JP2017137555A

JP2017137555A - Ｓｂ含有残渣の処理方法

Info

Publication number: JP2017137555A
Application number: JP2016021199A
Authority: JP
Inventors: 英俊笹岡; Hidetoshi Sasaoka; 裕次郎時田; Yujiro Tokita
Original assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Current assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Priority date: 2016-02-05
Filing date: 2016-02-05
Publication date: 2017-08-10
Anticipated expiration: 2036-02-05
Also published as: JP6480357B2

Abstract

【課題】Ｓｂ含有残渣からのＳｂを効率よく回収することができるＳｂ含有残渣の処理方法を提供する。【解決手段】塩化鉛出浸出残渣の処理方法は、Ｓｂ含有残渣を溶解炉にて溶解させる処理方法において、前記溶解炉内に、前記Ｓｂ含有残渣を投入し、前記Ｓｂ含有残渣に対して重量比で０％以上１０％以下のコークスを投入する投入工程と、前記投入工程後、追加のコークスを添加しもしくは添加しないで、総量で前記Ｓｂ含有残渣に対して重量比で１０％以上３０％以下とし、前記Ｓｂ含有残渣を溶解還元させる溶解還元工程と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、Ｓｂ含有残渣の処理方法に関する。

銅電解澱物からの精金銀工程では、Ｓｂ含有残渣として塩化鉛出浸出残渣が発生する。例えば、塩化鉛出浸出残渣は、銅電解澱物を湿式処理して得られる塩化銀を除去した浸出残渣（特許文献１参照）である。

特開２０１１−６８５２８号公報

この塩化鉛出浸出残渣からのＳｂ（アンチモン）の回収が望まれている。

本発明は上記の課題に鑑み、Ｓｂ含有残渣からのＳｂの回収を効率よく行うことができるＳｂ含有残渣の処理方法を提供すること目的とする。

本発明に係るＳｂ含有残渣の処理方法は、Ｓｂ含有残渣を溶解炉にて溶解させる処理方法において、前記溶解炉内に、前記Ｓｂ含有残渣を投入し、前記Ｓｂ含有残渣に対して重量比で０％以上１０％以下のコークスを投入する投入工程と、前記投入工程後、追加のコークスを添加しもしくは添加しないで、総量で前記Ｓｂ含有残渣に対して重量比で５％以上３０％以下とし、前記Ｓｂ含有残渣を溶解還元させる溶解還元工程と、を含む。

前記溶解炉内の温度を１０００℃±１００℃としてもよい。前記溶解炉から発生するダストを、前記Ｓｂ含有残渣とともに前記溶解炉に投入してもよい。前記Ｓｂ含有残渣は、銅電解澱物から脱銅して塩化浸出し、塩化浸出後液を冷却することで析出した沈殿にアルカリ浸出を行った際の浸出残渣としてもよい。前記溶解還元工程によって得られた溶融メタルに対してソーダ処理することで、不純物を前記溶融メタルから分離するソーダ処理工程と、前記ソーダ処理工程後の前記溶融メタルからＳｂを酸化揮発させる揮発工程と、を含んでいてもよい。

本発明に係るＳｂ含有残渣の処理方法によれば、Ｓｂ含有残渣からＳｂを効率よく回収することができる。

塩化鉛出浸出残渣の処理方法を表す工程図である。（ａ）はＳｂの分配率を示し、（ｂ）はＳｅの分配率を示す。

本発明の対象である「不純物を含むＳｂ」とは、不純物を含むメタル状のＳｂのことである。Ｓｂは、銅電解澱物中の各種の有価物の一つである。銅電解澱物中の各種の有価物を分離回収していく中で、Ｓｂも濃縮される。本明細書では、「不純物を含むＳｂ」として、濃縮されたが、まだ、多くの不純物を含む状態のＳｂであり、濃縮回収工程における中間状態を対象とする。以下、「不純物を含むＳｂ」の一例として、銅電解澱物には各種有価物が濃縮する工程の中の発生するＳｂを多く含む塩化鉛出浸出残渣からの処理方法を例にして説明するが、これに限定されるものではない。

銅電解澱物には各種有価物が濃縮されている。この銅電解澱物を硫酸浴にリパルプし、空気を吹き付け酸化浸出することで、銅電解澱物が脱銅される。銅電解澱物中のＳｂ（アンチモン）は酸化物となり、脱銅した澱物中に留まる。脱銅した澱物に対しては、塩化浸出を行う。得られる塩化銀を分離した塩化浸出後液を冷却することによって、鉛とアンチモンを沈殿析出させることができる。析出した鉛とアンチモンの析出物にアルカリ浸出を行って不純物を除去することで、浸出残渣中にアンチモンを濃縮することができる。この浸出残渣が、塩化鉛出浸出残渣である。塩化鉛出浸出残渣は、Ｓｂ含有残渣の一例である。

図１は、塩化鉛出浸出残渣の処理方法を表す工程図である。図１で例示するように、出発原料は、塩化鉛出浸出残渣である。この塩化鉛出浸出残渣には、塩化鉛とともにＳｂ（アンチモン）などの不純物が濃縮されている。塩化鉛出浸出残渣の成分は、例えば、Ｓｂ、Ｐｂ（鉛）、Ｓｅ（セレン）、Ｔｅ（テルル）、Ｃｕ（銅）、Ｆｅ（鉄）、Ｓｎ（錫）、Ａｇ（銀）などである。例えば、塩化鉛出浸出残渣の各品位は、Ｓｂ：５０ｍａｓｓ％以下、Ｐｂ：３０ｍａｓｓ％以下、Ｓｅ：１ｍａｓｓ％以下、Ｔｅ：５ｍａｓｓ％以下、Ｃｕ：７ｍａｓｓ％以下である。

（乾燥工程）
塩化鉛出浸出残渣には水分が含まれていることから、乾燥によって水分量を低減する。例えば、塩化鉛出浸出残渣をコルゲート缶などに入れ、蒸気熱を用いた乾燥設備等で乾燥を行う。

（投入工程）
次に、乾燥後の塩化鉛出浸出残渣をソーダ灰（無水炭酸ソーダ）などとともに溶解炉に投入し、塩化鉛出浸出残渣に対して重量比で０〜１０％のコークスを溶解炉に投入する。溶解炉の温度は、１０００℃±１００℃とすることが好ましい。この場合、溶解炉内が弱還元雰囲気となる。弱還元雰囲気では、塩化鉛出浸出残渣に含まれるアンチモン酸ソーダ（ＮａＳｂＯ_３）が酸化ナトリウムと酸化アンチモン（Ｓｂ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_５）とに分解すると推定される。アンチモン酸ソーダ（ＮａＳｂＯ_３）の融点が１４２７℃であるのに対して、Ｓｂ_２Ｏ_３の融点：６５６℃およびＳｂ_２Ｏ_５の融点：３８０℃が低くなっている。また、Ｓｂ_２Ｏ_３およびＳｂ_２Ｏ_５の融点は、上記溶解炉の温度よりも低くなっている。したがって、塩化鉛出浸出残渣の溶解を促進することができる。

（溶解還元工程）
また、上記コークスの添加によって、塩化鉛出浸出残渣を還元することができる。還元によって、塩化鉛出浸出残渣中の塩化成分から塩素が除去され、溶融メタルと、溶融スラグとに分離する。溶融メタルには、Ｓｂ，Ｐｂ，Ａｇなどが含まれる。溶融スラグには、ソーダ灰に含まれるＮａ，Ｏなどとともに、Ｓｅ，Ｔｅなどが含まれる。なお、溶解炉から発生するダストにはＳｂ，Ｐｂなどが含まれるため、溶解炉に塩化鉛出浸出残渣とともに再度投入される。

なお、上記溶解炉の温度範囲においては、コークスは固体状態で存在する。塩化鉛出浸出残渣が溶解しなければ、上記の還元は、固固反応によって進むことになる。この場合、良好な反応性が得られないため、還元率が低下する。これに対して、塩化鉛出浸出残渣が溶解すれば、上記の還元は、固液反応によって進むことになる。この場合、良好な反応性が得られるため、還元率が向上する。

コークスの投入量が少な過ぎると、Ｓｂの還元反応が不十分になるため、Ｓｂがスラグへ残留するおそれがある。一方で、コークスの投入量が多すぎると、Ｓｂの還元率が低下するおそれがある。したがって、コークスの投入量には最適な範囲が存在する。本発明者の鋭意研究によって、溶解炉に対する塩化鉛出浸出残渣の投入量に対するコークスの投入量は、重量比で、５％以上３０％以下とすることが好ましいことがわかった。この範囲では、溶融メタルへのＳｂの分配率が特に高くなる。

そこで、還元率を向上させるために、必要に応じて追加でコークスを溶解炉に投入することが好ましい。この場合において、溶解炉に投入する塩化鉛出浸出残渣に対するコークスの総量（重量比）が５％〜３０％になるように、コークスを投入する。溶解炉に投入する塩化鉛出浸出残渣に対するコークスの総量（重量比）は、１０％以上１５％以下とすることがより好ましい。また、投入工程で投入するコークスの投入量は、溶解還元工程で投入するコークスの投入量以下であることが好ましい。この工程で得られるメタル状のＳｂは、本実施形態が対象とする「不純物を含むＳｂ」となりうる。さらに、溶融メタルの状態で揮発工程に持ち込むことも可能である。

（ソーダ処理工程）
しかしながら、不純物および不純物の量によっては、溶融メタルを揮発工程に直接持ち込むことが好ましくない場合がある。たとえば、Ｓｅ，Ｔｅ，Ａｓなどを多く含む場合である。この場合には、溶融メタルを苛性ソーダ溶液でソーダ処理する必要がある。ソーダ処理によって、Ｓｅ，Ｔｅ，Ａｓなどを、スカムとして溶融メタルから分離することができる。溶融メタルには、Ｐｂ，Ａｇ，Ｂｉの１種以上が不純物として含まれるので、本実施形態が対象とする「不純物を含むＳｂ」として、ソーダ処理工程後のメタルは、揮発工程に持ち込まれる。溶融メタルの状態で揮発工程に持ち込むことも可能である。

（揮発工程）
溶融還元によって得られたメタルおよびソーダ処理によって得られたメタルを「不純物を含むＳｂ」として、揮発炉に投入し、熱によって溶解する。さらに、溶湯を酸化することによって、Ｓｂを酸化させて揮発性のＳｂ_２Ｏ_３を生成する。例えば、溶湯に対して酸素を吹き付ける、吹き込む、酸化剤を添加する、などによってＳｂを酸化させることができる。Ｓｂ_２Ｏ_３は揮発性が高いため、溶湯から揮発する。それにより、Ｓｂを回収することができる。例えば、溶湯温度を６６０℃〜７００℃とし、溶湯への吹きつけ空気量を溶湯表面１ｍ^２あたり５１〜５６Ｎｍ^３／ｈとすることが好ましい。溶湯温度を６８０℃〜７００℃とすることがより好ましい。また、溶湯中のＳｂ濃度を５０ｍａｓｓ％以下、好ましくは４０ｍａｓｓ％以下とすることで、不揮発性のＳｂ_２Ｏ_４，Ｓｂ_６Ｏ_１３などの生成を抑制して、Ｓｂ_２Ｏ_３を生成することができる。なお、溶湯中のＳｂ濃度を希釈するに際して、Ｓｂ品位の低い（４０ｍａｓｓ％以下）原料を用いることができる。例えば、ＰｂやＢｉなどの低融点金属を主成分とする原料を用いることが好ましい。ただし、Ｐｂは揮発性を有していることから、Ｂｉを用いることがより好ましい。なお、揮発によって得られた揮発滓は、上記の溶解炉に戻して還元に供することが好ましい。

本実施形態によれば、Ｓｂ含有残渣を溶解炉にて溶解させる処理方法において、溶解炉内に、Ｓｂ含有残渣を投入し、Ｓｂ含有残渣に対して重量比で０％以上１０％以下のコークスを投入する投入工程が行われる。それにより、溶解炉内が弱還元性雰囲気となり、Ｓｂ含有残渣の溶解が促進される。投入工程後、追加のコークスを添加しもしくは添加しないで、総量でＳｂ含有残渣に対して重量比で５％以上３０％以下とすることで、還元率を向上させることができる。また、ソーダ処理によって、Ｓｅ，Ｔｅなどを溶液中に浸出させ、スカムとして溶融メタルから分離することができる。また、ソーダ処理後のメタル中のＳｂを酸化させることで、Ｓｂを揮発分離することができる。

溶解炉中で塩化鉛出浸出残渣を酸化させた後に、コークスを添加して還元を行った。還元においては、溶解炉を１０００℃に維持し、還元時間を８時間とした。また、塩化鉛出浸出残渣に対するコークスの添加率を、重量比で、５％（サンプル１）、１０％（サンプル２）、１５％（サンプル３）、２５％（サンプル４）とした。この場合の、Ｓｂ，Ａｇ，Ｓｅの分配率を測定した。図２（ａ）は、Ｓｂの分配率を示す。図２（ｂ）は、Ｓｅの分配率を示す。表１は、各分配率の数値を示す

図２（ａ）および表１に示すように、サンプル２〜４において、溶融メタルへのＳｂの分配率が高くなった。これは、コークスの添加量を重量比で１０％以上３０％以下とすることで、還元率が向上したからであると考えられる。また、サンプル２およびサンプル３では、サンプル１およびサンプル４よりも、溶融メタルへのＳｂの分配率が高くなった。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

Claims

Ｓｂ含有残渣を溶解炉にて溶解させる処理方法において、
前記溶解炉内に、前記Ｓｂ含有残渣を投入し、前記Ｓｂ含有残渣に対して重量比で０％以上１０％以下のコークスを投入する投入工程と、
前記投入工程後、追加のコークスを添加しもしくは添加しないで、総量で前記Ｓｂ含有残渣に対して重量比で５％以上３０％以下とし、前記Ｓｂ含有残渣を溶解還元させる溶解還元工程と、を含むことを特徴とするＳｂ含有残渣の処理方法。
前記溶解炉内の温度を１０００℃±１００℃とすることを特徴とする請求項１記載のＳｂ含有残渣の処理方法。
前記溶解炉から発生するダストを、前記Ｓｂ含有残渣とともに前記溶解炉に投入することを特徴とする請求項１または２記載のＳｂ含有残渣の処理方法。
前記Ｓｂ含有残渣は、銅電解澱物から脱銅して塩化浸出し、塩化浸出後液を冷却することで析出した沈殿にアルカリ浸出を行った際の浸出残渣であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＳｂ含有残渣の処理方法。
前記溶解還元工程によって得られた溶融メタルに対してソーダ処理することで、不純物を前記溶融メタルから分離するソーダ処理工程と、
前記ソーダ処理工程後の前記溶融メタルからＳｂを酸化揮発させる揮発工程と、を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のＳｂ含有残渣の処理方法。