(57)【要約】      （修正有）【課題】加圧下で硫化水素ガスを使用してニッケルおよびコバルトを含有する硫酸水溶液からニッケルおよびコバルトを硫化物として回収する際に、生成する硫化物の粒径を調整する。【解決手段】ニッケル酸化鉱の湿式製錬方法の、加圧下で硫化水素ガスを使用してニッケルおよびコバルトを含有する硫酸水溶液からニッケルおよびコバルトを硫化物として回収する方法であって、前記ニッケルおよびコバルトの硫化物を得る反応槽での終液のNi濃度を0.3〜0.4g/Lとするように投入するSeed率を調整する。なお、ここでいうseedは反応槽へ繰返す種結晶を意味する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル酸化鉱の湿式製錬方法の、加圧下で硫化水素ガスを使用してニッケルおよびコバルトを含有する硫酸水溶液からニッケルおよびコバルトを硫化物として回収する方法であって、前記ニッケルおよびコバルトの硫化物を得る反応槽での終液のNi濃度を0.3〜0.4g/Lとするように投入するSeed率を調整することを特徴とする、ニッケルおよびコバルト硫化物の製造方法。なお、ここでいうseedは反応槽へ繰返す種結晶を意味する。
【請求項２】
前記ニッケルおよびコバルトを硫化物として回収する方法であってseed率を200〜300%とすることを特徴とする、請求項１に記載のニッケルおよびコバルト硫化物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧下で硫化剤を使用してニッケル等の有価金属を含む硫酸浴から、それらの有価金属を硫化物として回収する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ニッケル酸化鉱を原料とするニッケル湿式製錬の分野においては近年、高温高圧を利用した酸浸出法（以下、HPAL法とよぶこともある）による低ニッケル品位ニッケル酸化鉱からの有価金属の回収が実用化されている。HPAL法によってニッケル酸化鉱より浸出されたニッケル、コバルト等の有価金属の回収については、加圧下で有価金属を含む硫酸浴に硫化水素ガスなどの硫化剤を添加することにより硫化物を生成させ、前記有価金属を硫化物として回収する方法が一般的に行われている。
【０００３】
効率よく硫化反応を行うための方法として、反応圧力、反応溶液のpHなどを調整する方法が知られている。  また、前記硫化反応を行う硫化反応工程は滞留時間を稼ぐために、一般的には2基以上の反応容器を直列に並べている。
【０００４】
しかし、このような従来の方法では生成したニッケルおよびコバルトの硫化物の粒径の制御が困難であり、しばしばD10%で20μm以下の小さな粒径の硫化物が生成することがあった。粒径の小さな硫化物は、後工程で圧搾ろ過器などを用いて固液分離する際の脱水効率が悪いため、不純物品位に悪影響を及ぼし、水分率を上昇させる。水分率上昇は輸送コストの増加につながるため水分率は15%以下に抑えることが望まれる。
【０００５】
このような背景から、硫化反応工程で高効率の反応を維持しつつ、生成する硫化物の粒径を容易に調整する技術が求められてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１２６７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、従来技術の問題点を解決するためのものであり、加圧下で硫化水素ガスを使用してニッケルおよびコバルトを含有する硫酸水溶液からニッケルおよびコバルトを硫化物として回収する際に、生成する硫化物の粒径を調整することができるニッケルおよびコバルト硫化物の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のニッケルおよびコバルト硫化物の製造方法は、ニッケル酸化鉱の湿式製錬方法の、加圧下で硫化水素ガスを使用してニッケルおよびコバルトを含有する硫酸水溶液からニッケルおよびコバルトを硫化物として回収する方法であって、前記ニッケルおよびコバルトの硫化物を得る反応槽での終液のNi濃度を0.3〜0.4g/Lとするように投入するSeed率を調整することを特徴としている。なお、ここでいうseedは反応槽へ繰返す種結晶を意味する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、ニッケル及びコバルトを含有する硫酸水溶液に、硫化剤を添加して加圧下にニッケル及びコバルトを含む硫化物を製造する方法であって、生成する硫化物の粒径を制御することができるニッケルおよびコバルト硫化物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】第一反応槽におけるニッケル濃度と生成硫化物の粒径との関係を示す図である
【図２】seed率と第一反応槽におけるニッケル濃度との関係を示す図である
【図３】第一反応槽におけるニッケル濃度とニッケル回収率との関係を示す図である
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明実施の形態について、詳細に説明する。
【００１２】
ニッケルおよびコバルトを含有する硫酸水溶液（以下、始液とよぶ）を2基以上の加圧反応槽が直列に連結された硫化反応工程の第一反応槽へ供給する。第一反応槽へは硫化剤として純度９５−９９％の硫化水素ガスを供給する。硫化反応工程では、（1）式で示されるような硫化水素ガスによる硫化反応が発生する。
【００１３】
MＳＯ４＋Ｈ２Ｓ→MＳ＋Ｈ２ＳO4                           （1）
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、第一反応槽における終液のニッケル濃度が0.3g/L以下の場合に、生成硫化物の粒径がD10%で20μm以下となることを発見した(図1)。ここでいうニッケル回収率とは以下の式で定義される。
【００１４】
ニッケル回収率＝（始液容積×始液ニッケル濃度−終液容積×終液ニッケル濃度）
÷（始液容積×始液ニッケル濃度）
また、seed率を200〜300%内で制御することで第一反応槽内の終液のニッケル濃度を0.3g/L程度に調整でき(図2)、ニッケル回収率を99%以上に維持することが可能(図3)であることを見出した。ここでいうseed率とは以下の式で定義される。
【００１５】
Seed率 ＝(seedスラリー容積×スラリー密度×スラリー固体率×スラリーNi品位)
÷（始液容積×始液ニッケル濃度）
このことから本発明者らは、投入seed量が過剰となった場合、投入したseedのうち核成長しないまま反応槽を通過する割合が多くなることが、生成硫化物の粒径を小さくする原因であると考えた。このため、投入seed量を調整することで、硫化反応工程で高いニッケル回収率を維持しながら後工程の一般的な圧搾ろ過工程でのろ過性に影響しない程度（D10%が20μm以上）にすることが可能になる。
【００１６】
また、seed率を200〜300%内で制御することでニッケル回収率を98.5%以上に維持したまま第一反応槽内のニッケル濃度を0.3g/L以上に調整できることを見出した。
【００１７】
seed率が200%を下回る場合、粒径は大きくなるがニッケル回収率が99%を下回る。
【００１８】
一方、seed率が300%を上回る場合、ニッケル回収率は98.5%以上となるが粒径が小さくなり、水分率が15%を超えてしまう。
【００１９】
seed率が高いほど第一反応槽内の終液のニッケル濃度が低くなるのは、供給される種結晶が多いほど反応が起こりやすい状態になったためと推測される。
【００２０】
すなわち硫化反応工程でseed率を調整することにより、ニッケル回収率を98.5%以上に維持したまま硫化物の粒径を制御することが可能となる。
【実施例】
【００２１】
以下本発明の実施例及び比較例を説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。なお、実施例及び比較例で用いた金属の分析方法はＩＣＰ発光分析法で、また、硫化物の粒径の分析はマイクロトラック粒度分析器で行った。また、以下の例はいずれも4基の硫化反応容器を直列につないで用い連続的に硫化反応を実施したものであり、硫酸浴始液のニッケル濃度は3.5〜4.5g/L、始液の給液流量は350〜450m3/Hrで硫化反応を実施した。
【００２２】
（実施例1）
seed率を200〜300%に調整して硫化反応を行った。このとき、第一反応槽終液のNi濃度は0.36g/Lで、D10%は35μm、水分率は12.0%であった。また、このときの硫化反応工程でのニッケル回収率は99.0％であった。
【００２３】
（比較例１）
seed率を300〜400%に調整して硫化反応を行った。このとき、第一反応槽終液のNi濃度は0.19g/Lで、D10%は12μm、水分率は15.8%であった。また、このときの硫化反応工程でのニッケル回収率は99.1％であった。
【００２４】
以上のことから、本発明によれば、高効率のニッケル回収率を維持しつつ、発生する硫化物の粒径を制御することができることが示された。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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