(57)【要約】【課題】銅製錬ダストに含まれるスズの浸出を抑えつつ、銅、鉛を選択的に浸出して、該ダストからスズを銅および鉛と分離して回収する湿式処理方法を提供する。【解決手段】銅製錬ダストを、液温５０℃〜８０℃、濃度１〜９mol/Lの塩酸溶液に投入して、該ダストに含まれる銅および鉛を選択的に浸出させる一方、該ダストに含まれるスズを残渣に残し、固液分離して銅および鉛の浸出液と、残渣に含まれる固形分のスズを回収することを特徴とする銅製錬ダストからスズを回収する方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅製錬ダストを、液温５０℃〜８０℃、濃度１〜９mol/Lの塩酸溶液に投入して、該ダストに含まれる銅および鉛を選択的に浸出させる一方、該ダストに含まれるスズを残渣に残し、固液分離して銅および鉛の浸出液と、残渣に含まれる固形分のスズを回収することを特徴とする銅製錬ダストからスズを回収する方法。
【請求項２】
液温７０℃〜８０℃および塩酸濃度１〜９mol/Lの浸出条件で、銅製錬ダストに含まれる銅および鉛のおのおの９４質量％以上を浸出させた浸出液と、スズ品位が３０質量％以上の残渣を回収する請求項１に記載するスズの回収方法。
【請求項３】
スズよりも銅と鉛の含有量が多い銅製錬ダストを原料とするスズ回収物であって、スズ含有量が３０質量％以上、銅と鉛と亜鉛および鉄の含有量がおのおの５質量％以下であり、スズ製錬原料になるスズ回収物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅製錬工程で発生するダストからスズを回収する方法であって、ダストを塩酸溶液中で浸出し、スズ酸化物を残渣として回収する方法とスズ回収物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、銅製錬原料中のスズ含有量が上昇しており、製錬所の各工程でのスズの負荷が増大している。銅製錬工程内に入るスズの一部は排ガス系のダストに移行して濃縮しており、排ガスの処理に伴い、このスズが銅製錬の工程内に繰り返されることによってスズの負荷が増大する一因になっている。
【０００３】
銅製錬ダストに含まれるスズの処理について以下の処理方法が知られている。
特許文献１（特開２０１４−１４８７２５号公報）には、銅製錬ダストについて、粒径１μｍ以上５μｍ以下の範囲に設定した乾式分級を行い、分級点以下の微細粒物と分級点を超える粗粒物とに分離し、該粗粒物を繰り返し上記製錬炉に投入する一方、上記微細粒物を水洗して水溶性物と洗浄微細粒物とに分離する処理方法が記載されている。この方法では、分級点以下の微細粒側に亜鉛、鉛、ビスマス、スズ等の不純物元素が多く含まれ、分級点を超える粗粒側には銅粒子が多く含まれるので、微細粒側を水洗処理して、水溶性の硫酸銅を溶解し、残渣には鉛、ビスマス、スズ等が残留するので、これを固液分離する方法である。
【０００４】
特許文献２（特許第３７９２０５６号公報）には、鉛、錫、ビスマスを含む鉛滓を４０℃〜１００℃の範囲で炭酸化して、鉛、錫、ビスマスを含む炭酸化滓を得る工程、該炭酸化滓を酸溶解し、その際に前記炭酸化滓を終点ｐＨが１.５〜２.５になるように追加添加し、鉛を含む溶解液と、錫とビスマスとを含む溶解残渣を生成する工程、鉛を含む溶解液から鉛を含む精鉛滓を回収する工程、錫とビスマスとを含む溶解残渣を酸溶解して錫を含む溶解残渣とビスマスを含む溶解液を生成し、錫を含む溶解残渣を錫原料とする工程、ビスマスを含む溶解液からビスマス原料を回収する工程を含む鉛滓からの鉛、錫、ビスマスの分離方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１４８７２５号公報
【特許文献２】特許第３７９２０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の処理方法では、ダストに含まれる銅と不純物（鉛、ビスマス、スズ）を分離することが目的であり、残渣に含まれるスズを鉛やビスマスと分離し回収することは行われていない。特許文献２の処理方法は工程が多段で煩雑であり、しかも出発原料は銅製錬ダストを硫酸浸出した鉛滓であって、銅製錬ダストからスズを分離回収する方法ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、銅製錬ダストからスズを分離回収する方法であり、該ダストに含まれるスズの浸出を抑えつつ、銅、鉛を選択的に浸出して、該ダストからスズを銅および鉛と分離して回収する湿式処理方法を提供する。
【０００８】
本発明は以下の構成からなる銅製錬ダストからスズを回収する方法に関する。
〔１〕銅製錬ダストを、液温５０℃〜８０℃、濃度１〜９mol/Lの塩酸溶液に投入して、該ダストに含まれる銅および鉛を選択的に浸出させる一方、該ダストに含まれるスズを残渣に残し、固液分離して銅および鉛の浸出液と、残渣に含まれる固形分のスズを回収することを特徴とする銅製錬ダストからスズを回収する方法。
〔２〕液温７０℃〜８０℃および塩酸濃度１〜９mol/Lの浸出条件で、銅製錬ダストに含まれる銅および鉛のおのおの９４質量％以上を浸出させた浸出液と、スズ品位が３０質量％以上の残渣を回収する上記[１]に記載するスズの回収方法。
〔３〕スズよりも銅と鉛の含有量が多い銅製錬ダストを原料とするスズ回収物であって、スズ含有量が３０質量％以上、銅と鉛と亜鉛および鉄の含有量がおのおの５質量％以下であり、スズ製錬原料になるスズ回収物。
【０００９】
〔具体的な説明〕
以下、本発明を具体的に説明する。なお、組成等の％は質量％である。
本発明の処理方法は、銅製錬ダストを、液温５０℃〜８０℃、濃度１〜９mol/Lの塩酸溶液に投入して、該ダストに含まれる銅および鉛を選択的に浸出させる一方、該ダストに含まれるスズを残渣に残し、固液分離して銅および鉛の浸出液と、残渣に含まれる固形分のスズを回収することを特徴とする銅製錬ダストからスズを回収する方法である。
【００１０】
銅製錬ダストは銅製錬の各工程で発生するダストであり、揮発した亜鉛、鉛、ビスマス、スズなどが冷却されて微粒化して含まれており、また、銅溶体から飛散した銅成分も含まれている。銅製錬ダストに含まれている金属成分の一例を表１に示す。この例では、スズが６.３％、鉛が７.２％、銅が１２.０％、ヒ素が３.２％、亜鉛が７.２％、鉄が３.１％、カドミウムが４.１％、銅製錬ダストに含まれている。これらの金属成分以外は主に硫黄、酸素がダストに含まれている。銅製錬ダストは集塵機などによって回収される。
【００１１】
回収した銅製錬ダストを、液温５０℃〜８０℃、濃度１〜９mol/Lの塩酸溶液に投入して、該ダストに含まれるスズを残渣に残し、銅および鉛を選択的に浸出させる。
塩酸溶液の液温は５０℃〜８０℃が好ましく、７０℃〜８０℃がより好ましい。液温が４０℃以下では鉛の浸出率が概ね５０％以下になり鉛の多くが残渣に含まれようになるので、スズと鉛の分離が不十分になる。液温が５０℃〜８０℃の範囲では鉛の浸出率は概ね６０％〜９５％以上になり、銅の浸出率は９０％〜９５％以上になる。なお、実施例１に示すように、銅の浸出率は液温５０℃以上で９５％以上になるが、鉛の浸出率は液温が５０℃では５２％程度であり、液温が７０℃以上になると浸出率が９４％以上になるので、分離効果を高めるには塩酸溶液の液温は７０℃〜８０℃がより好ましい。
【００１２】
一方、塩酸溶液の液温が８０℃以下の範囲ではスズの浸出率は概ね３０％未満であり、大部分のスズを残渣に残すことができる。なお、残渣中のスズ品位は塩酸溶液の液温の上昇と共に高くなる傾向があり、例えば、液温が５０℃では残渣中のスズ品位が２８％、液温が７０℃〜８０℃の範囲では残渣中のスズ品位は概ね４０％〜４５％になる。従って、スズ品位が２８％以上の残渣を回収するには、液温５０℃〜８０℃の範囲が良く、７０℃〜８０℃の範囲が好ましい。
【００１３】
使用する塩酸の濃度は１〜９mol/Lの範囲が好ましい。液温７０℃の場合、塩酸濃度が１〜９mol/Lの範囲ではスズの浸出率は約２５〜約３５％であるが、銅および鉛の浸出率は９０％以上であり、スズの浸出を抑えて銅と鉛を選択的に浸出させることができる。また、この塩酸濃度の範囲ではスズの浸出が抑えられるので、残渣中のスズ品位は約３５％〜約４５％であり、スズ品位の高い残渣を回収することができる。残渣に含まれるスズは主に酸化スズである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の処理方法によれば、銅製錬ダストに含まれる銅および鉛を選択的に浸出することができ、一方、該ダスト中のスズの大部分は浸出されずに固形分として残渣に含まれるので、スズが銅および鉛から効率よく分離され、スズ品位が高い残渣を回収することができる。従って、スズよりも銅と鉛の含有量が多い銅製錬ダストを原料として、スズ含有量の多いスズ回収物を得ることができる。例えば、スズの含有量が６％程度であって、鉛含有量７％程度および銅含有量１２％程度の銅製錬ダストを原料として、スズ含有量が３０質量％以上、銅と鉛と亜鉛および鉄の含有量がおのおの５質量％以下であって、スズ製錬原料として利用可能なスズ回収物を得ることができる。
【００１５】
本発明の処理方法によれば、銅製錬ダストに含まれるスズを分離回収するので、銅製錬工程でのスズの負荷が減少し、スズ負荷による銅製錬工程内のトラブルを解消することができる。さらに銅熔錬工程で繰返すダスト量が減少するので原料処理量を増やすことができるようになる。
【００１６】
本発明の処理方法によれば、銅製錬ダストの塩酸浸出において、銅および鉛と共に、ダストに含まれているヒ素、亜鉛、鉄、カドミウムなども同時に浸出されるので、これらの成分を同時に銅製錬工程内から除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】塩酸溶液の液温と残渣中のスズ品位の関係を示すグラフ。
【図２】塩酸溶液の液温とスズ、鉛、銅の浸出率の関係を示すグラフ。
【図３】実施例１の残渣のＸ線回折チャート
【図４】塩酸濃度と残渣中のスズ品位の関係を示すグラフ。
【図５】塩酸濃度とスズ、鉛、銅の浸出率の関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例を示す。なお、銅製錬ダストおよび残渣の組成は化学法にて定量した。残渣中の成分をＸ線回折法にて同定した。
【００１９】
〔実施例１〕
濃度１mol/Lおよび温度２０℃〜８０℃の塩酸３００mlの容器内に、銅熔錬工程にて発生したダスト１０ｇを加え、攪拌して３時間保持した。その後、浸出液と残渣をそれぞれ回収して分析した。銅製錬ダストの主な成分の組成を表１に示す。各温度における浸出残渣の組成を表２に示し、浸出率を表３に示す。塩酸溶液の温度に対する残渣中のスズ品位の変化を図１に示す。塩酸溶液の温度に対するスズ、鉛、銅の浸出率の変化を図２に示す。また、残渣に含まれている成分を銅製錬ダストに含まれる成分に対比して図３のＸ線回折チャートに示す。
表３および図２、図３に示すように、銅は液温２０℃であっても浸出率が高いが、鉛の浸出率は液温２０℃では低いので大部分の鉛はスズと同様に残渣に含まれる。従って、鉛とスズの分離効果を高めるのは難しい。一方、塩酸の液温が５０℃以上になると、スズの浸出率は概ね２６％以下であるが、鉛の浸出率は５０％以上になり、大分部の鉛は液中に溶存するようになるので、残渣に含まれるスズと容易に分離することができる。従って、塩酸の液温は５０℃以上が好ましい。さらに塩酸の液温が７０℃以上になると、銅と鉛の浸出率は９４％以上になり、殆ど全ての銅と鉛が溶出し、一方、スズの浸出率は２６％程度に抑制されているので、液中の銅および鉛と、残渣中のスズとの分離が進む。なお、液温が８０℃を超えても銅および鉛の浸出率は殆ど増加しない。従って、スズの分離効果を高めるには液温７０℃〜８０℃の範囲が好ましい。
以上の結果に示すように、濃度１mol/Lの塩酸溶液において、液温７０℃〜８０℃の範囲で浸出すれば、銅製錬ダストに含まれる銅および鉛のそれぞれ９０％以上を浸出し、一方、ダスト中のスズは浸出率を約２６％以下に抑制して、スズ品位３０％以上の残渣を回収できる。なお、図３に示すように、残渣に含まれているスズは主に酸化スズである。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
【表２】
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【００２２】
【表３】
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【００２３】
〔実施例２〕
塩酸濃度を０〜９mol/Lに変化させ、液温を７０℃に固定した以外は実施例１と同様の条件で銅製錬ダストを塩酸浸出した。塩酸濃度に対する浸出残渣の組成を表４に示し、浸出率を表５に示した。また、塩酸濃度に対する残渣中のスズ品位の変化を図４に示し、浸出率の変化を図５に示した。
表５および図４、図５に示すように、液温７０℃の塩酸溶液において、塩酸濃度１mol/L未満ではスズの浸出率が低いが、残渣中のスズ品位も低いので、スズ品位の高い残渣を回収するには塩酸濃度１mol/L以上が好ましい。塩酸濃度が１〜９mok/Lの範囲では、スズの浸出率は３６.５％以下に抑制されており、一方、銅および鉛の浸出率は９４％以上になるので、残渣中のスズと、液中の銅および鉛との分離が進み、残渣のスズ品位は３５％以上になる。
以上のことから、液温７０℃の塩酸溶液において、塩酸濃度１〜９mol/Lの範囲で浸出すれば、銅製錬ダストに含まれる銅および鉛のそれぞれ９４％以上を浸出させ、一方、ダスト中のスズは浸出率を３６.５％以下に抑制して、スズ品位３０％以上の残渣を回収することができる。
【００２４】
【表４】
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【００２５】
【表５】
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【００２６】
実施例１および実施例２に示すように、本発明の処理方法によれば、スズよりも銅と鉛の含有量が多い銅製錬ダスト、具体的には、例えば、スズの含有量が６％程度であって、鉛含有量７％程度および銅含有量１２％程度の銅製錬ダストを原料として、スズ含有量が３０質量％以上、銅と鉛と亜鉛および鉄の含有量がおのおの５質量％以下、ヒ素含有量１％以下、カドミウム含有量が０.１％以下のスズ含有残渣を回収することができる。このスズ含有残渣はスズ品位が高く、銅および鉛の含有量は少なく、また有害物質のヒ素およびカドミウムの含有量が大幅に低いので、銅製錬ダストからスズを回収するのに有利であり、回収したスズ含有残渣をスズ製錬原料として用いることができる利点がある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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