(57)【要約】【課題】酸性塩化ニッケル水溶液中に含まれる亜鉛をイオン交換塔内に充填された陰イオン交換樹脂に吸着させて除去する方法において、吸着工程での樹脂への亜鉛吸着量、破過に至るまでの通液量等の吸着性能を向上させる効率的な塩化ニッケル水溶液の精製方法、及びそれに用いるイオン交換樹脂充填塔を提供する。【解決手段】下記（イ）〜（ハ）の操作を行うことを特徴とする。（イ）密閉構造のイオン交換塔内の内部に陰イオン交換樹脂からなる固定床を形成する。（ロ）イオン交換塔の頂部から原液を注入し、流入した原液により、固定床の上部に液層部を形成するとともに、液層部の液圧により陰イオン交換樹脂の浮上を抑えながら固定床を通過し、イオン交換塔の底部から流出する下降流を形成する。（ハ）固定床の全面にわたりその上面に整流板を配備することによって、前記下降流に、固定床の水平断面の全体に渡って均一な線速度を保持させる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸性塩化ニッケル水溶液中に含まれる亜鉛をイオン交換塔内に充填された陰イオン交換樹脂に吸着させて除去する方法において、
下記（イ）〜（ハ）の操作を行うことを特徴とする、酸性塩化ニッケル水溶液の精製方法。
（イ）密閉構造のイオン交換塔内の内部に、陰イオン交換樹脂からなる固定床を形成する。
（ロ）イオン交換塔の頂部から原液を注入し、流入した原液により、固定床の上部に液層部を形成するとともに、液層部の液圧により陰イオン交換樹脂の浮上を抑えながら固定床を通過し、イオン交換塔の底部から流出する下降流を形成する。
（ハ）固定床の全面にわたりその上面に整流板を配備することによって、前記下降流に、固定床の水平断面の全体に渡って均一な線速度を保持させる。
【請求項２】
前記整流板は、開き目が３０〜１００μｍのステンレス網構造であることを特徴とする請求項１に記載の酸性塩化ニッケル水溶液の精製方法。
【請求項３】
前記陰イオン交換樹脂は、略球形で、かつ３００〜２０００μｍの粒径と１．０４〜１．１０の真比重を有することを特徴とする請求項１に記載の酸性塩化ニッケル水溶液の精製方法。
【請求項４】
前記液層部の液圧は、流入する原液の線速度（ＬＶ）を、吸着工程で５〜１０ｍ／ｈに調整することにより制御することを特徴とする請求項１に記載の酸性塩化ニッケル水溶液の精製方法。
【請求項５】
前記流入する原液の空間速度（ＳＶ）は、吸着工程で５〜７であることを特徴とする請求項１に記載の酸性塩化ニッケル水溶液の精製方法。
【請求項６】
前記酸性塩化ニッケル水溶液は、ニッケル濃度が９０〜１２０ｇ／Ｌ、亜鉛濃度が３〜６ｍｇ／Ｌ、及びｐＨが２．０〜４．０であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の酸性塩化ニッケル水溶液の精製方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の精製方法に用いるイオン交換樹脂充填塔。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塩化ニッケル水溶液の精製方法及びそれに用いるイオン交換樹脂充填塔に関し、さらに詳しくは、酸性塩化ニッケル水溶液中に含まれる亜鉛をイオン交換塔内に充填された陰イオン交換樹脂に吸着させて除去する方法において、吸着工程での樹脂への亜鉛吸着量、破過に至るまでの通液量等の吸着性能を向上させることができる効率的な塩化ニッケル水溶液の精製方法、及びそれに用いるイオン交換樹脂充填塔に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般的なニッケル精錬の原料としては、ニッケル鉱石から乾式熔錬法で得られるニッケル硫化物の濃縮物であるニッケルマットが用いられてきた。近年、各種のスクラップ、及び精錬工程内の中間物のリサイクルの活発化、さらには、低ニッケル品位のラテライト鉱を原料鉱石として用いた硫酸浸出法等の湿式製錬法の実用化にともない、新規ニッケル原料として、新たなニッケル含有物がニッケル精錬の対象となってきた。
【０００３】
従来の原料であるニッケルマットは乾式製錬法で製造されるため、揮発又は酸化除去されやすい亜鉛の含有量は極微量であった。ところが、上記新規ニッケル原料は、中和法又は硫化法等の湿式分離処理により溶液中から沈殿物として製造されるため、銅、コバルト、鉄その他の不純物元素と共に、通常、数百ｐｐｍから数重量％程度の濃度で亜鉛を含有する。
【０００４】
ところで、これら新規ニッケル原料を、従来のニッケル精錬プロセス、例えば、塩素ガスで浸出し、得られた塩化ニッケル水溶液を精製した後、電気分解によって電気ニッケルを採取する湿式精製プロセスで処理する場合には、プロセス内において、原料中に含まれる亜鉛は十分には除去できないので、塩化ニッケル水溶液から新たに亜鉛を除去する工程が必要になる。
【０００５】
すなわち、塩化ニッケル水溶液中で、亜鉛はＺｎＣｌ４２−等の塩素イオン錯体を形成している。そこで、硫化剤として硫化水素ガスを吹き込むことで亜鉛を硫化物として除去する場合においては、硫酸ニッケル水溶液中の亜鉛を硫化物として除去する場合と比べて除去効率が低いので亜鉛を完全に除去するためには多量のニッケルの共沈殿をともなう。さらに、このとき、硫化水素を含んだ母液の曝気処理工程が必要となるので、設備投資コストが上昇する問題がある。
また、亜鉛はニッケルよりも低ｐＨで水酸化物を形成するので、中和法により亜鉛をある程度までは選択的に除去することができるが、この場合においても、低濃度にまで除去するためには６を超えるｐＨにする必要があるので、同様に多量のニッケルの共沈殿が避けられず、望ましい方法ではない。
また、溶媒抽出法により、亜鉛を分離することは行えるが、設備面で大幅な投資に加え、処理後の溶液中への有機物のコンタミにより電気ニッケルの品質に影響を及ぼすという問題がある。
【０００６】
以上のように、亜鉛を分離するためには、大規模な設備投資、又は大幅なニッケル実収率の低下が避けられない状況であった。
この解決策として、塩化ニッケル水溶液中に塩素イオン錯体として含まれる亜鉛を、陰イオン交換樹脂に吸着させて分離する方法（例えば、特許文献１、２、３、４参照。）が提案されている。上記方法に基づいて設計された、酸性塩化ニッケル水溶液から亜鉛を吸着分離するための陰イオン交換樹脂を用いたイオン交換樹脂充填塔での実操業においては、塩化ニッケル水溶液から亜鉛を簡便な設備で低濃度にまで除去することが達成されている。
【０００７】
しかしながら、その吸着工程において、亜鉛吸着量が、平衡Ｚｎ濃度が３ｍｇ／Ｌであるとき陰イオン交換樹脂１Ｌ当たり０．５〜０．８ｇと設計値に対し大幅に低下すること、及びイオン交換樹脂充填塔からの処理液中の亜鉛濃度が所望値を超える状態、すなわち樹脂層の破過に至るまでの通液量が設計値に比べて少なくなること等の異常な現象が見られた。
例えば、イオン交換樹脂充填塔での実操業における通液量は、２００ＢＶ程度と設備能力の約半分しか得られていない。ここで、２００ＢＶとは、通液量が充填された樹脂容量の約２００倍であることを意味する。このときの破過に至るまでの亜鉛吸着量は、原液の亜鉛濃度が３ｍｇ／Ｌであるとき、陰イオン交換樹脂１Ｌ当たり０．８ｇと低下しており、期待値の１．２ｇに到達していない。さらに、その状況下での樹脂層上部の液層部での亜鉛濃度は１．５ｍｇ／Ｌであった。すなわち、約半分に希釈されている。
【０００８】
その結果として、イオン交換樹脂充填塔での残留原液の洗浄工程、吸着された亜鉛の溶離工程、及び再生工程を頻繁に行なうことに加えて、これに伴ない洗浄工程での塩酸使用量とその廃液の系内繰返量が増加すること、及び溶離工程からの亜鉛を含有した排水量が増加することにより、系内の薄液利用におけるバランス調整が難しくなるとともに、さらに排水処理工程の負荷が増加すること等の問題があった。
【０００９】
ところで、上記現象の原因の一つとしては、本来は純水の製造等の水処理に使用される陰イオン交換樹脂を用いたイオン交換樹脂充填塔を適用しているため、原液の性状等に起因する不具合がイオン交換樹脂充填塔内で形成される下降流に不均一な流れを生じさせていることにあると推察された。
以上の状況から、上記イオン交換樹脂充填塔の吸着工程での吸着性能を向上させ、付随する諸問題を解決することが求められている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−１４７４５２号公報（第１頁、第２頁）
【特許文献２】特開２００３−２６５９０２号公報（第１頁、第２頁）
【特許文献３】特開２００５−８９８０８号公報（第１頁、第２頁）
【特許文献４】特開２００５−２４７６６６号公報（第１頁、第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、酸性塩化ニッケル水溶液中に含まれる亜鉛をイオン交換塔内に充填された陰イオン交換樹脂に吸着させて除去する方法において、吸着工程での樹脂への亜鉛吸着量、破過に至るまでの通液量等の吸着性能を向上させることができる効率的な塩化ニッケル水溶液の精製方法、及びそれに用いるイオン交換樹脂充填塔を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記目的を達成するために、酸性塩化ニッケル水溶液中に含まれる亜鉛をイオン交換塔内に充填された陰イオン交換樹脂に吸着させて除去する方法について、鋭意研究を重ねた結果、上記方法において特定の操作を行なうことにより、原液の性状等に起因する不具合を解消させて、イオン交換塔に充填された陰イオン交換樹脂からなる固定床内の下降流の流れを均一化したところ、吸着性能を向上させることができることを見出し、本発明を完成した。
【００１３】
すなわち、本発明の第１の発明によれば、酸性塩化ニッケル水溶液中に含まれる亜鉛をイオン交換塔内に充填された陰イオン交換樹脂に吸着させて除去する方法において、
下記（イ）〜（ハ）の操作を行うことを特徴とする、酸性塩化ニッケル水溶液の精製方法が提供される。
（イ）密閉構造のイオン交換塔内の内部に、陰イオン交換樹脂からなる固定床を形成する。
（ロ）イオン交換塔の頂部から原液を注入し、流入した原液により、固定床の上部に液層部を形成するとともに、液層部の液圧により陰イオン交換樹脂の浮上を抑えながら固定床を通過し、イオン交換塔の底部から流出する下降流を形成する。
（ハ）固定床の全面にわたりその上面に整流板を配備することによって、前記下降流に、固定床の水平断面の全体に渡って均一な線速度を保持させる。
【００１４】
また、本発明の第２の発明によれば、第１の発明において、前記整流板は、開き目が３０〜１００μｍのステンレス網構造であることを特徴とする酸性塩化ニッケル水溶液の精製方法が提供される。
【００１５】
また、本発明の第３の発明によれば、第１の発明において、前記陰イオン交換樹脂は、略球形で、かつ３００〜２０００μｍの粒径と１．０４〜１．１０の真比重を有することを特徴とする酸性塩化ニッケル水溶液の精製方法が提供される。
【００１６】
また、本発明の第４の発明によれば、第１の発明において、前記液層部の液圧は、流入する原液の線速度（ＬＶ）を、吸着工程で５〜１０ｍ／ｈに調整することにより制御することを特徴とする酸性塩化ニッケル水溶液の精製方法が提供される。
【００１７】
また、本発明の第５の発明によれば、第１の発明において、前記流入する原液の空間速度（ＳＶ）は、吸着工程で５〜７であることを特徴とする酸性塩化ニッケル水溶液の精製方法が提供される。
【００１８】
また、本発明の第６の発明によれば、第１〜５いずれかの発明において、前記酸性塩化ニッケル水溶液は、ニッケル濃度が９０〜１２０ｇ／Ｌ、亜鉛濃度が３〜６ｍｇ／Ｌ、及びｐＨが２．０〜４．０であることを特徴とする酸性塩化ニッケル水溶液の精製方法が提供される。
【００１９】
また、本発明の第７の発明によれば、第１〜６いずれかの発明の精製方法に用いるイオン交換樹脂充填塔が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の塩化ニッケル水溶液の精製方法及びそれに用いるイオン交換樹脂充填塔は、酸性塩化ニッケル水溶液中に含まれる亜鉛をイオン交換塔内に充填された陰イオン交換樹脂に吸着させて除去する方法において、吸着工程での樹脂への亜鉛吸着量、破過に至るまでの通液量等の吸着性能を向上させることができる効率的な精製方法、及びそれに用いるイオン交換樹脂充填塔であるので、その工業的価値は極めて大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の塩化ニッケル水溶液の精製方法及びそれに用いるイオン交換樹脂充填塔を詳細に説明する。
本発明の塩化ニッケル水溶液の精製方法は、酸性塩化ニッケル水溶液中に含まれる亜鉛をイオン交換塔内に充填された陰イオン交換樹脂に吸着させて除去する方法において、
下記（イ）〜（ハ）の操作を行うことを特徴とする。
（イ）密閉構造のイオン交換塔内の内部に、陰イオン交換樹脂からなる固定床を形成する。
（ロ）イオン交換塔の頂部から原液を注入し、流入した原液により、固定床の上部に液層部を形成するとともに、液層部の液圧により陰イオン交換樹脂の浮上を抑えながら固定床を通過し、イオン交換塔の底部から流出する下降流を形成する。
（ハ）固定床の全面にわたりその上面に整流板を配備することによって、前記下降流に、固定床の水平断面の全体に渡って均一な線速度を保持させる。
【００２２】
本発明の方法において、上記（イ）〜（ハ）の操作によって、イオン交換塔内部の固定床の上部に液層部を形成し、その液層部の液圧により陰イオン交換樹脂の浮上を抑えて安定な固定床を形成すること、及び固定床の全面にわたりその上面に整流板を配備することによって、液層部から固定床へ流入し、固定床を通過する下降流に、固定床の水平断面の全体に渡って均一な線速度を保持させることが重要な意義を持つ。これによって、吸着工程での樹脂への亜鉛吸着量、破過に至るまでの通液量等の吸着性能を向上させることができる。
【００２３】
すなわち、陰イオン交換樹脂が安定な状態に保持された固定床を通過する下降流が、固定床の水平断面の全体に渡って均一な線速度を保持しながら、垂直方向へ下降するときには、固定床内に流れの乱れに起因するデッドゾーン（液溜まり）、又は上昇流の発生を防止することができる。
【００２４】
ここで、本発明の方法の作用について、固定床内に流れの乱れ、特に上昇流を発生させる原因との関係を以下に詳細に説明する。
イオン交換法により酸性塩化ニッケル水溶液中の亜鉛を吸着分離する際には、処理水の亜鉛を低濃度にまで分離するため、本来は純水の製造等の水処理に使用される陰イオン交換樹脂が用いられる。これは、対象としている酸性塩化ニッケル水溶液中の亜鉛が、一般に、例えば３〜５ｍｇ／Ｌの低濃度で、しかも塩素イオン錯体の形態で存在しているためである。なお、製錬等のプロセス水からの不純物元素の除去に対しては、通常はキレート樹脂の使用がなされていた。
【００２５】
このため、通常の水処理用のイオン交換樹脂充填塔を用いて酸性塩化ニッケル水溶液中の亜鉛を吸着分離する際に生じる不具合に対応するため、本発明の塩化ニッケルの精製方法では下記のような変更点がある。
（１）密閉構造のイオン交換塔を用いて、かつその頂部から流入する原液により、固定床の上部に液層部を形成し、かつその液圧により樹脂の浮上を抑えた安定した固定床を形成する。ここで、液層部では、樹脂の浮上を抑えるように、流入する原液の線速度（ＬＶ）を高める。すなわち、吸着工程で原液として用いる酸性塩化ニッケル水溶液の液比重は、約１．２であるため、これを、通常のやり方で流入し固定床を形成すると、一般に１．０４〜１．１０の真比重を有する市販の陰イオン交換樹脂は浮上し、安定した固定床が形成されないためである。
【００２６】
（２）固定床の全面に、その上面に整流板を配備して、下降流が固定床の水平断面の全体に渡って均一な線速度を保持するようにする。なお、整流板の位置は、特に限定されるものではなく、例えば、固定床の上面に接して、或いは、均一な線速度を保持する下降流が固定床内に形成されることが阻害されない範囲内の高さの液層部を固定床の上面に設けるようにして設置される。これにより、次に示すような、従来のやり方で生じる上昇流の発生とそれに伴なう吸着性能の低下等の現象を抑えることができる。
【００２７】
すなわち、通常のやり方では、固定床に流入する原液の液圧、又は流入位置に偏りがあると、局所的な下降流が形成される。この局所的な下降流は、その部分の流速が上昇するため、固定床に所謂抜け道を作る。このため、実際に亜鉛の吸着反応に利用される固定床内の樹脂容量は減少し、実質的な空間速度（ＳＶ）は上昇してしまう。一方、抜け道の周辺では、下降流が弱いので液が長時間滞留されたり、特に固定床内の上部領域では、その部分の液が液層部へ還流される上昇流の発生が起こる。すなわち、充填等に流入された原液の一部が、ほとんど常時還流液として循環されるようになる。このため、液層部では、流入された原液が還流液で希釈され、亜鉛濃度が低下された後に再処理されることになるので処理効率が落ちる。また、抜け道の周辺の樹脂では、下降流による新規の亜鉛の供給が少ないので吸着反応への利用度が低い。この結果、従来のやり方では、固定床を垂直方向に分割して採取される各領域の樹脂の亜鉛吸着量を見ると、抜け道部分とその周辺部が平均化され全体としての樹脂への亜鉛吸着量が上昇せず、さらに破過に至るまでの通液量等の吸着性能が低下することになっていた。
【００２８】
上記（イ）の作用は、密閉構造のイオン交換塔内の内部に、陰イオン交換樹脂からなる固定床を形成するものである。ここで、密閉構造のイオン交換塔を用いることは、前述したように液層部の液圧により陰イオン交換樹脂の浮上を抑えることに有用である。
【００２９】
上記陰イオン交換樹脂としては、特に限定されるものでなく、市販の４級アンモニウムを官能基とする強塩基性陰イオン交換樹脂、３級アミンを官能基とする弱塩基性陰イオン交換樹脂等が挙げられるが、耐熱性の高い弱塩基性陰イオン交換樹脂が好ましい。
【００３０】
上記陰イオン交換樹脂の形状としては、特に限定されるものでなく、市販のものが用いられるが、例えば、形状が球形で、メッシュ篩で測定した粒径が３００〜２０００μｍ、通常は４５０〜６５０μｍ、及び真比重が１．０４〜１．１０であるものが用いられる。
【００３１】
上記陰イオン交換樹脂として、３級アミン型を用いる場合には、前処理としてＨＣｌ型に置換されることにより、次の式（１）に従って、塩素錯体を形成している亜鉛イオン（ＺｎＣｌ４２−）を吸着することができる。ここで、吸着反応としては、水溶液中のＺｎＣｌ４２−を吸着する替わりに樹脂中に存在するＣｌイオンを放出する交換反応である。
【００３２】
式（１）：２（Ｒ−Ｎ：Ｈ＋−Ｃｌ−）＋ＺｎＣｌ４２−→（Ｒ−ＮＨ）２ＺｎＣｌ４＋２Ｃｌ−
（式中のＲ−Ｎ：Ｈ＋−Ｃｌ−は、官能基がＨＣｌ型に置換された三級アミン型樹脂を表す。）
【００３３】
上記（ロ）の作用は、イオン交換塔の頂部から原液を注入し、流入した原液により、固定床の上部に液層部を形成するとともに、液層部の液圧により陰イオン交換樹脂の浮上を抑えながら固定床を通過し、イオン交換塔の底部から流出する下降流を形成するものである。
ここで、上記液層部の液圧としては、特に限定されるものでないが、流入する原液の線速度（ＬＶ）を、吸着工程で５〜１０ｍ／ｈに調整することにより制御することが好ましい。すなわち、線速度（ＬＶ）が５ｍ／ｈ未満では、塩化ニッケル水溶液との比重差の影響により、樹脂が浮上してしまう。一方、線速度（ＬＶ）が１０ｍ／ｈを超えると、十分な吸着効果が得られ頭、処理液中に亜鉛が溶出する。なお、線速度（ＬＶ）とは、１時間あたりの流体流量を塔断面積で割ったものである。
【００３４】
上記（ハ）の作用は、固定床の全面にわたりその上面に整流板を配備することによって、前記下降流に、固定床の水平断面の全体に渡って均一な線速度を保持させるものである。これにより、前述したように、整流板を介して、固定床内部へ均一な線速度を有する下降流を供給する。
【００３５】
上記整流板としては、特に限定されるものでなく、開き目が、好ましくは３０〜１００μｍ、より好ましくは３０〜５０μｍのステンレス網構造である。すなわち、開き目が３０μｍ未満では、通液速度、即ち空間速度（ＳＶ）が低下し、処理容量が小さくなる。一方、開き目が１００μｍを超えると、下降流の均一化の効果が小さくなる。なお、空間速度（ＳＶ）とは、１時間あたりの流体流量を樹脂容量で割ったものである。
【００３６】
上記方法に用いる酸性塩化ニッケル水溶液としては、特に限定されるものではなく、亜鉛を不純物元素として含む酸性塩化ニッケル水溶液が用いられるが、その中で、特に硫化ニッケル等のニッケル原料を、塩素ガスで浸出し、得られた塩化ニッケル水溶液を精製した後、電気分解によって電気ニッケルを得る湿式精製プロセスにおいて得られる塩素イオン錯体を形成する不純物元素を含む塩化ニッケル水溶液が好ましく用いられる。ただし、亜鉛を除く他の不純物元素うち、陰イオン交換樹脂に吸着されるコバルト、銅、鉄等は事前に十分に分離されていることが、樹脂の吸着が破過するまでの時間が延長されるので好ましい。例えば、ニッケル濃度が９０〜１２０ｇ／Ｌ、亜鉛濃度が３〜６ｍｇ／Ｌ、及びｐＨが２．５〜４．０の酸性塩化ニッケル水溶液が好ましく用いられる。
【００３７】
この際、通液速度としては、特に限定されるものでないが、ＳＶ５〜７が好ましく、６がより好ましい。すなわち、ＳＶが５未満では、液量が確保することが難しくなり、不純物元素を除去した液からの電気ニッケルの生産量に影響を及ぼす。一方、ＳＶが７を超えると、前段に行われる不純物除去工程での除去能力が不十分となり、電気ニッケルの品質に影響を及ぼす。
【００３８】
上記吸着工程が終了した後、引き続いて、従来と同様の条件で洗浄工程、及び溶離工程が行なわれる。例えば、洗浄工程では、原液として０．５Ｎ〜３Ｎ、好ましくは１〜３Ｎの塩酸を用いて、ＳＶ６で通水し、付着残留された原液が除去される。次いで、溶離工程では、原液として水を用いて、ＳＶ２で通水し、樹脂に吸着された亜鉛が回収される。
【００３９】
本発明のイオン交換樹脂充填塔は、上記塩化ニッケルの精製方法に用いるイオン交換塔である。上記イオン交換樹脂充填塔の概略構造を図で説明する。図１は、本発明のイオン交換樹脂充填塔の一例を示す概略構造図である。
図１において、イオン交換樹脂充填塔１は、密閉構造の容器で、その頂部から所定の空間速度（ＳＶ）で原液５が流入され、底部から処理液６が流出される。容器内部には、所定容量の陰イオン交換樹脂からなる固定床２が設けられている。頂部から流入された原液５は、固定床２の上方の液層部４から、固定床２の上面に設けられた整流板３を介して、均一な下降流を形成する。ここで、固定床２の下部には、充填された陰イオン交換樹脂を支えるための目皿を備えることができる。なお、上記容器の形状とサイズ、固定床の高さ等は、原液の濃度、処理液量等の個別の条件により、設計される。
【実施例】
【００４０】
以下に、本発明の実施例及び比較例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例によってなんら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は原子吸光法で行った。
また、実施例及び比較例で用いた陰イオン交換樹脂（商品名：アンバーライト、ＩＲＡ９６ＳＢ、製造元：オルガノ株式会社）の亜鉛の吸着性能を、下記のように測定して求めたところ、平衡Ｚｎ濃度が３ｍｇ／Ｌであるとき陰イオン交換樹脂１Ｌ当たりの亜鉛吸着量は１．３９ｇであった。
【００４１】
［陰イオン交換樹脂の亜鉛吸着量の測定］
塩化ニッケル水溶液に硫酸亜鉛７水和物を添加し、さらにｐＨを５．０とし、得られた液の１Ｌに対し、各々陰イオン交換樹脂を２０、４０、８０、又は１２０ｍＬの割合で添加した。その後、５時間反応を行ない、平衡平衡Ｚｎ濃度と亜鉛吸着量の関係（吸着等温線）を求めた。結果を図２に示す。図２より、平衡Ｚｎ濃度が３ｍｇ／Ｌであるとき陰イオン交換樹脂１Ｌ当たりの亜鉛吸着量を求めた。
【００４２】
（実施例１）
上記陰イオン交換樹脂１０Ｌを用いて固定床（高さ１．５ｍ）を形成した、図１に表す構造のイオン交換樹脂充填塔（内容積：１２Ｌ、直径０．１ｍ×高さ１．５ｍ）を使用した。ここで、開き目が４５μｍの整流板を用いた。ここで、原液として、亜鉛濃度が３ｍｇ／Ｌの酸性塩化ニッケル水溶液を通液した。通液条件として、吸着工程での通液速度はＳＶ６であった。なお、このときの破過に至るまでの通液量は３９２ＢＶであり、十分に高い処理量が得られた。また、液層部の亜鉛濃度は、２．８ｍｇであり、上昇流の発生が抑えらたことが示された。さらに、通液量が３９２ＢＶでの固定床各領域の樹脂の平均亜鉛吸着量を求めた。結果を図３に、３９２ＢＶ（網設置）として示す。図３より、上部及び中部領域の亜鉛吸着量は、樹脂１Ｌ当たり約１．４ｇであり、上記吸着等温線の値と一致する結果が得られた。
【００４３】
（比較例１）
イオン交換樹脂充填塔に整流板を用いないこと以外は、実施例１と同様に行なった。その結果、破過に至るまでの通液量は、３３０ＢＶであり、処理量が低かった。また、液層部の亜鉛濃度は、１．８ｍｇであり、上昇流の発生があることが示された。さらに、通液量が１００、２００及び３３０ＢＶでの固定床各領域の樹脂の平均亜鉛吸着量を求めた。結果を図３に示す。図３より、上部領域の亜鉛吸着量は、樹脂１Ｌ当たり約１．０ｇであり、上記吸着等温線の値に比べて大幅に低かった。すなわち、上昇流によって樹脂上部領域で亜鉛が充分に吸着されないまま通過していることを示している。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上より明らかなように、本発明の塩化ニッケル水溶液の精製方法及びそれに用いるイオン交換樹脂充填塔は、陰イオン交換樹脂を用いるイオン交換法により酸性塩化ニッケル水溶液から塩素イオン錯体を形成する亜鉛を吸着分離する方法のほか、同様の化学的挙動を示す酸性塩化物水溶液から各種の塩素イオン錯体を形成する金属元素、例えば白金族元素、コバルト、銅、鉄等を分離する方法として適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の精製方法に用いるイオン交換樹脂充填塔の一例を示す概略構造図である。
【図２】実施例及び比較例に用いた陰イオン交換樹脂による平衡平衡Ｚｎ濃度と亜鉛吸着量の関係を表す図である。
【図３】通液量が３９２ＢＶでの固定床各領域の樹脂の平均亜鉛吸着量（実施例１）と通液量が１００、２００及び３３０ＢＶでの固定床各領域の樹脂の平均亜鉛吸着量（比較例１）を表す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１    陰イオン交換樹脂充填塔
２    固定床
３    整流板
４    液層部
５    原液
６    処理液
【図１】
2008037730.tif 000002
【図２】
2008037730.tif 000003
【図３】
2008037730.tif 000004