(57)【要約】【課題】中和工程において、中和澱物の沈降特性を改善することによって、中和設備のコンパクト化と共に濾過性を向上させ上澄み液のＳＳ分を減少させる方法を提供する。【解決手段】中和工程において、被中和液にあらかじめ所定量のヘマタイトを加えた後、炭酸カルシウムや水酸化カルシウム等を加えて同時中和を行い、生成する中和澱物の沈降特性を改善し、中和澱物の嵩を低減させる中和澱物の沈降性改善方法である。本発明の方法においては、添加するヘマタイトの量を中和により生成する澱物に対し重量比で５０％以上とすることが効果的である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中和工程において被中和溶液にヘマタイトを添加して同時中和することにより、生成される中和澱物の嵩を低減させる中和澱物の沈降性改善方法。
【請求項２】
添加するヘマタイトの量を中和により生成する澱物に対し重量比で５０％以上とすることを特徴とする請求項１記載の中和澱物の沈降性改善方法。
【請求項３】
中和剤として、カルシウムを含む中和剤を使用することを特徴とする請求項１または２に記載の中和澱物の沈降性改善方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に中和工程において被中和溶液に鉄酸化物を添加して中和することにより、中和澱物の嵩を低減させ沈降性を向上させる中和澱物の沈降性改善方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金属精錬プロセスにおいては、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）や消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）を用いて、金属元素等を含有する酸性溶液の中和を行い、同時に鉄、クロム、アルミニウムなどの金属成分を水酸化物として除去することが一般的に行われている。この中和反応によって、生成される石膏（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）を主成分とする中和澱物は、粒子が微細で嵩が高く、沈降特性並びに濾過性が著しく悪いことが知られている。
【０００３】
このような沈降特性や濾過性を改善する方法として、たとえば、
（１）中和澱物粒子を種晶として繰返し、澱物粒子を造粒する方法。
【０００４】
（２）中和反応を比較的高温で行い、安定な澱物を作る方法。
【０００５】
等の方法を利用するといった対策が取られているが、それぞれが十分な解決法ではなかった。
【０００６】
たとえば、（１）の方法では、澱物の５０％程度をスラリーとして繰り返す必要があり、反応容器が大きなものとなることに加えて、スラリーの繰り返しを行うためのポンプ等の設備が必要となり、設備投資が大きなものになる。
【０００７】
一方、（２）の方法では、中和反応時に昇温用のコストが必要であり、ランニングコストが増加するという問題点があった。さらに、この方法により生成するスラリーを沈降させた上澄み液には懸濁物質（以下、ＳＳ）分が多く存在し、これが濾過性を悪化させるという問題もあった。
【０００８】
以上のようなことから、できるだけ設備への投資を小さく、かつ、ランニングコストが安価で、ＳＳを低減できる中和澱物の沈降方法が望まれていた。
【０００９】
たとえば、特開平１１−９０１１２号公報には、中和反応をともなわない通常の汚水浄化用凝集沈殿剤としてであるが、酸化ケイ素と酸化カルシウムと酸化アルミニウムと酸化鉄等とを特定の比率に混合して、工場等の廃水中に沈降剤として使用する方法が、報告されている。
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−９０１１２号
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記課題を解決するため、本発明の目的は、中和澱物の沈降特性を改善することにあり、中和設備のコンパクト化と共に濾過性を向上させ上澄み液のＳＳ分を減少させる方法を提供するものである。
【００１２】
【課題を達成するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、中和工程において、被中和液にあらかじめ所定量のヘマタイトを加えた後、炭酸カルシウムや水酸化カルシウム等を加えて同時中和を行い、生成する中和澱物の沈降特性を改善し、中和澱物の嵩を低減させる中和澱物の沈降性改善方法である。そして、本発明の方法においては、添加するヘマタイトの量を中和により生成する澱物に対し重量比で５０％以上とすることが効果的である。本発明の方法により、中和設備のコンパクト化と共に濾過性を向上させることが可能となり、非常に単純な金属精錬プロセスにおける一連の湿式工程を提供することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明では、中和工程において、被中和液にあらかじめ所定量のヘマタイトを加えた後、炭酸カルシウムや水酸化カルシウム等を加えて同時中和を行うことを特徴とする。ここで、ヘマタイトをあらかじめ被中和液に混合してから中和することにより、嵩が低く微細なヘマタイトが中和澱物の核（種晶）として作用し、そのためＣａＣＯ３、Ｃａ（ＯＨ）２の中和によって生成するＣａＳＯ４がその粒子表面上に密な結晶状態で析出し、嵩の低い中和澱物を生成させる反応を利用することによる。このことはヘマタイトの比重が５．２４ｇ／ｃｍ２であり、石膏の比重２．３１ｇ／ｃｍ２）と比較して重いことによると考えられる。
【００１４】
また、種晶としての添加量は中和により生成する中和澱物に対して重量比で５０％以上が望まれる。これ以下の場合は、中和澱物を沈降させた際の沈降部分の固体率が上がらず、設備を縮小できる効果は得られない。また、ＳＳも多くなることから濾過性が悪化する。
【００１５】
本発明の方法によるこのＳＳ濃度の抑制効果については、中和初期段階に種晶が存在することにより、石膏の微細な核の発生が抑制されるためと推測できる。
【００１６】
本発明の方法において、添加使用できるヘマタイトとしては、特に限定されるものではない。使用可能なヘマタイトとして、たとえば、リモナイト等のニッケル酸化鉱の高温加圧浸出法など非鉄金属精錬プロセスで、残渣として多量に生成するヘマタイトを使用することが可能である。
【００１７】
【実施例】
（実施例１）
２リットルの反応容器に、ニッケル：２．５ｇ／ｌ、コバルト：０．２ｇ／ｌ、鉄：２．６ｇ／ｌ、マグネシウム８．４ｇ／ｌと若干の重金属を含むｐＨ＝１．５程度の被中和溶液を１リットル入れて始液とし、ヘマタイトを添加後、スラリー濃度２５ｗｔ％の炭酸カルシウムを中和剤として６０℃にてｐＨ＝３．５まで中和反応を実施した。添加するヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）としては、リモナイトのオートクレーブ浸出残渣を用い、生成澱物に対し、０〜６５％の範囲で添加した。使用したヘマタイト（オートクレーブ浸出残渣）はＦｅ品位５０．０％、水分率３０％のものを用いた。
【００１８】
中和反応中、５００ｒｐｍで反応槽を攪拌し、毎分０．３リットルの空気を吹き込み酸化させた。中和反応のｐＨは３．５に維持した。４時間中和反応を行った後、中和スラリーを１００ｃｃ採取し、沈降試験を行った。
【００１９】
得られた中和スラリーは良く攪拌を行い、中和残渣１ｇ当り０．５ｍｇの凝集剤を加え、その沈降体積を測定し、沈降特性を評価した。沈降測定は２時間沈降後の値を元に評価を行った。
【００２０】
本実施例において沈降特性とした、沈降澱物の固体率は、
沈降澱物固体率＝［（乾燥後の沈殿物重量）／（乾燥前の沈殿物重量）］×１００（％）  とした。
【００２１】
試験結果を図１、図２に示す。
【００２２】
図１は、ヘマタイト（オートクレーブ浸出残渣）を添加した場合の沈降特性を、中和澱物量に対する添加したヘマタイトの比と沈降澱物の固体率との関係で示したものである。なお、図中の中和澱物のプロットは中和残渣のみを種晶として繰り返した場合の沈降特性を示すものである。
【００２３】
沈降特性の指標である沈降澱物の固体率は値が大きいほど、固液分離が容易となり、それにともなって設備をコンパクトにまとめることが可能となる。
【００２４】
ｐＨ＝３．５の中和において、ヘマタイトを添加した際の中和澱物の沈降特性は中和澱物をそのまま繰り返した場合（ヘマタイト添加無しの場合）と比較して良好である。
【００２５】
また、生成澱物中の５０％以上となるように浸出残渣を添加すれば、凝集沈降澱物の固体率は中和澱物のみを繰り返した場合の約２倍程度となり、優れた沈降特性を示していることが明らかとなった。
【００２６】
（実施例２）
次に、ヘマタイト（オートクレーブ浸出残渣）を添加した際の中和澱物量に対するヘマタイトの比と凝集剤による沈降後の上澄みＳｕｓｐｅｎｄｅｄ  Ｓｏｌｉｄ  （ＳＳ）分との関係を調査した。
【００２７】
実施例１において、中和スラリーに凝集剤を加え、２時間の沈降試験を行った際の中和澱物量に対するヘマタイトの比と、沈降後の上澄みＳＳ分との関係を図２に示す。
【００２８】
図２に示すように、ヘマタイトの添加比を大きくすることにより、澱物沈降後の上澄み溶液中のＳＳ分を低減できていることが明らかである。
【００２９】
たとえば、生成澱物中の５０％以上となるようにヘマタイトを添加することにより、４００ｍｇ／ｌ程度までＳＳを低減することが可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、主に石膏を生成させるカルシウム系の中和剤を用いた中和工程において、被中和溶液にあらかじめヘマタイトを添加し、中和することにより沈降特性の優れた中和澱物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】中和澱物量に対するヘマタイトの比と沈降澱物の固体率との関係を示すグラフである。
【図２】中和澱物量に対するヘマタイトの比と上澄みＳＳ分との関係を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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