JPH0778262B2 - 銅電解液からの精製硫酸ニツケル回収方法 - Google Patents

銅電解液からの精製硫酸ニツケル回収方法

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JPH0778262B2
JPH0778262B2 JP61127171A JP12717186A JPH0778262B2 JP H0778262 B2 JPH0778262 B2 JP H0778262B2 JP 61127171 A JP61127171 A JP 61127171A JP 12717186 A JP12717186 A JP 12717186A JP H0778262 B2 JPH0778262 B2 JP H0778262B2
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  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
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  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔従来分野〕 本発明は銅電解液から純度の高い硫酸ニッケルを回収す
る方法に関する。
〔従来技術と問題点〕
銅電解精製において、アノード中に含まれるニッケル、
ヒ素、アンチモン、ビスマス、鉄等の不純物が電解液中
に溶出し、カソードに析出する電解銅の純度を低下させ
るので、これら不純物の濃度が上がらないように電解液
の一部を系外に抜出して不純物の除去、回収を行なって
いる。
系外に抜出された銅電解液を処理する場合、従来は、先
ず銅分の一部を硫酸銅結晶とし或は脱銅電解法等により
回収した後に、更に脱銅電解を行なって殆どの銅分を除
去回収し、同時にヒ素、ビスマス、アンチモン等を除去
した後に脱銅電解液を蒸発濃縮し、冷却して硫酸ニッケ
ル結晶を回収しており、また母液を銅電解工程の遊離酸
補給用として電解液中に戻し、循環使用している。
上記従来法は、ニッケル含有量が10〜15g/l程度の低濃
度の硫酸ニッケル液からニッケルを回収しており、蒸発
濃縮を行なうために多大のエネルギーを必要とする欠点
がある。
更に、銅電解液中には電解精製工程で使用された有機添
加剤に起因する有機物、カルシウム、ナトリウム、マグ
ネシウム、アンモニア等が残存しており、従来の方法で
はこれら不純物が充分には除去されず回収した硫酸ニッ
ケル結晶中に混在する問題もある。
〔問題解決の手段〕
本発明者は、銅電解液を予め処理して溶媒抽出法を適用
すれば硫酸ニッケルを効果的に回収しうることを見出し
た。本発明は該知見に基づき銅電解液から硫酸ニッケル
を低エネルギーで、かつ高純度で回収できるようにした
ものである。
〔発明の構成〕
本発明によれば、以下の構成からなる銅電解液からの精
製硫酸ニッケル回収方法が提供される。
(1)銅電解液を脱銅処理した後に遊離硫酸を除去する
1次中和工程と、1次中和工程の濾液からニッケル以外
の金属不純物を水酸化物として沈殿分離する2次中和工
程と、2次中和工程の濾液に抽出溶媒と共にアルカリを
塩化しpH2.5〜4に調整してニッケル以外の金属不純物
を溶媒に抽出しニッケル液から分離する不純物抽出工程
を経て精製ニッケル液を得る方法において、上記不純物
抽出工程の後に、さらにニッケル液に抽出溶媒を加える
と共にアルカリを添加しpHを5〜7に調整してニッケル
を溶媒に抽出するニッケル抽出工程を経た後に、溶媒中
のニッケルを硫酸により逆抽出してニッケル濃度を高め
る濃縮工程を経て精製ニッケルを得ることを特徴とする
銅電解液からの精製硫酸ニッケル回収方法。
(2)(イ)1次中和工程において、脱銅後液に炭酸カ
ルシウムまたは水酸化カルシウムを添加し遊離の硫酸を
石膏に変えると共にアンチモン、ビスマスを沈殿分離
し、(ロ)2次工程においいて、1次中和後の濾液に酸
化剤と共にアルカリを添加してpHを5〜6.5に調整し、
銅と亜鉛の一部および鉄、鉛、ヒ素を水酸化物として沈
殿させ、(ハ)不純物抽出工程において、2次中和後の
濾液に抽出溶媒と共にアルカリを添加し、pH2.5〜4の
範囲で濾液に残留する銅、亜鉛およびカルシウムを溶媒
に抽出することによりニッケル液から分離し、(ニ)ニ
ッケル抽出工程において、ニッケル液に溶媒と共にアル
カリを添加し、pH5〜7の範囲にニッケルを溶媒に抽出
することによりナトリウム、マグネシウムおよびアンモ
ニアから分離する上記(1)の精製硫酸ニッケル回収方
法。
(3)2次中和工程の濾液に亜鉛末を添加して濾液中の
銅濃度を低下させた後に不純物抽出工程を行う上記
(1)の精製硫酸ニッケル回収方法。
以下に本発明を図面に示すフローシートを参照して、詳
細に説明する。
銅電解液の脱銅処理は公知の方法で行なう。例えば、銅
屑等を添加して遊離硫酸を中和後、中和液を蒸発濃縮し
て冷却し硫酸銅結晶を回収する。あるいは、硫酸銅結晶
として回収する代りに脱銅電解法を適用して電解銅とし
て回収してもよい。これらの処理後液中にCuはまだ15〜
20g/l程度残存するので、更に脱銅電解処理してCuを3
〜7g/l程度まで除去回収する。この脱銅電解工程では、
As,Sb,Biの一部が溶液中に残留する。
脱銅電解後液の遊離硫酸濃度は280g/l程度となり、これ
に炭酸カルシウム又は水酸化カルシウムを添加しpHを0
〜3、好ましくはpH2程度まで一次中和を行い、遊離硫
酸を石膏として沈澱除去する。このとき同時にSb,Biの
大部分が沈澱除去され、液中のNiと分離される。該一次
中和工程に引き続き、二次中和を行う。まず上記一次中
和後液に更にアルカリを添加しpH5〜6.5に維持しつつ過
酸化水素を添加すると二価鉄イオンが三価鉄イオンに酸
化され水酸化物として沈澱する。この時点で一次中和後
液中に残留しているCu,Znの一部が水酸化物として沈澱
し、As,Pb等は水酸化第二鉄とともに全量共沈し、液中
のNiと分離される。該二次中和工程における過酸化水素
の添加量は液量に対して0.2〜0.3%(35%濃度として)
程度で良い。又、過酸化水素の代りに空気を供給して、
二価鉄イオンを三価鉄イオンに酸化しても良い。添加す
るアルカリの種類は特に限定されないが生成沈澱の濾過
性を高めるために水酸化カルシウムあるいは炭酸カルシ
ウムと水酸化カルシウムを併用することが好ましい 二次中和後液中にはNi以外の不純物元素として、Cu,Zn,
Ca,Mg,NaおよびNH3が残留する。そこで残留するCu、Z
n、Caを溶媒抽出法にり濾液(ニッケル液)から抽出分
離して除去する。
上記Cu,Zn,Caの残留濃度は銅電解液中の初濃度により異
なるが、およそCu20〜200mg/l、Zn200〜1500mg/lであ
る。Caは溶解度により支配されており600gm/l程度であ
る。
該不純物抽出工程および該工程に引き続くニッケル抽出
工程で用いる抽出溶媒として次式で示される溶媒が好適
に用いられる。
式中、R1,R2,R3,R4は炭素数8から10のアルキル基、
およびR5,R6,R7は合計炭素数が9、10、11である第3
級飽和脂肪酸、R1とR2、R3とR4は同一または異なっても
よい。
具体的には上記溶媒として、ジ−2−エチルヘキシルリ
ン酸、ジ−2−インデシルリン酸、ジ−2−エチルヘキ
シルリン酸モノ−2−エチルヘキシルエステル、バーサ
チック10(シェル科学商品名)、バーサチック911(シ
ェル科学商品名)、Lix63(ヘンケル社商品名;5,8−ジ
エチル−7−ヒドロキシ−6−ドデカノンオキシム)、
Lix64(ヘンケル社商品名;2−ヒドロキシ−5−ドデシ
ルベンゾフェノンオキシム)、Lix64N(ヘンケル社商品
名;Lix64にLix63を1容量%程度添加したもの)などが
用いられる。
不純物抽出工程で使用する溶媒としては、上記Cu,Zn,Ca
を一種類の溶媒で除去する場合には量的に多く含有され
るCa,Znに選択性のあるリン酸系溶媒を使用することが
好ましい。また、リン酸系溶媒はCuに対する選択性が劣
るため、不純物抽出工程に先だち、二次中和工程後にZn
によるセメンテーションでCu濃度を5〜10mg/l程度まで
低下させた後、リン酸系溶媒により抽出すれば抽出段数
を少なくすることができるので好ましい。
使用する溶媒を一種とせずCa,Znに対しては前述のリン
酸系溶媒を用い、Cuに対しては選択性の優れているバー
サチック酸、あるいはLix63,Lix64N等のオキシム系溶媒
を用いることも可能である。
不純物抽出工程における溶媒濃度および抽出pHは使用す
る溶媒の種類および水相中のCu,Zn,Ca濃度により異なる
ため一義液に定まらないが、リン酸系溶媒の場合は溶媒
濃度10〜30%、抽出pH2.5〜4程度が好ましく、抽出pH
が4.5以上になるとNiの抽出量が多くなり好ましくな
い。pH制御に使用するアルカリとしてはアンモニア水、
アンモニアガス、水酸化ナトリウム等いずれでも良い。
上記不純物抽出工程の後に、更に、溶媒抽出法によりNi
を抽出分離する。Ni抽出工程で使用する溶媒としては、
リン酸系溶媒、バーサチック酸のいずれの溶媒でも良い
が、多量のNiを抽出するため、抽出容量の大きいバーサ
チック酸が好ましい。抽出pHはpH5〜7が好ましい。pH5
未満ではNiが抽出されずまたpH7.5を越えると、pH制御
に使用するアンモニアあるいは水酸化ナトリウム等のア
ルカリと溶媒とが塩を形成し、あるいは水相へのバーサ
チック酸の溶解度が急激に上昇するため、好ましくな
い。
またpH5〜7程度での抽出においても、pH調整に使用し
たアルカリが微量溶媒中に混入するが、水又は0.5g/l程
度の硫酸と接触させることで完全に除去できる。該Ni抽
出によりNiが液中のNa,Mg,NH3と分離される。
Ni抽出工程に引き続きNi濃縮を行う。該Ni濃縮工程では
上記溶媒に抽出されたNiを硫酸により逆抽出しつつ濃縮
する。この工程での硫酸濃度、有機相と水相との比率
は、有機相中のNi濃度および濃縮度合により適宜定めら
れる。濃縮度合いは、結晶化工程でのエネルギー使用量
を少なくするにはNi濃度が高いほど良いが他方、該濃縮
工程中に硫酸ニッケル結晶を生成させないことが必要で
あり、これらの関係から逆抽出水相中のNi濃度は100g/l
程度が好ましい。尚、該Ni濃縮工程において、残留する
Na,Mg,NH3が更に除去される。
Ni濃度工程に続く硫酸Niの結晶化工程は公知の方法によ
り行なわれる。この場合、上記濃縮工程を経ているので
逆抽出水相中のNi濃度は100g/l程度と高濃度であり、従
来法の結晶化工程で必要なエネルギーの1/7〜1/10程度
のエネルギーで結晶化することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を示す。
実施例1 表−1に示す脱銅電解後液10lに炭酸カルシウム2.7kgを
水4lでスラリー状にしたものを添加し、pH2.0まで中和
し固液分離した。生成した沈澱を濾別後、該沈澱を水1.
2lで洗浄し、濾液と洗浄液を合せて12.8lの液を得た。
その液組成を表−2に示した。
表−2に示す一次中和後液6.3lに、水酸化カルシウム69
gを水100mlでスラリー状にしたものを加えつつ過酸化水
素水(35%濃度)130mlを加え、pH6.0まで中和し、生成
した沈殿を濾別して表−3に示す二次中和後液6.4lを得
た。
表−3に示す二次中和後液に1N苛性ソーダを添加して各
槽中のpHが3.3となるように調整し、2−エチルヘキシ
ルホスホン酸−モノ−2−エチルヘキシルエステルをケ
ロシンで稀釈し30容量%とした有機相を、有機相/水相
比が3/2となるように供給してカウンターカレントで3
段の抽出を行い、表−4に示す組成の抽出後液を得た。
次に、表−4に示す抽出液に2N苛性ソーダを添加してpH
6.5に調整しつつ、バーサチック10(シェル科学商品
名)をケロシンで30容量%に希釈した有機相を、周期相
/水相比が3/2となるように供給し、カウンターカレン
トで2段の抽出を行い表−5に示す組成のNi抽出後液を
得た。
表−5に示す組成のNi抽出液を0.5g/lの硫酸溶液によ
り、有機相/水相比3/1で洗浄した。洗浄後のNi抽出液
組成を表−6に示す。
表−6に示す組成のNi抽出洗浄後液を硫酸水溶液で、有
機相/水相比12/1でpH2.0で逆抽出して濃縮した。Ni濃
縮液組成を表−7に示す。表−7に示すNi濃縮液を蒸発
後冷却して硫酸ニッケル結晶を得た。該硫酸ニッケル結
晶の品位を表−8に示す。
実施例2 実施例1の表−2に示す一次中和後液6.3lに水酸化カル
シウム68gを水100mlでスラリー状にしたものを加えつつ
過酸化水素(35%濃度)130mlを加えpH5.6まで中和し表
−9に示す二次中和後液6.4lを得た。
表−9に示す二次中和後液に亜鉛末3gを添加しCuをセメ
ンテーションで一部除去した。その液組成を表−10に示
す。
表−10に示すCuセメンテーション後液に1N苛性ソーダを
添加して浴槽中のpHが3.7となるように調整しつつ、ジ
−2−エチルヘキシルリン酸をケロシンで希釈し30容量
%とした有機相とを、有機相/水相比が3/2となるよう
に供給してカウンターカレントで3段の抽出を行い、表
−11に示す組成の抽出後液を得た。
以後実施例1と同様の操作を用い表−12に示す品位の硫
酸ニッケル結晶を得た。
〔発明の効果〕 本発明の回収方法によれば、従来法のような脱銅電解液
の蒸発濃縮を行う必要がなく、低エネルギーで硫酸ニッ
ケルを効果的に回収しうる。
更に本発明の回収方法は、一次中和工程からニッケル抽
出工程に至る各工程で脱銅電解液から各不純物が順次除
去されるので、極めて高純度の硫酸ニッケルが回収でき
る。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の回収方法の概略を示すフローシートであ
る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】銅電解液を脱銅処理した後に遊離硫酸を除
    去する1次中和工程と、1次中和工程の瀘液からニッケ
    ル以外の金属不純物を水酸化物として沈殿分離する2次
    中和工程と、2次中和工程の瀘液に抽出溶媒と共にアル
    カリを添加しpH2.5〜4に調整してニッケル以外の金属
    不純物を溶媒に抽出しニッケル液から分離する不純物抽
    出工程を経て精製ニッケル液を得る方法において、上記
    不純物抽出工程の後に、さらにニッケル液に抽出溶媒を
    加えると共にアルカリを添加しpHを5〜7に調整してニ
    ッケルを溶媒に抽出するニッケル抽出工程を経た後に、
    溶媒中のニッケルを硫酸により逆抽出してニッケル濃度
    を高める濃縮工程を経て精製ニッケルを得ることを特徴
    とする銅電解液からの精製硫酸ニッケル回収方法。
  2. 【請求項2】(イ)1次中和工程において、脱銅後液に
    炭酸カルシウムまたは水酸化カルシウムを添加して遊離
    の硫酸を石膏に変えると共にアンチモン、ビスマスを沈
    殿分離し、(ロ)2次工程において、1次中和後の瀘液
    に酸化剤と共にアルカリを添加してpHを5〜6.5に調整
    し、銅と亜鉛の一部および鉄、鉛、ヒ素を水酸化物とし
    て沈殿させ、(ハ)不純物抽出工程において、2次中和
    後の瀘液に抽出溶媒と共にアルカリを添加し、pH2.5〜
    4の範囲で瀘液に残留する銅、亜鉛およびカルシウムを
    溶媒に抽出することによりニッケル液から分離し、
    (ニ)ニッケル抽出工程において、ニッケル液に溶媒と
    共にアルカリを添加し、pH5〜7の範囲でニッケルを溶
    媒に抽出することによりナトリウム、マグネシウムおよ
    びアンモニアから分離する特許請求の範囲第1項の方
    法。
  3. 【請求項3】2次中和工程の瀘液に亜鉛末を添加して瀘
    液中の銅濃度を低下させた後に不純物抽出工程を行う特
    許請求の範囲第1項の方法。
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