(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛の湿式製錬工程で発生する亜鉛浸出残渣を亜硫酸ガスを用いて２次浸出した後、固液分離して得たＡｇ−Ｐｂ残渣に水を加えてパルプとし、該パルプをその固形物構成粒子の比重差を利用する分離工程によって銀と鉛が濃縮されたＰｂ精鉱とシリカが濃縮されたＳｉＯ2残渣に分離することを特徴とする亜鉛浸出残渣の処理方法。
【請求項２】
亜鉛の湿式製錬工程で発生する亜鉛浸出残渣を亜硫酸ガスを用いて２次浸出した後、固液分離して得たＡｇ−Ｐｂ残渣に水を加えてパルプとし、該パルプをその固形物構成粒子の比重差を利用する分離工程によって銀と鉛が濃縮されたＰｂ精鉱とシリカが濃縮されたＳｉＯ2残渣に分離してＰｂ精鉱は鉛溶錬炉へ供給するＰｂ原料とし、ＳｉＯ2残渣は銅溶錬炉へ供給する原料とし、一方、２次浸出後の浸出液は脱Ｃｕおよび脱Ｆｅ処理した後本系統の亜鉛浸出工程に合流せしめ、沈殿銅は銅自溶炉へ供給する銅原料とすることを特徴とする亜鉛浸出残渣の処理方法。
【請求項３】
前記分離工程が沈降槽を使用する自然沈降工程であることを特徴とする請求項１または２記載の亜鉛浸出残渣の処理方法。
【請求項４】
前記分離工程が遠心分離機を使用する遠心分離工程であることを特徴とする請求項１または２記載の亜鉛浸出残渣の処理方法。
【請求項５】
前記分離工程が湿式サイクロンを使用する分級工程であることを特徴とする請求項１または２記載の亜鉛浸出残渣の処理方法。
【請求項６】
前記パルプをｐＨ調節することなく、前記分離工程によって銀と鉛が濃縮されたＰｂ精鉱とシリカが濃縮されたＳｉＯ2残渣に分離することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の亜鉛浸出残渣の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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。
【０００２】
【従来の技術】
従来からの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５０重量％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。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り返される遊離硫酸を含む電解尾液等で浸出され、固液分離されて浸出液と浸出残渣とに分けられる。この浸出液は電解に先立ち、電解に有害な溶存金属が亜鉛末等で清浄化される。一方、浸出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次浸出を行い、未浸出の亜鉛をさらに浸出している。この時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澱する。２次浸出の際に脱銅処理をした残渣には金・銀・銅・鉛・シリカなどが含まれ、含銅残渣と称している。含銅残渣中の銅は硫化銅、鉛は硫酸鉛の形で含まれている。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に分離され、それぞれ銅製錬原料、鉛製錬原料として供給されて有価金属が回収される。
【０００３】
上記の浮遊選鉱法による分離は次の様にして行われる。含銅残渣は水分を３５重量％前後含む固体であるので、水を用いてパルプ濃度３０重量％前後の泥状のパルプにする。これを攪はん機付きのタンクに導き、起泡剤を添加し、硫化銅を気泡に付着させて回収する。硫化銅を回収した後のパルプに次にアミン系捕集剤を添加し、硫酸鉛を回収する。金・銀は硫化銅と共に回収されるが、硫酸鉛を回収した後にも一部残留している。そこで、硫酸鉛を回収した後のパルプは最初に回収した硫化銅と混合し、銅精鉱とする。分離後のパルプはそれぞれシックナーで濃縮し、濃縮したパルプをろ過機にて脱水してケーキとして産出する。従って、含銅残渣の浮遊選鉱処理の産物は銅精鉱、鉛精鉱およびシックナーから逸流する懸濁物固形分である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では亜鉛湿式製錬の工程液を使用して含銅残渣を製造しており、人工鉱物である含銅残渣粒子の表面が一定とはならず、このことが表面性状に依存する浮遊選鉱処理に非常に影響を及ぼしている。即ち、浮遊選鉱試薬の制御によって常に安定した分離状態を維持するのは容易でない。
また、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付加価値の高い沈殿銅として回収するため、銅を含まない残渣が生産され、この場合には従来の方法に比べて残渣粒子の表面性状が異なり、更に浮遊選鉱処理が困難になる。このため、表面性状に依存しない平易な工程を開発する必要がある。本発明は上記の問題点を解決するためになされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
従来の亜鉛湿式製錬法における亜鉛浸出残渣の処理方式は図２に示すようなフローに従って行なわれていた。すなわち、亜鉛浸出残渣を亜硫酸ガスを用いて２次浸出する際、硫黄源を加えて硫化銅として沈殿させる脱銅処理を行なってから固液分離して含銅残渣と脱銅液とに分離していた。このため、銅および鉛の両方が含銅残渣中に濃縮されてくるので、この含銅残渣を浮選分離して銅精鉱と鉛精鉱とに分離することが必要であった。
【０００６】
これに対し、本発明者は図１に示すようなフローに従って、亜鉛浸出残渣を亜硫酸ガスを用いて２次浸出して得られたパルプを脱銅処理せずに固液分離して、含銅残渣の代りに銅をほとんど含まない銀・鉛残渣を生成せしめ、その分離を浮遊選鉱ではなく、比重差を利用した比重選鉱法で行なうとともに、銀・鉛残渣を分離した後の浸出液はその後に脱銅処理して浸出液から分離した沈殿銅は銅原料として銅自溶炉等の銅溶錬炉に送る等別途処理する新しい方式を案出した。
この方式によって含銅残渣の代りに得られる銀・鉛残渣は、その大部分が硫酸鉛とシリカである。この新方式による本発明の方法によれば亜鉛の湿式製錬における亜鉛浸出残渣に含まれる銅と銀・鉛とシリカとをそれぞれ効率的に、安定にかつ経済的に分離することができる。
【０００７】
本発明者らは、上記の方式によれば銅を含まない銀・鉛残渣を安定的に得ることができ、かつ銀・鉛残渣を構成する硫酸鉛粒子とシリカ粒子との間に大きな比重差があることに着目して、浮遊選鉱ではなく比重選鉱で銀・鉛をシリカと分離できるとの予測を得て実験を繰り返した結果、予測通りの成果をあげることができ本発明を達成できた。
【０００８】
すなわち、本発明は第１に、亜鉛の湿式製錬工程で発生する亜鉛浸出残渣を亜硫酸ガスを用いて２次浸出した後、固液分離して得たＡｇ−Ｐｂ残渣に水を加えてパルプとし、該パルプをその固形物構成粒子の比重差を利用する分離工程によって銀と鉛が濃縮されたＰｂ精鉱とシリカが濃縮されたＳｉＯ2残渣に分離することを特徴とする亜鉛浸出残渣の処理方法；第２に、亜鉛の湿式製錬工程で発生する亜鉛浸出残渣を亜硫酸ガスを用いて２次浸出した後、固液分離して得たＡｇ−Ｐｂ残渣に水を加えてパルプとし、該パルプをその固形物構成粒子の比重差を利用する分離工程によって銀と鉛が濃縮されたＰｂ精鉱とシリカが濃縮されたＳｉＯ2残渣に分離してＰｂ精鉱は鉛溶錬炉へ供給するＰｂ原料とし、ＳｉＯ2残渣は銅溶錬炉へ供給する原料とし、一方、２次浸出後の浸出液は脱Ｃｕおよび脱Ｆｅ処理した後本系統の亜鉛浸出工程に合流せしめ、沈殿銅は銅自溶炉へ供給する銅原料とすることを特徴とする亜鉛浸出残渣の処理方法；第３に、前記分離工程が沈降槽を使用する自然沈降工程であることを特徴とする前記第１または２記載の亜鉛浸出残渣の処理方法；第４に、前記分離工程が遠心分離機を使用する遠心分離工程であることを特徴とする前記第１または２記載の亜鉛浸出残渣の処理方法；第５に、前記分離工程が湿式サイクロンを使用する分級工程であることを特徴とする前記第１または２記載の亜鉛浸出残渣の処理方法；第６に、前記パルプをｐＨ調節することなく、前記分離工程によって銀と鉛が濃縮されたＰｂ精鉱とシリカが濃縮されたＳｉＯ2残渣に分離することを特徴とする前記第１〜５のいずれかに記載の亜鉛浸出残渣の処理方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
新方式の亜鉛浸出残渣の２次浸出は図１に示すようなフローに従って行なわれる。すなわち、亜鉛浸出残渣を亜硫酸ガスを用いて浸出する際、硫黄源を添加せず、反応終了後に銀・鉛残渣と浸出液を固液分離する。浸出液には２〜３ｇ／ｌの濃度で銅が含有されており、亜鉛末を使用して沈殿銅として回収される。一方この２次浸出により得られた銀・鉛残渣には銅が若干量（約１重量％）含有されるが、分離しようとする粒子の真比重は、硫酸鉛が６．３、シリカが２．６５であり両者の間には大きな差がある。また、銀・鉛残渣に含まれるシリカはほとんどが非晶質のコロイド状であって、非常に微細なものである。従ってこの比重差を利用した比重分離法が適用できる。
【００１０】
水分３５重量％前後の銀・鉛残渣に水を加えて泥状のパルプにする。この時のパルプ濃度は１００〜２００ｇ（固体）／ｌの範囲内が望ましい。濃度が２００ｇ（固体）／ｌを超えると沈降界面が不明確になり分離が困難になる。１００ｇ／ｌ未満では処理すべきパルプの容積が大きくなり、以後の工程の規模を大きくする必要があり経済的でない。ｐＨの調節は行わず、成り行きとする。このパルプを自然沈降または遠心力を利用して分離すると沈澱物として硫酸鉛の濃縮した鉛精鉱が得られ、上澄みあるいは細粒区分としてシリカの濃縮したもう一方の精鉱が得られる。
【００１１】
自然沈降の場合は、沈降槽を利用することができる。パルプ濃度を調節した銀・鉛残渣パルプは沈降槽へ導かれ、硫酸鉛が優先的に沈降し、シリカは懸濁物として沈降槽より逸流する。沈澱物として得られた鉛精鉱はろ過機へ供給し、脱水する。逸流したシリカ濃縮パルプはシックナーへ導かれ、凝集剤を添加して沈降濃縮し、その後、ろ過機にて脱水される。
【００１２】
遠心分離の場合は、遠心分離機あるいは湿式サイクロンを使用する。パルプ濃度を調節した銀・鉛残渣パルプはポンプを備えたタンクに供給され、ポンプで遠心分離機あるいは湿式サイクロンへ供給される。これらの分離装置では粗粒区分として硫酸鉛、細粒区分としてシリカが濃縮し、２産物に分離される。分離後の粗粒部はろ過機にて脱水され、一方、細粒部はシックナーにて凝集剤を添加して沈降濃縮を行った後、脱水される。
【００１３】
【実施例１】
亜鉛湿式製錬工場から採取した亜鉛浸出残渣を亜硫酸ガスを用いて２次浸出する際、脱銅処理することなく、固液分離して得られた銀・鉛残渣に水を加えて攪はんし、パルプ状のサンプルを調整した。この時のサンプルのパルプ濃度は１００〜２００ｇ（固体）／ｌ、ｐＨは２．０〜２．７、温度は常温（１５〜２５℃）の範囲内であった。
【００１４】
自然沈降法については、次のような手順で実験を行った。
上記サンプルを直径５ｃｍ程度のシリンダーに満たし、０．５〜３時間静置する。所定時間が経過するとシリンダー内に沈降界面が現れるので、そこを境にして沈澱物と懸濁物とを分離した。分離した各産物をろ過機にて脱水し、乾燥した後、重量測定を行い、さらに化学分析によって産物の品位を求め、物質収支を計算した。自然沈降で得られた沈降産物の物量経時変化の一例を図１に示す。
【００１５】
遠心分離機を使用する場合の手順は以下の通りであった。
遠心分離機の遠心管に用意した上記パルプ状のサンプルを満たし、遠心分離機を５００〜６００Ｇの遠心力で１〜３分間運転した。運転終了後、沈降界面を境にして沈澱物と懸濁物を分離した。以後の手順は上記自然沈降法の場合と同様であった。
上記いずれの場合も、実験で得られた物質収支は表１に示す範囲内にあった。
【００１６】
【表１】
0003816217.tif 000002
【００１７】
ただし、銀・鉛残渣はフィード、鉛精鉱は沈澱物、シリカ残渣は懸濁物として得られた産物である。上記の結果、鉛精鉱は鉛電気炉等の鉛溶錬炉で処理するための鉛原料として十分なＰｂ品位を持つものであり、シリカ残渣は銅自溶炉等の銅溶錬炉で処理するため不都合のないものであった。
【００１８】
【実施例２】
亜鉛湿式製錬工場で亜鉛浸出残渣を亜硫酸ガスを用いて浸出する際、脱銅処理することなく、固液分離した銀・鉛残渣に水を加えて攪はんし、パルプ状にした。この時のパルプ濃度は約２００ｇ（固体）／ｌ、ｐＨは２．５であった。パルプはポンプにて沈降槽へ導かれ、滞留時間約２〜３時間で鉛の濃縮した沈殿層とシリカの濃縮した懸濁層に分離し、懸濁槽は沈降層から溢流した。沈殿層はポンプにて抜き出され、濾過機へ導かれ脱水した。溢流した懸濁層はシックナーにて凝集剤を添加して濃縮し、濾過機で脱水した。
【００１９】
沈降槽の代わりに遠心分離機、湿式サイクロンを用いた場合は、鉛の濃縮した粗粒区分はポンプの付属したタンクへ導かれ、濾過機にて脱水した。一方、シリカの濃縮した細粒区分は沈降槽を用いた時と同様、シックナーにて濃縮し、次に濾過機を用いて脱水した。
この時の実施結果は表２の通りである。
【００２０】
【表２】
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【００２１】
上記の結果、鉛精鉱は鉛電気炉等の鉛溶錬炉で処理するための鉛原料として十分なＰｂ品位を持つものであり、シリカ残渣は銅自溶炉等の銅溶錬炉で処理するため不都合のないものであった。
【００２２】
【発明の効果】
従来亜鉛の２次浸出残渣はその粒子表面の性状を利用した浮遊選鉱法により各粒子が分離されている。しかし、人工鉱物であるこの残渣の表面性状は複雑で浮遊選鉱法により安定した分離性を維持することが容易ではない。そこで本発明者は２次浸出時に、脱銅処理をせずに固液分離して銅をほとんど含まない鉛・銀残渣が得られるようにしたので比重差の大きい鉛とシリカとを分離すればよいことになった。粒子同志の結合は水を加えて攪はんすることにより分離させることが可能であり、粒子の真比重には変化がない。従って、粒子の表面性状が変化した場合でも比重差を利用した分離方法は常に安定した分離特性を示す。また、従来の方法（浮遊選鉱法）ではパルプのｐＨを所定の範囲内に調節する必要があったが、本発明の方法ではパルプのｐＨを調節する必要がない。
【００２３】
従って、本発明の方法によって効果的に、安定に、かつ経済的に銀・鉛とシリカを分離することが可能になった。さらに、本発明の方法では、分離に特殊な試薬を使用する必要がないので環境対策の点でも有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法による亜鉛浸出残渣の処理工程の概略を示すフローである。
【図２】従来の方法における亜鉛浸出残渣の処理工程の概略を示すフローである。
【図３】実施例における沈降産物の物量経時変化を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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