(57)【要約】【課題】  発熱反応およびアルシンの発生反応を抑制することができる析出銅の製造方法を提供する。【解決手段】  析出銅の製造方法は、遠心分離機内において、砒素を含有しかつ電解液が付着した析出銅に対して洗浄水で１次洗浄を行う工程と、前記１次洗浄後の前記析出銅に対して中和を行う工程と、前記中和後の前記析出銅に対して洗浄水で２次洗浄を行う工程と、前記２次洗浄後に、前記遠心分離機で脱水を行う工程と、前記脱水後の前記析出銅を掻き取る工程と、を含むことを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心分離機内において、砒素を含有しかつ電解液が付着した析出銅に対して洗浄水で１次洗浄を行う工程と、
前記１次洗浄後の前記析出銅に対して中和を行う工程と、
前記中和後の前記析出銅に対して洗浄水で２次洗浄を行う工程と、
前記２次洗浄後に、前記遠心分離機で脱水を行う工程と、
前記脱水後の前記析出銅を掻き取る工程と、を含むことを特徴とする析出銅の製造方法。
【請求項２】
前記中和を行う工程において、析出銅に付着した電解液のｐＨを６．５〜１０．０にすることを特徴とする請求項１記載の析出銅の製造方法。
【請求項３】
前記２次洗浄の洗浄水量を、析出銅１ｋｇあたり０．３３Ｌ以上とすることを特徴とする請求項１または２に記載の析出銅の製造方法。
【請求項４】
前記１次洗浄の洗浄水量を、析出銅１ｋｇあたり０．２２Ｌ以上とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の析出銅の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、析出銅の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
銅（Ｃｕ）の電解製錬工程においては、粗銅（アノード）から高純度の電気銅が製造されている。このとき、アノードから余剰分のＣｕとともに不純物（砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）など）が溶出する。これらの不純物が電解液中で一定濃度以上になった場合には製品の外観の悪化（表面の荒れ、粒・瘤の発生）や製品品質の悪化を招く。
【０００３】
そこで、電解液を一般電解槽から一部抜き取り、浄液した後に一般電解槽に戻している。この浄液においては、はじめに余剰溶出した銅が析出し、銅濃度がある程度低下してから不純物が析出する。これらの不純物を含む析出銅は、遠心分離機で脱水された後、貯鉱舎において貯鉱されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１８３８６９号公報
【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、析出銅には、電解液が付着している。この電解液に起因して、析出銅に発熱反応が生じるおそれがある。また、析出銅には、砒素が含まれている。この砒素に起因して、析出銅に発熱反応が生じるおそれがあるとともに、アルシンの発生反応が生じるおそれがある。
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑み、発熱反応およびアルシンの発生反応を抑制することができる析出銅の製造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】
【０００７】
本発明に係る析出銅の製造方法は、遠心分離機内において、砒素を含有しかつ電解液が付着した析出銅に対して洗浄水で１次洗浄を行う工程と、前記１次洗浄後の前記析出銅に対して中和を行う工程と、前記中和後の前記析出銅に対して洗浄水で２次洗浄を行う工程と、前記２次洗浄後に、前記遠心分離機で脱水を行う工程と、前記脱水後の前記析出銅を掻き取る工程と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
前記中和を行う工程において、析出銅に付着した電解液のｐＨを６．５〜１０．０としてもよい。前記２次洗浄の洗浄水量を、析出銅１ｋｇあたり０．３３Ｌ以上としてもよい。前記１次洗浄の洗浄水量を、析出銅１ｋｇあたり０．２２Ｌ以上としてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、発熱反応およびアルシンの発生反応を抑制することができる析出銅の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】析出銅の製造方法を例示する工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための実施形態について説明する。
【００１２】
まず、以下の実施形態において処理の対象とするのは、銅の電解製錬工程で用いる電解液を浄液する際に生じる析出銅である。析出銅の組成は、例えば、Ｃｕが４０ｍａｓｓ％〜６０ｍａｓｓ％、Ａｓが２０ｍａｓｓ％〜４０ｍａｓｓ％、Ｓｂが０．５ｍａｓｓ％〜１．５ｍａｓｓ％、Ｂｉが０ｍａｓｓ％〜０，５ｍａｓｓ％である。
【００１３】
このように、銅の電解製錬工程で用いる電解液を浄液する際に生じる析出銅には、不純物として砒素が含有されている。また、析出銅には、電解液が付着している。電解液には硫酸が含まれるため、析出銅を貯鉱しておくと、下記式（１）および下記式（２）の反応により、発熱反応が生じるおそれがある。
Ｃｕ＋Ｈ２ＳＯ４＋１／２Ｏ２（ｇ）→ＣｕＳＯ４＋Ｈ２Ｏ  （１）
２Ｃｕ３Ａｓ＋Ｈ２ＳＯ４＋５／２Ｏ２（ｇ）→Ａ２Ｏ３＋３ＣｕＯ＋ＳＯ２（ｇ）＋Ｈ２Ｏ  （２）
【００１４】
さらに、下記式（３）の反応により、析出銅からアルシン（ＡｓＨ３）が生じるおそれがある。
２Ｃｕ６Ａｓ＋５Ｈ２ＳＯ４＋Ｏ２（ｇ）→２ＡｓＨ３＋８ＣｕＯ＋２Ｃｕ２Ｏ＋５ＳＯ２（ｇ）＋２Ｈ２Ｏ  （３）
【００１５】
上記式（１）または上記式（２）の発熱反応が生じると、火事などのおそれがある。したがって、発熱反応を抑制する必要がある。また、上記式（３）で生じるアルシンは有害物質である。したがって、アルシンの発生を抑制する必要がある。そこで、以下の実施形態においては、発熱反応およびアルシンの発生反応を抑制することができる析出銅の製造方法について説明する。
【００１６】
図１は、析出銅の製造方法を例示する工程図である。図１で例示するように、まず、銅の電解製錬工程で用いる電解液を浄液する際に生じた析出銅を遠心分離機に投入する。例えば、１バッチあたり、２７６ｋｇの析出銅を遠心分離機に投入する。また、例えば、２７６ｋｇの析出銅のうち、８．０ｋｇの電解液（硫酸）が含まれる。
【００１７】
遠心分離機に投入された析出銅に対して１次洗浄水を供給することで、１次洗浄工程を実施する。この工程により、析出銅に付着した電解液の少なくとも一部を１次洗浄水に溶解させることができる。その後、遠心分離機から１次洗浄水を排出することで、１次洗浄水に溶解した電解液を排出することができる。例えば、１次洗浄水量は、１バッチあたり６０Ｌ（析出銅１ｋｇあたり０．２２Ｌ）以上とすることが好ましく、１２０Ｌ（析出銅１ｋｇあたり０．４３Ｌ）以上とすることがより好ましい。
【００１８】
次に、遠心分離機に、アルカリ溶液を供給することで、析出銅に付着した電解液の中和を行う。例えば、苛性ソーダの水溶液を遠心分離機に供給する。苛性ソーダの供給により、下記式（４）の中和反応が生じる。その後、遠心分離機からアルカリ溶液を排出することで、アルカリ溶液で中和された電解液を排出することができる。なお、中和のバラツキを抑制するために、遠心分離機に投入される前の析出銅への付着硫酸量に対して、当量比で１．５以上となるようにアルカリ溶液を供給することが好ましい。また、中和を行う工程において、析出銅に付着した電解液のｐＨを６．５〜１０．０に調整することが好ましい。
Ｈ２ＳＯ４＋２ＮａＯＨ→Ｎａ２ＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ  （４）
【００１９】
次に、遠心分離機に２次洗浄水を供給することで、２次洗浄工程を実施する。この工程により、析出銅に付着した電解液の少なくとも一部をさらに洗浄水に溶解させることができる。例えば、２次洗浄水量は、１バッチあたり６０Ｌ（析出銅１ｋｇあたり０．２２Ｌ）以上とすることが好ましく、１バッチあたり９０Ｌ（析出銅１ｋｇあたり０．３３Ｌ）以上とすることがより好ましい。その後、遠心分離機を動作させることで、析出銅を脱水する。この工程により、析出銅に付着した電解液の少なくとも一部をさらに除去することができる。
【００２０】
その後、遠心分離機に析出銅が残存する。この析出銅を掻き取ることで、析出銅を回収することができる。以上の工程により、析出銅を回収することができる。
【００２１】
本実施形態によれば、１次洗浄工程により、析出銅に付着した電解液の少なくとも一部を除去することができる。１次洗浄工程を行ったうえでアルカリ溶液による中和工程を行うことによって、析出銅に付着した電解液を十分に中和することができる。その結果、上記式（１）および上記式（２）の発熱反応を抑制することができる。さらに、上記式（３）のアルシン発生反応を抑制することができる。また、中和反応後に第２次洗浄工程を行うことにより、遠心分離機内の各箇所のｐＨのバラツキを抑制することができる。以上のことから、本実施形態によれば、析出銅の発熱反応およびアルシン発生反応を十分に抑制することができる。
【実施例】
【００２２】
上記実施形態に従って、析出銅を回収した。以下、実施例について説明する。
【００２３】
（実施例１）
実施例１では、１バッチあたりの析出銅の量は、２７６ｋｇであった。当該析出銅の組成は、Ｃｕが４０ｍａｓｓ％〜６０ｍａｓｓ％、Ａｓが２０ｍａｓｓ％〜４０ｍａｓｓ％、Ｓｂが０．５ｍａｓｓ％〜１．５ｍａｓｓ％、Ｂｉが０ｍａｓｓ％〜０，５ｍａｓｓ％であった。当該析出銅に付着した硫酸の量は、８．０ｋｇであった。１次洗浄工程では、１バッチあたり、１次洗浄水量を６０Ｌとした。中和工程における中和液量を、１バッチあたり８８Ｌとした。２次洗浄工程では、１バッチあたり、２次洗浄水量を６０Ｌとした。その後、遠心分離機内の内周方向の異なる位置、高さ方向の異なる位置などの２４か所から、析出銅をサンプルとして掻き取った。
【００２４】
（実施例２）
実施例２では、１バッチあたりの析出銅の量は、２７６ｋｇであった。当該析出銅の組成は、Ｃｕが４０ｍａｓｓ％〜６０ｍａｓｓ％、Ａｓが２０ｍａｓｓ％〜４０ｍａｓｓ％、Ｓｂが０．５ｍａｓｓ％〜１．５ｍａｓｓ％、Ｂｉが０ｍａｓｓ％〜０，５ｍａｓｓ％であった。当該析出銅に付着した硫酸の量は、８．０ｋｇであった。１次洗浄工程では、１バッチあたり、１次洗浄水量を１２０Ｌとした。中和工程における中和液量を、１バッチあたり８８Ｌとした。２次洗浄工程では、１バッチあたり、２次洗浄水量を９０Ｌとした。その後、遠心分離機内の内周方向の異なる位置、高さ方向の異なる位置などの２４か所から、析出銅をサンプルとして掻き取った。
【００２５】
（比較例）
比較例では、１バッチあたりの析出銅の量は、２７６ｋｇであった。当該析出銅の組成は、Ｃｕが４０ｍａｓｓ％〜６０ｍａｓｓ％、Ａｓが２０ｍａｓｓ％〜４０ｍａｓｓ％、Ｓｂが０．５ｍａｓｓ％〜１．５ｍａｓｓ％、Ｂｉが０ｍａｓｓ％〜０，５ｍａｓｓ％であった。当該析出銅に付着した硫酸の量は、８．０ｋｇであった。比較例では、１次洗浄工程を実施しなかった。中和工程における中和液量を、１バッチあたり８８Ｌとした。２次洗浄工程では、１バッチあたり、２次洗浄水量を１２０Ｌとした。その後、遠心分離機内の内周方向の異なる位置、高さ方向の異なる位置などの２４か所から、析出銅をサンプルとして掻き取った。
【００２６】
（分析）
実施例１，２および比較例のそれぞれにおいて、２４個のサンプルに付着した電解液のｐＨを測定した。また、各サンプルの温度を測定した。その結果を表１に示す。なお、表１の「バラツキ」は、２４個のサンプルのｐＨ値の標準偏差を表す。表１に示すように、比較例では、電解液のｐＨの最小値が５．９（６．５未満）となった。また、最小温度が高く、平均温度も高くなった。この結果から、析出銅に付着した電解液に対して十分に中和することができなかったことがわかる。これは、１次洗浄工程を実施しなかったことで、析出銅の電解液を十分に除去できなかったからであると考えられる。
【表１】
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【００２７】
これに対して、実施例１および実施例２のいずれにおいても、電解液のｐＨの最小値が６．５以上となった。また、最小温度が低く、平均温度も低くなった。これは、析出銅の電解液を十分に中和することができたからであると考えられる。なお、実施例２では、実施例１と比較して、ｐＨのバラツキが小さく（６．５以上１０．０以下）、温度のバラツキも小さくなった。これは、２次洗浄工程における２次洗浄水量を多くすることで、遠心分離機内の各箇所における析出銅から電解液を十分に除去することができたからであると考えられる。
【００２８】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図１】
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