(57)【要約】【課題】実操業レベルで汎用性のある条件で黄銅鉱を主体とする一次硫化銅鉱から銅を効率良くかつ経済的に採取する方法を提供すること。【解決手段】黄銅鉱を含有する硫化銅鉱から銅を浸出するに際し、鉱石表面および浸出液中の微生物の生育を抑制し、かつ浸出液のｐＨを１．５以下に調整することを特徴とする、硫化銅鉱の浸出方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
黄銅鉱を含有する硫化銅鉱から銅を浸出するに際し、鉱石表面および浸出液中の微生物の生育を抑制し、かつ浸出液のｐＨを１．５以下に調整することを特徴とする、硫化銅鉱の浸出方法。
【請求項２】
前記微生物の生育の抑制が、浸出前に鉱石を１００℃以上に加熱することによって行われる、請求項１に記載の硫化銅鉱の浸出方法。
【請求項３】
前記微生物の生育の抑制が、浸出前に鉱石を微生物の生育を抑制する薬剤にて処理することによって行われる、請求項１に記載の硫化銅鉱の浸出方法。
【請求項４】
前記微生物の生育の抑制が、浸出液に微生物の生育を抑制する薬剤を添加することによって行われる、請求項１に記載の硫化銅鉱の浸出方法。
【請求項５】
前記微生物が化学合成独立栄養細菌である、請求項１〜４のいずれかに記載の硫化銅鉱の浸出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は硫化銅鉱、特に黄銅鉱などの一次硫化銅鉱から銅を効率良く採取する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
銅鉱石から銅を回収する方法の一つとして知られるＳＸ−ＥＷ法（ＳＸ−ＥＷ：溶媒抽出・電解採取）は、銅鉱石から銅を硫酸などで浸出し、その溶液から銅を有機溶媒で濃縮した後、電解採取により電気銅を得る湿式製錬法である。銅鉱石の湿式製錬に使用される溶媒は硫酸が主流であるため、湿式製錬の対象鉱は硫酸などで容易に溶解する酸化銅鉱に限られていた。しかしながら、酸化銅鉱は硫化銅鉱に比べて一般に鉱量が少ないため、鉱量の多い硫化銅鉱を湿式製錬の対象鉱として用いることが検討されている。
【０００３】
湿式製錬による硫化銅鉱の浸出形態としては、硫酸または塩酸を用いた回分攪拌反応による浸出形態、積層体を形成しその頂部から硫酸または塩酸を供給して重力により滴り落ちる液を回収する浸出形態（ヒープリーチング法）などが知られている。しかし、ヒープリーチング法では、浸出に数年を要し、しかも浸出率は非常に低く効率が悪い。また、微生物の力を借りて銅を効率よく浸出し、回収する方法（バクテリアリーチング法）も採用されている。バクテリアリーチング法は、既に斑岩銅鉱床の二次富化帯に存在する輝銅鉱（Ｃｕ２Ｓ），銅藍（ＣｕＳ）等の二次硫化銅鉱に対しては実用化されているが、現在、技術開発の主体は銅資源の中で最も大量に存在する黄銅鉱（ＣｕＦｅＳ２）を含有する一次硫化銅鉱である。
【０００４】
しかしながら、黄銅鉱は硫酸にはほとんど溶けず、銅の浸出速度が極端に遅いため、浸出速度を上げるために様々な技術が提案されている。例えば、高温加圧処理（特許文献１〜３）、鉄量や3価鉄と2価鉄の比率の調整による一定の酸化還元電位の維持（特許文献４）、浸出液に活性炭と鉄を添加することによる一定の酸化還元電位の維持（特許文献５）などが報告されている。しかしながら、上記の方法はいずれも浸出速度の改善に効果はあるもの、エネルギーや試薬の点でコスト高になるという問題がある。
【０００５】
一方、浸出反応が進むと、精鉱に含まれる硫黄分や鉄分に由来する物質によって鉱石の表面に形成された被膜に起因する浸出阻害現象のため、浸出速度が著しく低下するという問題もある。また、２価鉄添加は黄銅鉱浸出促進に有効とされるが、自然界に存在する鉄酸化細菌により３価鉄に酸化され銅浸出が抑制される。これに対し、ラウリル硫酸ナトリウムやタンニン酸などの鉄酸化細菌阻害剤を浸出液に添加するという提案もあったが、そのような鉄酸化細菌阻害剤の添加はかえって銅浸出を抑制するという報告がある（非特許文献１）。従って、黄銅鉱を含有する一次硫化銅鉱に対する湿式製錬は実用化に至る技術がないのが現状である。
【０００６】
【特許文献１】特許第３０４６９８６号
【特許文献２】特開２００１‐５１５１４５号
【特許文献３】特開２００３‐３２８０５０号
【特許文献４】特開平１０‐２６５８６４号
【特許文献５】特開２００５‐１５８６４号
【非特許文献１】資源と素材  １１５巻  １９９９年  p１７２−１７６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の課題は、上記のような事情に鑑み、実操業レベルで汎用性のある条件で黄銅鉱を主体とする一次硫化銅鉱から銅を効率良くかつ経済的に採取する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、黄銅鉱を含有する硫化銅鉱から銅を浸出するに際し、鉱石表面および浸出液中の微生物の生育を抑制し、かつ浸出液のｐＨを１．５以下に調整することによって、黄銅鉱からの銅浸出が著しく向上することを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は以下の発明を包含する。
（１）  黄銅鉱を含有する硫化銅鉱から銅を浸出するに際し、鉱石表面および浸出液中の微生物の生育を抑制し、かつ浸出液のｐＨを１．５以下に調整することを特徴とする、硫化銅鉱の浸出方法。
（２）  前記微生物の生育の抑制が、浸出前に鉱石を１００℃以上に加熱することによって行われる、（１）に記載の硫化銅鉱の浸出方法。
（３）  前記微生物の生育の抑制が、浸出前に鉱石を微生物の生育を抑制する薬剤にて処理することによって行われる、（１）に記載の硫化銅鉱の浸出方法。
（４）  前記微生物の生育の抑制が、浸出液に微生物の生育を抑制する薬剤を添加することによって行われる、（１）に記載の硫化銅鉱の浸出方法。
（５）  前記微生物が化学合成独立栄養細菌である、（１）〜（４）のいずれかに記載の硫化銅鉱の浸出方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、黄銅鉱を含有する硫化銅鉱から銅を常温にて効率よく浸出することができる。本発明の方法は、微生物の生育を抑制し、浸出液のｐＨを調整するだけで銅の浸出速度を高めることができるため、簡便でかつ経済性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の硫化銅鉱の浸出方法は、黄銅鉱を含有する硫化銅鉱から銅を浸出するに際し、鉱石表面および浸出液中の微生物の生育を抑制し、かつ浸出液のｐＨを１．５以下に調整することを特徴とする。
【００１２】
本発明の方法の対象鉱である黄銅鉱を含有する硫化銅鉱は、黄銅鉱を主体とする硫化銅鉱であっても、黄銅鉱を一部に含有する硫化銅鉱であってもいずれでもよく、その含量は特に限定はされない。しかし、輝銅鉱、銅藍などいわゆる二次硫化銅鉱を多く含む鉱石の場合、本発明の方法の条件とは逆に、微生物の生育により銅浸出は促進されることから、対象鉱としてはこれら二次硫化銅鉱を多く含まない鉱石を用いるか、微生物の生育を伴う処理によって二次硫化銅鉱由来の銅を浸出させた後の鉱石（残渣）を用いるか、あるいは本発明の方法による浸出工程の後、微生物の生育を伴う処理によって二次硫化銅鉱を浸出処理することが好ましい。
【００１３】
本発明の方法は、硫酸溶液を浸出液とする銅の湿式製錬であれば、いずれの浸出形態にも用いることができ、例えば、回分攪拌浸出のみならず、鉱石を堆積させた上から硫酸を散布して、銅を硫酸中に浸出させるヒープリーチング、ダンプリーチングのいずれであってもよい。また、浸出は常温で行い、特に加熱などは必要としないが、加熱によって浸出速度を促進させることも可能である。
【００１４】
本発明の方法において、微生物の生育の抑制は、一般に広く用いられる微生物の生育抑制・滅菌方法が適用できる。その中でも、簡便でかつ経済性に優れる方法として、浸出前に鉱石の加熱処理を行う方法、鉱石を微生物の生育を抑制する薬剤で処理する方法、または微生物の生育を抑制する薬剤を浸出液に添加する方法が好適に用いられる。
【００１５】
浸出前に鉱石を加熱する場合、加熱温度は特に限定されないが、効率よく滅菌できる温度として１００℃以上が好ましい。また、加熱方法としては、例えば、蒸気による加熱や、加圧を伴う加熱など、簡便性・経済性・滅菌効率などを考慮し、各種の手段を採用することができる。また、加熱温度の上限については、採用する加熱方法により異なるが、例えば高圧蒸気滅菌の場合であれば１２５℃以下が好ましい。
【００１６】
また、浸出前に鉱石を微生物の生育を抑制する薬剤にて処理するか、あるいは、浸出液に微生物の生育を抑制する薬剤を添加する場合、使用する薬剤としては、微生物の生育や増殖を抑制する作用を有する薬剤であれば特に種類を問わないが、例えば、フッ素・塩素・臭素・ヨウ素などハロゲンを含む化合物またはその塩、銀・モリブデン・コバルトなどの金属を含む化合物またはその塩、エチルアルコール・メチルアルコールなどのアルコール類、エチルフェノール・キシレノール・クロロフェノールなどのフェノール類、アセトンなどの有機溶剤、塩化ベンザルコニウム・塩化ベンゼトニウムなどの逆性石鹸、酢酸などの有機酸類などが挙げられる。これら薬剤の濃度は微生物の増殖を抑制する限界濃度以上で用いる。
【００１７】
浸出前に鉱石を微生物の生育を抑制する薬剤にて処理する場合、例えば、鉱石と薬剤が接触する方法であればいかなるものでもよいが、例えば、薬剤の散布などの方法により行う。この場合、薬剤の形状は、散布しても飛散しにくく、取扱いが容易で、雨等による流出を避けるために、粒状であることが好ましい。
【００１８】
また、上記の各方法により生育を抑制する微生物としては、無機化合物（硫化水素、アンモニア、２価鉄イオンなど）を酸化してエネルギーを得る化学合成独立栄養細菌、例えば鉄酸化細菌、硫黄酸化細菌、脱窒細菌、水素細菌、アンモニア酸化細菌、亜硝酸酸化細菌などが主となるが、有機化合物を酸化してエネルギーを得る従属栄養細菌、酵母・カビなどの有核微生物、古細菌も対象となり得る。
【００１９】
本発明の方法では、上記の上記の微生物の生育の抑制手段に加え、浸出液である硫酸溶液のｐＨを１．５以下、好ましくはｐＨを１．０以上１．５以下に調整する。
【実施例】
【００２０】
以下、実施例及び比較例により本発明をさらに具体的に説明する。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２１】
（実施例１）
対象鉱として、黄銅鉱を主成分とするチリ産の精鉱を用いた。この精鉱の品位は、Ｃｕ：２８mass％、Ｆｅ：２８mass％、Ｓ：３２mass％であった。
【００２２】
上記の精鉱３gを、硫酸にてｐＨ１．２に調整した浸出液（硫酸アンモニウム３ｇ／Ｌ、リン酸水素カリウム０．５ｇ／Ｌ、硫酸マグネシウム七水和物０．５ｇ／Ｌ、塩化カリウム０．１ｇ／Ｌを含む）３００ｍＬに混合し、５００ｍＬ容量の坂口フラスコに注いだ。このフラスコを１２１℃、１５分間加熱滅菌した。その後、３０℃にて４９日間振盪浸出後、浸出液中の微生物数（血球板を用いた顕微鏡観察）と銅濃度を測定した。
【００２３】
（比較例１）
実施例１に記載の加熱滅菌後のフラスコに、振盪浸出する前に、独立栄養細菌として硫黄酸化細菌Acidithiobacillus sp. TTH-19A株（NITE BP-164）および鉄酸化細菌Acidithiobacillus ferrooxidans DSM 14882株をそれぞれ１ｍＬあたり１．０×１０７個添加し、浸出と同時に増殖させた以外は実施例１と同様にして３０℃で振盪浸出し、浸出液中の微生物数と銅濃度を測定した。
【００２４】
（比較例２）
実施例１に記載の浸出液をｐＨ１．８とした以外は実施例１と同様にして、３０℃で振盪浸出し、浸出液中の微生物数と銅濃度を測定した。
【００２５】
実施例１及び比較例１，２の試験結果を表１に示す。なお下記結果は各条件にて２ないし３個実施した試験の平均値である。また酸化還元電位（ＯＲＰ）は銀・塩化銀電極を用いて測定した値である。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
以上の結果に示されるように、鉱石表面および浸出液中の微生物の生育を抑制し、かつ浸出液のｐＨを１．５以下にした場合（実施例１）、微生物の生育を伴う場合（比較例１）に比べ、銅浸出率の顕著な改善が認められ、本発明の有効性が確認された。また微生物の生育を抑制した場合でも、浸出液のｐＨ１．５を超える場合(比較例２）は、鉱石表面および浸出液中微生物の生育を抑制しても、銅浸出率の改善の効果は得られなかった。
【００２８】
比較例１で、酸化還元電位（ＯＲＰ）の顕著な上昇は認められなくても、銅浸出率の低下が認められたことから、ｐＨが１．５以下で、微生物の生育を伴う場合での銅浸出率の低下は、これまで非特許文献１によって報告されている鉄酸化細菌による２価鉄の３価鉄への酸化によるものではなく、鉱石に付着した、あるいは、外部環境由来の微生物、特に硫黄化合物・鉄化合物をエネルギー源として生育する独立栄養微生物が主要因であると考えられた。