(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
不純物を含む有機溶媒に中和剤を添加して、中和澱物を生成する中和工程と、
前記中和澱物を含む有機溶媒を、前記中和澱物を含む重液と、軽液とに油水分離する第１油水分離工程と、
前記重液に酸性水溶液を添加して、前記中和澱物を溶解する酸溶解工程と、
酸溶解後の前記重液を有機相と水相とに油水分離する第２油水分離工程と、を備え、
前記酸溶解工程において、液温を５０〜７０℃に調整する
ことを特徴とする有機溶媒中の不純物除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機溶媒中の不純物除去方法に関する。さらに詳しくは、溶媒抽出に用いられる有機溶媒に含まれる不純物を除去する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
硫化物から目的金属を回収する湿式製錬プロセスでは、原料であるニッケルマットやニッケル・コバルト混合硫化物（ＭＳ：ミックスサルファイド）を塩素浸出し、得られた浸出液から不純物を除去する浄液工程などを経て、電解工程で電気ニッケルや電気コバルトを回収する。
【０００３】
図１に示すように、浸出工程から得られた浸出液は、セメンテーション工程において銅が除去され、脱鉄工程において鉄やヒ素などの不純物が除去された後、コバルト溶媒抽出工程に送られる。コバルト溶媒抽出工程では、溶媒抽出によりニッケルとコバルトとを分離し、塩化ニッケル溶液（ＮｉＣｌ2）と塩化コバルト溶液（ＣｏＣｌ2）とを得る。塩化ニッケル溶液は、さらに不純物が除去され高純度となってニッケル電解工程に送られる。ニッケル電解工程では電解採取により電気ニッケルが製造される。一方、塩化コバルト溶液は、さらに不純物が除去され高純度となってコバルト電解工程に送られる。コバルト電解工程では電解採取により電気コバルトが製造される。
【０００４】
図２にコバルト溶媒抽出工程の詳細を示す。なお、図２において破線は有機相の流れを意味し、実線は水相の流れを意味する。コバルト溶媒抽出工程には抽出始液として脱鉄工程の処理後液が供給される。抽出始液は、まず抽出段に供給され、有機相にコバルトが抽出される。抽出後の水相は塩化ニッケル溶液として後工程に送られる。抽出段の有機相は洗浄段に送られ、塩化コバルト溶液で有機溶媒に微量に含まれる塩化ニッケルを除去した後、逆抽出段に送られる。逆抽出段では、希塩酸などの酸性水溶液を用いて有機溶媒に抽出されたコバルトを水相側に逆抽出し、塩化コバルト溶液を生成する。生成された塩化コバルト溶液は後工程に送られる。
【０００５】
抽出段ではコバルトとともに不純物である亜鉛、鉄、銅なども有機相に抽出される。コバルトは逆抽出段で水相に逆抽出されるが、不純物は逆抽出されずに有機溶媒中に残る。有機溶媒の不純物濃度が上昇すると、抽出段におけるコバルトの抽出量が減少したり、塩化ニッケル溶液や塩化コバルト溶液に不純物が溶出したりするという問題が生じる。そこで、逆抽出後の有機溶媒は脱亜鉛工程に送られ、亜鉛、鉄、銅などの不純物が除去される。
【０００６】
脱亜鉛工程では、逆抽出後の有機溶媒の一部を抜き出し、そこに中和剤を添加して中和することで、有機溶媒中の不純物を中和澱物とする。つぎに、中和澱物を含む有機溶媒を重液（中和澱物を含む水相）と軽液（中和澱物を含まない有機相）とに分離する（例えば、特許文献１）。軽液は、不純物が除去された有機溶媒として活性化工程に送られ、酸性水溶液を添加された後、抽出段に繰り返される。
【０００７】
重液に含まれる中和澱物には有機溶媒が取り込まれている。そのため、重液に酸性水溶液を添加して中和澱物を溶解した後、油水分離して有機溶媒を回収する。ここで、重液を溶解槽に供給し、酸性水溶液を添加して中和澱物を溶解する。溶解槽からオーバーフローした重液を油水分離装置に供給する。
【０００８】
ところが、溶解槽の液面に粘度の高い塊状の有機物（以下、「有機浮遊物」という。）が発生する場合がある。有機浮遊物がオーバーフロー配管に流れ込み、オーバーフロー配管が閉塞すると、操業を継続できなくなる。オーバーフロー配管の閉塞を解消するために、操業を停止して有機浮遊物の除去作業を行うと、脱亜鉛工程の操業効率が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−１９６１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記事情に鑑み、有機浮遊物による配管の閉塞を抑制できる有機溶媒中の不純物除去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】
【００１１】
第１発明の有機溶媒中の不純物除去方法は、不純物を含む有機溶媒に中和剤を添加して、中和澱物を生成する中和工程と、前記中和澱物を含む有機溶媒を、前記中和澱物を含む重液と、軽液とに油水分離する第１油水分離工程と、前記重液に酸性水溶液を添加して、前記中和澱物を溶解する酸溶解工程と、酸溶解後の前記重液を有機相と水相とに油水分離する第２油水分離工程と、を備え、前記酸溶解工程において、液温を５０〜７０℃に調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、酸溶解工程において液温を５０〜７０℃に調整することで、有機浮遊物の粘度を低下させることができるので、有機浮遊物による配管の閉塞を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】湿式製錬プロセスの全体工程図である。
【図２】コバルト溶媒抽出工程の詳細工程図である。
【図３】脱亜鉛工程の詳細工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
前述のごとく、湿式製錬プロセスのコバルト溶媒抽出工程には、逆抽出後の有機溶媒に含まれる亜鉛、鉄、銅などの不純物を除去するために脱亜鉛工程が設けられている。本発明の一実施形態に係る有機溶媒中の不純物除去方法は、このような脱亜鉛工程に好ましく適用される。
【００１５】
ここで、有機溶媒は特に限定されないが、ニッケルとコバルトとを分離する溶媒抽出法では、有機抽出剤として、Cyanex272に代表される燐酸エステル系酸性抽出剤や、ＴＮＯＡ（Tri-n-octylamine）、ＴＩＯＡ（Tri-i-octylamine）などに代表されるアミン系抽出剤が用いられる。一般的には、液中の金属イオンおよび塩化物イオン濃度が高い塩化物水溶液の場合には、アミン系抽出剤が好ましく用いられる。また、アミン系抽出剤として、ニッケルとコバルトとの選択性に優れる３級アミンを用いる場合には、必要により芳香族炭化水素または脂肪族炭化水素からなる希釈剤が混合される。
【００１６】
図３に、脱亜鉛工程の詳細工程を示す。なお、図３において破線は有機相の流れを意味し、実線は水相の流れを意味する。
逆抽出後の有機溶媒は中和工程に送られる。逆抽出後有機溶媒には亜鉛、鉄、銅などの不純物が含まれている。中和工程では、不純物を含む有機溶媒に中和剤を添加して中和することで、有機溶媒中の不純物から中和澱物を生成する。ここで、中和剤は特に限定されないが、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カルシウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液などのアルカリ水溶液が用いられ、好ましくは水酸化ナトリウム水溶液が用いられる。
【００１７】
中和工程後の有機溶媒は第１油水分離工程に送られる。第１油水分離工程では、中和澱物を含む有機溶媒を重液と軽液とに油水分離する。ここで、重液とは中和澱物を含む水相であり、軽液とは中和澱物を含まない有機相である。
【００１８】
第１油水分離工程では、デカンターやセトラーなどの油水分離装置が用いられる。連続操業が可能であることからデカンターが好ましく用いられる。デカンターとしては、例えばスクリュデカンタ型遠心分離機が挙げられる。スクリュデカンタ型遠心分離機は、一端が円錐形に形成された外筒と、外筒の内部において外筒と同軸に設けられたスクリューとからなる。外筒とスクリューが同方向に高速回転することで、外筒の内部に供給された有機溶媒を遠心力により重液と軽液とに分離させる。また、外筒とスクリューは回転速度に差があり、外筒よりもスクリューの回転速度を遅くすることで重液をスクリューで掻き取り、重液と軽液とを別々に排出することができる。
【００１９】
第１油水分離工程から排出された軽液は、不純物が除去された有機溶媒として活性化工程に送られ、酸性水溶液を添加された後、抽出段に繰り返される（図２参照）。
【００２０】
第１油水分離工程から排出された重液は酸溶解工程に送られる。酸溶解工程では、重液に酸性水溶液を添加することで重液に含まれる中和澱物を溶解する。より詳細には、撹拌羽根を有する溶解槽に重液を供給し、重液を撹拌しながら塩酸などの酸性水溶液を添加する。ここで、重液のｐＨは１．０以下に調整される。
【００２１】
溶解槽にはオーバーフロー配管が設けられている。溶解槽からオーバーフローした酸溶解後の重液は、オーバーフロー配管を通して第２油水分離工程に送られる。第２油水分離工程では、重液を有機相と水相とに油水分離する。第２油水分離工程では油水分離装置としてセトラーなどが用いられる。
【００２２】
第２油水分離工程で分離された有機相には、溶解された金属元素の一部が担持されている。有機相を中和工程に繰り返すことで、有機相に含まれる有機溶媒の再利用と金属元素の回収が行われる。第２油水分離工程で分離された水相は、排水処理される。脱亜鉛工程では、以上の処理により有機溶媒中の不純物を中和澱物として除去する。
【００２３】
本実施形態の有機溶媒中の不純物除去方法は、酸溶解工程において、液温を５０〜７０℃に調整するところに特徴を有する。
【００２４】
前述のごとく、酸溶解工程では、溶解槽の液面に粘度の高い塊状の有機物（有機浮遊物）が発生し、有機浮遊物によりオーバーフロー配管が閉塞する場合がある。本願発明者は、有機浮遊物の主成分が酸化した有機溶媒に起因する脂肪酸塩であることを確認した。そして、溶解槽の液温を上昇させることで、有機浮遊物の粘度を低下できるという知見を得た。すなわち、溶解槽の液温を５０℃以上に調整することで、有機浮遊物の粘度を低下させることができる。これにより、有機浮遊物による配管の閉塞を抑制できる。
【００２５】
なお、有機溶媒に含まれる希釈剤は引火点が８０℃程度のものが多い。そのため、溶解槽の液温は７０℃以下とすることが好ましい。
【００２６】
溶解槽の液温の調整方法は特に限定されないが、温水を添加する方法、蒸気を吹き込む方法、蛇管を用いる方法などが挙げられる。７０℃以下の温水を添加する方法であれば、液温が局所的に７０℃を超えることがないので、好ましい。
【実施例】
【００２７】
つぎに、実施例を説明する。
実施例１および比較例１の共通の条件は以下の通りである。
コバルト溶媒抽出工程の逆抽出後有機溶媒（亜鉛濃度：0.9g/L、鉄濃度：0.8g/L）に、希水酸化ナトリウム水溶液（濃度：200g/L）を添加し、有機溶媒中の不純物から中和澱物を生成した。有機溶媒をデカンター（駆動速度：3,600rpm、作動速度：2,300rpm）を用いて重液と軽液とに分離した。重液を溶解槽に供給し、撹拌しながら塩酸（濃度：35%）を添加してｐＨを0.4に調整した。これにより、重液に含まれる中和澱物を溶解した。溶解槽からオーバーフローした酸溶解後の重液をセトラーに供給し、有機相と水相とに分離した。中和工程への有機溶媒の供給量を40L/分として３日間操業した。溶解槽のオーバーフロー配管が閉塞した場合には、操業を一時停止し、閉塞を解消する作業を行った。
【００２８】
（実施例１）
溶解槽の液温を５５℃に調整して操業を行った。その結果、３日間の操業の途中でオーバーフロー配管の閉塞は発生しなかった。有機溶媒の供給量は３日間の平均で40L/分であった。
【００２９】
（比較例１）
溶解槽の液温を４５℃に調整して操業を行った。その結果、オーバーフロー配管の閉塞が１回／日の頻度で発生した。有機溶媒の供給量は３日間の平均で30L/分であった。
【００３０】
以上より、溶解槽の液温を５０℃以上に調整することで、配管の閉塞を抑制できることが確認できた。
【図１】
0006512152.tif 000002
【図２】
0006512152.tif 000003
【図３】
0006512152.tif 000004