(57)【要約】【課題】不純物金属を含む硫酸酸性溶液から、その金属のイオンを中和除去する中和処理において、高コストの強アルカリ性の中和剤である消石灰スラリーの使用量を低減させ、効率的な中和処理を行う方法を提供する。【解決手段】本発明に係る中和処理方法は、鉄、マグネシウム、マンガンのいずれか１つ以上の金属を含む硫酸酸性溶液から、その金属イオンを中和除去する中和処理方法であって、硫酸酸性溶液に対して第１の中和剤として炭酸カルシウムスラリーを用いｐＨ５．０〜６．０の範囲を終点として中和処理を施す第１の中和処理工程と、第２の中和剤として消石灰スラリーを用いて中和処理を施し、硫酸酸性溶液に含まれる金属を含有する沈殿物と、その金属イオンが除去された中和終液とを得る第２の中和処理工程と、を有する。そして、第２の中和処理工程では、固形濃度（％Ｓｏｌｉｄ）範囲が１０％〜１８％である消石灰スラリーを用いて中和処理を施す。【選択図】図２
2018079435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄、マグネシウム、マンガンのいずれか１つ以上の金属を含む硫酸酸性溶液から、該金属のイオンを中和除去する中和処理方法であって、
前記硫酸酸性溶液に対して、第１の中和剤として炭酸カルシウムスラリーを用い、ｐＨ５．０〜６．０の範囲を終点として中和処理を施す第１の中和処理工程と、
前記第１の中和処理工程を経て得られた溶液に、第２の中和剤として消石灰スラリーを用いて中和処理を施し、前記硫酸酸性溶液に含まれる金属を含有する沈殿物と、該金属のイオンが除去された中和終液とを得る第２の中和処理工程と、を有し、
前記第２の中和処理工程では、固形濃度（％Ｓｏｌｉｄ）範囲が１０％〜１８％である消石灰スラリーを用いて中和処理を施す
中和処理方法。
【請求項２】
前記第１の中和処理工程では、終点のｐＨを５．０〜５．６の範囲とする
請求項１に記載の中和処理方法。
【請求項３】
前記第２の中和処理工程では、ｐＨ８．５〜９．５の範囲を終点として中和処理を行う
請求項１又は２に記載の中和処理方法。
【請求項４】
前記硫酸酸性溶液は、ニッケル酸化鉱石から高温高圧下で硫酸を添加してニッケルを浸出する浸出処理を経て得られる溶液に対し、硫化剤を添加して硫化処理を施すことによって得られる貧液である
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の中和処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中和処理方法に関するものであり、より詳しくは、ニッケル及びコバルトと不純物金属元素とを含む硫酸溶液に硫化水素ガスを吹き込み、ニッケル及びコバルトを含む硫化物を形成する硫化処理から得られる貧液中の残留不純物金属イオンを中和除去する中和処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ニッケル酸化鉱石の湿式製錬法として、硫酸等の酸により高温高圧下で浸出する高圧酸浸出法を用いた方法がある。この方法は、従来の一般的なニッケル酸化鉱の製錬方法である乾式製錬法と異なり、還元及び乾燥工程を含まず、一貫した湿式工程からなるものであるため、エネルギー的及びコスト的に有利である。また、ニッケル品位を５０質量％程度にまで上昇させたニッケルとコバルトとを含む硫化物（以下、「ニッケルコバルト混合硫化物」ともいう）を得ることができるという利点を有している。
【０００３】
具体的に、高圧酸浸出法を用いた湿式製錬方法として、例えば以下の工程を含む。
（ａ）ニッケル酸化鉱石のスラリー（鉱石スラリー）に硫酸等の酸を添加し、高温高圧下において浸出処理を施し、浸出液と浸出残渣とを含む浸出スラリーを得る浸出工程
（ｂ）浸出スラリーを多段洗浄しながら浸出残渣を分離し、ニッケル及びコバルトと共に不純物元素を含む浸出液を得る固液分離工程
（ｃ）分離した浸出液に中和剤を添加してｐＨを調整するとともに、その中和処理により生成する不純物元素を含む中和澱物の沈降速度を促進させるために浸出残渣スラリーの一部と凝結剤を添加し、その後、中和澱物を分離して、ニッケル及びコバルトを含む貴液を得る中和工程
（ｄ）ニッケル及びコバルトを含む貴液に、硫化水素ガス等の硫化剤を添加することでニッケル及びコバルトを含む硫化物を生成させて分離するニッケル回収工程
（ｅ）混合硫化物を回収した後の貧液中に残留する、鉄、マグネシウム、マンガン等の不純物を除去する排水中和工程
【０００４】
さて、上述した工程を有する湿式製錬方法において、ニッケル回収工程を経て回収された貧液を中和するためには（排水中和工程）、中和に必要なｐＨを達成するために、強アルカリ性の中和剤を用いることが必要となる。具体的に、強アルカリ性の中和剤としては、例えば消石灰スラリー等が工業的に挙げられる。なお、強アルカリ性の苛性ソーダ等を中和剤として用いることもできるが、コスト面で不利である。
【０００５】
しかしながら、中和剤として消石灰スラリーを単独で用いて添加すると、仕上がりコストへの影響度が大きい。そのため、中和剤としては、消石灰スラリーの使用分の一部を安価な炭酸カルシウムスラリーに代替し、その２種類の中和剤を用いて、終点ｐＨを調整した段階的な中和処理を行うことが提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
ところが、２種類の中和剤のうち、強アルカリ性の中和剤である消石灰スラリーは、一般的にフレキシブルコンテナ等に梱包され、その使用量が多くなる場合には煩雑な前処理と前処理設備が必要となる。また、他の中和剤と比較してコストの面で有利な消石灰スラリーであっても、硫化工程からの貧液の発生量が多くなって中和剤の使用量が膨大になると、仕上がりコストへの影響度が大きくなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−２５６６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、鉄、マグネシウム、マンガンのいずれか１つ以上の金属を含む硫酸酸性溶液からその金属イオンを中和除去する中和処理において、コストの高い強アルカリ性の中和剤である消石灰スラリーの使用量を効果的に低減させ、効率的な中和処理を行うことができる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、消石灰スラリーの一部を炭酸カルシウムスラリーの代替し、この２種類の中和剤を用いて２段階の中和処理を施すようにし、第２段階目の中和処理にて固形濃度を特定の範囲に調整した消石灰スラリーを用いて処理することにより、高コストな中和剤である消石灰スラリーの使用量をより効果的に低減させることができ、効率的な中和処理を行うことができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
（１）本発明の第１の発明は、鉄、マグネシウム、マンガンのいずれか１つ以上の金属を含む硫酸酸性溶液から、該金属のイオンを中和除去する中和処理方法であって、前記硫酸酸性溶液に対して、第１の中和剤として炭酸カルシウムスラリーを用い、ｐＨ５．０〜６．０の範囲を終点として中和処理を施す第１の中和処理工程と、前記第１の中和処理工程を経て得られた溶液に、第２の中和剤として消石灰スラリーを用いて中和処理を施し、前記硫酸酸性溶液に含まれる金属を含有する沈殿物と、該金属のイオンが除去された中和終液とを得る第２の中和処理工程と、を有し、前記第２の中和処理工程では、固形濃度（％Ｓｏｌｉｄ）範囲が１０％〜１８％である消石灰スラリーを用いて中和処理を施す、中和処理方法である。
【００１１】
（２）本発明の第２の発明は、第１の発明において、前記第１の中和処理工程では、終点のｐＨを５．０〜５．６の範囲とする、中和処理方法である。
【００１２】
（３）本発明の第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記第２の中和処理工程では、ｐＨ８．５〜９．５の範囲を終点として中和処理を行う、中和処理方法である。
【００１３】
（４）本発明の第４の発明は、第１乃至第３のいずれかの発明において、前記硫酸酸性溶液は、ニッケル酸化鉱石から高温高圧下で硫酸を添加してニッケルを浸出する浸出処理を経て得られる溶液に対し、硫化剤を添加して硫化処理を施すことによって得られる貧液である、中和処理方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、鉄、マグネシウム、マンガンのいずれか１つ以上の金属を含む硫酸酸性溶液からその金属のイオンを中和除去する中和処理において、コストの高い強アルカリ性の中和剤である消石灰スラリーの使用量を効果的に低減させ、効率的な中和処理を行うことができる方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスの流れを示す工程図である。
【図２】中和処理方法の工程図である。
【図３】第２の中和処理工程における中和処理での終液のｐＨに対する、中和剤として使用した消石灰スラリーのロス量の関係を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の具体的な実施形態（以下、「本実施の形態」という）について以下の順序で詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更することができる。
１．本発明の概要
２．ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法
３．中和処理方法
３−１．第１の中和処理工程
３−２．第２の中和処理工程
４．実施例
【００１７】
≪１．本発明の概要≫
本発明に係る中和処理方法は、鉄、マグネシウム、マンガンのいずれか１つ以上の金属を含む硫酸酸性溶液から、それらの金属のイオンを中和除去するものである。
【００１８】
具体的に、この中和処理方法は、上述した硫酸酸性溶液に対して、第１の中和剤として炭酸カルシウムスラリーを用い、ｐＨ５．０〜６．０の範囲を終点として中和処理を施す第１の中和処理工程と、第１の中和処理工程を経て得られた溶液に、第２の中和剤として消石灰スラリーを用いて中和処理を施し、硫酸酸性溶液に含まれる金属を含有する沈殿物とその金属イオンが除去された中和終液とを得る第２の中和処理工程と、を有する。
【００１９】
このように、本発明に係る中和処理方法では、２種類の中和剤を用いて、所定のｐＨ  範囲を終点とした段階的な中和処理を行う。そして、その２種類の中和剤のうちの１種を安価な中和剤である炭酸カルシウムスラリーとし、炭酸カルシウムスラリーを用いて第１段階目の中和処理を行う。このような中和処理方法によれば、先ず第１の中和処理として安価な炭酸カルシウムスラリーを用いた中和処理を行っているため、従来中和剤として使用されているコストの高い消石灰スラリーの使用量を低減させることができる。
【００２０】
そしてさらに、本発明に係る中和処理方法では、第２段目の中和処理において中和剤として消石灰スラリーを用いるが、その固形濃度（％Ｓｏｌｉｄ）範囲が特定の範囲のものを用いることを特徴としている。このような方法によれば、使用する２種類の中和剤のうちのコストが高い強アルカリ性の中和剤である消石灰スラリーの使用量をさらに低減させることができ、より一層に効率的に不純物金属元素を中和除去する中和処理を行うことができる。これにより、処理すべき硫酸酸性溶液の量が増加した場合であっても、処理コストの過剰な増大を防ぐことができ、効率的な処理を行うことができる。
【００２１】
ここで、鉄、マグネシウム、マンガンのいずれか１つ以上の金属を含む硫酸酸性溶液としては、例えば、ニッケル酸化鉱石から高温高圧下で硫酸を添加してニッケルを浸出する浸出処理を経て得られる溶液に対し、硫化剤を添加して硫化処理を施すことによって得られる貧液を挙げることができる。なお、鉄、マグネシウム、マンガンのいずれか１つ以上の金属は、ニッケル酸化鉱石に湿式製錬プロセスを経て貧液中に残留した金属である。
【００２２】
以下では、硫酸酸性溶液として、このようなニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスを経て得られる貧液を用いた態様を例に挙げ、より具体的に説明する。
【００２３】
≪２．ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセス≫
ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスの概要について説明する。なお、ここでは、高温高圧下で硫酸を用いて浸出処理を施す高圧酸浸出法を用いた湿式製錬プロセスを具体例として説明する。
【００２４】
図１は、ニッケル酸化鉱石の高圧酸浸出法による湿式製錬プロセスの流れを示す工程図である。ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスは、ニッケル酸化鉱石のスラリーからニッケルを浸出する浸出工程Ｓ１と、得られた浸出スラリーから浸出液と浸出残渣とに固液分離する固液分離工程Ｓ２と、浸出液を中和してニッケル回収用の母液と中和澱物とに分離する中和工程Ｓ３と、母液である硫酸溶液に硫化剤を添加して硫化処理を施しニッケル及びコバルトを含む硫化物と貧液とを得る硫化工程Ｓ４と、を有する。
【００２５】
（１）浸出工程
浸出工程Ｓ１では、ニッケル酸化鉱石のスラリー（鉱石スラリー）に硫酸を添加し、高温高圧下において撹拌処理を施し、浸出液と浸出残渣とからなる浸出スラリーを形成する浸出処理を行う。浸出工程Ｓ１における浸出処理では、例えば高温加圧容器（オートクレーブ）が用いられる。
【００２６】
ここで、原料のニッケル酸化鉱石としては、主としてリモナイト鉱及びサプロライト鉱等のいわゆるラテライト鉱が挙げられる。このラテライト鉱のニッケル含有量は、通常０．８質量％〜２．５質量％であり、水酸化物又はケイ苦土（ケイ酸マグネシウム）鉱物として含有される。また、鉄の含有量は、１０質量％〜５０質量％であり、主として３価の水酸化物（ゲーサイト）の形態であるが、一部２価の鉄がケイ苦土鉱物に含有される。
【００２７】
具体的に、浸出工程Ｓ１においては、下記の式（１）〜（５）で表される浸出反応と高温熱加水分解反応が生じ、ニッケル、コバルト等の硫酸塩としての浸出と、浸出された硫酸鉄のヘマタイトとしての固定化が行われる。ただし、鉄イオンの固定化は完全には進行しないため、通常、得られる浸出スラリーの液部分には、ニッケル、コバルト等の他に２価と３価の鉄イオンが含まれる。
【００２８】
・浸出反応
ＭＯ＋Ｈ２ＳＯ４⇒ＭＳＯ４＋Ｈ２Ｏ  ・・・（１）
（なお、式中Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｍｎ等を表す。）
２Ｆｅ（ＯＨ）３＋３Ｈ２ＳＯ４⇒Ｆｅ２（ＳＯ４）３＋６Ｈ２Ｏ  ・・・（２）
ＦｅＯ＋Ｈ２ＳＯ４⇒ＦｅＳＯ４＋Ｈ２Ｏ  ・・・（３）
・高温熱加水分解反応
２ＦｅＳＯ４＋Ｈ２ＳＯ４＋１／２Ｏ２⇒Ｆｅ２（ＳＯ４）３＋Ｈ２Ｏ  ・・・（４）
Ｆｅ２（ＳＯ４）３＋３Ｈ２Ｏ⇒Ｆｅ２Ｏ３＋３Ｈ２ＳＯ４  ・・・（５）
【００２９】
浸出処理に供される鉱石スラリーの濃度は、特に限定されないが、浸出スラリーのスラリー濃度が１５質量％〜４５質量％程度になるように調製することが好ましい。また、浸出処理における硫酸添加量は、鉱石中の鉄が浸出されるような過剰量が用いられる。例えば、鉱石１トン当り３００ｋｇ〜４００ｋｇ程度とする。なお、鉱石１トンあたりの硫酸添加量が４００ｋｇを超えると、硫酸コストが大きくなり好ましくない。
【００３０】
（２）固液分離工程
固液分離工程Ｓ２では、浸出工程Ｓ１にて形成される浸出スラリーを多段洗浄して、ニッケル及びコバルトを含む浸出液と、浸出残渣とに分離する。
【００３１】
固液分離工程Ｓ２における多段洗浄方法としては、ニッケルを含まない洗浄液で向流に接触させる連続交流洗浄法を用いることが好ましい。これにより、系内に新たに導入する洗浄液を削減でき、ニッケル及びコバルトの回収率を９５％以上とすることができる。
【００３２】
（３）中和工程
中和工程Ｓ３では、分離された浸出液の酸化を抑制しながら、その浸出液のｐＨが４．０以下、好ましくは２．８〜３．０となるように炭酸カルシウムを添加し、ニッケル回収用の母液と３価の鉄を含む中和澱物のスラリーとを形成する。中和工程Ｓ３では、このようにして浸出液の中和処理を行うことで、浸出処理で用いた過剰の酸の中和を行うとともに、溶液中に残留する３価の鉄イオンやアルミニウムイオン等を除去する。なお、浸出液のｐＨが４．０を超えると、ニッケルの水酸化物の発生が多くなる。
【００３３】
中和工程Ｓ３で得られる中和澱物のスラリーは、必要に応じて固液分離工程Ｓ２へ送ることができる。これにより、中和澱物スラリーに含まれるニッケルを効果的に回収することができる。
【００３４】
（４）硫化工程
硫化工程Ｓ４では、中和工程Ｓ３において得られたニッケル回収用の母液である硫酸溶液に硫化水素ガス等の硫化剤を添加して硫化反応を生じさせ、ニッケル及びコバルトを含む硫化物と貧液とを生成する。なお、母液中に亜鉛が含まれる場合には、硫化反応によりニッケル及びコバルトの硫化物を形成させるに先立って、亜鉛を硫化物として選択的に分離する処理を行うことができる。
【００３５】
硫化処理に対象となるニッケル回収用の母液は、上述のように、ニッケル酸化鉱石を浸出して得られた浸出液に基づく、ニッケル及びコバルトを含む硫酸溶液である。具体的には、例えばｐＨが２．７〜３．３で、ニッケル濃度が２ｇ／Ｌ〜５ｇ／Ｌ、コバルト濃度が０．１ｇ／Ｌ〜１．０ｇ／Ｌである。また、不純物成分として、例えば、鉄、マグネシウム、マンガンのいずれか１つ以上を不純物金属成分として含有する硫酸溶液である。
【００３６】
不純物金属成分は、浸出処理における酸化還元電位（ＯＲＰ）、オートクレーブの操業条件、及び鉱石品位により大きく変化するが、一般的には、鉄、マグネシウム、マンガン、その他の不純物金属元素が、数ｇ／Ｌ程度の割合で含まれている。
【００３７】
ここで、硫酸溶液に含まれる不純物金属成分である、鉄、マンガン、アルカリ金属、及びマグネシウム等のアルカリ土類金属は、回収するニッケル及びコバルトに対して比較的多く存在するが、硫化工程Ｓ４における硫化処理により形成される硫化物としての安定性は低い。そのため、これらの金属不純物は、形成される硫化物に含有されることはなく、形成された硫化物を除去して得られる貧液（硫化終液）中に含まれることになる。なお、この貧液は、ｐＨが１．０〜３．０程度である。
【００３８】
このように、硫化工程Ｓ４では、不純物含有量の少ないニッケル及びコバルトを含む硫化物と、ニッケル濃度を低い水準で安定させた貧液とが生成され、それぞれ回収される。回収方法としては、硫化処理により得られた硫化物のスラリーをシックナー等の沈降分離装置を用いて沈降分離させることによって、沈殿物である硫化物がシックナーの底部より分離回収され、水溶液成分がオーバーフローして貧液として回収される。
【００３９】
≪３．中和処理方法≫
上述したように、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおける硫化工程Ｓ４を経て得られる貧液は、鉄、マグネシウム、マンガンのいずれか１つ以上を少なくとも含む不純物金属のイオンを含有している。そのため、この貧液を系外に排出するにあたっては、貧液中の残留金属イオンを除去する中和処理を施すことが必要となる。また、この貧液を、上述した湿式製錬プロセスに繰り返し用いる場合においても、不純物成分を極力低減させた状態とするために中和処理を施すことが好ましい。
【００４０】
従来、この貧液に対する中和処理では、中和に必要なｐＨを達成するために、例えば消石灰スラリー等の高アルカリ性の中和剤を用いていた。しかしながら、このような高アルカリ性の中和剤は、硫化工程Ｓ４からの貧液の発生量が多くなってその使用量が多くなると、煩雑な前処理と前処理設備が必要となる。また、他の中和剤に対してコスト面で比較的有利な消石灰スラリー等の中和剤であっても、処理すべき貧液量が多くなるに伴ってその使用量が膨大になると、仕上がりコストへの影響度が大きいという問題がある。
【００４１】
そこで、本実施の形態に係る中和処理方法では、中和剤として使用する消石灰スラリーの一部を、安価な中和剤である炭酸カルシウムスラリーに代替し、その２種類の中和剤を用いて段階的な中和処理を行うようにする。
【００４２】
具体的に、この中和処理方法は、図２の工程図に示すように、貧液（硫酸酸性溶液）に対して第１の中和剤として炭酸カルシウムスラリーを用い、所定のｐＨ範囲を終点とした中和処理を行う第１の中和処理工程Ｓ１１と、第１の中和処理工程Ｓ１１で得られた溶液に対して第２の中和剤として消石灰スラリーを用いた中和処理を行い、不純物金属を含む沈殿物と中和終液とを生成させる第２の中和処理工程Ｓ１２と、を有する。
【００４３】
＜３−１．第１の中和処理工程＞
第１の中和処理工程Ｓ１１では、中和剤として炭酸カルシウムスラリーを用い、上述した硫化工程Ｓ４を経て得られた貧液に対して中和処理を施す。なお、上述したように、貧液は、ニッケル酸化鉱石に湿式製錬プロセスを経て得られた硫酸酸性の溶液である。
【００４４】
第１の中和処理工程Ｓ１１にて用いる炭酸カルシウムスラリーは、安価な中和剤である。したがって、この安価な炭酸カルシウムスラリーを第１の中和剤として用い、先ず第１段階目の中和処理を施すことにより、後述する第２段階目の中和処理で使用する、コストが高い強アルカリ性の中和剤である消石灰スラリーの使用量を低減させることができる。
【００４５】
そして、この段階的な中和処理における第１の中和処理では、特定のｐＨ範囲を中和反応の終点として調整して中和処理を行う。具体的に、第１の中和処理工程Ｓ１１では、その終点のｐＨを、５．０〜６．０の範囲、好ましくは５．０〜５．６の範囲として中和処理を行う。
【００４６】
このように、第１の中和処理工程Ｓ１１においては、炭酸カルシウムスラリーを中和剤として用いるとともに、その終点のｐＨを５．０〜６．０に設定調整した第１段階目の中和処理を行うことにより、中和剤として用いる消石灰スラリーの使用量を有効に低減させることができる。また、終点のｐＨを上述した範囲に適切に調整することで、中和処理全体で用いる中和剤の総使用量を低減させ、処理コストを抑えた効率的な中和処理を行うことができる。
【００４７】
ここで、第１の中和処理における終点のｐＨについて、ｐＨが５．０未満であると、この第１の中和処理が不十分となって後述する第２の中和処理工程Ｓ１２における中和処理の負荷が増大し、結果として第２の中和剤の使用量が増加することになる。一方、終点のｐＨが６．０を超えると、この第１の中和処理の負荷が増大し、炭酸カルシウムスラリーの使用量が増加することになる。また、終点のｐＨが６．０を超えるように調整して第１の中和処理の負荷を増大させた場合でも、第２の中和処理工程Ｓ１２における中和剤の使用量は殆ど変わらないため、中和処理全体における中和剤の使用量が増加し、経済的に非効率となる。
【００４８】
また、好ましくはｐＨ５．０〜５．６の範囲を終点として第１段階目の中和処理を行うことにより、第１の中和処理における中和剤の使用量及び第２の中和処理における中和剤の使用量を、より効果的に低減させることができ、処理すべき貧液量の増加に対しても処理コストを過剰に増大させることなく効率的な処理を行うことができる。
【００４９】
なお、溶液のｐＨ測定は、周知の方法を用いて行うことができ、その測定されたｐＨに基づいて中和処理の終点を判断することができる。例えば、中和反応槽内にｐＨ測定計を設けて反応槽内の溶液のｐＨを随時測定可能とし、中和剤の添加に伴う中和反応の進行により変化するｐＨを観測して、中和処理の終点を判断する。
【００５０】
＜３−２．第２の中和処理工程＞
第２の中和処理工程Ｓ１２では、第１の中和処理工程Ｓ１１を経て得られた溶液に対して、第２の中和剤である消石灰スラリーを用いて中和処理を施す。この第２の中和処理により、不純物金属を含む沈殿物と不純物金属が除去された中和終液とを生成させる。なお、消石灰スラリーは、強アルカリ性の中和剤であり、比較的高コストなものである。
【００５１】
上述のように、第１の中和処理工程Ｓ１１において炭酸カルシウムスラリーを用いて所定のｐＨ範囲を終点とする中和処理を行っていることから、第２の中和処理において使用する中和剤である消石灰スラリーの使用量を効果的に低減させることができる。
【００５２】
この第２の中和処理工程Ｓ１２における中和処理では、その終点のｐＨ範囲としてｐＨ８．５〜９．５の範囲に調整して処理を行うことが好ましい。第２の中和処理における終点のｐＨが８．５未満であると、貧液中に含まれる鉄、マグネシウム、マンガン、その他の不純物金属の沈殿物が十分に形成されず、不純物金属イオンが中和終液中に残留してしまう可能性がある。一方で、終点のｐＨが９．５を超えると、それ以上に不純物金属の沈殿形成は進行せず、中和処理の負荷が大きくなって消石灰スラリーの使用量が増加して経済性が悪化することになる。
【００５３】
また、より好ましくは、終点のｐＨ範囲を８．９〜９．１として第２段階目の中和処理を行う。これにより、第２の中和剤の使用量をさらに抑えることができ、より効率的な中和処理を行うことができる。なお、第２の中和処理工程Ｓ１２におけるｐＨ管理も、第１の中和処理工程Ｓ１１における中和処理にて行う方法と同様にして行うことができる。
【００５４】
ここで、上述したように、２段階の中和処理を行うことによって、高コストの消石灰スラリーの使用量を低減させることができるものの、その消石灰スラリーの使用量はさらに低減させるようにすることが望ましい。そこで、本実施の形態においては、第２の中和処理工程Ｓ１２にて使用する消石灰スラリーについて、その固形濃度（％Ｓｏｌｉｄ）が１０％〜１８％の範囲であるものを用いることを特徴とする。
【００５５】
このように、第２の中和処理工程Ｓ１２での中和処理で使用する消石灰スラリーの固形濃度を調整し、特定の範囲のものを中和剤として使用することによって、使用する消石灰スラリーのロス量を低減させることができる。つまり、ロスを低減させながら有効に消石灰スラリーを使用することができるようになるため、その使用量をさらに低減させることができ、より一層に効率的な処理を行うことができる。
【００５６】
消石灰スラリーの固形濃度（％Ｓｏｌｉｄ）に関して、固形濃度が１０％未満のものであると、中和処理に必要なスラリーの体積が増加し、反応に必要な滞留時間が低下する。すなわち、単位体積あたりの中和処理時間が減少する。そして、このように滞留時間が低下すると、未反応のロスとなる消石灰スラリー量が増加する。一方で、固形濃度が１８％を超えるものであると、中和処理を行う中和反応槽内において中和剤の拡散性が悪化し、それにより過剰の中和剤が必要となって処理コストが増加することになる。
【００５７】
なお、この第２の中和処理工程Ｓ１２を経て得られた不純物金属を含む沈殿物と、不純物金属が除去された中和終液とは、周知の固液分離処理を施すことによって、それぞれ分離回収することができる。
【実施例】
【００５８】
≪４．実施例≫
以下に、本発明の実施例を示してより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００５９】
［実施例］
ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおいて、浸出工程、固液分離工程、及び中和工程を経て回収された、ニッケル及びコバルトと、鉄、マグネシウム、マンガン、その他の不純物金属とを含む硫酸溶液からなる母液に対して、硫化水素ガスを吹き込んでニッケル及びコバルトを含む硫化物を形成させる硫化工程を行った。その後、硫化工程から排出された硫酸酸性溶液である貧液に対して、その貧液中に含まれる不純物金属イオンを中和除去する中和処理を行った。
【００６０】
（第１の中和処理）
具体的に、その中和処理では、先ず、貧液を中和反応槽に装入し、貧液１ｍ３（ｐＨ１．７）に対して、第１の中和剤として密度１．２ｇ／ｃｍ３の炭酸カルシウムスラリーを添加して第１の中和処理を行った。なお、この第１の中和処理では、終点ｐＨが５．５となるまで中和させるようにした。
【００６１】
（第２の中和処理）
続いて、第１の中和処理後の溶液に対して、第２の中和剤としてスラリー固形濃度が１２％〜１５％である消石灰スラリーを添加して第２の中和処理を行った。なお、この第２の中和処理では、終点ｐＨが９．００〜９．１０となるまで中和させるようにし、滞留時間は１００分とした。そして、このような第２の中和処理で使用した中和剤（消石灰スラリー）の添加量を求めた。
【００６２】
［比較例１］
比較例１では、第２の中和剤として、スラリー固形濃度が１９％〜２１％である消石灰スラリーを添加としたこと以外は、実施例１と同様にして中和処理を行い、このときの消石灰スラリーの添加量を求めた。なお、比較例１における第２の中和処理では、終点ｐＨが８．９４〜９．１０となるまで中和させるようにした。
【００６３】
［結果］
下記表１に、実施例及び比較例のそれぞれの終点ｐＨの条件と、そのときの消石灰スラリーのロス量の算出結果を示す。なお、上述のように、実施例では固形濃度１２％〜１５％の消石灰スラリーを、比較例では固形濃度１９％〜２１％の消石灰スラリーを用いた。
【００６４】
ここで、消石灰スラリーのロス量とは、第１の中和処理において炭酸カルシウムスラリーの添加によりｐＨを５．１〜５．４の調整した後、Ｎｉ１ｔあたりの第２の中和処理にて必要なｐＨ（終点ｐＨ）に到達するまでに過剰に添加された消石灰スラリーの使用量を意味し、そのロス量は下記式により算出した。
消石灰スラリーロス量＝
（消石灰消費量−金属を沈澱させるのに必要とした消石灰量）／Ｎｉ処理量
【００６５】
なお、上記の算出式において、（１）「消石灰消費量」とは、実際に反応に用いた消石灰使用量をいい、（２）「金属を沈澱させるのに必要とした消石灰量」とは、反応前後の分析値に基づいて算出される、理論的に反応に必要とした消石灰量をいう。したがって、これらの差分（（１）−（２））は、反応に寄与しない消石灰の量となる。また、「Ｎｉ処理量」とは、ニッケルを回収する湿式製錬プロセスを経て得られるＮｉ回収量をいう。この実施例における中和処理は、湿式製錬プロセスから排出される貧液に対する処理であり、したがって、Ｎｉ処理量に対する消石灰のロス量を算出することで、湿式製錬プロセスの全体における貧液に対する中和処理の効率性を判断することができる。
【００６６】
また、図３に、実施例、比較例において、第２の中和処理における終点ｐＨの条件に対する、Ｎｉ１ｔあたりの消石灰スラリーロス量の測定結果の関係のグラフを示す。
【００６７】
【表１】
2018079435.tif 000003
【００６８】
表１及び図３に示すように、実施例の操業によれば、固形濃度が相対的に高い消石灰スラリーを使用した比較例に比べて、同一の終点ｐＨに調整する際にロスする消石灰スラリー量を低減させることができた。なお、表１に示す実施例及び比較例におけるロス量の測定結果について差の検定を実施した結果、有意差が認められた。
【図１】
2018079435.tif 000004
【図２】
2018079435.tif 000005
【図３】
2018079435.tif 000006