JPH0156128B2 - - Google Patents
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Description
本発明は亜鉄酸亜鉛を含有する物質から亜鉛を
回収する方法に関するものである。 過去において、硫化亜鉛を含有する物質からの
亜鉛の回収は、先ず該物質を焙焼して大部分の硫
化亜鉛分を酸化して酸化亜鉛にし、次いで生成し
たカルシンを大気圧下硫酸水溶液中で浸出して硫
酸亜鉛溶液を生成することにより行われていた。
亜鉛は通常硫酸亜鉛溶液から電気分解により回収
される。 然し、天然産硫化亜鉛含有物質は普通鉄も含
み、焙焼工程中、若干の亜鉛が鉄と結合して亜鉄
酸亜鉛を形成し、この亜鉄酸亜鉛が酸化亜鉛の溶
解に有利な条件下で行われる次の浸出工程におい
て殆んど溶解しない。 かかる亜鉄酸亜鉛含有物質から亜鉛を回収する
経済的方法を提供する試みがなされてきた。例え
ば米国特許第3193382号明細書には、先ず亜鉄酸
亜鉛を非酸化性条件下で第1段階圧力浸出処理
し、次いで酸化性条件下で第2段階圧力浸出処理
する方法が記載されており、この場合上記第1段
階浸出を、硫化亜鉛物質のような還元剤を少量添
加して第1段階浸出において還元性条件をつくる
ことにより改善している。米国特許第3193382号
明細書に記載されているように、上記方法の重要
な特徴は第1段階浸出中非酸化性条件を与えて亜
鉄酸亜鉛含有物質から鉄を溶解し、次いで溶解し
た鉄の少くとも若干のものを第2段階浸出におい
て不溶性鉄化合物に転化する。 亜鉄酸亜鉛含有物質から亜鉛を回収する上記方
法および同じ目的のため知られている他の方法の
欠点は、カルシン浸出処理とは関係なく実施しな
ければならない方法であるということである。こ
の理由は酸化亜鉛を含有するカルシンを好首尾に
浸出するのに必要な条件は亜鉄酸亜鉛含有物質を
好首尾に浸出するのに必要な条件と全く異なるか
らである。 亜鉄酸亜鉛含有物質の他の処理方法は、例えば
鉄分をジヤロサイト、ゲオサイト(geothite)ま
たはヘマタイトへ転化することを含む方法または
該物質のヒユーミングを含む方法がある。然し、
一つの理由または他の理由のため、硫化亜鉛焙焼
が実施された種々の場所に亜鉄酸亜鉛の大量の備
蓄が集積されていた。 予備焙焼工程を必要としない浸出法が開発さ
れ、硫化亜鉛含有物質を直接浸出することが可能
であることが見出された。例えば米国特許第
3867268号および米国特許第4004991号明細書に
は、硫化亜鉛含有物質を高圧で酸化性条件下で浸
出して硫酸亜鉛溶液を得、この溶液から適当な中
間処理後、電気分解により亜鉛を回収する方法が
記載されている。然し世界の亜鉛生産の尚約75%
は、先ず硫化亜鉛物質を焙焼工程で処理して酸化
亜鉛カルシンを形成することにより製造されてい
る。この点および亜鉄酸亜鉛含有物質の大量の備
蓄が存在する点で、尚亜鉄酸亜鉛含有物質から亜
鉛を回収する経済的方法が要求されている。 予期しないことには、亜鉄酸亜鉛含有物質を、
硫化亜鉛含有物質を浸出している酸化圧力浸出工
程で浸出することにより亜鉄酸亜鉛含有物質から
亜鉛を満足に回収することができることを確かめ
た。本発明においては、亜鉄酸亜鉛含有物質を硫
化亜鉛含有物質と、亜鉄酸亜鉛として存在する亜
鉛が組合せた亜鉄酸塩含有物質と硫化物含有物質
の全亜鉛分の僅かな分量を形成するように組合
せ、組合せた物質を酸化圧力浸出プロセスで浸出
する。 従来法においては、亜鉄酸亜鉛含有物質から非
酸化性条件下で浸出することにより亜鉛を回収で
きることが見出されただけであるから、亜鉛を亜
鉄酸亜鉛物質から満足に回収し得る理由は明らか
でない。酸化浸出プロセスにおいては硫化亜鉛と
して存在する大量の亜鉛が亜鉄酸亜鉛含有物質の
崩壊をおこすに十分な比較的酸化性でない条件を
つくることがあり得る。亜鉛回収の良好な結果は
組合せた物質の全亜鉛分の約40%までが亜鉄酸亜
鉛として存在する場合に得られたが、最も良い結
果は組合せた亜鉄酸塩と硫化物含有物質の全亜鉛
分の約20%未満が亜鉄酸塩の形態である場合に得
られる。 従つて本発明において、亜鉄酸亜鉛を含有する
物質から亜鉛を回収する方法は、亜鉄酸亜鉛含有
物質を硫化亜鉛含有物質と一緒に浸出工程におい
て、亜鉄酸塩含有物質および硫化物含有物質の相
対的分量を亜鉄酸亜鉛として存在する亜鉛が亜鉄
酸塩含有物質と硫化物含有物質の全亜鉛分の僅か
な分量であるようにして浸出し、この浸出工程を
硫酸水溶液中で酸化性条件下高圧および硫黄の融
点以上の温度で行つて亜鉛の殆んどの分量を亜鉄
酸塩含有物質および硫化物含有物質から溶解させ
て浸出溶液および未溶解残留物を得、次いで浸出
溶液を未溶解残留物と分離することより成る。 亜鉄酸亜鉛として存在する亜鉛は、亜鉄酸塩含
有物質と硫化物含有物質の全亜鉛分の約5〜約40
%、更に好ましくは約5〜約20%の範囲であるの
が好ましい。浸出は約135℃〜約175℃の範囲の温
度で約30〜約700kPaの範囲の酸素分圧下で実施
するのが好ましい。また、浸出は亜鉄酸塩含有物
質と硫化物含有物質の全亜鉛分に対して相対的に
最初化学量論的に僅かに過剰な硫酸を用いて行う
のが好ましい。 未溶解残留物を第2段階浸出工程において酸化
性条件下で高圧および硫黄の融点以上の温度で硫
酸水溶液中で浸出して残留物中の亜鉄酸亜鉛およ
び硫化亜鉛から更に亜鉛を溶解して第2の浸出溶
液および第2の未溶解残留物を生成し、この第2
の浸出溶液を第2の残留物と分離し、第2の浸出
溶液を第1の前記浸出工程に再循環する。 また本発明は亜鉛を回収するため焙焼−浸出プ
ロセスと効果的に組合せることができる。従つて
本発明はまた酸化亜鉛含有物質の一部分を焙焼し
て酸化亜鉛と亜鉄酸亜鉛を含有するカルシンを生
成し、このカルシンを硫酸水溶液中で浸出して酸
化亜鉛を溶解し、浸出溶液と亜鉄酸亜鉛を含有す
る未溶解残留物を生成し、浸出溶液を未溶解残留
物と分離し、浸出溶液を電気分解して亜鉛元素お
よび使用済み溶液を生成することを含む、硫化亜
鉛含有物質から亜鉛を回収する方法を提供する。
次いで亜鉄酸亜鉛残留物および硫化亜鉛含有物質
の他の部分を圧力浸出工程において、亜鉄酸亜鉛
として存在する亜鉛が亜鉄酸塩残留物と硫化物含
有物質の全亜鉛分の僅かな分量であるようにして
浸出し、この方法は、組合せた物質を圧力浸出工
程において酸化性条件下高圧で硫黄の融点以上の
温度で硫酸水溶液中で浸出して亜鉄酸塩残留物お
よび硫化物含有物質から殆んどの分量の亜鉛を溶
解し、第2の浸出溶液および第2の未溶解残留物
を生成し、第2の浸出溶液を第2の未溶解残留物
と分離し、第2の浸出溶液を最初に挙げた浸出工
程に通し、使用済み溶液を電解採取工程から最初
に挙げた浸出および圧力浸出工程に再循環する。 次に本発明を図面につき説明する。 第1図において、硫化亜鉛含有物質を焙焼した
プロセスからの亜鉄酸亜鉛含有粉砕残留物を、先
ず浸漬または予備浸出工程12において硫酸水溶
液中に溶液の標準沸点で浸漬して亜鉄酸塩中の若
干の鉄および亜鉛を溶解することができ、同時に
相当量の硫酸を消費する。更に詳細に後述するよ
うに、硫酸水溶液は亜鉛電解工程からの使用済み
電解液とすることができる。 次いで得られた亜鉄酸塩スラリを浸出工程14
に通し、この工程に粉砕した硫化亜鉛精鉱を供給
する。亜鉄酸亜鉛残留物と硫化亜鉛精鉱の相対的
分量は、亜鉄酸亜鉛として存在する亜鉛がその全
亜鉛分の僅かな部分を形成するようなもの、好ま
しくは全亜鉛分の約5%〜約40%、更に好ましく
は約20%未満である。 或いはまた浸漬若しくは予備浸出工程12は省
略することができ、この場合は亜鉄酸塩含有物質
および硫化物含有物質を一緒に粉砕して浸出工程
14用の緊密な混合物を得ることができる。 次いでこの組合せた物質を浸出し、次いで硫化
亜鉛含有物質からの亜鉛の回収に関する前記米国
特許第3867268号明細書に記載されている方法と
同様の方法で処理する。従つて組合せた物質を浸
出工程14において全亜鉛分に対して化学量論的
に僅かに過剰な酸を用い、例えば約1.05:1の割
合で、硫黄の融点以上の温度、例えば約135℃〜
約175℃の範囲の温度で且つ約30〜700kPaの範囲
の圧力下で圧力浸出する。浸出工程14で浸出
中、殆んどの分量の亜鉛が硫化亜鉛精鉱および亜
鉄酸亜鉛残留物の両者から溶解する。 浸出工程14からの浸出したスラリを液体/固
体分離工程16に通す。固体を更に処理して含有
される他の金属分を回収し、浸出溶液を鉄除去工
程18に通し、ここで溶液中の鉄を当業者に明ら
かな如く適当な方法で沈澱させる。鉄の沈澱を液
体/固体分離工程20で除去し、沈澱を廃棄す
る。分離工程20からの富液を精製工程22に通
し、ここで適当な精製工程を実施するが、その条
件は当業者に明らかであろう。 精製工程22からの沈澱を液体/固体分離工程
24において除去し、固体を通常更に処理する。
精製した富液を電気分解工程26に通し、ここで
生成物の亜鉛を陰極で得る。電気分解工程26か
らの使用済み溶液を前記の如く亜鉄酸塩浸出工程
12に再循環する。浸漬工程12を省略する場合
は、使用済み溶液を浸出工程14に再循環する。 第2図において、亜鉄酸亜鉛残留物を、所要に
応じて、第1図に示した対応する工程12と同様
の浸漬または予備浸出工程32で処理する。生成
した亜鉄酸塩スラリを第1段階浸出工程34に通
し、またここに適当量の粉砕した硫化亜鉛精鉱を
供給する。亜鉄酸亜鉛と硫化亜鉛精鉱の相対的分
量は、亜鉄酸亜鉛として存在する亜鉛がその全亜
鉛分の僅かな部分を形成するような分量、好まし
くは全亜鉛分の約5%〜約40%、更に好ましくは
約20%未満である。 次いで組合せた物質を処理して硫化亜鉛物質か
ら亜鉛を回収するための2段階酸化圧力浸出法が
記載されている前記米国特許第4004991号に開示
されていると同様の方法で亜鉛を回収する。この
ようにして、組合せた物質を第1段階浸出工程3
4において硫黄の融点以上の温度、例えば約135
℃〜約175℃で約30〜700kPaの範囲の酸素分圧下
で圧力浸出する。第1段階浸出工程34で浸出中
に多少の亜鉛が硫化亜鉛および亜鉄酸亜鉛から溶
解する。 第1段階浸出工程34からの浸出したスラリを
液体/固体分離工程36に通し、この工程から浸
出溶液を後述する鉄除去工程38に通し、また固
体を第2段階浸出工程40に通す。第2段階浸出
工程40における固体を、後述する電気分解工程
からの使用済み電解液を用いてパルプ化する。ま
た本発明においては、他の亜鉄酸亜鉛残留物を第
2段階浸出工程40に、この場合も第2段階浸出
工程40における亜鉄酸塩の亜鉛の量が混合固体
物質の全亜鉛分の僅かな部分であるような分量、
即ち好ましくは約5%〜約40%、更に好ましくは
約20%未満の分量で添加する。 第2段階浸出工程40の浸出を実施する条件
は、第1段階浸出工程34の浸出を行う条件と同
様であり、即ち硫黄の融点以上の温度、例えば約
135℃〜約175℃で、約30〜約700kPaの範囲の酸
素分圧下で行う。 第2段階浸出工程40における処理中、硫化亜
鉛および亜鉄酸亜鉛から第2の分量の亜鉛が溶解
して殆んどの分量の亜鉛が第1段階および第2段
階の浸出工程34,40において硫化亜鉛および
亜鉄酸亜鉛から溶解する。 浸出したスラリを、第2段階浸出工程40から
液体/固体分離工程42に通す。所要に応じて更
に固体を処理し、浸出溶液を浸出工程32に再循
環するか、または浸出工程32を省略する場合に
は、第1段階浸出工程34に再循環する。第1段
階浸出工程34からの浸出溶液は鉄除去工程38
を通し、次いで液体/固体分離工程44に通す。
固形分を廃棄し、富浸出液を精製工程46および
液体/固体分離工程48に通す。所要に応じて更
に固体を処理し、精製した富液を、電気分解工程
50に通し、この工程において陰極で生成物の亜
鉛を得る。次いで使用済み電解液を第2段階浸出
工程40に再循環する。 第2図に記載した例において、亜鉄酸亜鉛残留
物を第1段階浸出工程および第2段階浸出工程の
両者に添加する。また亜鉄酸亜鉛残留物を第1段
階浸出工程だけまたは第2段階浸出工程だけに添
加することも本発明の範囲内に入る。 第3図に焙焼−浸出プロセスを組合せた本発明
の圧力浸出を含む亜鉛回収法のフローシートを示
す。 焙焼−浸出プロセスにおいて、粉砕した亜鉛精
鉱を焙焼工程52において約850℃〜約1000℃の
範囲の温度で焙焼して大部分の硫化亜鉛分を酸化
して酸化亜鉛にする。前述の如く、普通天然産硫
化亜鉛含有物質はまた鉄を含有し、焙焼工程で処
理中若干の亜鉛が鉄と結合して亜鉄酸亜鉛を形成
する。 次いで生成したカルシンを所謂中間浸出工程5
4において硫酸水溶液中で酸化亜鉛の溶解に便利
な条件下で浸出する。かかる浸出は通常大気圧下
約60℃〜約95℃の範囲の温度およびPH約5で実施
する。硫酸溶液を、後述する如く、プロセスにお
ける他の工程から中間浸出工程54に再循環す
る。中間浸出工程54からの浸出スラリを液体/
固体分離工程56に通し、生成した富液を精製工
程58および次の液体/固体分離工程60に通
す。分離工程60からの固体を、所要に応じて更
に処理し、精製した富液を電気分解工程62に通
し、この工程で亜鉛生成物を陰極から得る。使用
済み電解液を後述する如く中間浸出工程54およ
び他の浸出工程に再循環する。 中間浸出分離工程56からの固体を所謂酸浸出
工程64において硫酸水溶液で浸出して中間浸出
工程54で溶解しなかつた亜鉛を溶解する。かか
る酸浸出は通常大気圧下約80〜約95℃の範囲の温
度およびPH3未満で実施する。酸浸出工程54に
おいて使用する硫酸溶液の一部分を電気分解工程
62から供給する。次いで酸浸出工程64からの
浸出スラリを液体/固体分離工程66に通し、分
離した溶液を中間浸出工程54に再循環する。 中間浸出工程54または酸浸出工程64におい
ては亜鉄酸亜鉛からの亜鉛の有意な溶解はなく、
従つて焙焼工程52において生成した殆んどすべ
ての亜鉄酸亜鉛は酸浸出分離工程66において分
離される固体中に存在する。本発明のこの例にお
いては、亜鉄酸亜鉛を含有するこれ等の固体を圧
力浸出工程68で処理し、この工程にはまた硫化
亜鉛精鉱を供給する。亜鉄酸亜鉛残留物と硫化亜
鉛精鉱の相対的分量は、亜鉄酸塩として存在する
亜鉛がその全亜鉛分の僅かな部分を形成するよう
なもの、好ましくは約5%〜約40%、更に好まし
くは約20%未満である。 圧力浸出工程16において、組合せた物質を、
亜鉛分に対して化学量論的に僅かに過剰量の硫酸
を用いて硫黄の融点以上の温度、例えば約135℃
〜約175℃の範囲の温度で、約30〜約700kPaの酸
素分圧下で浸出する。圧力浸出工程68において
使用する硫酸水溶液は電気分解工程62から得ら
れる。この酸化圧力浸出工程68を行う間、亜鉄
酸亜鉛および硫化亜鉛の両者から著しい分量の亜
鉛が溶解する。所要に応じて、亜鉄酸亜鉛の一部
分を圧力浸出工程68において処理し、亜鉄酸亜
鉛含有物質は予め集積した備蓄からのものとする
ことができる。 圧力浸出工程68からの浸出したスラリを液
体/固体分離工程70に通し、固体を更に処理し
て固体中に含有される他の金属を回収することが
できる。この浸出溶液を酸浸出工程64および/
または中間浸出工程54に通す。従つて圧力浸出
工程68からの浸出溶液は、鉄が酸浸出工程64
または中間浸出工程54における溶液から除去さ
れるので、別の鉄除去工程で処理する必要がな
い。 従つて第3図に関して記載した例は、存在する
焙焼−浸出プロセスと同時に本発明を使用する有
利な方法を提供する。 本発明を次の実施例につき説明する。 実施例 1 亜鉄酸亜鉛を含有し、亜鉛24%、銅0.5%、鉄
32%および全硫黄分4%の分析結果を有する残留
物並びに325未満のタイラー篩の粒度まで粉砕し、
亜鉛46%、銅0.6%、鉄14%および全硫黄分34%
の分析結果を有する硫化亜鉛精鉱を用いて4つの
試験を行つた。 各試験において、亜鉄酸亜鉛および硫化亜鉛精
鉱を、50g/の亜鉛と150g/の硫酸を含有
する使用済み電解質溶液に、0.1g/のリグノ
スルホン酸カルシウムと0.2g/のケブラチヨ
ー一緒に添加した。混合物質を690kPaの酸素分
圧下150℃の温度で圧力浸出した。 亜鉄酸亜鉛含有物質と硫化亜鉛含有物質の相対
的分量は混合物質中の亜鉛の20%が亜鉄酸亜鉛と
して存在するようにした。圧力浸出を行つている
間種々の時間で溶液を分析し、全亜鉛の抽出割合
を計算した。残留物の顕微鏡検査を行つて亜鉄酸
亜鉛残留物からの亜鉛の抽出割合を測定した。得
た結果を第1表に示す。
回収する方法に関するものである。 過去において、硫化亜鉛を含有する物質からの
亜鉛の回収は、先ず該物質を焙焼して大部分の硫
化亜鉛分を酸化して酸化亜鉛にし、次いで生成し
たカルシンを大気圧下硫酸水溶液中で浸出して硫
酸亜鉛溶液を生成することにより行われていた。
亜鉛は通常硫酸亜鉛溶液から電気分解により回収
される。 然し、天然産硫化亜鉛含有物質は普通鉄も含
み、焙焼工程中、若干の亜鉛が鉄と結合して亜鉄
酸亜鉛を形成し、この亜鉄酸亜鉛が酸化亜鉛の溶
解に有利な条件下で行われる次の浸出工程におい
て殆んど溶解しない。 かかる亜鉄酸亜鉛含有物質から亜鉛を回収する
経済的方法を提供する試みがなされてきた。例え
ば米国特許第3193382号明細書には、先ず亜鉄酸
亜鉛を非酸化性条件下で第1段階圧力浸出処理
し、次いで酸化性条件下で第2段階圧力浸出処理
する方法が記載されており、この場合上記第1段
階浸出を、硫化亜鉛物質のような還元剤を少量添
加して第1段階浸出において還元性条件をつくる
ことにより改善している。米国特許第3193382号
明細書に記載されているように、上記方法の重要
な特徴は第1段階浸出中非酸化性条件を与えて亜
鉄酸亜鉛含有物質から鉄を溶解し、次いで溶解し
た鉄の少くとも若干のものを第2段階浸出におい
て不溶性鉄化合物に転化する。 亜鉄酸亜鉛含有物質から亜鉛を回収する上記方
法および同じ目的のため知られている他の方法の
欠点は、カルシン浸出処理とは関係なく実施しな
ければならない方法であるということである。こ
の理由は酸化亜鉛を含有するカルシンを好首尾に
浸出するのに必要な条件は亜鉄酸亜鉛含有物質を
好首尾に浸出するのに必要な条件と全く異なるか
らである。 亜鉄酸亜鉛含有物質の他の処理方法は、例えば
鉄分をジヤロサイト、ゲオサイト(geothite)ま
たはヘマタイトへ転化することを含む方法または
該物質のヒユーミングを含む方法がある。然し、
一つの理由または他の理由のため、硫化亜鉛焙焼
が実施された種々の場所に亜鉄酸亜鉛の大量の備
蓄が集積されていた。 予備焙焼工程を必要としない浸出法が開発さ
れ、硫化亜鉛含有物質を直接浸出することが可能
であることが見出された。例えば米国特許第
3867268号および米国特許第4004991号明細書に
は、硫化亜鉛含有物質を高圧で酸化性条件下で浸
出して硫酸亜鉛溶液を得、この溶液から適当な中
間処理後、電気分解により亜鉛を回収する方法が
記載されている。然し世界の亜鉛生産の尚約75%
は、先ず硫化亜鉛物質を焙焼工程で処理して酸化
亜鉛カルシンを形成することにより製造されてい
る。この点および亜鉄酸亜鉛含有物質の大量の備
蓄が存在する点で、尚亜鉄酸亜鉛含有物質から亜
鉛を回収する経済的方法が要求されている。 予期しないことには、亜鉄酸亜鉛含有物質を、
硫化亜鉛含有物質を浸出している酸化圧力浸出工
程で浸出することにより亜鉄酸亜鉛含有物質から
亜鉛を満足に回収することができることを確かめ
た。本発明においては、亜鉄酸亜鉛含有物質を硫
化亜鉛含有物質と、亜鉄酸亜鉛として存在する亜
鉛が組合せた亜鉄酸塩含有物質と硫化物含有物質
の全亜鉛分の僅かな分量を形成するように組合
せ、組合せた物質を酸化圧力浸出プロセスで浸出
する。 従来法においては、亜鉄酸亜鉛含有物質から非
酸化性条件下で浸出することにより亜鉛を回収で
きることが見出されただけであるから、亜鉛を亜
鉄酸亜鉛物質から満足に回収し得る理由は明らか
でない。酸化浸出プロセスにおいては硫化亜鉛と
して存在する大量の亜鉛が亜鉄酸亜鉛含有物質の
崩壊をおこすに十分な比較的酸化性でない条件を
つくることがあり得る。亜鉛回収の良好な結果は
組合せた物質の全亜鉛分の約40%までが亜鉄酸亜
鉛として存在する場合に得られたが、最も良い結
果は組合せた亜鉄酸塩と硫化物含有物質の全亜鉛
分の約20%未満が亜鉄酸塩の形態である場合に得
られる。 従つて本発明において、亜鉄酸亜鉛を含有する
物質から亜鉛を回収する方法は、亜鉄酸亜鉛含有
物質を硫化亜鉛含有物質と一緒に浸出工程におい
て、亜鉄酸塩含有物質および硫化物含有物質の相
対的分量を亜鉄酸亜鉛として存在する亜鉛が亜鉄
酸塩含有物質と硫化物含有物質の全亜鉛分の僅か
な分量であるようにして浸出し、この浸出工程を
硫酸水溶液中で酸化性条件下高圧および硫黄の融
点以上の温度で行つて亜鉛の殆んどの分量を亜鉄
酸塩含有物質および硫化物含有物質から溶解させ
て浸出溶液および未溶解残留物を得、次いで浸出
溶液を未溶解残留物と分離することより成る。 亜鉄酸亜鉛として存在する亜鉛は、亜鉄酸塩含
有物質と硫化物含有物質の全亜鉛分の約5〜約40
%、更に好ましくは約5〜約20%の範囲であるの
が好ましい。浸出は約135℃〜約175℃の範囲の温
度で約30〜約700kPaの範囲の酸素分圧下で実施
するのが好ましい。また、浸出は亜鉄酸塩含有物
質と硫化物含有物質の全亜鉛分に対して相対的に
最初化学量論的に僅かに過剰な硫酸を用いて行う
のが好ましい。 未溶解残留物を第2段階浸出工程において酸化
性条件下で高圧および硫黄の融点以上の温度で硫
酸水溶液中で浸出して残留物中の亜鉄酸亜鉛およ
び硫化亜鉛から更に亜鉛を溶解して第2の浸出溶
液および第2の未溶解残留物を生成し、この第2
の浸出溶液を第2の残留物と分離し、第2の浸出
溶液を第1の前記浸出工程に再循環する。 また本発明は亜鉛を回収するため焙焼−浸出プ
ロセスと効果的に組合せることができる。従つて
本発明はまた酸化亜鉛含有物質の一部分を焙焼し
て酸化亜鉛と亜鉄酸亜鉛を含有するカルシンを生
成し、このカルシンを硫酸水溶液中で浸出して酸
化亜鉛を溶解し、浸出溶液と亜鉄酸亜鉛を含有す
る未溶解残留物を生成し、浸出溶液を未溶解残留
物と分離し、浸出溶液を電気分解して亜鉛元素お
よび使用済み溶液を生成することを含む、硫化亜
鉛含有物質から亜鉛を回収する方法を提供する。
次いで亜鉄酸亜鉛残留物および硫化亜鉛含有物質
の他の部分を圧力浸出工程において、亜鉄酸亜鉛
として存在する亜鉛が亜鉄酸塩残留物と硫化物含
有物質の全亜鉛分の僅かな分量であるようにして
浸出し、この方法は、組合せた物質を圧力浸出工
程において酸化性条件下高圧で硫黄の融点以上の
温度で硫酸水溶液中で浸出して亜鉄酸塩残留物お
よび硫化物含有物質から殆んどの分量の亜鉛を溶
解し、第2の浸出溶液および第2の未溶解残留物
を生成し、第2の浸出溶液を第2の未溶解残留物
と分離し、第2の浸出溶液を最初に挙げた浸出工
程に通し、使用済み溶液を電解採取工程から最初
に挙げた浸出および圧力浸出工程に再循環する。 次に本発明を図面につき説明する。 第1図において、硫化亜鉛含有物質を焙焼した
プロセスからの亜鉄酸亜鉛含有粉砕残留物を、先
ず浸漬または予備浸出工程12において硫酸水溶
液中に溶液の標準沸点で浸漬して亜鉄酸塩中の若
干の鉄および亜鉛を溶解することができ、同時に
相当量の硫酸を消費する。更に詳細に後述するよ
うに、硫酸水溶液は亜鉛電解工程からの使用済み
電解液とすることができる。 次いで得られた亜鉄酸塩スラリを浸出工程14
に通し、この工程に粉砕した硫化亜鉛精鉱を供給
する。亜鉄酸亜鉛残留物と硫化亜鉛精鉱の相対的
分量は、亜鉄酸亜鉛として存在する亜鉛がその全
亜鉛分の僅かな部分を形成するようなもの、好ま
しくは全亜鉛分の約5%〜約40%、更に好ましく
は約20%未満である。 或いはまた浸漬若しくは予備浸出工程12は省
略することができ、この場合は亜鉄酸塩含有物質
および硫化物含有物質を一緒に粉砕して浸出工程
14用の緊密な混合物を得ることができる。 次いでこの組合せた物質を浸出し、次いで硫化
亜鉛含有物質からの亜鉛の回収に関する前記米国
特許第3867268号明細書に記載されている方法と
同様の方法で処理する。従つて組合せた物質を浸
出工程14において全亜鉛分に対して化学量論的
に僅かに過剰な酸を用い、例えば約1.05:1の割
合で、硫黄の融点以上の温度、例えば約135℃〜
約175℃の範囲の温度で且つ約30〜700kPaの範囲
の圧力下で圧力浸出する。浸出工程14で浸出
中、殆んどの分量の亜鉛が硫化亜鉛精鉱および亜
鉄酸亜鉛残留物の両者から溶解する。 浸出工程14からの浸出したスラリを液体/固
体分離工程16に通す。固体を更に処理して含有
される他の金属分を回収し、浸出溶液を鉄除去工
程18に通し、ここで溶液中の鉄を当業者に明ら
かな如く適当な方法で沈澱させる。鉄の沈澱を液
体/固体分離工程20で除去し、沈澱を廃棄す
る。分離工程20からの富液を精製工程22に通
し、ここで適当な精製工程を実施するが、その条
件は当業者に明らかであろう。 精製工程22からの沈澱を液体/固体分離工程
24において除去し、固体を通常更に処理する。
精製した富液を電気分解工程26に通し、ここで
生成物の亜鉛を陰極で得る。電気分解工程26か
らの使用済み溶液を前記の如く亜鉄酸塩浸出工程
12に再循環する。浸漬工程12を省略する場合
は、使用済み溶液を浸出工程14に再循環する。 第2図において、亜鉄酸亜鉛残留物を、所要に
応じて、第1図に示した対応する工程12と同様
の浸漬または予備浸出工程32で処理する。生成
した亜鉄酸塩スラリを第1段階浸出工程34に通
し、またここに適当量の粉砕した硫化亜鉛精鉱を
供給する。亜鉄酸亜鉛と硫化亜鉛精鉱の相対的分
量は、亜鉄酸亜鉛として存在する亜鉛がその全亜
鉛分の僅かな部分を形成するような分量、好まし
くは全亜鉛分の約5%〜約40%、更に好ましくは
約20%未満である。 次いで組合せた物質を処理して硫化亜鉛物質か
ら亜鉛を回収するための2段階酸化圧力浸出法が
記載されている前記米国特許第4004991号に開示
されていると同様の方法で亜鉛を回収する。この
ようにして、組合せた物質を第1段階浸出工程3
4において硫黄の融点以上の温度、例えば約135
℃〜約175℃で約30〜700kPaの範囲の酸素分圧下
で圧力浸出する。第1段階浸出工程34で浸出中
に多少の亜鉛が硫化亜鉛および亜鉄酸亜鉛から溶
解する。 第1段階浸出工程34からの浸出したスラリを
液体/固体分離工程36に通し、この工程から浸
出溶液を後述する鉄除去工程38に通し、また固
体を第2段階浸出工程40に通す。第2段階浸出
工程40における固体を、後述する電気分解工程
からの使用済み電解液を用いてパルプ化する。ま
た本発明においては、他の亜鉄酸亜鉛残留物を第
2段階浸出工程40に、この場合も第2段階浸出
工程40における亜鉄酸塩の亜鉛の量が混合固体
物質の全亜鉛分の僅かな部分であるような分量、
即ち好ましくは約5%〜約40%、更に好ましくは
約20%未満の分量で添加する。 第2段階浸出工程40の浸出を実施する条件
は、第1段階浸出工程34の浸出を行う条件と同
様であり、即ち硫黄の融点以上の温度、例えば約
135℃〜約175℃で、約30〜約700kPaの範囲の酸
素分圧下で行う。 第2段階浸出工程40における処理中、硫化亜
鉛および亜鉄酸亜鉛から第2の分量の亜鉛が溶解
して殆んどの分量の亜鉛が第1段階および第2段
階の浸出工程34,40において硫化亜鉛および
亜鉄酸亜鉛から溶解する。 浸出したスラリを、第2段階浸出工程40から
液体/固体分離工程42に通す。所要に応じて更
に固体を処理し、浸出溶液を浸出工程32に再循
環するか、または浸出工程32を省略する場合に
は、第1段階浸出工程34に再循環する。第1段
階浸出工程34からの浸出溶液は鉄除去工程38
を通し、次いで液体/固体分離工程44に通す。
固形分を廃棄し、富浸出液を精製工程46および
液体/固体分離工程48に通す。所要に応じて更
に固体を処理し、精製した富液を、電気分解工程
50に通し、この工程において陰極で生成物の亜
鉛を得る。次いで使用済み電解液を第2段階浸出
工程40に再循環する。 第2図に記載した例において、亜鉄酸亜鉛残留
物を第1段階浸出工程および第2段階浸出工程の
両者に添加する。また亜鉄酸亜鉛残留物を第1段
階浸出工程だけまたは第2段階浸出工程だけに添
加することも本発明の範囲内に入る。 第3図に焙焼−浸出プロセスを組合せた本発明
の圧力浸出を含む亜鉛回収法のフローシートを示
す。 焙焼−浸出プロセスにおいて、粉砕した亜鉛精
鉱を焙焼工程52において約850℃〜約1000℃の
範囲の温度で焙焼して大部分の硫化亜鉛分を酸化
して酸化亜鉛にする。前述の如く、普通天然産硫
化亜鉛含有物質はまた鉄を含有し、焙焼工程で処
理中若干の亜鉛が鉄と結合して亜鉄酸亜鉛を形成
する。 次いで生成したカルシンを所謂中間浸出工程5
4において硫酸水溶液中で酸化亜鉛の溶解に便利
な条件下で浸出する。かかる浸出は通常大気圧下
約60℃〜約95℃の範囲の温度およびPH約5で実施
する。硫酸溶液を、後述する如く、プロセスにお
ける他の工程から中間浸出工程54に再循環す
る。中間浸出工程54からの浸出スラリを液体/
固体分離工程56に通し、生成した富液を精製工
程58および次の液体/固体分離工程60に通
す。分離工程60からの固体を、所要に応じて更
に処理し、精製した富液を電気分解工程62に通
し、この工程で亜鉛生成物を陰極から得る。使用
済み電解液を後述する如く中間浸出工程54およ
び他の浸出工程に再循環する。 中間浸出分離工程56からの固体を所謂酸浸出
工程64において硫酸水溶液で浸出して中間浸出
工程54で溶解しなかつた亜鉛を溶解する。かか
る酸浸出は通常大気圧下約80〜約95℃の範囲の温
度およびPH3未満で実施する。酸浸出工程54に
おいて使用する硫酸溶液の一部分を電気分解工程
62から供給する。次いで酸浸出工程64からの
浸出スラリを液体/固体分離工程66に通し、分
離した溶液を中間浸出工程54に再循環する。 中間浸出工程54または酸浸出工程64におい
ては亜鉄酸亜鉛からの亜鉛の有意な溶解はなく、
従つて焙焼工程52において生成した殆んどすべ
ての亜鉄酸亜鉛は酸浸出分離工程66において分
離される固体中に存在する。本発明のこの例にお
いては、亜鉄酸亜鉛を含有するこれ等の固体を圧
力浸出工程68で処理し、この工程にはまた硫化
亜鉛精鉱を供給する。亜鉄酸亜鉛残留物と硫化亜
鉛精鉱の相対的分量は、亜鉄酸塩として存在する
亜鉛がその全亜鉛分の僅かな部分を形成するよう
なもの、好ましくは約5%〜約40%、更に好まし
くは約20%未満である。 圧力浸出工程16において、組合せた物質を、
亜鉛分に対して化学量論的に僅かに過剰量の硫酸
を用いて硫黄の融点以上の温度、例えば約135℃
〜約175℃の範囲の温度で、約30〜約700kPaの酸
素分圧下で浸出する。圧力浸出工程68において
使用する硫酸水溶液は電気分解工程62から得ら
れる。この酸化圧力浸出工程68を行う間、亜鉄
酸亜鉛および硫化亜鉛の両者から著しい分量の亜
鉛が溶解する。所要に応じて、亜鉄酸亜鉛の一部
分を圧力浸出工程68において処理し、亜鉄酸亜
鉛含有物質は予め集積した備蓄からのものとする
ことができる。 圧力浸出工程68からの浸出したスラリを液
体/固体分離工程70に通し、固体を更に処理し
て固体中に含有される他の金属を回収することが
できる。この浸出溶液を酸浸出工程64および/
または中間浸出工程54に通す。従つて圧力浸出
工程68からの浸出溶液は、鉄が酸浸出工程64
または中間浸出工程54における溶液から除去さ
れるので、別の鉄除去工程で処理する必要がな
い。 従つて第3図に関して記載した例は、存在する
焙焼−浸出プロセスと同時に本発明を使用する有
利な方法を提供する。 本発明を次の実施例につき説明する。 実施例 1 亜鉄酸亜鉛を含有し、亜鉛24%、銅0.5%、鉄
32%および全硫黄分4%の分析結果を有する残留
物並びに325未満のタイラー篩の粒度まで粉砕し、
亜鉛46%、銅0.6%、鉄14%および全硫黄分34%
の分析結果を有する硫化亜鉛精鉱を用いて4つの
試験を行つた。 各試験において、亜鉄酸亜鉛および硫化亜鉛精
鉱を、50g/の亜鉛と150g/の硫酸を含有
する使用済み電解質溶液に、0.1g/のリグノ
スルホン酸カルシウムと0.2g/のケブラチヨ
ー一緒に添加した。混合物質を690kPaの酸素分
圧下150℃の温度で圧力浸出した。 亜鉄酸亜鉛含有物質と硫化亜鉛含有物質の相対
的分量は混合物質中の亜鉛の20%が亜鉄酸亜鉛と
して存在するようにした。圧力浸出を行つている
間種々の時間で溶液を分析し、全亜鉛の抽出割合
を計算した。残留物の顕微鏡検査を行つて亜鉄酸
亜鉛残留物からの亜鉛の抽出割合を測定した。得
た結果を第1表に示す。
【表】
実施例 2
2段階浸出を用いて試験を行つた。但し亜鉄酸
亜鉛残留物を第2段階浸出工程だけに添加した。
得た結果を第2表に示す。
亜鉛残留物を第2段階浸出工程だけに添加した。
得た結果を第2表に示す。
第1図は本発明の1段階圧力浸出を用いた亜鉛
回収法のフローシート、第2図は本発明の2段階
圧力浸出を用いた亜鉛回収法のフローシート、第
3図は焙焼浸出プロセスを組合せた本発明の圧力
浸出を含む亜鉛回収法のフローシートである。 12……浸漬または予備浸出工程、14……浸
出工程、16……液体/固体分離工程、18……
鉄除去工程、20……液体/固体分離工程、22
……精製工程、24……液体/固体分離工程、2
6……電気分解工程、32……浸漬若くは予備浸
出工程、34……第1段階浸出工程、36……液
体/固体分離工程、38……鉄除去工程、40…
…第2段階浸出工程、42,44,48……液
体/固体分離工程、46……精製工程、50……
電気分解工程、52……焙焼工程、54……中間
浸出工程、56,60,66,70……液体/固
体分離工程、58……精製工程、62……電気分
解工程、64……酸浸出工程、68……圧力浸出
工程。
回収法のフローシート、第2図は本発明の2段階
圧力浸出を用いた亜鉛回収法のフローシート、第
3図は焙焼浸出プロセスを組合せた本発明の圧力
浸出を含む亜鉛回収法のフローシートである。 12……浸漬または予備浸出工程、14……浸
出工程、16……液体/固体分離工程、18……
鉄除去工程、20……液体/固体分離工程、22
……精製工程、24……液体/固体分離工程、2
6……電気分解工程、32……浸漬若くは予備浸
出工程、34……第1段階浸出工程、36……液
体/固体分離工程、38……鉄除去工程、40…
…第2段階浸出工程、42,44,48……液
体/固体分離工程、46……精製工程、50……
電気分解工程、52……焙焼工程、54……中間
浸出工程、56,60,66,70……液体/固
体分離工程、58……精製工程、62……電気分
解工程、64……酸浸出工程、68……圧力浸出
工程。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 亜鉄酸亜鉛を含有する物質から亜鉛を回収す
るに当り、上記亜鉄酸塩含有物質を硫化亜鉛含有
物質と一緒に浸出工程において、亜鉄酸塩含有物
質と硫化亜鉛含有物質の相対的分量を亜鉄酸亜鉛
として存在する亜鉛が亜鉄酸塩含有物質と硫化亜
鉛含有物質の全亜鉛分の僅かな割合であるように
して浸出し、この浸出工程を硫酸水溶液中で酸化
性条件下高圧および硫黄の融点以上の温度で行つ
て亜鉛の殆んどの分量を亜鉄酸塩含有物質および
硫化物含有物質から溶解させて浸出溶液と未溶解
残留物を得、次いで浸出溶液を未溶解残留物と分
離することを特徴とする亜鉛の回収方法。 2 亜鉄酸亜鉛として存在する亜鉛が亜鉄酸塩含
有物質と硫化物含有物質の全亜鉛分の約5〜約40
%の範囲である特許請求の範囲第1項記載の方
法。 3 亜鉄酸亜鉛として存在する亜鉛が亜鉄酸塩含
有物質と硫化物含有物質の全亜鉛分の約5〜約20
%の範囲である特許請求の範囲第2項記載の方
法。 4 浸出工程を約135℃〜約175℃の範囲の温度で
約30〜約700kPaの範囲の酸素分圧下で行う特許
請求の範囲第1項記載の方法。 5 浸出工程を、亜鉄酸塩含有物質と硫化物含有
物質の全亜鉛分に対し最初化学量論的に僅かに過
剰量の硫酸を用いて行う特許請求の範囲第4項記
載の方法。 6 亜鉄酸塩として存在する亜鉛が亜鉄酸塩含有
物質と硫化物含有物質の全亜鉛分の約5〜約40%
の範囲であり、浸出工程を約135℃〜約175℃の範
囲の温度で実施する特許請求の範囲第1項記載の
方法。 7 上記未溶解残留物を第2段階浸出工程におい
て硫酸水溶液中で酸化性条件下高圧で且つ硫黄の
融点以上の温度で浸出して更に亜鉛を残留物中の
亜鉄酸亜鉛および硫化亜鉛から溶解して第2の浸
出溶液および第2の未溶解残留物を生成し、第2
の浸出溶液を第2の未溶解残留物と分離し、第2
の浸出溶液を第1段階浸出工程に再循環する特許
請求の範囲第1項記載の方法。 8 亜鉛を硫化亜鉛含有物質から回収するに当
り、上記硫化物含有物質の一部分を焙焼して酸化
亜鉛と亜鉄酸亜鉛含有カルシンを生成し、このカ
ルシンを硫酸水溶液中で浸出して酸化亜鉛を溶解
し、浸出溶液および亜鉄酸亜鉛を含有する未溶解
残留物を生成し、浸出溶液を未溶解残留物と分離
し、浸出溶液を電気分解して亜鉛元素および使用
済み溶液を生成し、亜鉄酸亜鉛を含有する残留物
および硫化亜鉛含有物質の他の部分を圧力浸出工
程に、残留物と硫化物含有物質の相対的分量が亜
鉄酸亜鉛として存在する亜鉛が亜鉄酸塩残留物と
硫化物含有物質の全亜鉛分の僅かな部分であるよ
うにして供給し、上記圧力浸出工程を酸化性条件
下高圧で硫酸の融点以上の温度で硫酸水溶液中に
おいて実施して亜鉛の殆んどの分量を亜鉄酸塩残
留物および硫化物含有物質から溶解し、第2の浸
出溶液および第2の未溶解残留物を生成し、第2
の浸出溶液を第2の未溶解残留物と分離し、第2
の浸出溶液を第1段階浸出工程に通し、電気分解
工程からの使用済み溶液を第1段階浸出工程およ
び圧力浸出工程に再循環することを特徴とする亜
鉛の回収方法。 9 圧力浸出工程において亜鉄酸亜鉛として存在
する亜鉛が亜鉄酸塩残留物と硫化物含有物質の全
亜鉛分の約5〜約40%の範囲である特許請求の範
囲第8項記載の方法。 10 圧力浸出工程において亜鉄酸亜鉛として存
在する亜鉛が亜鉄酸塩残留物と硫化物含有物質の
全亜鉛分の約5〜約20%である特許請求の範囲第
9項記載の方法。 11 圧力浸出工程を、約30〜約700kPaの範囲
の圧力下で約135℃〜約175℃の範囲の温度で実施
する特許請求の範囲第8項記載の方法。 12 圧力浸出工程を、亜鉄酸塩残留物と硫化物
含有物質の全亜鉛分に対して最初化学量論的に僅
かに過剰の硫酸を用いて行う特許請求の範囲第1
1項記載の方法。 13 圧力浸出工程における亜鉄酸亜鉛として存
在する亜鉛が亜鉄酸塩残留物と硫化物含有物質の
全亜鉛分の約5〜約40%の範囲であり、圧力浸出
を約135℃〜約175℃の温度で実施する特許請求の
範囲第8項記載の方法。
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