(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともＣｏおよびＦｅの水酸化物を含有するＣｏ沈殿物を、酸により溶解する処理方法において、塩酸または硫酸を添加して処理液のｐＨを０．５以上２．０以下とすることにより、ＦｅおよびＣｏを処理液中に溶解させた後、Ｃｏ沈殿物、Ｃｏ炭酸塩およびＮｉ炭酸塩のいずれかを添加して処理液のｐＨを２．０以上３．０以下に上昇させてＦｅを沈積させることを特徴とするＣｏ沈殿物の酸による溶解方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ニッケル・コバルト精錬において、主としてＣｏおよびＦｅの水酸化物からなるＣｏ沈殿物の酸による溶解方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なニッケル精錬においては、原料鉱石からＮｉを濃縮したニッケルマットを得て、このマットからＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅなどの金属成分を浸出し、次いで、得られた浸出液から、酸化中和法によりＣｏおよびＦｅを水酸化物として除去して、純粋なニッケル溶液として、電解精製によりニッケルを製造する。
【０００３】
前記酸化中和法で除去され、主としてＣｏおよびＦｅの水酸化物からなるＣｏ沈殿物は、硫酸あるいは塩酸により溶解した後、得られた溶解液は、電気コバルトあるいはコバルト化成品の原料として使用される。
【０００４】
この溶解液からのコバルトの分離・精製には、最近では溶媒抽出法が多く使用されるが、工業的に用いられる有機溶媒の多くは、ＣｏよりＦｅを抽出し易いので、溶解液をそのまま溶媒抽出工程で処理すると、目的金属であるＣｏの抽出不良や、有機溶媒中へのＦｅの濃縮といった問題を引き起こす可能性がある。そのため、図４に示すように、溶媒抽出工程の前段には、通常、脱Ｆｅ工程が設けられ、酸化中和法等により溶解液中からＦｅを除去することが行われる。
【０００５】
以上、述べたように、Ｃｏ沈殿物の溶解液から、Ｃｏを分離・精製するための溶媒抽出工程の前段には、脱Ｆｅ工程が不可欠であるが、脱Ｆｅ工程の設置により設備点数が増加し、さらに、酸化中和法による脱Ｆｅでは中和剤が必要なことから、設備投資額の増加および操業コストの上昇を招く原因となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記課題を解決するため、本発明は、脱Ｆｅ工程を用いずに、Ｃｏ沈殿物の溶解液を直接、溶媒抽出工程で処理する方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のＣｏ沈殿物の溶解処理方法は、少なくともＣｏおよびＦｅの水酸化物を含有するＣｏ沈殿物を、酸により溶解する処理方法において、処理液のｐＨを０．５以上２．０以下とすることにより、Ｃｏと共にＦｅを処理液中に溶解させた後、処理液のｐＨを２．０以上３．０以下に上昇させて、Ｆｅを優先的に沈殿物中へ分配させる。
【０００８】
具体的には、塩酸または硫酸（プラス還元剤）を添加して処理液のｐＨを０．５以上２．０以下とすることにより、ＦｅおよびＣｏを処理液中に溶解させた後、Ｃｏ沈殿物、Ｃｏの炭酸塩およびＮｉの炭酸塩のいずれかを添加して処理液のｐＨを２．０以上３．０以下に上昇させてＦｅを沈殿物中に沈積させることが望ましい。なお、本明細書において、「溶解させ」「沈積させ」は、条件によってＦｅやＣｏの全てあるいは一部に対するものである。以上の処理により、Ｆｅを沈殿物中に固体の状態で実質的に残したまま、Ｃｏの一部または実質的に全部を、処理液中に溶解する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
Ｃｏ沈殿物中のＣｏおよびＦｅは、３価の水酸化物として存在する。これらを溶解する反応は、式１、２にて表される。
【００１０】
【式１】
0004035985.tif 000002
【００１１】
【式２】
0004035985.tif 000003
【００１２】
これらの式から、Ｃｏについては、ｐＨを低下させると共に還元反応と組み合わせることにより水酸化物を溶解することが可能であり、一方、ＦｅについてはｐＨの調整のみで溶解制御が可能であることがわかる。
【００１３】
また、ｐＨの調整には、ｐＨ調整剤として塩酸あるいは硫酸を用いることが可能であるが、ｐＨ調整剤として硫酸を用いた場合には、ＳＯ2ガスや亜硫酸ソーダ等の還元剤を添加し、Ｃｏの溶解反応を進行させる必要がある。一方、ｐＨ調整剤として塩酸を用いた場合には、塩素イオンが酸化されるために、還元剤を投入する必要はない。
【００１４】
また、酸を添加して単にｐＨを低下させるのみでは、Ｃｏが溶解すると共に、Ｆｅも溶解し、Ｃｏ沈殿物中にＦｅを固定することは困難である。そこで、いったん、ｐＨを０．５以上２．０以下に低下させて、ＣｏおよびＦｅを溶解した後に、炭酸コバルト、炭酸ニッケルあるいはＣｏ沈殿物によってｐＨを２．０以上３．０以下に調整する。これにより、Ｃｏは溶解したままで、Ｆｅが沈積する。このように、ＦｅとＣｏの水酸化物生成ポテンシャルの差を利用する事によって、Ｆｅを優先的に沈殿物中へ分配させる方法をとる。なお、ｐＨをいったん０．５以上２．０以下に低下させないで、２．０以上３．０以下に維持しても、コバルトの浸出率は高くならない。
【００１５】
以上の反応を、式３〜６に示す。
【００１６】
【式３】
Ｍ3+＋３ＣｏＣＯ3＋３Ｈ+＝Ｍ（ＯＨ）3＋３ＣＯ2＋３Ｃｏ2+
【００１７】
【式４】
Ｍ3+＋３ＮｉＣＯ3＋３Ｈ+＝Ｍ（ＯＨ）3＋３ＣＯ2＋３Ｎｉ2+
【００１８】
【式５】
0004035985.tif 000004
【００１９】
【式６】
0004035985.tif 000005
【００２０】
式３は、炭酸コバルトによるｐＨ調整の場合を示し、式４は、炭酸ニッケルによるｐＨ調整の場合を示し、式５および式６は、Ｃｏ沈殿物によるｐＨ調整の場合を示す。いずれの式においても、Ｍは、ＦｅまたはＣｏである。
【００２１】
ｐＨ調整剤にＣｏ沈殿物自身を使用するのは、ｐＨ調整用に新たな薬剤を添加する方法と比較して、操業コストを低下させる目的がある。ただし、この場合は、式５および式６に示す様に、Ｃｏ沈殿物中には、Ｎｉの２価の水酸化物、Ｎｉの３価の水酸化物、またはその両方の水酸化物が含まれている必要がある。
【００２２】
なお、液中に溶出したニッケルイオンを、溶媒抽出工程でコバルトと分離することは可能である。
【００２３】
【実施例】
Ｃｏ沈殿物を４００ｇ／Ｌにレパルプしたスラリーに、塩酸を添加してｐＨを調整した。溶液のＦｅ濃度（プロット●）を図２に示す。また、Ｃｏ浸出率（プロット●）を図３に示す。
【００２４】
また、ｐＨをいったん１．５まで低下させた後、Ｃｏ沈殿物（Ｃｏ−ｐｐｔ）でｐＨを上昇させた時の溶液のＦｅ濃度の変化（プロット□）を図２に示す。また、Ｃｏ浸出率の変化（プロット□で測定結果を示し、点線で変化の動向を表す）を図３に示す。
【００２５】
さらに、ｐＨをいったん１．５まで低下させた後、炭酸ニッケル（ＮｉＣＯ３）でｐＨを上昇させた時の溶液のＦｅ濃度の変化（プロット△）を図２に示す。また、Ｃｏ浸出率の変化（プロット△で測定結果を示し、点線で変化の動向を表す）を図３に示す。
【００２６】
図２から分かるように、ｐＨを２．０以上に調整すれば、Ｆｅ濃度は０．１ｇ／Ｌ以下となる。さらに、ｐＨを２．５以上に調整すれば、Ｆｅ濃度は０．０１ｇ／Ｌ以下となる。このように、どのようなｐＨ調整を行っても、Ｆｅ濃度については、ほぼｐＨに依存した値をとり、Ｆｅはほぼ沈殿物中に固定されていることが分かる。
【００２７】
しかしながら、酸の添加のみで、このｐＨ領域に調整するだけでは、図３から分かるように、Ｃｏ浸出率が、ｐＨ２．０で約２０％、ｐＨ２．５では５％以下と、ｐＨ２．０〜３．０の領域では、十分な溶解率を得ることはできなかった。
【００２８】
一方、いったん、ｐＨを０．５以上２．０以下としてから、Ｃｏ沈殿物（Ｃｏ−ｐｐｔ）でｐＨを２．０以上３．０以下に調整をした場合（プロット□）には、ｐＨ２．５におけるＣｏ浸出率が約５０％であった。また、いったん、ｐＨを０．５以上２．０以下としてから、炭酸ニッケル（ＮｉＣＯ３）でｐＨを２．０以上３．０以下に調整を行った場合（プロット△）には、ｐＨ２．５におけるＣｏ浸出率が約９０％であった。このように、単純に塩酸を添加してｐＨを２．５に調整したのみの場合と比較して、極めて良好なＣｏ浸出率が得られた。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の方法により、Ｃｏ沈殿物を溶解させた溶解液から、Ｆｅを容易に除去することが可能となり、電気コバルトやコバルト化成品を経済的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明において、コバルト沈殿物の溶解液からｐＨ調整による選択的溶媒抽出を示すフローチャートである。
【図２】  溶液のＦｅ濃度の変化を示すグラフである。
【図３】  溶液のＣｏ浸出率の変化を示すグラフである。
【図４】  コバルト沈殿物の溶解液から、脱Ｆｅ工程を経て、溶媒抽出を行う従来工程を示すフローチャートである。
【図１】
0004035985.tif 000006
【図２】
0004035985.tif 000007
【図３】
0004035985.tif 000008
【図４】
0004035985.tif 000009