(57)【要約】本発明は、銅の湿式冶金製造における塩化銅溶液から二価の銅を除去することに関するものである。銅の製造工程では、塩化物含有溶液によって銅含有原料を浸出する。浸出で生成される塩化銅溶液は、一価および二価の銅を含み、沈殿により二価の銅の少なくとも一部は除去され、塩化銅(I)溶液は次の処理へと導かれる。二価の銅の沈殿は、アルカリ性の塩化銅沈殿として行われる。生成されるアルカリ性の塩化銅(II)は、原料浸出とは別にもしくは原料浸出に関して塩化銅(II)として浸出され、アルカリ性の塩化銅は、銅原料浸出に使用される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
主として塩化銅(I)を含有する塩化銅溶液から塩化銅(II)を除去する方法であって、該溶液を、硫化銅原料の向流塩化物浸出により生成する方法において、該塩化銅溶液に含まれる塩化銅(II)を、大気条件下で少なくとも部分的にアルカリ性の塩化銅(II)として沈殿により除去し、塩化銅(I)溶液を金属銅の製造のためのさらなる処理に導き、アルカリ性の塩化銅(II)を浸出し、生成された塩化銅(II)溶液を銅原料浸出に導くことを特徴とする除去方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、塩化銅(II)を水酸化ナトリウムNaOHによって塩化銅溶液からアルカリ性の塩化銅(II)として沈殿させることを特徴とする除去方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、塩化銅(II)を石灰石CaCO3によって塩化銅溶液からアルカリ性の塩化銅(II)として沈殿させることを特徴とする除去方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、塩化銅溶液に含まれる鉄を除去することを特徴とする除去方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、塩化銅溶液に含まれる硫酸塩を主として除去することを特徴とする除去方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法において、塩化銅(II)を石灰石CaCO3と水酸化ナトリウムNaOHによって塩化銅溶液からアルカリ性の塩化銅(II)として沈殿させることを特徴とする除去方法
【請求項７】
請求項１に記載の方法において、二価の銅を、最初に銅含有材料による還元によって塩化銅溶液から除去し、その後、残りの二価の銅をアルカリ性の塩化銅(II)として沈殿させることにより除去することを特徴とする除去方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法において、生成されたアルカリ性の塩化銅(II)をそれ自身の工程として浸出することを特徴とする除去方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法において、生成されたアルカリ性の塩化銅(II)を銅原料の浸出に関して浸出することを特徴とする除去方法。
【発明の詳細な説明】
【詳細な説明】
【０００１】
本発明は、銅の湿式冶金製造における塩化銅溶液から二価の銅を除去することに関するものである。銅の製造工程では、銅含有原料を浸出して、塩化物含有溶液にする。浸出で生成される塩化銅溶液は、一価および二価の銅を含み、沈殿により二価の銅の少なくとも一部は除去され、塩化銅(I)溶液は次の処理へと導かれる。二価の銅の沈殿は、アルカリ性の塩化銅沈殿として行われる。生成されるアルカリ性の塩化銅は、原料浸出とは別にもしくは原料浸出に関して塩化銅(II)として浸出され、アルカリ性の塩化銅は、銅原料浸出に使用される。
【０００２】
米国特許第6,007,600号には、硫化銅精鉱などの銅含有原料から銅を湿式冶金により製造する方法が記載されている。この方法によると、原料を塩化ナトリウム−塩化銅溶液で、向流浸出として数段階で浸出を行い、一価の塩化銅(I)溶液を得る。二価の塩化銅と、他の金属からなる不純物の両方が、ある量は常に残るため、溶液は二価の銅の還元と溶液の精製を行う。純粋な塩化銅(I)溶液を水酸化ナトリウムによって沈殿させて、亜酸化銅にする。そして亜酸化銅はさらに銅元素に還元する。亜酸化銅の沈殿に関して生成される塩化ナトリウム溶液はさらに塩素アルカリ電解で処理され、ここから得られた塩素ガスおよび／または塩化物溶液は原料の浸出で使用され、電解で製造された水酸化ナトリウムは亜酸化物沈殿で使用され、製造された水素は銅元素の還元で使用される。
【０００３】
上記の方法では、原料を浸出した結果製造された塩化銅溶液は、また、いくらかの塩化銅(II)、すなわち塩化第二銅を含む。塩化第二銅は粒状の銅により一価の塩化銅(I)に還元される。この方法はしばしば非常に実用的である。しかし、還元に際して、不純物の除去が実質的に生じない。
【０００４】
今回開発された方法は、硫化銅精鉱などの銅原料の塩化物浸出において製造される塩化銅溶液をさらに処理することに関する。この方法によると、塩化銅溶液にふくまれる二価の塩化銅(CuCl2)の少なくとも一部が、アルカリ性の塩化銅(II)または塩基性塩化銅(II)のような適切な試薬により銅を沈殿させることにより、溶液から除去される。水酸化ナトリウムと石灰石は少なくとも適切な試薬である。沈殿したアルカリ性の塩化銅は独立に浸出されるか、もしくは原料の浸出に関して浸出され、製造された塩化銅(II)溶液は原料の浸出で使用される。二価の銅が除去された塩化銅(I)溶液(CuCl)は溶液精製を経て、さらに銅元素製造のための処理へ送られる。
【０００５】
塩化銅溶液に含まれる塩化銅(II)は溶液から、たとえば水酸化ナトリウムによって沈殿させることができる。沈殿は以下の反応に従って生じる:
2CuCl2 + 3NaOH => Cu2Cl(OH)3 + 3NaCl              (1)
製造された塩基性塩化銅(II)をオキシ塩化物浸出において再び沈殿させることが好ましく、浸出により、沈殿したCu2+は塩化銅(II) CuC12として浸出される。
以下の反応が浸出で生じる:
Cu2Cl(OH)3 + 3HCl => 2CuC12 + 3H2O                (2)
浸出はそれ自身の工程段階を必要としないが、銅原料浸出に関して浸出を行うことができることは明らかである。
【０００６】
二価の銅は優れた酸化剤であることがよく知られている。したがって、塩化銅(II)を塩化ナトリウムと一緒に原料浸出に使用することができる。二価の銅を硫化物原料の浸出に使用することはたとえば米国特許第5,487,819号に記載されている。同様に米国特許第6,007,600号の図３に関して、塩化銅(I)溶液の一部を塩素ガスによって酸化し、塩化銅(II)にして浸出に戻すことも提案されている。この発明に従った方法では塩化銅(II)は最初、一価として還元されず、その後、再酸化される。しかし、二価の銅を銅原料の浸出で利用できるように、二価の銅を、主として塩化銅を含む溶液から沈殿させ、次に塩化銅(II)として浸出させる。
【０００７】
もし塩化銅(II)の沈殿を、アルカリ電解と結びついた銅の湿式冶金製造工程で行うならば、必要な水酸化ナトリウムを電解の生産物として得られる。浸出に必要な塩酸を、アルカリ電解で生成される水素と塩素から製造することもできる。しかし、水酸化ナトリウムと塩酸は高価な試薬ではないため、これらがこの工程で製造されないとしても、これらを使用することはできる。
【０００８】
塩基性塩化銅(II)沈殿は水酸化ナトリウムによってのみ実施できるわけではない:石灰石CaCO3によっても可能であり、しかも経済的である。公知のように、石灰石は安い試薬である。そのときは反応(1)の代わりに、以下の反応が生じる:
2CuCl2 + 1.5CaCO3 + 1.5H2O => Cu2Cl(OH)3 + 1.5CaCl2 + 1.5CO2    (3)
銅原料が、硫化物精鉱などの硫化物材料である場合、最終生成物は鉄含有沈殿物であり、これはまた、主としてイオウ元素として精鉱に含まれるイオウを含む。しかしイオウの一部は酸化して、溶液中に硫酸塩を生成する。塩基性塩化銅(II)沈殿が石灰石によって生じるとき、沈殿で製造される塩化カルシウムは、以下の反応に従って塩化銅(I)溶液から硫酸塩を除去する:
Ca2+ + SO42- + nH2O => CaSO4H2O                      (4)
実際の試験において、二価の銅の沈殿に加えて、鉄の沈殿も生じることがわかった。このように、アルカリ性の塩化銅沈殿によって塩化銅(I)溶液から二価の銅とともに硫酸塩と鉄を除去できる。塩基性塩化銅(II)沈殿、すなわちアルカリ性の塩化銅(II)沈殿は２段階で行うことができる。そこでは、水酸化ナトリウムが１つの段階の試薬として使用され、石灰石が別の段階の試薬として使用される。鉄と硫酸塩がこの段階ですでに除去されると、これらが溶液の精製を乱すことがない。溶液の精製では、可能な限り純粋な金属銅を得るために、塩化銅(I)溶液が他の金属から精製される。
【０００９】
硫化物精鉱などの銅原料を塩化物溶液で浸出して、塩化銅溶液を生成し、この溶液の次の処理が一価の塩化銅処理に基づいているとき、溶液から二価の銅をできるだけ徹底的に除去することが好ましい。二価の銅を還元する方法は、すでに示した。二価の銅の沈殿は上記に記載した。しかし、いくつかの場合には、これらの２つの分離方法を組み合わせて、二価の銅の一部をたとえば、くず銅によって除去し、残りを上記の方法で沈殿によって除去することが好ましい。
【００１０】
本発明をさらに添付の実施例により説明する:
実施例
塩基性塩化銅(II)沈殿を連続動作する実験室規模の設備で行った。機器は２つの連続した混合反応器R1およびR2を含む。動作温度は80OCであり、遅れは反応器当たり、２時間であった。
【００１１】
表１からわかる内容を有する供給溶液は最初に反応器R1へ導かれた。供給溶液のNaCl含有量は300g/lであった。250g/lのCaCO3と150g/lのNaClを含む沈殿試薬が反応器R1に供給された。石灰石の量は反応(3)の化学量論に従った。160g/lのNaOHと150g/lのNaClを含む沈殿試薬が反応器R2に供給され、反応器のpHは４という値であった。
【００１２】
後者の反応器R2から得られた生成物の溶液の濃度は表１からわかる。この結果から、塩基性塩化銅(II)沈殿は、塩化銅溶液から二価の銅と鉄を完全に除去し、また硫酸塩の80%を除去することがわかる。他方、亜鉛は実質的に全く沈殿せず、溶液精製において除去しなければならない。
【００１３】
【表１】
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【００１４】
アルカリ性の塩化銅とセッコウは、反応器R2から得られた沈殿物からＸ線回折により識別された。塩基性塩化銅(II)沈殿物は濃縮スライムとして回収された。スライムは、温度が25OCのHCl溶液で浸出し、pHは約１時間の間、0.7の値に維持された。スライムを溶かすことは容易であり、浸出廃棄物は、約0.5%の銅を含んでいた。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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