(57)【要約】【課題】粗硫酸ニッケル水溶液に空気を吹込みながらｐＨを調整して不純物元素を澱物として除去する方法において、粗硫酸ニッケル水溶液中の鉄、アルミニウム、クロム、亜鉛、ヒ素、リン等の不純物元素を除去するとともに、澱物の生成物量を減少させることができる硫酸ニッケル水溶液の精製方法を提供する。【解決手段】粗硫酸ニッケル水溶液に空気を吹込みながらｐＨを調整して不純物元素を澱物として除去する方法において、ｐＨ調整剤として水酸化ナトリウム又は消石灰のいずれかの化合物を用いるとともに、ｐＨを調整する工程を２段階に別け、かつ最初の工程と次の工程に用いるｐＨ調整剤をそれぞれに別個の化合物とすることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
粗硫酸ニッケル水溶液に空気を吹込みながら、ｐＨを調整して不純物元素を澱物として除去する方法において、
ｐＨ調整剤として水酸化ナトリウム又は消石灰のいずれかの化合物を用いるとともに、ｐＨを調整する工程を２段階に別け、かつ最初の工程と次の工程に用いるｐＨ調整剤をそれぞれに別個の化合物とすることを特徴とする硫酸ニッケル水溶液の精製方法。
【請求項２】
最初の工程に水酸化ナトリウムを用いて５．０に至る範囲でｐＨを調整した後、それに続いて、次の工程に消石灰を用いて５．０を超える範囲でｐＨを調整することを特徴とする請求項１に記載の硫酸ニッケル水溶液の精製方法。
【請求項３】
次の工程で調整するｐＨは、５．５〜６．１であることを特徴とする請求項２に記載の硫酸ニッケル水溶液の精製方法。
【請求項４】
鉄、アルミニウム、クロム、亜鉛、ヒ素、又はリンから選ばれる少なくとも１種の不純物元素を０．０１ｇ／Ｌ以下の濃度にまで除去することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の硫酸ニッケル水溶液の精製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硫酸ニッケル水溶液の精製方法に関し、さらに詳しくは、粗硫酸ニッケル水溶液に空気を吹込みながらｐＨを調整して不純物元素を澱物として除去し、硫酸ニッケル水溶液を精製する方法において、粗硫酸ニッケル水溶液中の鉄、アルミニウム、クロム、亜鉛、ヒ素、リン等の不純物元素を除去するとともに、澱物の生成物量を減少させることができる硫酸ニッケル水溶液の精製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、硫酸ニッケル水溶液は、各種のニッケル化合物を製造するために使用される硫酸ニッケル結晶の原料として用いられている。ところが、通常のニッケル精錬工程から得られる粗硫酸ニッケル水溶液には、硫酸ニッケル結晶の品質に影響を及ぼす、鉄、アルミニウム、クロム、亜鉛、ヒ素、リン等の不純物元素が含有されている。したがって、これらの不純物元素が除去され、精製された硫酸ニッケル水溶液を得るため、粗硫酸ニッケル水溶液の精製が行なわれている。例えば、硫酸ニッケル結晶の製造プロセスにおいて、粗硫酸ニッケル水溶液の精製プロセスの一例として、図１に示される工程が用いられている。
【０００３】
図１において、粗硫酸ニッケル水溶液４は、脱鉄工程１と溶媒抽出工程２により精製され、精製された硫酸ニッケル水溶液１２が得られる。ここで、溶媒抽出工程２の前段に脱鉄工程１を設けることにより、粗硫酸ニッケル水溶液中に含まれる鉄ならびにその他の不純物元素の大部分を除去している。すなわち、粗硫酸ニッケル水溶液中に含有される不純物元素の中で、特に、鉄については、溶媒抽出において有機溶媒中に分配するとクラッドの発生の原因となる問題があるほか、逆抽出の効率が非常に悪いので逆抽出液として多量の強硫酸を必要とするという問題がある。さらに、粗硫酸ニッケル水溶液中に含まれるその他の不純物元素についても、溶媒抽出のみでは除去することが難しいからである。
【０００４】
この脱鉄工程１では、粗硫酸ニッケル水溶液４に含まれるＦｅ２＋を空気５を吹込みつつＦｅ３＋に酸化した後、ｐＨ調整剤として消石灰６を添加して中和反応によってＦｅ（ＯＨ）３を生成させて中和澱物８として除去している（例えば、特許文献１参照。）。ここで、その他の不純物についても、同時に、中和反応によって水酸化物あるいはカルシウム化合物として除去される。
【０００５】
この工程で得られた脱鉄液７は、必要に応じて、溶媒抽出工程２でさらに精製される。また、中和澱物８は、ニッケル回収工程３において硫酸９で浸出される。ここで、中和澱物８に含まれる一部共沈殿されたニッケル水酸化物を浸出させて、回収硫酸ニッケル水溶液１０として回収する。また、得られたニッケル回収後澱物１１は、他部署へ不純物元素含有物として払い出されている。しかしながら、このニッケル回収後澱物１１は、二水石膏（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）を主成分とするものであり、生成された澱物自体の物量が非常に多いという問題があった。したがって、例えば、廃棄処分する際には、産業廃棄物埋立て場の負荷を上げる原因となる。また、澱物中の不純物を溶出させることなく硫酸で処理したニッケル回収後澱物のＮｉ品位は３重量％程度もあるので、澱物の生成重量の増加はニッケル損失の増加に直結する。さらに、スラリーのろ過性が非常に悪い場合には、ろ過操作でのコストの増加と、ニッケル回収工程３において付着液によるニッケルの随伴によるニッケル損失の増加との原因となる。
【０００６】
以上の状況から、粗硫酸ニッケル水溶液中の鉄、アルミニウム、クロム、亜鉛、ヒ素、リン等の不純物元素を除去するとともに、澱物の生成物量を減少させることができる硫酸ニッケル水溶液の精製方法が求められている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−９５６６０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】
【０００８】
本発明の目的は、上記の従来技術の問題点に鑑み、粗硫酸ニッケル水溶液に空気を吹込みながらｐＨを調整して不純物元素を澱物として除去し、硫酸ニッケル水溶液を精製する方法において、粗硫酸ニッケル水溶液中の鉄、アルミニウム、クロム、亜鉛、ヒ素、リン等の不純物元素を除去するとともに、澱物の生成物量を減少させることができる硫酸ニッケル水溶液の精製方法を提供することにある。これにより、生成澱物の物量の減少にともなう後処理物量の負荷を低下することができるとともに、澱物量に付随するニッケル損失の低下がはかられる。さらに、ろ過操作でのコストの低下とニッケル損失の一層の低下を計るためには、生成澱物のろ過性の向上が望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記目的を達成するために、粗硫酸ニッケル水溶液に空気を吹込みながら、ｐＨを調整して不純物元素を澱物として除去する方法について、鋭意研究を重ねた結果、ｐＨ調整剤として特定の化合物を用いるとともに、ｐＨを調整する工程を２段階に別け、かつ最初の工程と次の工程に用いるｐＨ調整剤をそれぞれに別個の化合物としたところ、澱物の生成物量が大幅に減少すること、また、特定のｐＨ範囲と特定のｐＨ調整剤を用いて各段の調整を行なうことにより、生成澱物のろ過性を特に向上させることができることを見出し、本発明を完成した。
【００１０】
すなわち、本発明の第１の発明によれば、粗硫酸ニッケル水溶液に空気を吹込みながらｐＨを調整して不純物元素を澱物として除去する方法において、
ｐＨ調整剤として水酸化ナトリウム又は消石灰のいずれかの化合物を用いるとともに、ｐＨを調整する工程を２段階に別け、かつ最初の工程と次の工程に用いるｐＨ調整剤をそれぞれに別個の化合物とすることを特徴とする硫酸ニッケル水溶液の精製方法が提供される。
【００１１】
また、本発明の第２の発明によれば、第１の発明において、最初の工程に水酸化ナトリウムを用いて５．０に至る範囲でｐＨを調整した後、それに続いて、次の工程に消石灰を用いて５．０を超える範囲でｐＨを調整することを特徴とする硫酸ニッケル水溶液の精製方法が提供される。
【００１２】
また、本発明の第３の発明によれば、第２の発明において、次の工程で調整するｐＨは、５．５〜６．１であることを特徴とする硫酸ニッケル水溶液の精製方法が提供される。
【００１３】
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、鉄、アルミニウム、クロム、亜鉛、ヒ素、又はリンから選ばれる少なくとも１種の不純物元素を０．０１ｇ／Ｌ以下の濃度にまで除去することを特徴とする硫酸ニッケル水溶液の精製方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の硫酸ニッケル水溶液の精製方法は、第１の発明において、粗硫酸ニッケル水溶液に空気を吹込みながらｐＨを調整して不純物元素を澱物として除去する方法において、粗硫酸ニッケル水溶液中の鉄、アルミニウム、クロム、亜鉛、ヒ素、リン等の不純物元素を除去するとともに、澱物の生成物量を減少させることができるので、その工業的価値は極めて大きい。
【００１５】
また、第２又は３の発明では、２段階に別けてｐＨを調整する際に、特定のｐＨ範囲と特定のｐＨ調整剤を用いて各段を調整することにより、一層の生成澱物のろ過性向上が得られるので、ろ過操作でのコストの低下とニッケル損失の一層の減少に対してより有利である。
【００１６】
また、第４の発明では、鉄、アルミニウム、クロム、亜鉛、ヒ素、又はリンから選ばれる少なくとも１種の不純物元素を０．０１ｇ／Ｌ以下の濃度にまで除去することができるので、高純度の硫酸ニッケル結晶を製造するための原料として十分に満足することができる硫酸ニッケル水溶液が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の硫酸ニッケル水溶液の精製方法を詳細に説明する。
本発明の硫酸ニッケル水溶液の精製方法は、粗硫酸ニッケル水溶液に空気を吹込みながらｐＨを調整して不純物元素を澱物として除去する方法において、ｐＨ調整剤として水酸化ナトリウム又は消石灰のいずれかの化合物を用いるとともに、ｐＨを調整する工程を２段階に別け、かつ最初の工程と次の工程に用いるｐＨ調整剤をそれぞれに別個の化合物とすることを特徴とする。
【００１８】
本発明において、ｐＨを調整する際に、ｐＨ調整する工程を２段階に別けて、各工程のｐＨ調整剤として、いずれか一方に水酸化ナトリウムを他方に消石灰を用いることが重要な作用を及ぼす。これによって、粗硫酸ニッケル水溶液中の鉄、アルミニウム、クロム、亜鉛、ヒ素、リン等の不純物元素を除去するとともに、澱物の生成物量を減少させることができる。
【００１９】
まず、本発明の作用について、ｐＨ調整剤の種類と中和反応の面から詳細に説明する。
従来の方法、すなわち、粗硫酸ニッケル水溶液中に空気を吹込みながらｐＨ調整剤として消石灰を用いる方法の中和反応は、下記の式（１）で表される。
【００２０】
ＦｅＳＯ４＋１／２Ｈ２ＳＯ４＋１／４Ｏ２＋３／２Ｃａ（ＯＨ）２→Ｆｅ（ＯＨ）３＋３／２ＣａＳＯ４                                        ・・・（１）
【００２１】
ここで、鉄の除去は、硫酸ニッケル水溶液中のＦｅ２＋をＦｅ３＋に酸化した後、消石灰でｐＨを上昇させ、中和してＦｅ（ＯＨ）３澱物を生成させることにより行なわれる。通常、中和反応はｐＨを５．５まで上昇させて行なわれる。このとき、石膏が副生されるとともに、鉄以外のその他の不純物元素も水酸化物又はカルシウム化合物として除去される。
【００２２】
また、下記の式（２）で表されるニッケル水酸化物の生成反応は、本来は高ｐＨ範囲で行なわれるが、添加された消石灰粒子により形成された高ｐＨ領域では該反応が生じるので、ニッケルの一部が澱物中に共沈殿される。
【００２３】
ＮｉＳＯ４＋Ｃａ（ＯＨ）２→Ｎｉ（ＯＨ）２＋ＣａＳＯ４  ・・・（２）
【００２４】
さらに、粗硫酸ニッケル水溶液中に遊離の硫酸が存在する場合には、下記の式（３）で表される遊離の硫酸の中和反応により大量の石膏が生成される。したがって、従来の方法では、石膏等の生成により、澱物の生成物量が多いという問題を抱えている。
【００２５】
Ｈ２ＳＯ４＋Ｃａ（ＯＨ）２→ＣａＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ        ・・・（３）
【００２６】
一方、ｐＨ調整剤として消石灰が用いられる利点としては、不純物元素の除去効率が良好であり、かつ生成された石膏がろ過助剤として作用し水酸化ナトリウム等の他のｐＨ調整剤を用いた場合と比べて、ろ過性が良好であることである。
【００２７】
ここで、ｐＨ調整剤の種類とｐＨに伴なう沈殿の生成反応の関係をより明確にするため、ｐＨ調整剤として消石灰又は水酸化ナトリウムを単独で用いたときの澱物の生成重量、精製された硫酸ニッケル水溶液中の不純物元素、及び生成澱物スラリーのろ過性について以下に説明する。なお、上記諸特性のｐＨの上昇にともなう変化は、温度６０℃に調整された粗硫酸ニッケル水溶液（Ｎｉ濃度１４０ｇ／Ｌ、Ｆｅ濃度２．１ｇ／Ｌ、Ｚｎ濃度０．２ｇ／Ｌ、Ａｌ濃度５．６ｇ／Ｌ、Ｃｒ濃度０．０２９ｇ／Ｌ）２Ｌに２Ｌ／ｍｉｎの流量で酸素ガスを吹き込みながら、ｐＨ調整剤として消石灰スラリー、又は水酸化ナトリウム水溶液を添加した場合について求められた。ここで、中和反応の終点判定としては、酸化還元電位（銀／塩化銀電極規準）が２００ｍＶに到達した時点とした。
【００２８】
（１）消石灰又は水酸化ナトリウムを単独で用いたときの澱物の生成重量
図２、図３は、各々ｐＨ調整剤として消石灰、水酸化ナトリウムを単独で用いたときのｐＨの上昇にともなう澱物の生成物量の変化を表す。
図２より、ｐＨ調整剤として消石灰を用いた場合には、ｐＨを５．５に調整した場合、消石灰使用量が約０．６５ｍｏｌに対し、澱物の生成物量は、（ａ）（Ｎｉ（ＯＨ）２の生成物量）が、０．２８ｍｏｌと、（ｂ）（微量のＦｅ（ＯＨ）３等不純物元素の反応生成物、未反応のＣａ（ＯＨ）２等の生成物量）及び（ｃ）（遊離硫酸によるＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏの生成物量）のＣａ化合物を主成分とする澱物の合計量約０．９２ｍｏｌであり、全生成澱物量は約１．２０ｍｏｌであることが分かる。ここで、（ａ）としては０．２８ｍｏｌが生成され、また（ｃ）としては、消石灰使用量が約０．１ｍｏｌ時には既に約０．２５ｍｏｌが生成されている。
【００２９】
また、図３より、ｐＨ調整剤として水酸化ナトリウムを用いた場合には、ｐＨを５．５に調整した場合、澱物の生成物量は、（ｄ）（Ｎｉ（ＯＨ）２の生成物量）が０．２２ｍｏｌと、（ｅ）（Ｎａ２ＳＯ４を主成分とし、Ｆｅ（ＯＨ）３等の不純物の沈殿を含む生成物量）が０．２３ｍｏｌであり、全生成澱物量は約０．４５ｍｏｌであることが分かる。ここで、Ｎｉ（ＯＨ）２の生成物量としては、０．２２ｍｏｌであり、消石灰の場合に比べて０．０６ｍｏｌ減少している。
【００３０】
以上のように、ｐＨ調整剤として水酸化ナトリウムを用いると、澱物を生成する反応は、不純物元素の中和反応以外には式（４）で表せる硫酸ニッケルの中和反応のみであるので、澱物の生成物量が少ない。また、中和反応の形態も消石灰の場合の固体／液体反応に対し、水酸化ナトリウムの場合は液体反応であるので、ｐＨ調整剤としての効率が高く、そのためＮｉ（ＯＨ）２の生成物量が少なくなるものと見られる。
【００３１】
ＮｉＳＯ４＋２ＮａＯＨ→Ｎｉ（ＯＨ）２＋Ｎａ２ＳＯ４    ・・・（４）
【００３２】
（２）消石灰又は水酸化ナトリウムを単独で用いたときの精製された硫酸ニッケル水溶液中の不純物元素
図４、図５は、各々ｐＨ調整剤として消石灰、水酸化ナトリウムを単独で用いたときのｐＨの上昇にともなう精製された硫酸ニッケル水溶液中の不純物元素の変化を表す。
図４、図５より、ｐＨ調整剤の種類にかかわらず、主要不純物であるＦｅ、Ｚｎ、Ｃｒ及びＡｌは同様な傾向で除去されていることが分かる。また、ｐＨが５．０の時点でほとんどの不純物元素は除去されており、さらにｐＨ５．５の時点では主要な不純物元素は０．０１ｇ／Ｌ以下まで除去されていることが分かる。
【００３３】
（３）消石灰又は水酸化ナトリウムを単独で用いたときの生成澱物スラリーのろ過性
表１に、各々ｐＨ調整剤として消石灰、水酸化ナトリウムを単独で用いたときのｐＨと生成澱物の物量とろ過性の関係を表す。
【００３４】
【表１】
2006225217.tif 000002
【００３５】
表１より、消石灰の場合ではｐＨの上昇及び生成澱物の物量の増加に伴ってろ過速度は低下する傾向にあること、一方、水酸化ナトリウムの場合ではｐＨの上昇及び生成澱物の物量の増加にかかわらず、ろ過速度は遅いことが分かる。すなわち、水酸化ナトリウムの場合では消石灰の場合と比べてろ過性が非常に悪い。また、各ｐＨにおける生成澱物の物量は、消石灰の場合と比べて水酸化ナトリウムの場合では約半分量であることが分かる。
【００３６】
すなわち、水酸化ナトリウムを単独で用いた場合には、澱物の生成物量が約半分量に低減されるという利点が得られる一方、スラリーのろ過性が消石灰を用いた場合と比較して非常に悪いという問題が生じる。したがって、消石灰及び水酸化ナトリウムを用いた場合のそれぞれの問題を解決する手段が望まれる。
【００３７】
これに対して、本発明の方法によれば、所定のｐＨを境として２段に別けてｐＨを調整するとともに、各段のｐＨ調整剤として、いずれか一方に水酸化ナトリウムを、他方に消石灰を用いることによって、消石灰を単独で用いた場合に比べて、澱物の生成物量を大幅に減少させ、かつ水酸化ナトリウムを単独で用いた場合のろ過性の悪化を改善することが達成される。
【００３８】
すなわち、所定のｐＨを境として低ｐＨ側で水酸化ナトリウムを用いた後、高ｐＨ側で消石灰を用いた場合には、遊離硫酸の中和反応による石膏の生成が防止され、かつ脱鉄反応に伴なう石膏の副生も最小限に抑えられるので、澱物の生成物量が大幅に減少するとともに、高ｐＨ側では石膏の副生があるので、生成澱物のろ過性が改善される。また、所定のｐＨを境として低ｐＨ側で消石灰を用いた後、高ｐＨ側で水酸化ナトリウムを用いた場合には、高ｐＨ側で未反応の消石灰粒子の残留による澱物量の増加が防止されるので、澱物の生成物量が大幅に減少する。しかしながら、生成澱物の粒径は微粒であるため、生成澱物のろ過性は消石灰単独の場合に比べてやや低下する。
【００３９】
本発明の方法で用いるｐＨを調整する工程を２段階に別ける境としては、特に限定されるものではなく、例えば、粗硫酸ニッケル水溶液中のほとんどの不純物元素が除去されるｐＨ５．０近傍を境として行なうことが好ましい。
【００４０】
例えば、粗硫酸ニッケル水溶液にｐＨ調整剤を添加してｐＨを上昇させ、５．０を境にｐＨ調整剤を水酸化ナトリウムから消石灰に切り換えた場合には、澱物の生成物量は消石灰を単独で使用した場合に比べて、約半分量に減少し、かつろ過性についても、消石灰単独の場合と同等な結果が得られる。また、上記において、ｐＨ調整剤を消石灰から水酸化ナトリウムに切り換えた場合には、澱物の生成物量は消石灰の場合に比べて約半分量に減少し、ろ過性についても水酸化ナトリウムを単独で用いた場合に見られるろ過性の悪化を改善することができる。
【００４１】
すなわち、上記方法において、最初の工程として水酸化ナトリウムを用いて５．０に至る範囲でｐＨを調整した後、それに続いて、次の工程として消石灰を用いて５．０を超える範囲でｐＨを調整することが、ろ過性において好ましい。
【００４２】
上記方法で次の工程に用いるｐＨは、特に限定されるものではないが、５．５〜６．１であることが好ましい。すなわち、ｐＨが５．５未満では、得られる精製された硫酸ニッケル水溶液中の不純物元素がその種類によっては十分に除去されない。一方、ｐＨが６．１を超えると、ニッケルの中和反応による水酸化ニッケルの生成量が増加し、後続のニッケル回収工程の負荷が上昇する。
【００４３】
上記方法で用いる粗硫酸ニッケル水溶液としては、特に限定されるものではなく、ニッケル精錬工程等でニッケル原料を硫酸溶液で溶解して得られた種々の不純物元素を含有するものが用いられるが、この中で、特に、高純度の硫酸ニッケル結晶の製造工程において問題となる鉄、アルミニウム、クロム、亜鉛、ヒ素、又はリンから選ばれる少なくとも１種の元素を不純物元素として含有する硫酸ニッケル水溶液が挙げられる。
【００４４】
上記方法で用いるｐＨ調整剤の形態としては、特に限定されるものではないが、所定の濃度になるように溶解された水酸化ナトリウム水溶液、又は所定のスラリー濃度になるように調整された消石灰スラリーが好ましい。
【００４５】
上記方法で用いる装置としては、特に限定されるものではなく、空気の吹込み手段、ｐＨ調整剤の添加手段、撹拌手段、及び必要に応じてｐＨ及び酸化還元電位の測定及び制御手段を備えたバッチ式あるいは連続式の反応槽が用いられる。例えば、バッチ式反応槽では、まず、反応槽内部に粗硫酸ニッケル水溶液を投入した後、撹拌しながら所定の流量で空気又は酸素ガスを吹込み、さらに水酸化ナトリウム又は消石灰のうち所定のｐＨ調整剤を添加してｐＨを上昇させて所定のｐＨ（例えば、５．０）に調整する。次いで、もう一方のｐＨ調整剤に切り替えて添加し、ｐＨを上昇させて所定のｐＨ（例えば、５．５）に調整する。
【００４６】
また、連続式反応槽では、それぞれ撹拌しながら所定の流量で空気又は酸素ガスが吹込まれた、低ｐＨ（例えば、５．０）に制御された前段の槽との高ｐＨ（例えば、５．５）に制御された後段槽を準備する。その後、前段には、反応槽内部に粗硫酸ニッケル水溶液と水酸化ナトリウム又は消石灰のうち所定のｐＨ調整剤を流入する。また、後段には、前段から抜出したスラリーともう一方のｐＨ調整剤を流入する。いずれの場合でも、反応終了後のスラリーは、ろ過処理により中和澱物と脱鉄液に分離される。
【００４７】
上記方法によって、鉄、アルミニウム、クロム、亜鉛、ヒ素、又はリンから選ばれる少なくとも１種の不純物元素を０．０１ｇ／Ｌ以下の濃度にまで除去することができ、高純度の硫酸ニッケル結晶を製造するための原料として十分に満足することができる精製された硫酸ニッケル水溶液が得られる。
【実施例】
【００４８】
以下に、本発明の実施例及び比較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、実施例及び比較例で用いた金属の分析、ろ過速度及び粒度分布の評価方法は、以下の通りである。
（１）金属の分析：ＩＣＰ発光分析法で行った。
（２）ろ過速度の測定：アスピレーターによる真空吸引法で行なった。
（３）粒度分布の測定：粒度分布測定装置マイクロトラックで行なった。
【００４９】
また、実施例及び比較例で用いた粗硫酸ニッケル水溶液の組成は、Ｎｉ濃度１４０ｇ／Ｌ、Ｆｅ濃度２．１ｇ／Ｌ、Ｚｎ濃度０．２ｇ／Ｌ、Ａｌ濃度５．６ｇ／Ｌ、Ｃｒ濃度０．０２９ｇ／Ｌ、Ｐ濃度＜０．００５ｇ／Ｌ、その他Ｃｕ、Ｃｄ、Ａｓ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｓｎの濃度：０．０１ｇ／Ｌ以上であり、そのｐＨは、１．６７であった。
【００５０】
（実施例１）
まず、反応槽に上記粗硫酸ニッケル水溶液５Ｌを投入した。次いで、粗硫酸ニッケル水溶液の温度を６０℃に調整した後、２．０Ｌ／ｍｉｎの流量で空気を吹き込みながら、ｐＨ調整剤として水酸化ナトリウム水溶液（ＮａＯＨ濃度２６７ｇ／Ｌ）を添加し、ｐＨ５．０まで上昇させた。そのとき、ｐＨ調整剤を消石灰スラリー（スラリー濃度１５０ｇ／Ｌ）に切り替え、ｐＨ５．５まで上昇させ、酸化還元電位（銀／塩化銀電極規準）が２００ｍＶに到達した時点を中和反応の終点とした。その後、反応終了後のスラリーをろ過処理して、脱鉄液と中和澱物を得て、脱鉄液の不純物元素（Ｆｅ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｐ、Ｃｕ、Ｃｄ、Ａｓ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｓｎ）の分析、及び中和澱物の物性測定（澱物中の不溶性ニッケル、生成澱物量、ろ過速度及び粒度分布）を行なった。結果を表２、表３に示す。
【００５１】
（実施例２）
まず、反応槽に上記粗硫酸ニッケル水溶液５Ｌを投入した。次いで、粗硫酸ニッケル水溶液の温度を６０℃に調整した後、２．０Ｌ／ｍｉｎの流量で空気を吹き込みながら、ｐＨ調整剤として消石灰スラリー（スラリー濃度１５０ｇ／Ｌ）を添加し、ｐＨ５．０まで上昇させた。そのとき、ｐＨ調整剤を水酸化ナトリウム水溶液（ＮａＯＨ濃度２６７ｇ／Ｌ）に切り替え、ｐＨ５．５まで上昇させ、酸化還元電位（銀／塩化銀電極規準）が２００ｍＶに到達した時点を中和反応の終点とした。その後、反応終了後のスラリーをろ過処理して、脱鉄液と中和澱物を得て、脱鉄液の不純物元素（Ｆｅ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｐ、Ｃｕ、Ｃｄ、Ａｓ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｓｎ）の分析、及び中和澱物の物性測定（澱物中の不溶性ニッケル、生成澱物量、ろ過速度及び粒度分布）を行なった。結果を表２、表３に示す。
【００５２】
（比較例１）
まず、反応槽に上記粗硫酸ニッケル水溶液５Ｌを投入した。次いで、粗硫酸ニッケル水溶液の温度を６０℃に調整した後、２．０Ｌ／ｍｉｎの流量で空気を吹き込みながら、ｐＨ調整剤として消石灰スラリー（スラリー濃度１５０ｇ／Ｌ）を添加し、ｐＨ５．５まで上昇させ、酸化還元電位（銀／塩化銀電極規準）が２００ｍＶに到達した時点を中和反応の終点とした。その後、反応終了後のスラリーをろ過処理して、脱鉄液と中和澱物を得て、脱鉄液の不純物元素（Ｆｅ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｐ、Ｃｕ、Ｃｄ、Ａｓ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｓｎ）の分析、及び中和澱物の物性測定（澱物中の不溶性ニッケル、生成澱物量、ろ過速度及び粒度分布）を行なった。結果を表２、表３に示す。
【００５３】
【表２】
2006225217.tif 000003
【００５４】
表２より、実施例１又は２、比較例１のいずれにおいても、得られた脱鉄液（精製された硫酸ニッケル水溶液）中の不純物元素は、Ｆｅ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｐ等の主要不純物の他Ｃｕ、Ｃｄ、Ａｓ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｓｎについても０．０１ｇ／Ｌ以下の濃度にまで除去されることが分かる。
【００５５】
【表３】
2006225217.tif 000004
【００５６】
表３より、実施例１又は２では、ｐＨ調整剤として水酸化ナトリウム又は消石灰のいずれかの化合物を用いるとともに、ｐＨを調整する工程を２段階に別け、かつ最初の工程と次の工程に用いるｐＨ調整剤をそれぞれに別個の化合物として、本発明の方法に従って行われたので、澱物の生成物量の大幅な低減が得られることが分かる。また、実施例１では、消石灰を単独で用いた従来方法なみのろ過性が得られることが分かる。これに対して、比較例１では、ｐＨ調整剤として消石灰のみを用いたので、澱物の生成物量において満足すべき結果が得られないことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上より明らかなように、本発明の硫酸ニッケル水溶液の精製方法は、高純度硫酸ニッケル結晶の製造において原料として利用される不純物元素を含有する粗硫酸ニッケル水溶液の精製方法として好適である。特に、不純物元素として鉄、アルミニウム、クロム、亜鉛、ヒ素、又はリンから選ばれる少なくとも１種の元素を含む硫酸ニッケル水溶液から、それらの元素を０．０１ｇ／Ｌ以下の濃度にまで除去するする方法として有用であり、特に硫酸ニッケル結晶の製造プロセスの脱鉄工程に用いるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】粗硫酸ニッケル水溶液の精製プロセスの一例を表す工程図である。
【図２】ｐＨ調整剤として消石灰を単独で用いたときのｐＨの上昇にともなう澱物の生成物量の変化を表す図である。
【図３】ｐＨ調整剤として水酸化ナトリウムを単独で用いたときのｐＨの上昇にともなう澱物の生成物量の変化を表す図である。
【図４】ｐＨ調整剤として消石灰を単独で用いたときのｐＨの上昇にともなう精製された硫酸ニッケル水溶液中の不純物元素の変化を表す図である。
【図５】ｐＨ調整剤として水酸化ナトリウムを単独で用いたときのｐＨの上昇にともなう精製された硫酸ニッケル水溶液中の不純物元素の変化を表す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１    脱鉄工程
２    溶媒抽出工程
３    ニッケル回収工程
４    粗硫酸ニッケル水溶液
５    空気
６    消石灰
７    脱鉄液
８    中和澱物
９    硫酸
１０  回収硫酸ニッケル水溶液
１１  ニッケル回収後澱物
１２  精製された硫酸ニッケル水溶液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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