを加えてｐＨ６以上の液性下で塩基性炭酸亜鉛を沈殿させて、亜鉛を回収することを特徴とする亜鉛の回収方法であり、好ましくは、塩素濃度が６０g/L以上の塩化亜鉛溶液について、液中のアルミニウム濃度を２００mg/L以下に制限して炭酸ソーダを加えてｐＨ７以上の液性下で塩基性炭酸亜鉛を沈殿させる亜鉛の回収方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛含有塩酸溶液に含まれる液中のアルミニウム濃度を２００mg/L以下にして、炭酸ソーダを加えてｐＨ６以上の液性下で塩基性炭酸亜鉛を沈殿させることによって、塩素およびナトリウムの混入を制限した亜鉛含有沈澱を回収することを特徴とする亜鉛の回収方法。
【請求項２】
塩素濃度６０g/L以上の亜鉛含有塩酸溶液について、液中のアルミニウム濃度を２００mg/L以下に制限し、液温５０℃以上で塩基性炭酸亜鉛を沈殿させる請求項１に記載する亜鉛の回収方法。
【請求項３】
亜鉛含有塩酸溶液に、炭酸ソーダを加えてｐＨを４以上〜６未満に調整して液中のアルミニウムを水酸化アルミニウム沈殿にし、該沈澱を固液分離して液中のアルミニウム濃度を２００mg/L以下にする脱アルミ工程と、上記水酸化アルミニウム沈殿を分離した濾液に炭酸ソーダを加えて、ｐＨ６以上の液性下で、塩基性炭酸亜鉛を沈殿させて、該沈殿を回収する亜鉛沈澱回収工程とを有する請求項１または請求項２に記載する亜鉛の回収方法。
【請求項４】
亜鉛含有塩酸溶液が、製錬廃棄物や有価金属の塩酸浸出液に亜鉛を投入して含有金属を析出させ固液分離した液分である請求項１〜請求項３の何れかに記載する亜鉛の回収方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載する方法で回収した亜鉛を亜鉛製錬原料として用いる金属亜鉛の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塩化亜鉛溶液に炭酸ソーダ（Na2CO3）を添加して亜鉛含有沈殿を生成させ、亜鉛を回収する方法において、塩素およびナトリウムの混入量が少ない亜鉛含有沈殿を回収することができる亜鉛の回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄ダストを還元炉や還元焙焼炉などで加熱処理することによって、亜鉛を主成分とした金属酸化物（粗酸化亜鉛）が得られる。この粗酸化亜鉛は塩素を多量に含んでいるため、このままでは金属亜鉛として利用することができない。
【０００３】
そこで、この粗亜鉛酸化物を加熱して鉛および亜鉛を含有する塩化物として揮発分離させ、これを温水で浸出した液に、炭酸ソーダおよび苛性ソーダを添加して亜鉛を含む塩基性炭酸塩を沈澱させ、この亜鉛含有沈殿を硝酸溶解し、溶媒抽出によって銅、亜鉛を分離回収した後に、液を濃縮して硝酸鉛の結晶を回収する方法が知られている（特許文献１）。
【０００４】
上記回収方法において、粗亜鉛酸化物を加熱して揮発させた塩化物は鉛を多く含むため、この状態ではその残渣を埋設処理することができない。そこで、この塩化物に希硫酸を加えて亜鉛を溶出させる一方、鉛を硫酸鉛にして沈澱分離し、この濾液に亜鉛粉末を加えて銅とカドミウムを還元析出させ、これ濾過分離した濾液に炭酸ソーダを加え、炭酸亜鉛を沈澱させて亜鉛を回収する方法が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１２６０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、アルミニウムが共存する亜鉛含有塩酸溶液に炭酸ソーダを加えて沈澱を生成させると、混在するアルミニウムの影響によってナトリウムを含有する亜鉛化合物〔Na2Zn3(CO3)4・３H2O〕が沈澱する。また、苛性ソーダを加えて沈澱を生成させると、塩素を含む亜鉛化合物〔Zn5(OH)8Cl2・H2O〕が沈澱する。これらはナトリウムまたは塩素を含有するので製錬原料として適さない。
【０００７】
そこで、従来の上記回収方法では溶媒抽出などによって亜鉛を抽出しているが、手間がかかり、コスト高になる問題がある。また、上記亜鉛回収方法は、塩基性炭酸塩の硝酸溶解から溶媒抽出による亜鉛回収、およびその逆抽出による硫酸亜鉛の回収に至る処理工程が煩雑である。
【０００８】
本発明は、従来の回収方法における上記問題を解決したものであり、塩素濃度が高い亜鉛含有液においても、塩素およびナトリウムを実質的に含まない沈澱を生成させ、亜鉛製錬原料に適する亜鉛化合物を容易に回収する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
〔１〕請求項１に記載する方法は、亜鉛含有塩酸溶液に含まれる液中のアルミニウム濃度を２００mg/L以下にして、炭酸ソーダを加えてｐＨ６以上の液性下で塩基性炭酸亜鉛を沈殿させることによって、塩素およびナトリウムの混入を制限した亜鉛含有沈澱を回収することを特徴とする亜鉛の回収方法である。
【００１０】
亜鉛含有塩酸溶液に、液中のアルミニウム濃度を２００mg/L以下に制限し、炭酸ソーダを加えて、ｐＨを６以上に調整することによって、塩素およびナトリウムを実質的に含まない塩基性炭酸亜鉛〔Zn5(CO3)2(OH)6：hydrozinsite〕の沈殿を生成させることができる。この炭酸亜鉛は塩素およびナトリウムを実質的に含まないので亜鉛製錬原料として用いることができる。
【００１１】
〔２〕請求項２に記載する方法は、塩素濃度６０g/L以上の亜鉛含有塩酸溶液について、液中のアルミニウム濃度を２００mg/L以下に制限し、液温５０℃以上で塩基性炭酸亜鉛を沈殿させる請求項１に記載する亜鉛の回収方法である。
【００１２】
塩素濃度が６０g/L以上の塩素濃度の高い亜鉛含有塩酸溶液でも、液中のアルミニウム濃度を２００mg/L以下に制限し、液温５０℃以上にすることによって、塩素およびナトリウムを実質的に含まない上記塩基性炭酸亜鉛の沈殿を生成させることができる。
【００１３】
〔３〕請求項３に記載する方法は、亜鉛含有塩酸溶液に、炭酸ソーダを加えてｐＨを４以上〜６未満に調整して液中のアルミニウムを水酸化アルミニウム沈殿にし、該沈澱を固液分離して液中のアルミニウム濃度を２００mg/L以下にする脱アルミ工程と、上記水酸化アルミニウム沈殿を分離した濾液に炭酸ソーダを加えて、ｐＨ６以上の液性下で、塩基性炭酸亜鉛を沈殿させて、該沈殿を回収する亜鉛沈澱回収工程とを有する請求項１または請求項２に記載する亜鉛の回収方法である。
【００１４】
亜鉛と共にアルミニウムを含有する高塩素濃度の塩酸溶液について、液中のアルミニウム濃度を２００mg/L以下にする脱アルミ工程を設け、液中のアルミニウム濃度を上記濃度以下に低減した後に亜鉛含有沈澱を生成させることによって、塩素およびナトリウムを実質的に含まない塩基性炭酸亜鉛を沈殿させることができる。この脱アルミ工程は、次工程の亜鉛回収工程と同様に炭酸ソーダを用いることができるので、液性の調整が容易であり、実施しやすい。
【００１５】
〔４〕請求項４の方法は、亜鉛含有塩酸溶液が、製錬廃棄物や有価金属の塩酸浸出液に亜鉛を投入して含有金属を析出させ固液分離した液分である請求項１〜請求項３の何れかに記載する亜鉛の回収方法である。
インジウム、スズ、カドミウムなどが含まれている塩化物溶液から、これらの金属を回収する方法として、処理液に亜鉛を投入してインジウムを還元析出させ、回収する方法が知られている。本発明の方法は、インジウム等を回収した後の液分から亜鉛を効率よく回収することができる。
【００１６】
〔５〕請求項５の方法は、高塩素濃度の塩化亜鉛溶液が、製錬廃棄物や有価金属の塩酸浸出液に亜鉛を投入して含有金属を析出させ固液分離した液分である請求項１〜請求項４の何れかに記載する金属亜鉛の製造方法である。
回収した亜鉛含有沈澱はナトリウムおよび塩素の含有量が概ね０.１wt％以下であって、実質的にナトリムおよび塩素を含まない塩基性炭酸亜鉛であるので、これを亜鉛電解液に直接に溶解して亜鉛を電解採取し、電気亜鉛を製造することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の方法は、高塩素濃度の塩化亜鉛溶液について、炭酸ソーダを用いながら、溶液のｐＨ調整によって、塩素およびナトリウムを実質的に含まない塩基性炭酸亜鉛を沈殿させことができる。この沈殿は製錬原料に適するので、埋立処理せずに亜鉛の回収と再利用を促進することができる。
【００１８】
本発明の方法において用いる炭酸ソーダは一般的な薬液あり、また苛性ソーダを併用する必要がなく、処理工程も簡単であるので、容易に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の回収方法の処理工程図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施形態に基づいて具体的に説明する。
本発明の方法は、亜鉛含有塩酸溶液に含まれる液中のアルミニウム濃度を２００mg/L以下にして、炭酸ソーダを加えてｐＨ６以上の液性下で塩基性炭酸亜鉛を沈殿させることによって、塩素およびナトリウムの混入を制限した亜鉛含有沈澱を回収することを特徴とする亜鉛の回収方法である。本発明の亜鉛回収方法について、処理工程の一例を図１に示す。
【００２１】
〔塩化亜鉛溶液〕
本発明の回収方法において用いる亜鉛含有塩酸溶液は、例えば、有価金属の塩酸浸出液に亜鉛を投入して液中の金属を析出させ、これを固液分離した液分などを用いることができる。
【００２２】
インジウム、スズ、カドミウムなどを含む原料を塩酸に溶解し、この塩酸溶解液に金属インジウムを添加してスズを析出させて固液分離し、次いで上記溶解液に硫化源を添加して硫化カドミウムを沈澱させて固液分離した後に、該溶解液に亜鉛を添加して液中に含まれるインジウムを析出させ、固液分離して回収する方法が知られている。この固液分離した液分には多量の亜鉛が含まれている。本発明の方法は、このような処理液から亜鉛を回収する方法として好適に利用することができる。
【００２３】
亜鉛含有塩酸溶液中のアルミニウム濃度を２００mg/L以下、好ましくは１００mg/L以下、さらに好ましくは５０mg/L以下に制限する。液中のアルミニウム濃度がこれより高いと、炭酸ソーダを加えて沈澱を生成させたときに、ナトリウム含有沈澱物〔Na2Zn3(CO3)4・３H2O等〕になりやすく、これは製錬原料に適さないので好ましくない。アルミニウム濃度が高い溶液については、液中のアルミニウムを除去する工程（脱アルミ工程）を設けるとよい。アルミニウム濃度が２００mg/L以下の溶液は脱アルミ工程を設けなくてもよい。
【００２４】
本発明の回収方法は、塩素濃度が６０g/L以上の高い塩素濃度の塩酸溶液についても、実質的に塩素を含有しない亜鉛含有物を沈澱させることができる。塩素濃度が６０g/L以上の塩酸濃度が高い溶液で沈澱を生成させると沈澱に塩素が混入しやすいが、本発明の回収方法では液中のアルミニウム濃度を上記範囲に制限することによって塩素濃度６０g/L以上の溶液でも実質的に塩素を含まない沈澱を生成させることができる。
【００２５】
〔脱アルミ工程〕
アルミニウム濃度が高い亜鉛含有塩酸溶液に炭酸ソーダを添加してｐＨを４以上〜６未満、好ましくはｐＨ４.５〜５.５に調整すると、液中のアルミニウムが水酸化物になって沈澱し、アルミニウム濃度が低くなる。なお、亜鉛の一部も水酸化亜鉛になって沈澱するが僅かな量である。これらを濾別してアルミニウムを液中から除去する。
【００２６】
亜鉛含有塩酸溶液のｐＨが４より低いと、水酸化アルミニウムを十分に除去し難く、また上記ｐＨが６より高いと、亜鉛が水酸化物沈澱になる量が増えるのでｐＨ４.５〜５.５の範囲が好ましい。炭酸ソーダの添加量は液のｐＨが４以上〜６未満、好ましくはｐＨ４.５〜５.５程度になり、液中のアルミニウム濃度が２００mg/L以下になるまで添加するとよい。
【００２７】
脱アルミ工程において、溶液の塩素濃度が９０g/L以上であるときは、水を加えて溶液を希釈し、塩素濃度を９０g/Lに調整して炭酸ソーダを添加するとよい。塩素濃度が９０g/Lより高過ぎるとアルミニウムが沈澱し難くなる。
【００２８】
〔亜鉛沈澱回収工程〕
アルミニウム濃度を２００mg/L以下に低減した亜鉛含有塩酸溶液に、炭酸ソーダを加えて攪拌し、ｐＨ６以上、好ましくはｐＨ８以上に調整する。液中に含まれる亜鉛化合物は加水分解して塩基性炭酸亜鉛〔Zn5(CO3)2(OH)6〕の沈殿が生成する。液中のアルミニウム、および炭酸ソーダからのナトリウムは、大部分が液中に残り、上記沈澱に混入する量は僅かであり、概ね０.１wt％以下である。
【００２９】
溶液のｐＨが５より低いと塩基性炭酸亜鉛の沈澱が生成し難い。炭酸ソーダは、溶液のｐＨが６以上になり、沈澱が生成しなくなるまで添加するとよい。概ね１時間程度静置して熟成させた後に洗浄し、固液分離して上記炭酸亜鉛沈澱を回収する。
【００３０】
亜鉛沈澱回収工程において、沈殿生成時の液温は５０℃以上が好ましい。液温を５０℃以上にすればナトリウムを実質的に含まない沈澱を生成させることができる。洗浄はリパルプ洗浄を行うとよい。デカンテーション洗浄では洗浄水量および処理回数が多くなる。
【００３１】
固液分離して回収した上記炭酸亜鉛沈澱は実質的に塩素およびナトリウムを含有していないので、亜鉛製錬原料として再利用することができる。具体的には、例えば、回収した炭酸亜鉛沈澱を必要に応じて乾燥した後に、亜鉛電解液に直接に溶解して亜鉛を電解採取し、電気亜鉛を製造することができる。本発明の方法は回収した炭酸亜鉛沈澱を製錬原料として金属亜鉛を製造する方法を含む。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明の実施例を比較例と共に示す。
〔実施例１〕
塩化亜鉛溶液に炭酸ソーダを添加して液のｐＨ、および液温を表１に示すように調整して沈澱を生成させ、塩化亜鉛溶液と同じ液量の洗浄水で沈殿を２回洗浄した。塩化亜鉛溶液の塩素濃度、および亜鉛濃度、アルミニウム濃度、加水分解時のｐＨ、沈澱物の析出相、亜鉛、アルミニウム、塩素の含有量を表１に示した。
【００３３】
表１に示すように、塩化亜鉛溶液のアルミニウム濃度が低いので試料１〜２の沈殿物はナトリウム、塩素、およびアルミニウムの含有量が何れも０.１wt％未満であり、実質的にこれらを含まない沈殿物になる。一方、試料３〜４は塩化亜鉛溶液のアルミニウム濃度が高いので、ナトリウムを含む沈澱物になる。また、試料５〜６は加水分解時の液温が低過ぎるのでナトリウムを含む沈澱物になる。試料７は塩素濃度が低いが、アルミニウム濃度が高いので、ナトリウムを含む沈澱物になる。試料８はアルミニウム濃度および塩素濃度が高いので、ナトリウムと共に僅かに塩素を含む沈殿物になる。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
〔実施例２〕
塩化亜鉛溶液〔Cl:190g/L、Zn:90g/L、Al:1.6g/L、pH2〜3〕１Ｌに、水を加えて塩素濃度を６０〜９０g/Lに希釈し、炭酸ソーダを液のｐＨが４.５〜５.５になるまで添加して水酸化アルミニウム沈澱を生成させ、これを濾別して液中のアルミニウム濃度を２５mg/Lに低減した。この濾液に炭酸ソーダを加えてｐＨ８.０に調整し、液温６０℃で１時間攪拌し、沈澱を生成させた。沈殿物に含まれる亜鉛、ナトリウム、塩素の含有量を測定したところ、亜鉛は５９wt％、アルミニウム、ナトリウム、および塩素は何れも０.１wt％以下であった。この結果を表２に示した。
【００３６】
【表２】
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【図１】
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