(57)【要約】【課題】  湿式亜鉛製錬において浄液，電解工程に送られる浸出液中のＦｅをより高精度に除去する。【解決手段】  酸化亜鉛を主成分とする焼鉱から第１段目の浸出槽１０において酸で亜鉛を浸出させて，第１段目の浸出槽１０を出たパルプを第１段目のシックナー１１で固液分離させ，第１段目のシックナー１１で分離された浸出残渣から第２段目の浸出槽１２において酸で亜鉛を更に浸出させて，第２段目の浸出槽１２を出たパルプを第２段目のシックナー１３で固液分離させるに際し，浸出残渣を一時的に溜めるバッファー槽１４を利用して，第１段目のシックナー１１に保有される浸出残渣と第２段目のシックナー１３に保有される浸出残渣の総量を所望の範囲に保つ。【選択図】  図１
2006241492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化亜鉛を主成分とする焼鉱から酸で亜鉛を浸出させる第１段目の浸出槽と，第１段目の浸出槽を出たパルプを固液分離させる第１段目のシックナーと，第１段目のシックナーで分離された浸出残渣から酸で亜鉛を更に浸出させる第２段目の浸出槽と，第２段目の浸出槽を出たパルプを固液分離させる第２段目のシックナーと，を備えた湿式亜鉛製錬の浸出設備において，
第２段目のシックナー内から抜き出した浸出残渣を溜めておくバッファー槽を設けたことを特徴とする，湿式亜鉛製錬の浸出設備。
【請求項２】
酸化亜鉛を主成分とする焼鉱から第１段目の浸出槽において酸で亜鉛を浸出させて，第１段目の浸出槽を出たパルプを第１段目のシックナーで固液分離させ，第１段目のシックナーで分離された浸出残渣から第２段目の浸出槽において酸で亜鉛を更に浸出させて，第２段目の浸出槽を出たパルプを第２段目のシックナーで固液分離させる湿式亜鉛製錬の浸出方法において，
第１段目のシックナーに保有される浸出残渣と第２段目のシックナーに保有される浸出残渣の総量が所定の上限値に達した場合は，第２段目のシックナー内から浸出残渣を抜き出し，第１段目のシックナーに保有される浸出残渣と第２段目のシックナーに保有される浸出残渣の総量が所定の下限値に達した場合は，第２段目のシックナー内に浸出残渣を戻すことにより，第１段目のシックナーに保有される浸出残渣と第２段目のシックナーに保有される浸出残渣の総量を所望の範囲に保つことを特徴とする，湿式亜鉛製錬の浸出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，酸化亜鉛を主成分とする焼鉱から亜鉛を浸出させて湿式精錬する際に利用される浸出設備及び浸出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
湿式亜鉛製錬では，原料である亜鉛精鉱を焙焼して酸化亜鉛を主成分とする焼鉱を得て，その焼鉱を硫酸で浸出し，浸出液（電解原液）を浄液後，電解するといった一連のプロセスにより電気亜鉛が製造される。かような湿式亜鉛製錬にあっては，焙焼過程で硫酸に難溶性のジンクフェライト（ＺｎＯ・Ｆｅ２Ｏ３）が生じるため，浸出で生ずる浸出残渣中にはまだ２０％程度の亜鉛が残留する。そこで従来より，浸出残渣に更に硫酸を加え，浸出残渣中の未浸出亜鉛を浸出していた（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許公報第２８５６９３３号
【０００４】
一方，酸化亜鉛を主成分とする焼鉱から酸で亜鉛を浸出させた時に生ずる浸出残渣中に固定された不純物Ｆｅは，第２段目のシックナーで固液分離され，液中から除去される。このようなＦｅ除去については，従来はもっぱら第１段目のシックナーに添加する凝集剤の種別を変更して，第１段目のシックナーから第２段目のシックナーへＦｅを移し，更に第２段目のシックナーから残渣処理工場へ残渣をろ過抜出することで行ってきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら，湿式亜鉛製錬においては，Ｆｅは電流効率を悪化させる要因の一つと考えられ，浄液，電解工程に送られる浸出液（電解原液）中のＦｅをより高精度に除去することが望まれていた。
【０００６】
従って本発明の目的は，湿式亜鉛製錬において浄液，電解工程に送られる浸出液中のＦｅをより高精度に除去することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは種々検討した結果，湿式亜鉛製錬においては，操業サイクルなどによって処理量が変動し，それに伴って第１段目のシックナーに保有される浸出残渣と第２段目のシックナーに保有される浸出残渣の総量が変動するが，それら残渣の総量が多くなり過ぎると，次工程へに送られる浸出液中のＦｅが増え，一方で，それら残渣の総量が少なくなり過ぎた場合は，第２段目のシックナーから残渣をろ過抜き出する際に単位液量当たりの残渣量が減少するため，ろ過後の残渣量が減り，ろ過効率が悪化するといった知見を得た。ろ過効率の悪化は，結局は亜鉛回収量の低下に繋がってしまう。そこで，かかる知見のもと，本発明にあっては，第１段目のシックナーに保有される浸出残渣と第２段目のシックナーに保有される浸出残渣の総量を管理することにより，電解工程に送られる浸出液中のＦｅを低減することとした。
【０００８】
即ち本発明によれば，酸化亜鉛を主成分とする焼鉱から酸で亜鉛を浸出させる第１段目の浸出槽と，第１段目の浸出槽を出たパルプを固液分離させる第１段目のシックナーと，第１段目のシックナーで分離された浸出残渣から酸で亜鉛を更に浸出させる第２段目の浸出槽と，第２段目の浸出槽を出たパルプを固液分離させる第２段目のシックナーと，を備えた湿式亜鉛製錬の浸出設備において，第２段目のシックナー内から抜き出した浸出残渣を溜めておくバッファー槽を設けたことを特徴とする，湿式亜鉛製錬の浸出設備が提供される。
【０００９】
また本発明によれば，酸化亜鉛を主成分とする焼鉱から第１段目の浸出槽において酸で亜鉛を浸出させて，第１段目の浸出槽を出たパルプを第１段目のシックナーで固液分離させ，第１段目のシックナーで分離された浸出残渣から第２段目の浸出槽において酸で亜鉛を更に浸出させて，第２段目の浸出槽を出たパルプを第２段目のシックナーで固液分離させる湿式亜鉛製錬の浸出方法において，第１段目のシックナーに保有される浸出残渣と第２段目のシックナーに保有される浸出残渣の総量が所定の上限値に達した場合は，第２段目のシックナー内から浸出残渣を抜き出し，第１段目のシックナーに保有される浸出残渣と第２段目のシックナーに保有される浸出残渣の総量が所定の下限値に達した場合は，第２段目のシックナー内に浸出残渣を戻すことにより，第１段目のシックナーに保有される浸出残渣と第２段目のシックナーに保有される浸出残渣の総量を所望の範囲に保つことを特徴とする，湿式亜鉛製錬の浸出方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にあっては，第２段目のシックナー内から抜き出した浸出残渣をバッファー槽に一時的に溜めておくことにより，第１段目のシックナーに保有される浸出残渣と第２段目のシックナーに保有される浸出残渣の総量を所望の範囲に保つことができ，湿式亜鉛製錬において週内の操業サイクルなどによって生ずる処理の変動，及びそれに伴って生ずる第１段目のシックナーに保有される浸出残渣と第２段目のシックナーに保有される浸出残渣の総量の変動を吸収することができる。第１段目のシックナーに保有される浸出残渣と第２段目のシックナーに保有される浸出残渣の総量を所定の範囲内に納めて操業することで，第２段目のシックナーから浸出残渣をろ過抜き出しする際のろ過効率の悪化を防ぎながら，次工程へ送られる浸出液中のＦｅを低減することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下，本発明の好ましい実施の形態を図面を参照にして説明する。図１は，本発明の実施の形態にかかる浸出設備１を備えた，湿式亜鉛製錬システム２の概略的な説明図である。図１では，浸出設備１と，この浸出設備１で浸出された浸出液から不純物を取除く浄液設備３を示している。
【００１２】
浸出設備１は，酸化亜鉛を主成分とする焼鉱から亜鉛を浸出させる第１段目の浸出槽１０，及び，この第１段目の浸出槽１０から出されたパルプを固液分離させる第１段目のシックナー１１を備え，また，第１段目のシックナー１１で分離された浸出残渣から強酸下で亜鉛を更に浸出させる第２段目の浸出槽１２，及び，この第２段目の浸出槽１２を出たパルプを固液分離させる第２段目のシックナー１３を備え，更に，第２段目のシックナー１３内から抜き出した浸出残渣を溜めておくためのバッファー槽１４を備えている。第２段目のシックナー１３とバッファー槽１４の間には，第２段目のシックナー１３内から浸出残渣を抜き出して，バッファー槽１４に供給する取出しライン１５と，バッファー槽１４内に溜められた浸出残渣をその底部から抜き出して第２段目のシックナー１３内に戻す戻しライン１６が接続してある。
【００１３】
浄液設備３には，浸出設備１で浸出された浸出液から不純物を取除くための１段反応槽２０，２段反応槽２１及び３段流動反応槽２２が設けられている。
【００１４】
次に，以上のような浸出設備１における亜鉛精錬を，図２を参照にして説明する。先ず，亜鉛精鉱を従来と同様に酸化焙焼することにより得た酸化亜鉛を主成分とする焼鉱を，電解採取工程で発生する遊離硫酸（亜鉛尾液（電解尾液））と，第２段目のシックナー１３で固液分離された浸出残渣を処理した際に発生する硫酸溶液（脱鉄后液）と共に第１段目の浸出槽１０に供給し，例えば浸出後においてｐＨ３．８〜５．０程度となる酸で中性浸出することにより亜鉛を浸出させる。
【００１５】
こうして第１段目の浸出槽１０において中性浸出を行った後，浸出槽１０から出されたパルプを第１段目のシックナー１１に供給する。第１段目のシックナー１１では固液分離が行われる。そして，上澄み液である浸出液（硫酸亜鉛溶液）は，浄液設備３に供給されて，１段反応槽２０，２段反応槽２１及び３段流動反応槽２２によって不純物が徐々に取除かれ，電解原液として，次の電解採取工程に供給される。
【００１６】
一方，第１段目のシックナー１１で分離された浸出残渣（浸出で溶けきれなかったジンクフェライトを含んでいる）は，第１段目のシックナー１１からのアンダーフローとして，第２段目の浸出槽１２へ供給され，硫酸を添加して，第１段目のシックナー１１で分離された浸出残渣から強酸下で亜鉛が更に浸出される。
【００１７】
即ち，第２段目の浸出槽１２に第１段目のシックナー１１で分離された浸出残渣と硫酸を供給し，浸出後においてｐＨ３．４〜４．０程度の強酸下で亜鉛を浸出させる。こうして第２段目の浸出槽１２において浸出を行った後，第２段目の浸出槽１２から出されたパルプを第２段目のシックナー１３に供給する。第２段目のシックナー１３では固液分離が行われる。そして，上澄み液は第１段目の浸出槽１０に戻され，浄液，電解工程を経ることにより，浸出で得られた亜鉛が回収される。
【００１８】
一方，第２段目のシックナー１３で分離された浸出残渣（鉄澱物）は，第２段目のシックナー１３からのアンダーフローとして，例えばヘマタイト法，ゲーサイト法，ジャイロサイト法などの湿式プロセスによって更に処理される。
【００１９】
また，以上のような浸出設備１において亜鉛精錬が行われる間，第１段目のシックナー１１に保有される浸出残渣と第２段目のシックナー１３に保有される浸出残渣の総量が監視されている。そして，それら浸出残渣の総量が所定の上限値に達した場合は，第２段目のシックナー１３内から浸出残渣を抜き出し，取出しライン１５を経てバッファー槽１４に供給する。また一方，第１段目のシックナー１１に保有される浸出残渣と第２段目のシックナー１３に保有される浸出残渣の総量が所定の下限値に達した場合は，バッファー槽１４内に溜められた浸出残渣をその底部から抜き出し，戻しライン１６を経て第２段目のシックナー１３内に戻す。こうして，第１段目のシックナー１１に保有される浸出残渣と第２段目のシックナー１３に保有される浸出残渣の総量が一定の範囲内に保たれている。
【００２０】
このように浸出残渣の総量を一定の範囲内に保つために設定される上限値及び下限値は，第１段目のシックナー１１の容量や第２段目のシックナー１３の容量，精錬の対象となる精鉱の品位，電解原液に求められる不純物の濃度などにより，適宜定められる。例えば上限値は，第１段目のシックナー１１から出る上澄み液（硫酸亜鉛溶液）に固形粒子が流入しないような残渣量とし，第１段目のシックナー１１の状態を監視しながら，必要に応じて上限値を変更，設定することができる。また下限値は，第２段目のシックナー１３から浸出残渣をろ過抜き出しする際のろ過効率から決定することができる。一例として第１段目のシックナー１１の容量と第２段目のシックナー１３の容量がそれぞれ１４５０ｍ３の場合，それらの浸出残渣の総量を３００〜５５０Ｔの範囲内に保ち，上限値である５５０Ｔに達した場合は，第２段目のシックナー１３内から浸出残渣を抜き出して，取出しライン１５を経てバッファー槽１４に供給し，また一方，下限値である３００Ｔに達した場合は，バッファー槽１４内に溜められた浸出残渣をその底部から抜き出し，戻しライン１６を経て第２段目のシックナー１３内に戻す。こうして，第１段目のシックナー１１に保有される浸出残渣と第２段目のシックナー１３に保有される浸出残渣の総量を常に３００〜５５０Ｔの範囲内に保つことによって，浸出設備１での湿式亜鉛製錬において週内の操業サイクルなどによって生ずる処理の変動，及びそれに伴って生ずる第１段目のシックナー１１に保有される浸出残渣と第２段目のシックナー１３に保有される浸出残渣の総量の変動を吸収することができる。これにより，第２段目のシックナー１３から浸出残渣をろ過抜き出しする際のろ過効率悪化を防ぎ，後工程であるヘマタイト法，ゲーサイト法，ジャイロサイト法などの湿式プロセスを施す際の処理低下を防ぐことができ，その一方で，第１段目のシックナー１１で固液分離されて上澄み液として次の浄液，電解採取工程に供給される浸出液（硫酸亜鉛溶液）におけるＦｅ濃度を低減することができるようになる。
【００２１】
以上，本発明の実施の形態の一例について説明したが，本発明はこの例に限らず種々の形態を採りうるものである。例えば図１では，第１段目の浸出槽１０，第１段目のシックナー１１，第２段目の浸出槽１２，第２段目のシックナー１３およびバッファー槽１４を，いずれも１台ずつ図示して説明したが，これら第１段目の浸出槽１０，第１段目のシックナー１１，第２段目の浸出槽１２，第２段目のシックナー１３およびバッファー槽１４の設置台数はいずれも任意であり，容量などに応じて適宜複数台設置しても良い。一例として，図３に，第２段目のシックナー１３を２台設置した形態を示す。もちろん，第２段目のシックナー１３に限らず，その他の，第１段目の浸出槽１０，第１段目のシックナー１１，第２段目の浸出槽１２およびバッファー槽１４も同様に，２台あるいは３台以上設置しても構わない。
【００２２】
また，図１中に点線で記入したように，異常時に第１段目のシックナー１１からバッファー槽１４に浸出残渣を直接供給する異常時バイパスライン１７を設けても良い。このように異常時バイパスライン１７を設けることにより，第２段目のシックナー１３に保有される浸出残渣を好ましい範囲に保つことができる。
【実施例】
【００２３】
図１に示した浸出設備１において，第１段目のシックナー１１への処理液の供給量１８０〜３８０ｍ３／ｈ，亜鉛濃度１５０〜１６５ｇ／リットル，処理温度６５〜８０℃の条件で実際に焼鉱を浸出し，浄液して得られた電解原液から亜鉛を電解製錬した。浸出設備１に備えられる第１段目のシックナー１１の容量と第２段目のシックナー１３の容量は何れも１４５０ｍ３である。第１段目のシックナー１１で発生する浸出残渣と第２段目のシックナー１３で発生する浸出残渣の総量は３３０〜５５０Ｔ／日と変動した。また，亜鉛残渣発生量（焼鉱浸出に伴い，第１段目の浸出槽で発生する浸出残渣と第２段目の浸出槽で発生する浸出残渣の総量）は３００〜５５０Ｔ／日となった。かような条件において，操業開始から１５月が経過するまでの間は，比較例として，第１段目のシックナー１１に保有される浸出残渣と第２段目のシックナー１３に保有される浸出残渣の総量を制御せずに操業した。このため，比較例の期間（操業開始から１５月が経過するまでの期間）では，第１段目のシックナー１１に保有される浸出残渣と第２段目のシックナー１３に保有される浸出残渣の総量が，４５０〜７００Ｔの範囲で変動した。
【００２４】
次いで，１５月経過後からは，実施例として，第２段目のシックナー１３内から抜き出した浸出残渣をバッファー槽１４に一時的に溜め，また，必要に応じてバッファー槽１４から第２段目のシックナー１３内に浸出残渣を戻すことによって，第１段目のシックナー１１に保有される浸出残渣と第２段目のシックナー１３に保有される浸出残渣の総量を３００〜５５０Ｔの範囲内に保ち，１０月が経過する間操業を続けた。
【００２５】
その結果，比較例の期間（操業開始から１５月が経過するまでの期間）では，電解採取工程に供給される電解原液のＦｅ濃度が，平均値で６．７ｍｇ／リットルとなり，標準偏差σが１．６となった。これに対して，実施例の期間（１５月が経過してから更に１０月が経過するまでの期間）では，電解採取工程に供給される電解原液のＦｅ濃度が，平均値で５．１ｍｇ／リットルとなり，標準偏差σが１．０となった。このように，第１段目のシックナー１１に保有される浸出残渣と第２段目のシックナー１３に保有される浸出残渣の総量を所定の範囲内に保つことにより，電解原液のＦｅ濃度を低減することができた。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は，湿式亜鉛製錬に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態にかかる浸出設備を備えた，湿式亜鉛製錬システムの概略的な説明図である。
【図２】亜鉛製錬のフローシートである。
【図３】第２段目のシックナーを２台設置した本発明の実施の形態にかかる浸出設備の説明図である。
【図４】実施例と比較例における操業期間と電解原液のＦｅ濃度の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２８】
１    浸出設備
２    湿式亜鉛製錬システム
３    浄液設備
１０  第１段目の浸出槽
１１  第１段目のシックナー
１２  第２段目の浸出槽
１３  第２段目のシックナー
１４  バッファー槽
１５  取出しライン
１６  戻しライン
１７  異常時バイパスライン
【図１】
2006241492.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006241492.tif 000006