(57)【要約】【課題】金属精錬の工程中の液体に対する分析工程や、対象となる金属を回収する回収工程のような金属精錬に係る工程を、スケールの発生の影響を受けずに簡素かつ低廉に行う技術を提供することを目的とする。【解決手段】金属精錬の際に得られる液体を酸性にしたうえで前記液体に含まれる金属に関するパラメータを測定する液体分析方法であって、金属精錬の際に生じるスケールであって酸に不溶かつ金属塩を含むスケールをアルカリ化合物によって溶解または熔融して得られた被検液に対して錯化剤を加える錯化剤添加工程と、前記錯化剤添加工程後、前記被検液を酸性へと変化させる酸性化工程と、前記酸性化工程後、前記被検液を含ませて前記液体に含まれる金属に関するパラメータを測定する分析工程と、を有する、液体分析方法を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属精錬の際に得られる液体を酸性にしたうえで前記液体が含有する金属に関するパラメータを測定する液体分析方法であって、
金属精錬の際に生じるスケールであって酸に不溶かつ金属塩を含むスケールをアルカリ化合物によって溶解または熔融して得られた被検液に対して錯化剤を加える錯化剤添加工程と、
前記錯化剤添加工程後、前記被検液を酸性へと変化させる酸性化工程と、
前記酸性化工程後、前記被検液を含ませた上で前記液体が含有する金属に関するパラメータを測定する分析工程と、
を有する、液体分析方法。
【請求項２】
前記分析工程においては、ＩＣＰ発光分光分析法、ＩＣＰ質量分析法または原子吸光光度法が用いられる、請求項１に記載の液体分析方法。
【請求項３】
前記錯化剤は、リンゴ酸、クエン酸、グリコール酸、グルコン酸、へプトン酸、酒石酸および乳酸、それらの塩、ならびに、それらの誘導体、のうちのいずれかまたはそれらの組み合わせである、請求項１または２に記載の液体分析方法。
【請求項４】
前記酸性化工程においてはｐＨを４以下とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の液体分析方法。
【請求項５】
前記スケールはバリウムまたはカルシウムの硫酸塩を含むものである、請求項１ないし４のいずれかに記載の液体分析方法。
【請求項６】
前記液体は、酸に不溶のスケールをアルカリ融剤によって熔融して得られたものである、請求項１ないし５のいずれかに記載の液体分析方法。
【請求項７】
金属精錬の際に、金属塩を溶解することにより金属塩から金属を回収する金属回収方法であって、
金属精錬の際に生じるスケールであって酸に不溶かつ金属塩を含むスケールをアルカリ化合物によって溶解または熔融して得られた液体に対して錯化剤を加える錯化剤添加工程と、
前記錯化剤添加工程後、スケールの再発生が抑制された前記液体から金属を回収する回収工程と、
を有する、金属回収方法。 
【請求項８】
金属精錬の際に用いられる方法であって、
金属精錬の際に生じるスケールであって酸に不溶かつ金属塩を含むスケールをアルカリ化合物によって溶解または熔融して得られた液体に対して錯化剤を加える錯化剤添加工程を有する、スケール再発生抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体分析方法、金属回収方法およびスケール再発生抑制方法に属する。一例として挙げると、本発明は、金属精錬の際に生じるスケールであって酸に不溶かつ金属塩を含むスケールを溶解または熔融させた後に当該スケールが再発生するのを抑制する手法に属する。
【背景技術】
【０００２】
種々の製造業において、スケールと呼ばれる析出物が製造中に発生する。このスケールを構成する化合物は、例えば硫酸バリウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、シュウ酸カルシウムなどのような難溶性の金属塩である。スケールが製造中に発生すると、例えば製造工程に用いられる装置や配管などにスケールが蓄積していくことになる。そうなると、配管が詰まったり装置が故障したりして、製造工程を中断せざるを得ない事態が発生する。
【０００３】
このスケールの発生を抑制するための技術が、数多く知られている。
例えば特許文献１には、食品工業、製塩業、製糖業および紙パルプ製造業に適用される技術であって、ｐＨは２〜７の水系において、マレイン酸、アクリル酸及び２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸（＝ＡＭＰＳ）を含む共重合体および／又はその水溶性塩を用いる方法が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、製紙プラント、パルプ工場や油井に適用される技術であって、ポリアクリル酸又はアクリル酸−アクリルアミド共重合体（アニオン性有機ポリマー）とトリポリリン酸ナトリウム（ポリリン酸塩）とヒドロキシエチリデンビスホスホン酸（＝１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸＝ＨＥＤＰ）（オルガノホスホン酸）を併用する方法が記載されている。
【０００５】
特許文献３には、段落００１３に記載のような冷却水系や製紙装置などに適用される技術であって、ジエチルホスファイトと、（メタ）アクリル酸又は（メタ）アクリル酸塩との水溶性共重合体を使用する方法が記載されている。
【０００６】
特許文献４には、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、２−プロペンスルホン酸、スルホマレイン酸の１種以上と、（メタ）アクリル酸、（無水）マレイン酸、フマル酸の１種以上からなる水溶性共重合体を使用する方法が記載されている。
【０００７】
特許文献５には、製紙工程に適用される技術であって、スケール物質と同一又は類似の結晶を使用し、溶液内にて飽和状態のスケールを予め析出させておき、結果的に、その後の工程においてスケールの析出を抑える方法が記載されている。
【０００８】
特許文献６には、パルプ製造工程に適用される技術であって、ｐＨ４以下だとスケール防止効果が十分に得られないという課題に基づき、縮合リン酸あるいは縮合リン酸塩がスケールの発生を特異的に抑制することが記載されている。
【０００９】
特許文献７には、油田化学品に適用される技術であって、炭酸カルシウムのスケールを除去するために所定のキレート化剤と酸溶液（例えばクエン酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸など）とを混ぜたものを製造工程において使用することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−２９３０２８号公報
【特許文献２】特表平１１−５０２７６３号公報
【特許文献３】特開平６−９１２９６号公報
【特許文献４】特許第２６５２０４１号公報
【特許文献５】特開２０００−２３４２９５号公報
【特許文献６】特開２０１１−２５６４６９号公報
【特許文献７】特表２０１１−５１２４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述の通り、種々の製造業において、スケールと呼ばれる析出物が工程中に発生する。類にもれず、金属精錬を行う際にも、スケールと呼ばれる析出物が工程中に発生する。ここで、金属精錬に伴うスケールの発生により金属精錬に特有の大きな課題が生じることが、本発明者により明らかとなった。
【００１２】
１つめの課題は、以下の通りである。
金属精錬の工程中には、工程中の液体に含まれる金属に関するパラメータ（例えば含有量など）を測定しなければならない。この測定には、主として、ＩＣＰ発光分光分析法、ＩＣＰ質量分析法または原子吸光光度法が用いられる。これらの方法においては、液体中に水酸化鉄が存在すると、測定結果に大きな影響を及ぼす。そのため、塩酸や硝酸などに代表される鉱酸により、液体を酸性にする必要がある。しかしながら、酸性にしてしまうと、今度はスケールが発生してしまう。
【００１３】
２つめの課題は、以下の通りである。
金属精錬の全工程中のある工程（例えば液体中の有機物の分解工程など）において、工程中の液体を酸性にしなければならない場面がある。その際に、スケールが生じてしまう。本発明者は、このスケールの中に、金属精錬において精錬対象（回収対象）となる金属が閉じ込められてしまっているという知見を得た。これは、金属精錬において、夾雑物から所定の金属を回収するという工程内容に起因して生じる現象である。
【００１４】
回収対象となる金属がスケールに閉じ込められると、様々な問題が生じる。例えば、所定の金属を回収しようとしても、回収率が自ずと低下する。本発明者の調べでは、条件次第ではあるけれども、スケールの発生により、例えば銀の回収率は１０〜２０％低下する。別の問題としては、１つめの課題の欄にて述べた測定に与える影響が挙げられる。回収対象となる金属がスケールに閉じ込められると、工程中の液体に含まれる金属の含有量を測定したとしても、先に述べたように、１０〜２０％低下した値として金属の含有量が測定されてしまう。そうなると、被検液となった液体を採取した工程の前後において、その値をフィードバックしながら、金属精錬の全工程を行うことになる。そうなると、金属精錬全体から見て多大なロスが生じる可能性も否定できない。
【００１５】
スケールの中に回収対象となる金属が閉じ込められているのならば、スケールを分解する必要が出てくる。しかしながら、このスケールが硫酸バリウムであった場合、このスケールを分解するためには、アルカリ融解法などの乾式分解法に限定されてしまう。その後、水に対する溶解度の差などや残渣の酸溶解など、複数の分離を行わなければならない。そうなると、操作が煩雑となることや、分析に供する試薬や試験環境などにより工程中の液体が汚染される可能性がある。また、洗浄という手法を用いたとしても、回収対象となる金属がスケール内部に閉じ込められている場合、両者を完全に分離することは困難である。
【００１６】
本発明は、金属精錬の工程中の液体に対する分析工程や、対象となる金属を回収する回収工程のような金属精錬に係る工程を、スケールの発生の影響を受けずに簡素かつ低廉に行う技術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】
【００１７】
本発明者は、上記の課題について鋭意研究を重ねた。研究に際し、従来技術の見直しを行った。従来技術においては、スケールの発生を抑制する技術が多数存在する。ただ、金属精錬という名が示すように、精錬される金属の純度が極めて重要になる金属精錬という技術分野において、金属精錬の全工程においてスケールの発生抑制剤を存在させることは、金属の純度の低下を引き起こしかねない。
【００１８】
そこで本発明者は、予防的にスケールの発生を抑制するのではなく、一度はスケールの発生を受け入れつつも、スケールを溶解または熔融して液体状態とした後にスケールが再び発生することは阻止するという手法を想到した。そして、スケールの再発生を阻止する錯化剤を、金属精錬に係る工程のはじめからではなく、スケールを溶解または熔融した後に用いるという手法を想到した。つまり、従来技術のように「予防的に」スケールの発生を抑制するのではなく、本発明は、スケールの「再発防止」を目指すという技術的思想に基づいて想到されたものである。
【００１９】
上記に列挙したいずれの特許文献にも「わざわざスケールを一度発生させた上でそのスケールを溶解または熔融し、その際にはスケールの再発を防止する」という技術的思想も手法も開示はない。この技術的思想は、金属精錬という分野において、工程中の液体に含まれる金属に関するパラメータを測定する際に液体を酸性にしなければならないという必要性、および、スケールの中に回収対象となる金属が閉じ込められるのでそれを解放するという必要性がなければ想到されないものである。
【００２０】
以上の知見に基づいて成された本発明の態様は、以下の通りである。
本発明の第１の態様は、
金属精錬の際に得られる液体を酸性にしたうえで前記液体が含有する金属に関するパラメータを測定する液体分析方法であって、
金属精錬の際に生じるスケールであって酸に不溶かつ金属塩を含むスケールをアルカリ化合物によって溶解または熔融して得られた被検液に対して錯化剤を加える錯化剤添加工程と、
前記錯化剤添加工程後、前記被検液を酸性へと変化させる酸性化工程と、
前記酸性化工程後、前記被検液を含ませた上で前記液体が含有する金属に関するパラメータを測定する分析工程と、
を有する、液体分析方法である。
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の発明において、
前記分析工程においては、ＩＣＰ発光分光分析法、ＩＣＰ質量分析法または原子吸光光度法が用いられる。
本発明の第３の態様は、第１または第２の態様に記載の発明において、
前記錯化剤は、リンゴ酸、クエン酸、グリコール酸、グルコン酸、へプトン酸、酒石酸および乳酸、それらの塩、ならびに、それらの誘導体、のうちのいずれかまたはそれらの組み合わせである。
本発明の第４の態様は、第１ないし第３のいずれかの態様に記載の発明において、
前記酸性化工程においてはｐＨを４以下とする。
本発明の第５の態様は、第１ないし第４のいずれかの態様に記載の発明において、
前記スケールはバリウムまたはカルシウムの硫酸塩を含むものである。
本発明の第６の態様は、第１ないし第５のいずれかの態様に記載の発明において、
前記液体は、酸に不溶のスケールをアルカリ融剤によって熔融して得られたものである
本発明の第７の態様は、
金属精錬の際に、金属塩を溶解することにより金属塩から金属を回収する金属回収方法であって、
金属精錬の際に生じるスケールであって酸に不溶かつ金属塩を含むスケールをアルカリ化合物によって溶解または熔融して得られた液体に対して錯化剤を加える錯化剤添加工程と、
前記錯化剤添加工程後、スケールの再発生が抑制された前記液体から金属を回収する回収工程と、
を有する、金属回収方法である。 
本発明の第８の態様は、
金属精錬の際に用いられる方法であって、
金属精錬の際に生じるスケールであって酸に不溶かつ金属塩を含むスケールをアルカリ化合物によって溶解または熔融して得られた液体に対して錯化剤を加える錯化剤添加工程を有する、スケール再発生抑制方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、金属精錬の工程中の液体に対する分析工程や、対象となる金属を回収する回収工程のような金属精錬に係る工程を、スケールの発生（再発生）の影響を受けずに簡素かつ低廉に行う技術を提供することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態の液体分析方法および金属回収方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
本実施形態においては、次の順序で説明を行う。
１．液体分析方法
１−Ａ）準備工程
１−Ａ−ａ）硫化物酸化分解工程
１−Ａ−ｂ）有機物分解工程
１−Ａ−ｃ）易溶性金属塩溶解工程
１−Ｂ）錯化剤添加工程
１−Ｃ）酸性化工程
１−Ｄ）分析工程
２．金属回収方法
３．スケール再発生抑制方法
４．実施の形態による効果
なお、本明細書において「金属精錬」とは、不純物の多い金属から所定の金属を純度高く取り出すこと全般を指すものとする。もちろん、鉱物から所定の金属を取り出す「製錬」の一部として金属精錬が行われる場合にも、本発明は適用可能である。
また、以下の工程において特記の無い事項に対しては、公知の技術を適宜用いても構わない。
【００２４】
＜１．液体分析方法＞
本実施形態における液体分析方法は、金属精錬の際に得られる液体を酸性にしたうえで前記液体に含まれる金属に関するパラメータを測定する方法である。以下、本実施形態における液体分析方法について説明する。図１は、本実施形態の液体分析方法および金属回収方法を示すフローチャートである。
【００２５】
１−Ａ）準備工程
本工程は、金属精錬の際に生じるスケールであって酸に不溶かつ金属塩を含むスケールが存在する状態を作り出す工程である。本実施形態においては、金属精錬において金属の硫化物が形成された状況において、当該硫化物に対して酸化分解工程を行い、その後、不純物となる有機物の分解工程を行い、その後、スケール以外の易溶性金属塩を溶解し、最終的にスケールが残存する状態を作り出す例を挙げる。
もちろん準備工程は上記以外の工程を有しても構わない。結局のところ、金属精錬の際に、酸に不溶のスケールが生じている状況を発生させる内容ならば、準備工程の内容は制限されない。
【００２６】
１−Ａ−ａ）硫化物酸化分解工程
本工程では、金属精錬において得られた金属の硫化物に対し、酸化分解を行う。一例を挙げると、硝酸などの鉱酸や臭素などを用いて硫化物を酸化分解する。
【００２７】
１−Ａ−ｂ）有機物分解工程
本工程では、硫化物が酸化分解されたものに対して、不純物となる有機物の分解工程を行う。一例を挙げると、以下の通りである。塩酸および硝酸の混酸と、硫酸と、過塩素酸を適量添加し、加熱分解を行い、引き続き白煙処理を行う。こうして、液体中の有機物を分解する。過剰となる硫酸および過塩素酸は揮散除去する。
【００２８】
１−Ａ−ｃ）易溶性金属塩溶解工程
本工程では、有機物分解工程によって生じた金属の硫酸塩の中で、容易に溶解可能なものについて溶解しておく。別の言い方をすると、有機物分解工程によって生じた金属の硫酸塩のうち、酸に不溶のスケールのみが残存する状態とする。一例を挙げると、有機物分解工程によって生じた金属の硫酸塩に対し、少量の純水と塩酸とを添加する。そして、残存した酸に不溶のスケールを濾別する。塩酸以外の例としては、硝酸、過塩素酸、硫酸、あるいはふっ化水素酸などの鉱酸や、これらの混合酸などの組み合わせが挙げられる。
濾別されたスケールに対しては、適宜乾燥処理や灰化処理を行っても構わない。
【００２９】
なお、本実施形態における「スケール」は、金属精錬の際に生じるスケールであって酸に不溶かつ金属塩を含むスケールであれば特に制限は無い。具体例としては背景技術の欄にて列挙したものが挙げられるが、バリウムまたはカルシウムの硫酸塩は、特に難溶な化合物である。言い方を変えると、バリウムまたはカルシウムの硫酸塩は非常に高い難溶性を有するが故に、所定の金属がスケール内に閉じ込められる度合いが高くなる。そうなると、本発明の課題の欄にて述べた分析工程や金属の回収工程に多大な影響を及ぼす。そのため、スケールがバリウムまたはカルシウムの硫酸塩を含む（特にバリウムの硫酸塩を含む）ものである場合、スケールの内部に閉じ込められた金属を解放した上でスケールの再発抑制が可能となる本発明がもたらす効果は絶大なものとなる。
【００３０】
１−Ｂ）錯化剤添加工程
本工程においては、まず事前に、金属精錬の際に生じるスケールであって酸に不溶かつ金属塩を含むスケールをアルカリ化合物によって溶解または熔融する。一例として挙げると、灰化処理が行われたスケールに対し、アルカリ融剤（例えば水酸化ナトリウムや炭酸ナトリウム）を添加した上で加熱処理を行い、スケールを熔融させる。場合によってはその後、溶融させたスケールに対して純水を添加し、スケールに閉じ込められていた金属を純水に対して溶出させても構わない。もちろん、アルカリ融剤によるスケールの熔融以外の手法を用いても構わない。例えば、スケールを所定の薬液により溶解しても構わないが、本実施形態においてはスケールを熔融させた場合について述べる。
【００３１】
そして、スケールを熔融させた液体（被検液）に対して錯化剤を加える。錯化剤としては、スケールの基となる金属（例えばバリウムやカルシウム）に対して錯体を形成可能な化合物であれば特に制限は無い。錯化剤として好ましいのは、リンゴ酸、クエン酸、グリコール酸、グルコン酸、へプトン酸、酒石酸および乳酸、それらの塩、ならびに、それらの誘導体、のうちのいずれかまたはそれらの組み合わせである。
【００３２】
１−Ｃ）酸性化工程
錯化剤添加工程後、本工程において、被検液を酸性へと変化させる。酸性に変化させる際に用いるのは公知の酸性溶液を用いても構わない。例えば、塩酸や硝酸などの鉱酸を用いても構わない。
【００３３】
なお、ここで被検液の酸性化を行っているのは、金属精錬に特有の事情がある。つまり、被検液に含有される金属量などのパラメータを測定する必要に迫られたという事情がある。通常の考えでは、液体を酸性にすることにより難溶性のスケール（硫酸バリウムなど）が発生してしまう。そのため、必要が無ければ液体をわざわざ酸性にすることは考えられない。しかしながら、金属精錬という分野において液体に含有される金属量などのパラメータを測定する場合、液体を酸性にしなければ水酸化鉄などが生じてしまい、測定に支障が出る。だからこそ本実施形態においては本工程を行っている。
なお、酸性化工程においてはｐＨを４以下（好ましくは４未満）とするのが、水酸化鉄の発生を抑制するという点で好ましい。
【００３４】
１−Ｄ）分析工程
酸性化工程後、本工程において、被検液を含ませた上で液体が含有する金属に関するパラメータを測定する。ここで「被検液を含ませた上で」とは、以下の意味を有する。つまり、本工程においては、「金属精錬の際に生じるスケールをアルカリ化合物によって溶解または熔融したものであって酸性化された被検液」は当然含むし、場合によっては１−Ａ−ｃ）易溶性金属塩溶解工程にて易溶性金属塩を溶解して得られた溶液を加えたものも含むし、１−Ａ−ａ）硫化物酸化分解工程において使用された硫化物と共に採取された溶液を加えたものも含む。つまり、最低限、１−Ｃ）酸性化工程後の被検液（スケール内の金属が解放された状態の液）が存在する状況で、金属のパラメータの測定を行う。なお、液体同士を混合する場合、被検液以外の液体についても酸性化を行っておく。
もちろん、後述の実施例のように、被検液について金属のパラメータを測定し、それとは別にその他の液体について金属のパラメータを測定し、その結果を合算することにより分析工程を行ってもよい。その場合、「被検液を含ませた上で液体が含有する金属」という表現においては「液体＝被検液」となる。
【００３５】
なお、本工程においては、ＩＣＰ発光分光分析法、ＩＣＰ質量分析法または原子吸光光度法が用いられる。もちろん、これら以外の公知の手法を採用しても構わない。
【００３６】
また、本実施形態において分析対象となる液体に含まれる、元スケールであった金属の含有量は、１００ｍｇ／Ｌ限度とする。一方、定量対象となる金属元素は、供する測定機器に依存し、濃度による制限は受けない。
【００３７】
＜２．金属回収方法＞
上記の＜１．液体分析方法＞の代わりとして、金属精錬の際に、金属塩を溶解することにより金属塩から金属を回収する金属回収方法にも上記の技術を適用できる。具体的に言うと、１−Ｂ）錯化剤添加工程を行った後に、スケールの発生が抑制された液体から金属を回収する回収工程を行う。
【００３８】
なお、金属回収の具体的手法としては、溶液から金属を回収するための公知の技術を採用しても構わない。一例を挙げると電解析出法を用いても構わない。
【００３９】
ここで言う「スケールの発生が抑制された液体」は、「金属精錬の際に生じるスケールをアルカリ化合物によって溶解または熔融したもの」は当然含むし、場合によっては１−Ａ−ｃ）易溶性金属塩溶解工程にて易溶性金属塩を溶解して得られた溶液を加えたものも含むし、１−Ａ−ａ）硫化物酸化分解工程において使用された硫化物と共に採取された溶液を加えたものも含む。
【００４０】
金属精錬においては、金属精錬の工程中において液体を酸性にしなければならない工程が存在する場合が多い。ただ、既に述べたように、金属精錬の全工程においてスケールの発生抑制剤を存在させることは、金属の純度の低下を引き起こしかねない。しかも、液体を酸性にしなければならない工程が仮に数度しかない場合、その数度の工程のためにスケールの発生抑制剤を金属精錬の全ての工程中に存在させるのは、回収される金属の純度もさることながら、コスト的にも不利である。
【００４１】
そこで、本実施形態における金属回収方法を用いることにより、液体を酸性にしなければならない工程を数度経たとしても錯化剤によってスケールの再発生が抑制されている。その結果、スケール内に回収対象となる金属が閉じ込められることがなくなり、良好な回収率を達成することが可能となる。しかも、スケールが一度発生した後つまり金属精錬の途中の工程から低廉な錯化剤を添加するため、金属の純度に与える影響は小さくなり且つコストも低廉となる。
【００４２】
＜３．スケール再発生抑制方法＞
なお、本実施形態のうち１−Ｂ）錯化剤添加工程は、金属精錬の工程中の液体に対する分析工程や、対象となる金属を回収する回収工程以外であっても適用可能である。両工程を行わない場合でも、スケールが形成されるのは受け入れた上で、その後、スケール内に閉じ込められた金属を解放し、それと共にスケールの再発を抑制することは、極めて有用である。そのため、１−Ｂ）錯化剤添加工程は言い換えれば「スケール再発生抑制方法」であり、スケール再発生抑制方法は、分析工程や回収工程を行わない場合でも技術的意義を有する。
【００４３】
＜４．実施の形態による効果＞
本実施形態によれば、以下の効果を奏する。具体的に言うと、本発明者が見出した２つの課題に対応する効果を奏する。
【００４４】
（効果１）
金属精錬の工程中の液体から抜き出した被検液に含まれる金属に関するパラメータを測定する際に、酸性にしなければならない。しかしながら、本実施形態を適用することにより、スケールの再発生が抑制される。その結果、上記の測定（例えばＩＣＰ発光分光分析法、ＩＣＰ質量分析法または原子吸光光度法）を良好に行うことが可能となる。
【００４５】
（効果２）
金属精錬の全工程中のある工程（例えば液体中の有機物の分解工程など）において、工程中の液体を酸性にしなければならない場面がある。その際に、スケールが生じてしまう。このスケールの中に、金属精錬において精錬対象（回収対象）となる金属が閉じ込められる。しかしながら、本実施形態を適用することにより、スケールの中に閉じ込められた回収対象となる金属を解放することが可能となる。その結果、回収対象となる金属の回収率の低下を抑制することが可能となる。しかも、金属精錬の全工程に対して正しい回収率をフィードバックすることが可能となり、金属精錬全体から見て様々なロスを著しく減らすことが可能となる。
【００４６】
上記の効果に加え、スケールが再び発生することが安定して抑制可能であり、かつ、経時変化を伴わない状況を作り出すことが可能となる。このため、分析工程を行う場合にはスケールに含有される多種の金属の組成分析が可能となるし、金属の回収工程を行う場合には安定した回収効率を実現できる。また、分析工程や回収工程以外の工程を行う場合でも、スケールの再発生が抑制されているため、支障なく以後の工程を行うことができる。
【００４７】
以上の通り、本実施形態によれば、金属精錬の工程中の液体に対する分析工程や、対象となる金属を回収する回収工程のような金属精錬に係る工程を、スケールの再発生の影響を受けずに簡素かつ低廉に行う技術を提供することができる。
【実施例】
【００４８】
以下、本実施例について説明する。なお、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。以下に記載の無い構成や手法については、上記の実施形態または公知の文献に記載の技術を適宜使用しても構わない。
【００４９】
＜１．液体分析方法＞
１−Ａ）準備工程
１−Ａ−ａ）硫化物酸化分解工程
まず、金属精錬の際に生じた金属の硫化物を金属精錬プロセスから採取した。バリウムなどを含有する硫化物塩１．５ｇをガラスビーカーに秤取り、少量の硝酸および臭素を用いて硫化物を酸化分解した。その後、穏やかに加熱して過剰となる臭素を揮散除去した。
【００５０】
１−Ａ−ｂ）有機物分解工程
その後、試料に含まれる有機物等の分解をすることを目的として、塩酸および硝酸の混酸と、硫酸および過塩素酸を適量添加したのち、加熱分解した。白煙処理を引き続き実施し、有機物の分解と、過剰となる過塩素酸および硫酸を揮散除去した。
【００５１】
１−Ａ−ｃ）易溶性金属塩溶解工程
得られた硫酸塩を、少量の純水と塩酸により溶解した。溶解後に生ずる、酸に不溶のスケールを、５種Ｃ濾紙を用いて濾別した。このスケールは濾紙ごとアルミナるつぼに移し入れ、１０５℃程度で穏やかに加熱乾燥させた後、強熱し、残渣を灰化した。
一方、濾液は回収し、１００ｍＬの全量フラスコに移し入れた。内部標準物質として１００ｍｇ／Ｌイットリウム水溶液を１０ｍＬ一定量添加した後、全量フラスコに移し入れ、１００ｍＬに定容した。
【００５２】
１−Ｂ）錯化剤添加工程＆１−Ｃ）酸性化工程
灰化後、アルカリ融剤として過酸化ナトリウム２ｇを加え、灰化試料と十分に混合後、再び加熱して熔融させた。得られる熔融塩を室温程度まで放冷した後に、ガラスビーカー内で純水を用いて金属を溶出させた。さらに、錯化剤として５００ｇ／Ｌ酒石酸を５ｍＬ加えた（錯化剤添加工程）後、３０ｍＬの塩酸を添加した（酸性化工程）。内部標準物質として１００ｍｇ／Ｌイットリウム水溶液を１０ｍＬ一定量添加した後、全量フラスコに移し入れ、１００ｍＬに定容した。
【００５３】
１−Ｄ）分析工程
上述の溶液それぞれ、つまり、１−Ａ−ｃ）易溶性金属塩溶解工程にて得られた濾液と、１−Ｂ）錯化剤添加工程にて得られた元スケールの液体（被検液）それぞれについて、ＩＣＰ発光分光分析装置を用いて測定し、別途調製した検量線系列を用いて測定した。そして、最終的に、「濾液に含有される金属」および「元スケールの液体に含有される金属」を合算したものを結果として算出した。なお、測定対象となる金属は、金、銀、パラジウム、銅とした。
【００５４】
＜２．結果＞
ここでは、金属精錬の際に生じた硫化物に対して１−Ａ）準備工程〜１−Ｄ）分析工程を行った場合において、含有金属量を測定する方法として従来から知られている乾式試金法（測定対象は金、銀およびパラジウム）および滴定法（測定対象は銅）で測定した結果と、本実施例の手法（湿式法とも言う。）で測定した結果との間に大差が無いかを調べた。
乾式試金法を用いる場合、先に述べたような「スケール内への金属の閉じ込め」は生じない。本実施例の手法で測定した結果が乾式試金法で測定した結果と大差がないということは、つまり、スケールが一度形成されているにもかかわらず、正しい測定結果が得られていることを意味する。
以下の表１は、上記によって分析を行った結果である。
【表１】
2015132498.tif 000003
なお、Ｓａｍｐｌｅ１〜３においては、各々、日を変えて、金属精錬の際に生じた硫化物を金属精錬プロセスから採取し、当該硫化物を各々使用している。
【００５５】
本実施例である湿式法を用いた測定により得られた金、銀、パラジウムおよび銅の定量値から、評価試料に含まれる金品位として３０−２３０ｇ／ｔ、銀品位として８８０−１１１０ｇ／ｔ、パラジウム品位として１５−２９ｇ／ｔ、および銅品位として１７−２７％であることが判った。
一方、従来の乾式試金法（測定対象は金、銀およびパラジウム）および滴定法（測定対象は銅）にて同様の測定を行ったところ、本実施例を用いた測定の結果に対し、いずれも良く一致した結果となった。つまり、本実施例の手法（湿式法）を用いたところ、スケールが一度形成されているにもかかわらず、正しい測定結果が得られていた。
【００５６】
なお、コストという観点で言うと、乾式試金法では１回の測定あたり約１０万円の費用を要するところ、本実施例の手法（湿式法）ならば１回の測定あたり約５千〜６千円の費用に抑えることができた。
乾式試金法を用いる場合、数多くの試薬が必要となるし、測定後の液体には数多くの試薬が混入していることから処理費用が著しく嵩む。その一方、本実施例の手法（湿式法）ならば、過酸化ナトリウムのようなアルカリ融剤と錯化剤とがあれば済むし、アルカリ融剤と錯化剤という種類が少数かつ比較的害の少ない試薬を使えば足りるため、費用の発生を著しく抑えることができた。
【図１】
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