(57)【要約】【課題】ヨウ素と砒素を含む砒素含有溶液中のヨウ素濃度を簡便に測定することが可能な砒素含有溶液中のヨウ素分析法が提供する。【解決手段】ヨウ素と砒素を含む砒素含有溶液をｐＨ４以下で活性炭と接触させ、活性炭にヨウ素を吸着させ、処理後液中に砒素を残すことにより、砒素含有溶液中の砒素とヨウ素とを分離することと、活性炭に吸着したヨウ素を、溶離液を用いて溶離させることと、溶離後液の酸化還元電位（銀/塩化銀電極）が３００ｍＶ以上になるまで過酸化水素水を添加し、過酸化水素水添加後の溶離後液のヨウ素濃度をヨウ化物イオン電極により測定することを含む砒素含有溶液のヨウ素分析法である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨウ素と砒素を含む砒素含有溶液をｐＨ４以下で活性炭と接触させ、前記活性炭にヨウ素を吸着させ、処理後液中に砒素を残すことにより、前記砒素含有溶液中の砒素とヨウ素とを分離することと、
前記活性炭に吸着したヨウ素を、溶離液を用いて溶離させることと、
溶離後液の酸化還元電位（銀/塩化銀電極）が３００ｍＶ以上になるまで過酸化水素水を添加し、過酸化水素水添加後の溶離後液のヨウ素濃度をヨウ化物イオン電極により測定すること
を含む砒素含有溶液のヨウ素分析法。
【請求項２】
溶離後液の酸化還元電位（銀/塩化銀電極）を３００〜４００ｍＶに調整することを含む請求項１に記載の砒素含有溶液のヨウ素分析法。
【請求項３】
溶離後液に黄色い変色が生じるまで過酸化水素水を添加することを含む請求項１又は２に記載の砒素含有溶液のヨウ素分析法。
【請求項４】
前記砒素含有溶液が、銅鉱石の浸出後液であることを含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の砒素含有溶液のヨウ素分析法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砒素含有溶液のヨウ素分析法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヨウ素を含む溶液中のヨウ素濃度の簡便な測定方法として、ヨウ化物イオン電極を用いた定量方法が知られている。例えば、特開２０１１−８９９７０号公報には、鉄（ＩＩＩ）イオンを含む酸性溶液に対し、ヨウ素を還元した後、ヨウ化物イオン電極を用いて、溶液中のヨウ化物イオン濃度を測定する方法が記載されている。
【０００３】
また、ヨウ素を含む溶液中のヨウ素濃度を測定する方法として、ヨウ素を活性炭に吸着させて溶離させる方法が知られている。例えば、特開２０１３−１６３４号公報には、ヨウ素を吸着している活性炭に溶離液を通液し、ｐＨと酸化還元電位を観察することにより溶離終了時点を見極める方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−８９９７０号公報
【特許文献２】特開２０１３−１６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び２のいずれの方法も、ヨウ素と砒素とを含有する砒素含有溶液のヨウ素分析については検討されていない。例えば、特許文献１に記載された方法では、ヨウ化物イオン電極を用いたヨウ素分析において、溶液中のＩ2をＩ-に還元するために、還元剤として亜鉛粉末を添加しているが、ヨウ素と砒素を含有する砒素含有溶液を処理する場合には、溶液中の砒素と還元剤としての亜鉛粉末とが酸化還元反応を起こし、有害ガスであるアルシンが発生する危険性がある。このため、砒素含有溶液に対しては、特許文献１に記載された方法を採用することができない場合がある。特許文献２に記載された発明も、砒素含有溶液への適用については検討がなされていない。
【０００６】
一方、銅鉱石の生産工程においては、例えば砒素を含む硫化銅鉱などの浸出処理の際にはヨウ素と砒素を含有する溶液（以下「砒素含有溶液」という）が得られ、この砒素含有溶液中のヨウ素濃度を迅速且つ簡便に測定する方法が求められている。
【０００７】
上記課題を鑑み、本発明は、ヨウ素と砒素を含む砒素含有溶液中のヨウ素濃度を簡便に測定することが可能な砒素含有溶液中のヨウ素分析法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は上記課題を解決するために鋭意検討した結果、砒素含有溶液中の砒素とヨウ素とを酸性条件下で活性炭と接触させることにより、砒素含有溶液中のヨウ素と砒素を分離した後、活性炭に吸着した砒素含有溶液中のヨウ素を溶離し、溶離後液中のヨウ化物イオン濃度を、ヨウ化物イオン電極を用いて測定することが有効であるとの知見を得た。
【０００９】
以上の知見を基礎として完成した本発明は一側面において、ヨウ素と砒素を含む砒素含有溶液をｐＨ４以下で活性炭と接触させ、活性炭にヨウ素を吸着させ、処理後液中に砒素を残すことにより、砒素含有溶液中の砒素とヨウ素とを分離することと、活性炭に吸着したヨウ素を、溶離液を用いて溶離させることと、溶離後液の酸化還元電位（銀/塩化銀電極）が３００ｍＶ以上になるまで過酸化水素水を添加し、過酸化水素水添加後の溶離後液のヨウ素濃度をヨウ化物イオン電極により測定することを含む砒素含有溶液のヨウ素分析法が提供される。
【００１０】
本発明に係る砒素含有溶液のヨウ素分析法は一実施形態において、溶離後液の酸化還元電位（銀/塩化銀電極）を３００〜４００ｍＶに調整することを含む。
【００１１】
本発明に係る砒素含有溶液のヨウ素分析法は別の一実施形態において、溶離後液に黄色い変色が生じるまで過酸化水素水を添加することを含む。
【００１２】
本発明に係る砒素含有溶液のヨウ素分析法は更に別の一実施形態において、砒素含有溶液が、銅鉱石の浸出後液であることを含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ヨウ素と砒素を含む砒素含有溶液中のヨウ素濃度を簡便に測定することが可能な砒素含有溶液中のヨウ素分析法が提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施の形態に係る砒素含有溶液中のヨウ素分析法について以下に説明する。
処理対象とする砒素含有溶液としては、ヨウ素と砒素を少なくとも含む溶液が利用可能である。例えば、硫化銅鉱などの砒素を含有する銅鉱石の浸出後液（ＰＬＳ：Pregnant Leach Solution）を、砒素含有溶液として好適に利用することができる。この浸出後液には、ヨウ素及び砒素の他に、銅鉱石から浸出される銅イオンやその他金属イオン、銅鉱石の浸出液として用いられる硫酸、鉄（ＩＩＩ）イオン等の不純物が更に含まれている。以下に限定されるものではないが、砒素含有溶液としては、例えば、３ｇ／Ｌ以下の銅イオン、２．５ｇ／Ｌ以下の鉄（ＩＩＩ）イオン、４〜６ｇ／Ｌの鉄（ＩＩ）イオン、３０ｍｇ／Ｌ以下の砒素、４ｇ／Ｌ以下の硫酸を主な不純物として含む溶液が利用可能である。
【００１５】
本処理方法では、まず、砒素含有溶液を酸性条件下で活性炭と接触させる。砒素（ＩＩＩ）イオンは、ｐＨ８以下では活性炭に吸着されず、砒素（Ｖ）イオンはｐＨ４以下では活性炭に吸着されない性質を有する。そのため、砒素含有溶液を、ｐＨ４以下で活性炭と接触させることにより、砒素含有溶液中のヨウ素を活性炭に選択的に吸着させ、砒素を処理後液中に残すことができる。この操作により、砒素含有溶液から砒素とヨウ素とを分離することができる。
【００１６】
砒素含有溶液の活性炭への接触方法は特に限定されない。例えば、活性炭をカラムに充填し、カラム上部から砒素含有溶液を供給して活性炭に通液させるようにしてもよい。
【００１７】
次に、活性炭に吸着したヨウ素を、溶離液を用いて溶離させる。溶離液としては、亜硫酸水溶液などが用いられる。亜硫酸水溶液を通液した後は、硫酸を用いて活性炭を洗浄する。溶離後液は酸性であり、ヨウ化物イオンの他に、二酸化硫黄、亜硫酸などの未反応還元剤と硫酸イオンを含む。
【００１８】
次に、溶離後液に対して過酸化水素水を添加し、溶離後液中に含まれる二酸化硫黄、亜硫酸などの未反応還元剤を酸化させる。例えば、溶離後液の酸化還元電位（銀/塩化銀電極）が３００ｍＶ以上になるまで過酸化水素水を添加し、溶離後液中の還元性物質（Ｓ-2イオン）を酸化により除去することで、後述するヨウ化物イオン電極による分析を安定的に行うことができる。一方、過酸化水素水を過剰に添加すると、溶離後液中のヨウ素が揮散しやすいＩ2となり、ヨウ素濃度を正確に測定することができない場合がある。溶離後液の酸化還元電位は、３００〜４００ｍＶ程度、より好ましくは３３０〜３７０ｍＶ、更には約３５０ｍＶに調整することで、ヨウ素濃度の分析精度を向上させることができる。
【００１９】
過酸化水素水添加の終了点は、溶離後液の色の変化を観察することによっても判断できる。例えば、溶離後液中へ過酸化水素水を添加していくことにより、溶離後液の色が透明から薄い黄色へと変化していく。過酸化水素水を過剰に添加すると、溶離後液の色が濃い黄色へと変化し、溶離後液中のヨウ素が揮散しやすいＩ2となり、ヨウ素濃度を正確に測定することができない場合がある。このため、溶離後液の色に目視にて黄色い変色が生じ始めた時点で過酸化水素水添加を終了し、この溶離後液をヨウ化物イオン電極で測定することが好ましい。
【００２０】
過酸化水素水添加後の溶離後液は、亜鉛粉末等の還元剤を用いてヨウ素をヨウ化物イオンに還元し、ヨウ化物イオン電極を用いてイオン電極法でヨウ化物イオン濃度を測定する。
【００２１】
本発明の実施の形態に係る砒素含有溶液のヨウ素分析方法によれば、砒素含有溶液中の砒素とヨウ素を活性炭により予め分離できるため、ヨウ化物イオン電極を用いた簡単なヨウ素濃度測定が可能となる。後述する実施例で詳しく説明するが、ヨウ化物イオン電極による溶離後液中のヨウ素濃度の測定結果とイオンクロマトグラフィによる活性炭通液前のヨウ素量の測定結果がほぼ一致していたことから、砒素含有溶液、より具体的には、砒素及びその他不純物を含む銅鉱石の浸出後液を処理対象溶液とした場合であっても、ヨウ化物イオン電極を用いた簡便なヨウ素濃度分析により、比較的信頼性の高い分析を行うことができる。
【実施例】
【００２２】
以下に本発明の実施例を比較例と共に示すが、これらの実施例は本発明及びその利点をよりよく理解するために提供するものであり、発明が限定されることを意図するものではない。
【００２３】
（実施例１：活性炭による砒素とヨウ素の分離）
銅鉱石(砒素を含む硫化銅鉱)をヨウ素と鉄（ＩＩＩ）イオンを添加した浸出処理を行い、この浸出処理により得られた砒素を含む銅鉱石の浸出後液（ＰＬＳ）を、本実施例に係る砒素含有溶液としてＡｓ濃度の異なる６種類の溶液を利用した。市販のヤシ殻由来活性炭（太平化学産業株式会社製ヤシコールＭＣ）１１０ｇ（＝乾燥重量基準：ＫＩ５０ｍｇ／活性炭ｇ）をガラス製のカラム管（高さ３０ｃｍ、直径４ｃｍ）に充填した。Ａｓ濃度の異なる６種類の溶液について活性炭処理前と活性炭処理後にヨウ素濃度をヨウ化物イオン濃度イオンクロマトグラフィを用いて、砒素濃度をＩＣＰ発光分光分析を用いて分析し、活性炭処理前液中のヨウ素濃度と活性炭処理後液中の砒素濃度の変化を観察した。
【００２４】
【表１】
2018081009.tif 000002
【００２５】
表１から分かるように、砒素含有溶液中のヨウ素は活性炭にほぼ全量吸着され、砒素はほぼ全量、活性炭処理後液中に残っていることが分かる。ＰＬＳのような銅イオン等の不純物が共存する砒素含有溶液でも、大部分の砒素を活性炭に吸着させずに活性炭処理後液中に回収できている。また、ヨウ素は活性炭処理後液には検出されず、ロスなく活性炭に吸着されていた。活性炭処理前液中のＫＩ量はイオンクロマトグラフィによる分析の結果、２．２７ｇであった。
【００２６】
（実施例２：ヨウ化物イオン電極を用いたヨウ素濃度分析結果の信頼性）
実施例１と同様の条件で、ＰＬＳを活性炭に接触させた。次に、亜硫酸水（０．１５ｗｔ％ＳＯ2）を２Ｌ／ｈで３時間通液し、その後硫酸溶液を２Ｌ／ｈで１時間通液して洗浄し、溶離後液を得た。なお、亜硫酸水と硫酸の通液は、それぞれ２回実施した。溶離後液に対し、過酸化水素水（３０ｗｔ％）を溶離後液の酸化還元電位（銀／塩化銀電極）が３５０ｍＶになるまで添加した。過酸化水素水を添加した溶離後液に対し、亜鉛粉末を２〜３ｇ（薬さじ２〜３杯）添加して、ヨウ化物イオン電極（東亜ディーケーケー株式会社製）で溶離後液中のヨウ化物イオン濃度を測定した。結果を表２に示す。表２に示すように、分析誤差５％程度で測定が実施できた。
【００２７】
【表２】
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【００２８】
（実施例３：ヨウ化物イオン電極測定におけるＫＩ濃度とＯＲＰと色の関係）
０．１５％亜硫酸水でヨウ化物イオンを溶離した溶液に相当する亜硫酸濃度およびＫＩ濃度を１００ｍｇ／Ｌに調整した溶液に過酸化水素水を添加し、溶液の色、酸化還元電位（ＯＲＰ：ｖｓ．Ａｇ／ＡｇＣｌ）と、ＫＩ濃度の結果を表３に示す。表３に示すように、過酸化水素水をＯＲＰ３５０ｍＶ付近（３００−４００ｍＶ）で、溶液が薄い黄色を呈するように添加された場合に、ヨウ化物イオン電極を用いて測定すると、測定誤差が５％以内で分析できることが分かる。
【００２９】
【表３】
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