(57)【要約】【課題】プロセス系内の工程水の全量を減らすことができる湿式製錬方法を提供する。【解決手段】硫化物に含まれる目的金属を塩素浸出する塩素浸出工程と、塩素浸出工程から排出されたスラリーを浸出残渣と浸出液とに固液分離する第１固液分離工程と、浸出残渣にレパルプ水を加えてスラリーとするレパルプ工程と、スラリーを浸出残渣と分離液とに固液分離する第２固液分離工程とを備え、分離液の一部をレパルプ水としてレパルプ工程に供給する湿式製錬方法である。分離液の一部をレパルプ水とした分新規水の量を減らすことができ、プロセス系内の工程水の全量を減らすことができる。【選択図】図１
2013253276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫化物に含まれる目的金属を塩素浸出する塩素浸出工程と、
該塩素浸出工程から排出されたスラリーを浸出残渣と浸出液とに固液分離する第１固液分離工程と、
該第１固液分離工程から排出された浸出残渣にレパルプ水を加えてスラリーとするレパルプ工程と、
該レパルプ工程から排出されたスラリーを浸出残渣と分離液とに固液分離する第２固液分離工程と、を備え、
前記第２固液分離工程から排出された分離液の一部をレパルプ水として前記レパルプ工程に供給する
ことを特徴とする湿式製錬方法。
【請求項２】
前記レパルプ工程より下流の工程の工程水中の不純物濃度を測定し、
該不純物濃度が上限値を超えないようにレパルプ水として前記レパルプ工程に供給する前記分離液の量を調整する
ことを特徴とする請求項１記載の湿式製錬方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿式製錬方法に関する。さらに詳しくは、塩素浸出により硫化物から目的金属を回収する湿式製錬方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
硫化物から目的金属を回収する湿式製錬方法の一例を図２に基づき説明する（特許文献１参照）。
まず、ニッケルマットなどの原料を粉砕工程において粉砕した後、後述の電解廃液と混合してマットスラリーとし、その大部分をセメンテーション工程に供給する。セメンテーション工程には塩素浸出工程で得られた浸出液が供給されており、この浸出液中に含まれる銅がマット中のニッケルと置換反応を起こして、硫化銅として析出する。そして、析出した硫化銅をセメンテーション残渣とともに分離し、塩素浸出工程に供給する。
【０００３】
セメンテーション工程の終液中にはCoやFeなどが含まれているため、浄液工程で塩素ガスを吹き込んで酸化しつつ、同時に炭酸ニッケルを添加して中和する、いわゆる酸化中和法により、これらの元素およびCu、Pb、Asなどの微量不純物を除去する。不純物を除去した液はその後、電解給液として電解工程に送る。電解工程においては、電解採取により、電解液に含まれるニッケルを電気ニッケルとして回収する。電解工程で発生した塩素ガスは塩素浸出工程および浄液工程に繰り返して再利用する。電解工程から排出された電解廃液は粉砕工程および浄液工程に送られる。
【０００４】
塩素浸出工程には残りのマットスラリーとＭＳ（Mix Sulfide：ニッケルとコバルトの混合硫化物）およびセメンテーション残渣からなるスラリーが供給される。
図３に示すように、塩素浸出工程では、浸出槽に吹き込まれる塩素ガスの酸化力によって、スラリー中の固形物に含まれる非鉄金属が実質的に全て液中に浸出される。また、浸出槽の温度上昇を抑制するために、浸出薄液が供給される。塩素浸出工程から排出されたスラリーはフィルタープレスなどの固液分離装置により浸出液と浸出残渣とに固液分離される。非鉄金属が浸出された浸出液は、セメンテーション工程に繰り返して供給される（図２参照）。一方、マットに含まれていた硫黄はほとんど浸出されず、その大部分が浸出残渣として分離される。以下、説明の便宜上この固液分離工程を第１固液分離工程と称し、得られた浸出残渣を浸出残渣Ｉと称する。
【０００５】
浸出残渣Ｉはレパルプ工程においてレパルプ水が加えられスラリーとなる。レパルプ水はプロセス系外から供給される新規水（以下、単に新規水と称する。）である。スラリーは遠心分離機などの固液分離装置により浸出残渣と分離液とに固液分離される。以下、説明の便宜上この固液分離工程を第２固液分離工程と称し、得られた浸出残渣を浸出残渣IIと称する。浸出残渣IIは硫黄回収工程に供給され、硫黄が回収される。ここで、浸出残渣Ｉは水分率が30％程度であり付着している水分にはニッケルやコバルトなどの不純物が含まれている。上記レパルプ工程と第２固液分離工程により浸出残渣IIは水分率が10％程度となり、水溶性の不純物の大部分が分離液として除去される。より詳しくは、第２固液分離工程では、単に固液分離するだけでなく、図示しない洗浄液を用いて残渣を洗浄することによって、残渣の付着水分に含まれる不純物を分離液として洗い流す。これにより浸出残渣IIに付着する水分からはニッケルやコバルトなどの不純物が除去され、硫黄回収工程における不具合が防止されている。
【０００６】
分離液には浸出残渣Ｉに含まれていた不純物が含まれており、例えば、ニッケル濃度は約40g/L、コバルト濃度は約1.5g/Lである。この分離液はその全量が中継槽や貯留槽に一時的に貯留されて、塩素浸出工程の浸出薄液の一部として、あるいは図示しない他の工程の工程水として繰り返して供給される。なお、浸出薄液は、分離液と、他工程から排出された工程水と、新規水との混合液である。
【０００７】
上記のような湿式製錬プロセスでは、プロセス系内の工程水の全量が多いと、設備規模が大きくなり、設備コストや操業コストが高くなるという問題がある。
また、プロセス系内の工程水の全量が多いと、工程水中の成分濃度が低下するため操業効率が悪くなるという問題がある。例えば、工程水中の電解質濃度が低下すると電解工程において電圧が高くなり消費電力が多くなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２３６６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記事情に鑑み、プロセス系内の工程水の全量を減らすことができる湿式製錬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】
【００１０】
第１発明の湿式製錬方法は、硫化物に含まれる目的金属を塩素浸出する塩素浸出工程と、該塩素浸出工程から排出されたスラリーを浸出残渣と浸出液とに固液分離する第１固液分離工程と、該第１固液分離工程から排出された浸出残渣にレパルプ水を加えてスラリーとするレパルプ工程と、該レパルプ工程から排出されたスラリーを浸出残渣と分離液とに固液分離する第２固液分離工程と、を備え、前記第２固液分離工程から排出された分離液の一部をレパルプ水として前記レパルプ工程に供給することを特徴とする。
第２発明の湿式製錬方法は、第１発明において、前記レパルプ工程より下流の工程の工程水中の不純物濃度を測定し、該不純物濃度が上限値を超えないようにレパルプ水として前記レパルプ工程に供給する前記分離液の量を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１発明によれば、分離液の一部をレパルプ水としてレパルプ工程に供給するので、その分プロセス系外から供給される新規水の量を減らすことができ、その結果プロセス系内の工程水の全量を減らすことができる。そのため、同一設備規模で生産量を増加させることができる。また、プロセス系内の工程水中の成分濃度が上昇するため操業効率が良くなる。
第２発明によれば、不純物濃度が上限値を超えないようにレパルプ工程に供給する分離液の量を調整するので、不純物濃度の上昇による不具合を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る湿式製錬方法の塩素浸出工程を中心とした詳細工程図である。
【図２】湿式製錬方法の一例の全体工程図である。
【図３】従来の湿式製錬方法の塩素浸出工程を中心とした詳細工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明の一実施形態に係る湿式製錬方法は、ニッケル硫化物が含まれる原料からニッケルを回収するニッケルの湿式製錬方法である。なお、本発明に係る湿式製錬方法は、ニッケルに限られず他の金属の湿式製錬にも適用することができるが、以下、ニッケルを回収する場合を例に説明する。また、本発明の一実施形態に係る湿式製錬方法の全体工程は基本的に従来の湿式製錬方法と同様であるので説明を省略する（図２参照）。
【００１４】
以下、本発明の一実施形態に係る湿式製錬方法について、塩素浸出工程を中心に詳細を説明する。
図１に示すように、塩素浸出工程にはＭＳ（Mix Sulfide：ニッケルとコバルトの混合硫化物）、ニッケルマットを粉砕して得たマットスラリー、およびセメンテーション工程から排出されたセメンテーション残渣からなるスラリーが供給される。塩素浸出工程では、浸出槽に吹き込まれる塩素ガスの酸化力によって、スラリー中の固形物に含まれる非鉄金属が実質的に全て液中に浸出される。また、浸出槽の温度上昇を抑制するために、浸出薄液が供給される。塩素浸出工程から排出されたスラリーはフィルタープレスなどの固液分離装置により浸出液と浸出残渣とに固液分離される。非鉄金属が浸出された浸出液は、セメンテーション工程に繰り返して供給される（図２参照）。一方、マットに含まれていた硫黄はほとんど浸出されず、その大部分が浸出残渣として分離される。以下、説明の便宜上この固液分離工程を第１固液分離工程と称し、得られた浸出残渣を浸出残渣Ｉと称する。
【００１５】
浸出残渣Ｉはレパルプ工程においてレパルプ水が加えられスラリーとなる。このスラリーは遠心分離機などの固液分離装置により浸出残渣と分離液とに固液分離される。以下、説明の便宜上この固液分離工程を第２固液分離工程と称し、得られた浸出残渣を浸出残渣IIと称する。浸出残渣IIは硫黄回収工程に供給され、硫黄が回収される。ここで、浸出残渣Ｉは水分率が30％程度であり付着している水分にはニッケルやコバルトなどの不純物が含まれている。上記レパルプ工程と第２固液分離工程により浸出残渣IIは水分率が10％程度となり、水溶性の不純物の大部分が分離液として除去される。より詳しくは、第２固液分離工程では、単に固液分離するだけでなく、図示しない洗浄液を用いて残渣を洗浄することによって、残渣の付着水分に含まれる不純物を分離液として洗い流す。これにより浸出残渣IIに付着する水分からはニッケルやコバルトなどの不純物は除去され、硫黄回収工程における不具合が防止されている。
【００１６】
分離液には浸出残渣Ｉに含まれていた不純物が含まれている。従来、この分離液はその全量が中継槽や貯留槽に一時的に貯留されて、塩素浸出工程の浸出薄液の一部として、あるいは図示しない他の工程の工程水として繰り返して供給されていた（図３参照）。なお、浸出薄液は、分離液と、他工程から排出された工程水と、上記湿式製錬プロセスのプロセス系外から供給される新規水（以下、単に新規水と称する。）との混合液である。また、従来、レパルプ水は新規水で賄われていた。
【００１７】
本発明に係る湿式製錬方法は、第２固液分離工程から排出された分離液の一部をレパルプ水としてレパルプ工程に供給することにより、従来レパルプ水として供給されていた新規水の量を減らしたところに特徴がある。
本実施形態では、分離液の一部をレパルプ水としてレパルプ工程に供給し、残りを塩素浸出工程の浸出薄液などとして供給する。例えば、分離液の10〜20%をレパルプ水とし、残りの80〜90%を浸出薄液などとする。そして、レパルプ水は分離液と新規水との混合液とする。レパルプ水の量をレパルプ工程に必要な量に維持するため、分離液の量だけ新規水の量を減らす。
【００１８】
なお、第２固液分離工程における分離不良などの原因により、分離液にはスラリーが含まれる恐れがある。そのため、分離液をレパルプ工程や塩素浸出工程などへ送液する装置には、スラリーに適したバルブやワーマンポンプなどを採用することが、安定操業の観点から好ましい。
【００１９】
上記のような湿式製錬プロセスでは、プロセス系内の工程水を一定量に保つために、プロセス系外から供給される新規水の量とプロセス系外に排出される排水の量とを均衡させる、いわゆる水バランスを保つ必要がある。そのため、上記のように新規水の量を減らした場合、その分だけ排水の量を減らす必要がある。
【００２０】
以上のように、新規水および排水の量を減らすと、水バランスを保ちつつプロセス系内の工程水の全量を減らすことができる。そうすると、単位生産量当たりに必要な工程水の量が少なくなり、設備規模を小さくでき、設備コストや操業コストを安くできる。逆に言うと、同一設備規模で生産量を増加させることができる。また、プロセス系内の工程水中の成分濃度が上昇するため操業効率が良くなる。例えば、工程水中の電解質濃度が上昇するので電解工程において電圧が低くなり消費電力が少なくなる。なお、プロセス系内の工程水の全量を減らすと、排出規制物質の濃度も上昇する。しかし、排水の量が減ることにより、結果として排出される規制物質の総量は増加しない。
【００２１】
ところで、上記のようにある工程で排出された工程水を他の工程に繰り返し供給することは従来から行われていた。しかし、工程水の供給先の工程は、工程水の排出元の工程からできるだけ離す必要があると考えられていた。これは、工程水の排出元の工程と供給先の工程とが近いと、工程水中の不純物を除去することができないため、工程水を繰り返し供給するに従い工程水中の不純物濃度が上昇し続けるためである。
【００２２】
この点、本発明は、第２固液分離工程で排出された分離液をその直前の工程であるレパルプ工程に供給しており、従来では忌避される方法である。ところが、本発明を実施しても、レパルプ工程より下流の工程の工程水中の不純物濃度は、従来に比べて上昇するもののある濃度以上には上昇しない。ここで、レパルプ工程より下流の工程の工程水には、レパルプ水、レパルプ工程で排出されたスラリー中の水分、分離液、浸出残渣IIに付着した水分が含まれる。以下、これらをまとめて単にレパルプ工程水と称する。
【００２３】
レパルプ工程水の不純物濃度がある濃度以上上昇しないのは、分離液の全量をレパルプ工程に供給するのではなく、その一部をレパルプ工程に供給し残りを塩素浸出工程に供給しているためである。このようにすることで、分離液中のニッケルやコバルトなどの不純物は塩素浸出工程で除去されるので、レパルプ工程水中の不純物濃度が上昇し続けることはなく、ある濃度で一定となる。
【００２４】
レパルプ工程水中の不純物濃度は原料性状の変動などにより変化し、硫黄回収工程などで不具合が発生するほど不純物濃度が高くなることも考えられる。一方、レパルプ工程水中の不純物濃度は、レパルプ工程に供給する分離液の量が多いほど高くなり、少ないほど低くなる。これは、レパルプ工程に供給する分離液の量が少ないほど、すなわち塩素浸出工程などに供給する分離液の量が多いほど、不純物を除去できるからである。
【００２５】
そこで、レパルプ工程水中の不純物濃度を測定し、その不純物濃度が上限値を超えないようにレパルプ工程に供給する分離液の量を調整することが好ましい。ここで、上限値は、硫黄回収工程などで不具合が発生しないようなニッケル濃度などとして定められる。もちろん上限値を他の不純物の濃度として定めても良いし、複数種類の不純物の濃度について上限値を定め、それぞれの上限値を超えないようにレパルプ工程に供給する分離液の量を調整してもよい。
【００２６】
具体的には、分離液やレパルプ工程から排出されたスラリーなど、レパルプ工程水中の不純物濃度を測定する。そして、不純物濃度が上限値に近づいた場合にはレパルプ工程に供給する分離液の量を減らして不純物濃度を低下させ、不純物濃度が上限値に比べて余裕がある場合にはレパルプ工程に供給する分離液の量を増やして、プロセス系内の工程水の全量を減らす。
【００２７】
なお、前述のごとく、レパルプ水は分離液と新規水との混合液であるから、レパルプ水の量をレパルプ工程に必要な量に維持するためには、レパルプ水とする分離液の量を少なくすればその分新規水の量を多くする必要があり、レパルプ水とする分離液の量を多くすればその分新規水の量を少なくする必要がある。
【００２８】
以上のようなレパルプ工程に供給する分離液の量の調整は、手作業で行なってもよいし、自動で制御してもよい。自動で制御するには、レパルプ工程水中の不純物濃度を測定するセンサを設け、レパルプ工程に新規水を供給する配管と、分離液を供給する配管のそれぞれに流量制御弁を設け、センサの検出結果を元に流量制御弁を制御するように構成すればよい。
【００２９】
以上のように、不純物濃度が上限値を超えないようにレパルプ工程に供給する分離液の量を調整すれば、不純物濃度の上昇により塩素回収工程などで不具合が発生することを防止できる。
【００３０】
なお、レパルプ工程水中の不純物濃度を測定することにより、湿式製錬プロセスに不具合が発生しているか否かを検知することもできる。例えば、第１固液分離工程おいて不具合が発生し、浸出液が浸出残渣Ｉとともにレパルプ工程に送られた場合には、レパルプ工程水中の不純物濃度が上昇するので、その不具合を検出できる。
【実施例】
【００３１】
つぎに、実施例について説明する。
上記実施形態に係る湿式製錬方法でニッケル製錬を行った。そして、レパルプ工程から排出されるスラリー中のニッケル濃度の測定を行った。ここで、ニッケル濃度の測定はＩＣＰ発光分析法で測定した。なお、スラリーの流量は約90L/分であった。
【００３２】
操業開始直後は、スラリー中のニッケル濃度は約40g/Lであった。
操業開始から１週間後は、スラリー中のニッケル濃度は約50g/Lとなり、操業開始直後に比べて上昇した。
その後さらに１週間操業を継続しても、スラリー中のニッケル濃度は50g/Lを中心として±20%の範囲で変動するだけで、それ以上上昇することはなかった。
【００３３】
以上の結果より、本発明を実施しても、レパルプ工程水中の不純物濃度はある濃度以上には上昇しないことが確認された。また、硫黄回収工程において不具合が発生することはなく、湿式製錬プロセスに供給される新規水は、従来に比べて5%削減することができた。
【図１】
2013253276.tif 000003
【図２】
2013253276.tif 000004
【図３】
2013253276.tif 000005