(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コロイド状シリカを含むスラリーにベントナイトとノニオン系凝集剤を添加して、沈降性および濾過性を向上させることを特徴とするコロイド状シリカを含むスラリーの処理方法。
【請求項２】
コロイド状シリカを含むスラリーのパルプ濃度を１０〜５０ｇ／ｌの範囲に調整することにより前記ノニオン系凝集剤による凝集効率を向上させることを特徴とする請求項１記載のコロイド状シリカを含むスラリーの処理方法。
【請求項３】
前記ベントナイトの添加量はスラリーに対して０．３〜１．０ｇ／ｌであり、前記ノニオン系凝集剤の添加量濃度はスラリーに対して５〜２０ｐｐｍである請求項１又は２記載のコロイド状シリカを含むスラリーの処理方法。
【請求項４】
前記スラリー濃度調整に用いる水は系内循環水である請求項１，２又は３記載のコロイド状シリカを含むスラリーの処理方法。
【請求項５】
前記コロイド状シリカを含むスラリーが、亜鉛湿式製錬工程で発生する亜鉛浸出残渣から有価金属を回収する過程で発生するスラリーである請求項１，２，３又は４記載のコロイド状シリカを含むスラリーの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コロイド状シリカを含むスラリーの処理方法に関し、詳しくは亜鉛の湿式製錬法により発生する亜鉛浸出残渣の処理法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、亜鉛製錬の主要な方法として湿式製錬法が実施されている。亜鉛製錬の原料となる亜鉛含有量が５０ｗｔ％前後の硫化亜鉛精鉱は、焙焼炉で空気を吹き込んで酸化焙焼され、亜硫酸ガスとなった硫黄分は硫酸として回収される。
【０００３】
一方、この焙焼工程で酸化物となった亜鉛その他の金属は亜鉛電解工程から繰返される遊離硫酸を含む電解尾液等で浸出され、この浸出液は電解に先立って電解処理に有害な溶存金属が亜鉛末等で清浄化される。
【０００４】
浸出後の残渣は圧力容器を用いて遊離硫酸を含む電解尾液と亜硫酸ガスを混合し、１０５℃前後で２次浸出を行ない、未浸出の亜鉛をさらに浸出している。このとき、亜鉛と同時に浸出される銅は、硫黄源を添加することによって硫化銅として沈殿する。
【０００５】
２次浸出後の残渣には金，銀，銅，鉛，シリカ等が含まれ、含銅残渣と称している。この含銅残渣に含まれる銅は硫化銅、鉛は硫酸鉛である。含銅残渣は浮遊選鉱法により金，銀，銅を含む銅精鉱と鉛を含む鉛精鉱とに分離され、それぞれ銅製錬原料や鉛製錬原料として供給され、各有価金属類が回収される。
【０００６】
しかしながら、最近の環境問題に対処するため、亜鉛の２次浸出の際に硫黄源を加えて固定していた銅を別系統で処理、回収する必要性が出てきた。この場合、銅を含まない残渣が発生するため、浮遊選鉱法に代わる方法として、残渣に含まれる粒子の比重差を利用した分離方法（比重分離法）が適用できるようになった。
【０００７】
残渣を適当なスラリー濃度に調整し、遠心分離機を通すと、銀と鉛の濃縮した鉛精鉱と、金とシリカの濃縮したシリカ残渣の２種産物に分離される。分離後の産物はスラリー状であるため、シックナーで濃縮され、この濃縮したスラリーを濾過機で脱水を行い、ケーキとして産出される。（本出願人による特願平９−２９９３９０号参照）
【０００８】
上記比重分離法で分離された銀，鉛の濃縮した鉛精鉱と金，シリカの濃縮したシリカ残渣の２種類の産物のうち、シリカ残渣スラリーの沈降、濾過が非常に困難であった。凝集剤の添加のみではシックナーにおいて沈降が進まず、溢流水中の懸濁物（以下、ＳＳという）が多くなり、また濾過処理時に濾布の目詰まりを頻繁に引き起こすため、機器容量が膨大なものとなるという問題点があった。
【０００９】
このＳＳの除去・回収に遠心分離機等を使用する方法もあるが、処理水量に対する必要台数が多くなり、一方シックナー内で凝集体を形成させるためには硫化剤の添加が有効であるが、硫化剤の使用は作業環境の悪化を招くおそれがあり、さらにコスト高となる。このコロイド状のシリカを含むシリカ残渣の沈降性および濾過性を改善する対策に苦慮しているのが現状である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決することを目的としてなされたものであり、コロイド状シリカを含むシリカ残渣スラリー（金，シリカを含む）の沈降性および濾過性を改善すべく鋭意検討した結果、該スラリーに天然の粘土鉱物であるベントナイトを添加すると著しく改善されるとの知見を得てなされたコロイド状シリカを含むスラリーの処理方法を提案するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１は、コロイド状シリカを含むスラリーにベントナイトとノニオン系凝集剤を添加し、沈降性および濾過性を向上させることを特徴とするコロイド状シリカを含むスラリーの処理方法であり、
【００１２】
第２は、コロイド状シリカを含むスラリーの濃度を適正範囲に調整することにより前記ノニオン系凝集剤の凝集効率を向上させることを特徴とするコロイド状シリカを含むスラリーの処理方法を提供するものである。
【００１３】
上記発明において、ベントナイトの添加量はスラリーに対して０．３〜１．０ｇ／ｌ、凝集剤の添加量濃度はスラリーに対して５〜２０ｐｐｍであることが好ましく、またスラリーのパルプ濃度範囲は１０〜５０ｇ／ｌであることが好ましく、スラリー濃度調整に用いる水は系内の循環水であることが好ましいのである。また、本発明の方法は亜鉛湿式製錬工程で発生する亜鉛浸出残渣から有価金属を回収する過程で発生するスラリーにも有効である。
【００１４】
【作用】
比重分離後のシリカ残渣のスラリー濃度は約１００ｇ／ｌであり、この状態のスラリーに直接凝集剤を添加しても凝集体が形成されず、スラリーは分散状態を保持し、沈降が全く進まない。そこで、加水によりパルプ濃度を適正に調整（希釈）し、これに凝集剤を添加することにより、凝集体が形成され、沈降・濃縮が促進される。
【００１５】
このときのスラリーのパルプ濃度は、１０〜５０ｇ／ｌが適当である。パルプ濃度がこれ以上高ければ凝集体が形成されず、希釈が過剰の場合にはいたずらに水量が増加する。また、凝集剤の添加量濃度は、スラリーに対して５〜２０ｐｐｍの範囲が適当である。過剰の添加は沈殿容量が増加するため不適である。
【００１６】
しかし、上記操作のみでは清澄なシックナー溢流水が得られない場合があるため、ベントナイトを適当量スラリーに分散させ、凝集剤の凝集効果を高める必要がある。ベントナイトの添加量は、スラリーに対して０．３〜１．０ｇ／ｌが適当である。少ない場合は効果が認められず、過剰添加の場合はシックナーのＳＳが増加するので好ましくない。
【００１７】
従って、シリカ残渣の処理手順は次のようになる。まず、加水してスラリー濃度を希釈（パルプ濃度：１０〜５０ｇ／ｌ）して、ベントナイトを添加分散させ（ベントナイト量はスラリーに対して０．３〜１．０ｇ／ｌ）、これに凝集剤を添加（スラリーに対して５〜２０ｐｐｍ）した後、シックナーに導入する。この操作により、良好な凝集体が形成され、沈降速度が上昇する。コロイド状シリカの大部分が凝集体となるため、シックナー溢流水中のＳＳ（懸濁物）は著しく減少する。また、凝集体が大きいため、濾過速度も向上し、従って濾過設備の縮小化を図ることができる。
【００１８】
図１は、本発明に係るシリカ残渣スラリーの処理工程の例を示す概略フローシートを示しており、排水中には微量のＳＳが混入する場合もあるが、処理系統内で排水は循環再使用される。
【００１９】
図２は、ベントナイトを添加せず、シリカ残渣スラリーのパルプ濃度のみを調整した場合の試験結果の一例を示したものである。図２からＳＳはパルプ濃度約５０ｇ／ｌから急激に低下し、２０ｇ／ｌではＳＳ量は１０ｇ／ｌ以下となり、濾過速度はパルプ濃度５０ｇ／ｌ当たりから急激に上昇することが分かる。ベントナイトを添加すれば、その効果は更に向上する。次に、本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施例
比重分離のシリカ残渣スラリーに加水し、スラリー濃度を２０ｇ／ｌ程度に希釈した後、ベントナイト粉末で０．５ｇ／ｌの添加量濃度になるように添加し、分散させた。次に、０．１％濃度のノニオン系凝集剤を添加量濃度１０ｐｐｍになるように添加し、１０分間攪拌した後、沈降時間１時間で沈殿物と上澄液とを分離した。沈殿物は濾過し、上澄液中のＳＳ（懸濁物濃度）を測定した。その結果を、表１に示す。表１から本発明法により沈降性および濾過性が著しく改善されることが分かる。
【００２１】
【表１】
0003937273.tif 000002
【００２２】
【発明の効果】
従来、コロイド状シリカを含有するスラリーに凝集剤を添加して沈降分離する場合には、凝集剤の効果を促進させるために、硫化水素ガスなどの硫化剤を用いてスラリー中の粒子を硫化していたが、硫化水素ガスの場合には換気設備およびガスの処理設備等が必要であり、また作業環境を悪化させる虞れがあった。
【００２３】
本発明の方法では、天然の粘土鉱物であるベントナイトを使用し、またスラリーの濃度希釈には系内の循環水を再利用するため、水の使用量が抑制され、また上記のような硫化剤等を使用しないので、作業環境の汚染等の懸念も全くない等の利点がある。なお、上記実施例では、亜鉛湿式製錬工程で発生するコロイド状シリカを含有するスラリーについて説明したが、これに限定されるものではないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る処理工程の一例を示す概略フローシートである。
【図２】ベントナイトを使用せず、パルプ濃度のみを調整した場合のパルプ濃度と濾過速度およびＳＳ量との相関性を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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