(57)【要約】【課題】銅精鉱の湿式精錬法により産出される金と単体イオウを含有する浸出残渣から金と単体イオウを製品化する際に、得られた金濃縮物を用いて後工程の環境負荷性を改善しかつ経済性を向上させるとともに、高い金回収率で単体イオウとの分離を行なうことができる金濃縮物の回収方法を提供する。【解決手段】銅精鉱の湿式精錬法により産出される金と単体イオウを含有する浸出残渣から金濃縮物を回収する方法であって、前記浸出残渣を単体イオウが熔融するに十分な程度に加熱しながら遠心分離に付し、金濃縮物と単体イオウを得ることを特徴とする銅精鉱浸出残渣から金濃縮物の回収方法を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅精鉱の湿式精錬法により産出される金と単体イオウを含有する浸出残渣から金濃縮物を回収する方法であって、
前記浸出残渣を単体イオウが熔融するに十分な程度に加熱しながら遠心分離に付し、金濃縮物と単体イオウを得ることを特徴とする銅精鉱浸出残渣から金濃縮物の回収方法。
【請求項２】
加熱は、非酸化性雰囲気下で行われることを特徴とする請求項１に記載の銅精鉱浸出残渣から金濃縮物の回収方法。
【請求項３】
加熱温度は、１１０〜１５０℃であることを特徴とする請求項１又は２に記載の銅精鉱浸出残渣から金濃縮物の回収方法。
【請求項４】
さらに、遠心分離に先だって、前記浸出残渣を浮遊選鉱に付すことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の銅精鉱浸出残渣から金濃縮物の回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅精鉱浸出残渣から金濃縮物の回収方法に関し、さらに詳しくは、銅精鉱の湿式精錬法により産出される金と単体イオウを含有する浸出残渣から金と単体イオウを製品化する際に、得られた金濃縮物を用いて後工程の環境負荷性を改善しかつ経済性を向上させるとともに、高い金回収率で単体イオウとの分離を行なうことができる金濃縮物の回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、銅製錬において、銅鉱石に含有される金の回収は、その経済的な価値から不可避の課題であった。そのため、銅精錬法においては、その原料形態や処理方法に応じて、さまざまな金の回収方法が行われていた。
【０００３】
現在、世界の銅の大部分が製造されている乾式溶錬法による銅製錬では、銅精鉱を原料として、これを溶錬炉、転炉、精製炉等を用いる一連の乾式製錬で銅精鉱を処理して得られた粗銅を電解精製して、高純度の電気銅が生産される。
前記銅精鉱は、黄銅鉱（ＣｕＦｅＳ２）、輝銅鉱（Ｃｕ２Ｓ）、斑銅鉱（Ｃｕ５ＦｅＳ４）等の硫化銅鉱物を含有する鉱石を、浮遊選鉱法などの物理分離手段によって硫化鉱物を濃集することにより得られる。一般に、銅精鉱中には、上記硫化銅鉱物と、黄鉄鉱、磁硫鉄鉱等の硫化鉄鉱物、石英、珪酸塩鉱物等の脈石のほか、金、銀等の貴金属が含有されている。
乾式溶錬法では、金、銀等の貴金属は、銅電解で産出する澱物中に濃縮されるので、金の回収は、この澱物を原料として種々の方法を用いて行われている。
【０００４】
ところで、近年、銅精鉱を原料に用いる湿式精錬法の研究が盛んに行われている。この湿式精錬法は、硫酸又は塩酸を含む酸性水溶液を用いて、第２鉄イオン、第２銅イオン、酸素、塩素等の酸化剤の共存下で銅硫化鉱物を浸出し、銅、金等を回収するプロセスである。このプロセスのひとつとして、銅の浸出時に溶液の酸化還元電位（以下、ＯＲＰと呼称する場合がある。）を高くして、金を同時に浸出させる方法が開発されているが、この方法では金の浸出率及び回収率が低く、経済性が低い。
【０００５】
したがって、意図的に、金を浸出残渣中に残留させ、そこから回収する方法が開発されている。このような浸出残渣では、金等の貴金属とともに、やはり意図的に酸化させずに残留させたイオウが多量に含有される。また、通常、金の含有量が高々、数十ｇ／トンと低く、また銅の高浸出率を得るため高ＯＲＰで浸出が行われるので酸化性が強い状態になっている。
【０００６】
前記乾式溶錬法での澱物及び湿式精錬法での浸出残渣中の金の回収方法として、例えば、塩素浸出−活性炭吸着法においては、金を塩素ガスにより浸出し、この浸出精製液中の金を活性炭により吸着して回収する。この後、活性炭に吸着された金は、活性炭を焙焼する方法等によって金属状態で回収される。この方法では、湿式精錬法での浸出残渣中のイオウは酸化され、液中で硫酸を生成し、再利用できない不純物となってしまう他、活性炭は再使用できないので、活性炭コストが高くなるという問題がある。また、塩素ガスを使用するので、生産設備に耐食性材料を使用し、環境対策として除害設備を設置する等によって、設備費が高くなるという問題がある。
【０００７】
また、シアン化合物で金を錯体として浸出するシアン浸出法が行われている。シアン浸出法は、珪酸鉱石からの金の浸出法として最も一般的に採用されており、この方法によれば、金の浸出率が比較的高いという特徴がある。しかしながら、毒性のあるシアン化合物を使用するので、その取り扱いやシアン含有廃液の処理には特別の注意がはらうなど、環境面への配慮が不可欠であるなど課題が多い。
【０００８】
さらに、他の方法として、チオ尿素法を用いる方法も提案されている。チオ尿素による金の浸出は、チオ尿素がイオン状態となった金と錯形成することに基づいている。チオ尿素法としては、金、銀を含有する鉱石をチオ尿素と鉄イオンを含有する水溶液で処理し、この水溶液から中和沈殿法で金を回収する方法（例えば、特許文献１参照。）、また、金めっき、金張り、金含有鉱石等の金含有物からチオ尿素化合物として金を浸出した水溶液に鉄等の金属還元剤を添加して金を回収する方法（例えば、特許文献２参照。）が提案されている。しかしながら、チオ尿素は、酸化剤の共存下では酸化され浸出能力を失うため、工業規模での適用は限られており、特に大量の、しかも鉱石等の金含有量が低い原料への適用はコスト上の問題がある。
【０００９】
また、湿式精錬法での浸出残渣中から金を濃縮する方法として含有される単体イオウを揮発除去させることが考えられるが、揮発させるためには多量のエネルギーが必要であり、高コストとなってしまう。
以上の状況から、銅精鉱の湿式精錬法により産出される浸出残渣を原料として、浸出剤及び排ガスによる環境面の負荷及び設備容量を小さくすることができる金濃縮物の回収方法が求められている。
【００１０】
【特許文献１】特開昭６０−１０３１３８号公報（第１〜３頁）
【特許文献２】特開平９−１３１２７号公報（第１頁、第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、上記の従来技術の問題点に鑑み、銅精鉱の湿式精錬法により産出される金と単体イオウを含有する浸出残渣から金と単体イオウを製品化する際に、得られた金濃縮物を用いて後工程の環境負荷性を改善しかつ経済性を向上させるとともに、高い金回収率で単体イオウとの分離を行なうことができる金濃縮物の回収方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記目的を達成するために、銅精鉱の湿式精錬法により産出される浸出残渣から金濃縮物を回収する方法について、鋭意研究を重ねた結果、該浸出残渣を特定の条件で遠心分離に付すことにより、該浸出残渣に含有される単体イオウを分離し、一方金を浸出残渣に濃縮して、高品位の金濃縮物が高回収率で得られることを見出し、本発明を完成した。
【００１３】
すなわち、本発明の第１の発明によれば、銅精鉱の湿式精錬法により産出される金と単体イオウを含有する浸出残渣から金濃縮物を回収する方法であって、
前記浸出残渣を単体イオウが熔融するに十分な程度に加熱しながら遠心分離に付し、金濃縮物と単体イオウを得ることを特徴とする銅精鉱浸出残渣から金濃縮物の回収方法が提供される。
【００１４】
また、本発明の第２の発明によれば、第１の発明において、加熱は、非酸化性雰囲気下で行われることを特徴とする銅精鉱浸出残渣から金濃縮物の回収方法が提供される。
【００１５】
また、本発明の第３の発明によれば、第１又は２の発明において、加熱温度は、１１０〜１５０℃であることを特徴とする銅精鉱浸出残渣から金濃縮物の回収方法が提供される。
【００１６】
また、本発明の第４の発明によれば、第１〜３いずれかの発明において、さらに、遠心分離に先だって、前記浸出残渣を浮遊選鉱に付すことを特徴とする銅精鉱浸出残渣から金濃縮物の回収方法が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の銅精鉱浸出残渣から金濃縮物の回収方法は、銅精鉱の湿式精錬法により産出される金と単体イオウを含有する浸出残渣から金と単体イオウを製品化する際に、得られた金濃縮物を用いて後工程の環境負荷性を改善しかつ経済性を向上させることができる。また、高い金回収率で単体イオウとの分離を行なうことができるので、その工業的価値は極めて大きい。
【００１８】
また、遠心分離において、加熱雰囲気と加熱温度を好ましく制御すれば、その効果を増加させることができるので、より有利である。さらに、遠心分離の原料として、湿式残渣の浮遊選鉱処理によって得られる浮遊物を用いれば、より高品位の金濃縮物が得られる。
また、遠心分離によって、不純物の少ない単体イオウが得られるので、製品化が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の銅精鉱浸出残渣から金濃縮物の回収方法を詳細に説明する。
本発明の銅精鉱浸出残渣から金濃縮物の回収方法は、銅精鉱の湿式精錬法により産出される金と単体イオウを含有する浸出残渣から金濃縮物を回収する方法であって、前記浸出残渣を単体イオウが熔融するに十分な程度に加熱しながら遠心分離に付し、金濃縮物と単体イオウを得ることを特徴とする。
【００２０】
本発明の回収方法において、銅精鉱浸出残渣を単体イオウが熔融するに十分な程度に加熱しながら遠心分離に付すことに重要な意義がある。これによって、金を製品化する際に、得られた金濃縮物を用いて後工程の環境負荷性を改善しかつ経済性を向上させるとともに、高い金回収率で単体イオウとの分離を行なうことができる。
すなわち、銅精鉱浸出残渣を加熱することによって単体イオウを熔融し、流動性のよい融体を形成する。一方、金その他の浸出残渣に含まれる成分は固形物の状態のままであるので、単体イオウの融体と固形物とを遠心分離法を用いてろ過分離することができる。
【００２１】
上記銅精鉱の湿式精錬法としては、特に限定されるものではなく、硫酸又は塩酸を含む酸性水溶液を用いて、第２鉄イオン、第２銅イオン、酸素、塩素等の酸化剤の共存下で硫化銅鉱物を酸化浸出する際に、金の浸出を抑制する条件で行われる方法が好ましい。特に、塩素ガスを酸化剤として用いる塩素浸出法において、ＯＲＰを適切に制御することによって前記条件が好適に行われる。これによって、浸出残渣中に金を残留させることができる。
【００２２】
上記回収方法で用いる銅精鉱浸出残渣は、特に限定されるものではなく、銅精鉱の湿式精錬法により産出される金と単体イオウを含有する浸出残渣が用いられる。特に、単体イオウを多量に含有する残渣を用いることができる。
上記浸出残渣の組成及び成分は、原料である銅精鉱の組成及び成分、湿式精錬法の種類等により異なる。例えば、硫酸浸出法により生成された残渣は、一般に、金等の貴金属と単体イオウの他、未溶解の鉄硫化鉱物、石英等の脈石鉱物及び鉄の水酸化物又は酸化物を含む。また、塩素浸出法による残渣は、一般に、金等の貴金属と単体イオウの他、未溶解の硫化鉄鉱物、及び石英等の脈石鉱物及びを含む。ここで、金の大部分は金粒子及び金合金粒子として存在している。
【００２３】
上記回収方法の実施の態様としては、特に限定されるものではないが、例えば、上記浸出残渣は、遠心分離機に装入され加熱される。また、装入に先だって、事前に浸出残渣を加熱しておいてもよい。ここで、単体イオウが加熱により熔融され、所望の流動性のよい融体が形成された状態で、遠心分離操作が行なわれる。
【００２４】
上記回収方法で用いる加熱としては、特に限定されるものではなく、単体イオウの酸化が起り難い非酸化性雰囲気下で行なわれることが好ましい。なお、上記加熱雰囲気は、浸出残渣の加熱から遠心分離操作まで一貫して維持されることが好ましい。また、前記非酸化性の雰囲気は、例えば、遠心分離機の中に、低酸素濃度燃焼ガス、窒素ガス、不活性ガス等の低酸素濃度の加熱用ガスを流入することによって形成することができる。
【００２５】
上記回収方法で用いる加熱温度は、特に限定されるものではなく、イオウの融点を超える温度が用いられるが、１００〜３００℃が好ましく、イオウの蒸発抑制と酸化抑制の両面から１１０〜１５０℃がより好ましい。すなわち、１１０〜１５０℃の温度範囲では、イオウ融体の粘度が最も低い状態に維持でき分離性が向上する。一方、３００℃を超えると、イオウの蒸発が激しくなる。なお、上記加熱温度は、浸出残渣の加熱から遠心分離操作まで一貫して維持されることが好ましい。
【００２６】
上記加熱雰囲気と加熱温度の条件下で、遠心分離操作を行なうことによって、高い金濃縮率を得ることができるとともに、イオウの揮発及び酸化を抑えることができる。
【００２７】
上記回収方法で用いる遠心分離としては、特に限定されるものではなく、固形物からイオウ融体をろ過分離する手段が用いられ、市販の遠心分離機を用いて行なうことができる。ただし、市販の遠心分離機では、運転時に風力によって冷却されることがあり、導入不活性ガスを加熱する装置を付帯したもの、もしくは、遠心分離機のバスケットを保温するため外周に加熱装置を保有するものが好ましい。
【００２８】
上記回収方法において、必要に応じて、遠心分離に先だって、前記浸出残渣を浮遊選鉱に付し、得られた浮遊物を遠心分離に付すことができる。これによって、より高品位の金濃縮物が得られる。すなわち、浸出残渣の浮遊選鉱処理によって、金及び金合金粒子と単体イオウは浮遊物となり、硫化鉄鉱物及び脈石鉱物等の大部分は沈降物として分配されるので、金と硫化鉄鉱物及び脈石鉱物との分離が行なわれる。
【００２９】
上記浮遊選鉱の条件としては、特に限定されるものでなく、単体イオウと金及び金合金粒子が浮遊物として分離される条件が選ばれるが、例えば、上記浸出残渣のスラリーを所定のｐＨに調整して行なわれる。
【００３０】
上記回収方法で得られた金濃縮物は、金の回収のため、既存の各種の分離精製方法によって処理することができる。例えば、金濃縮物を既存の乾式熔錬法を利用して、その転炉工程等に投入すれば、現行の銅アノードの電解精製工程での澱物として金を回収することができる。このとき、直接的に浸出残渣を乾式製錬工程で処理する場合に比べて亜硫酸ガスの発生量は少なく、環境負荷の面で有利である。
【００３１】
また、金濃縮物を原料として、塩素浸出法、シアン浸出法、チオ尿素法等の湿式法で処理することができる。その際、浸出残渣中からイオウが除去され物量が減少していること、イオウの除去によって残渣の親水性が向上し浸出剤が浸透しやすいこと等によって、浸出残渣をそのまま処理する場合と比較して、湿式法の処理能力等の経済性を向上させることができる。
【実施例】
【００３２】
以下に、本発明の実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例で用いた金属の分析方法は、ＩＣＰ発光分析法で行なった。
【００３３】
（実施例１）
銅精鉱浸出残渣として、Ｃｕ：０．６重量％、Ｆｅ：９．５重量％、Ｓ：４９．３重量％及びＡｕ：６１ｇ／ｔの組成からなる塩素浸出法により得られた浸出残渣を使用した。
まず、前記浸出残渣１０ｋｇを遠心分離機（ろ布：ポリプロピレン製）に装入した。次に、遠心分離機内部に１４０℃に加熱した窒素ガスを流入して、浸出残渣に含有されるイオウを熔融状態とした。
次いで、遠心分離機を起動し、約１０００Ｇの遠心力を５分間かけて、溶融したイオウと残渣（金濃縮物）とに分離した。続いて、金濃縮物を遠心分離機より取り出した。その後、得られた金濃縮物と単体イオウを分析した。なお、得られた金濃縮物と単体イオウの重量は、それぞれ、５．０ｋｇ、４．９ｋｇであった。
【００３４】
その結果、金濃縮物の品位としては、Ｃｕ：１．２重量％、Ｆｅ：１９重量％、Ａｕ：１２０ｇ／ｔであり、金が２倍に濃縮していることが分った。また、分離された単体イオウ中ではＣｕ、Ｆｅ、Ａｕいずれもが検出下限以下であることが分った。
以上から明らかなように、実施例１では、単体イオウの分離が本発明の方法にしたがって行なわれたので、高い金回収率で高品位の金濃縮物が得られることが分かる。また、製品化が容易な純度の単体イオウが得られた。
【００３５】
（実施例２）
銅精鉱浸出残渣として、Ｃｕ：０．５３重量％、Ｆｅ：８．３重量％、Ｓ：５２重量％及びＡｕ：５４ｇ／ｔの組成の塩素浸出残渣を使用した。
まず、前記浸出残渣２０ｋｇを水でスラリーとし、スラリーのｐＨを１１に調整した。次に、浮選機を用いて、ｐＨを調整したスラリーを浮遊選鉱した。なお、浮遊選鉱に際しては、撹拌式浮遊選鉱機を用いて、起泡剤として、パインオイル７番（日本香料薬品株式会社製）を用いて実施し、浮遊物と沈降物を得て、組成を分析した。なお、浮遊物と沈降物の重量はほぼ同量であった。その結果、得られた沈降物は、主に黄鉄鉱と脈石鉱物からなり、Ａｕ品位は１１ｇ／ｔと低いものであった。また、得られた浮遊物は、主に単体イオウの濃縮物であり、Ｃｕ：０．９１重量％、Ｆｅ：６．２重量％、Ｓ：８４重量％、Ａｕ：８０ｇ／ｔの組成であった。
【００３６】
次いで、浮遊物１０ｋｇを遠心分離機（ろ布：ポリプロピレン製）に装入した。次に、遠心分離機内部に１４０℃に加熱した窒素ガスを流入して、浮遊物に含有されるイオウを熔融状態とした。
続いて、遠心分離機を起動し、約１０００Ｇの遠心力を５分間かけて、溶融したイオウと残渣（金濃縮物）とに分離した。続いて、金濃縮物を遠心分離機より取り出した。その後、得られた金濃縮物と単体イオウを分析した。なお、得られた金濃縮物と単体イオウの重量は、それぞれ２．６ｋｇ、７．３ｋｇであった。
【００３７】
その結果、金濃縮物の品位としては、Ｆｅ：２０重量％、Ａｕ：３１０ｇ／ｔであり、金が３．９倍に濃縮していることが分った。また、分離された単体イオウ中ではＣｕ、Ｆｅ、Ａｕいずれもが検出下限以下であることが分った。
以上から明らかなように、実施例２では、脈石鉱物等及び単体イオウの分離が本発明の方法にしたがって行なわれたので、高い金回収率で高品位の金濃縮物が得られることが分かる。また、製品化が容易な純度の単体イオウが得られた。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上より明らかなように、本発明の銅精鉱浸出残渣から金濃縮物の回収方法は、銅精鉱を塩素ガスや硫酸で浸出して銅を回収する銅湿式精錬分野で、浸出残渣から金と単体イオウとを分離し、金濃縮物を高回収率で得る方法として好適である。