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JP5622090B2 - Method for producing zinc carbonate - Google Patents
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Description

本発明は、Zn含有原料、とくに製鉄所においてZnを除去するための還元炉等から発生するZn含有ダストやその他のZn含有発生物から、顔料、医療品等に供せられる酸化亜鉛の原料や、電気亜鉛メッキ用Zn素材として使用される塩基性炭酸亜鉛、通称、炭酸亜鉛の製造方法に関する。   The present invention relates to Zn-containing raw materials, particularly zinc-oxide raw materials used for pigments, medical products, etc. from Zn-containing dust generated from a reduction furnace or the like for removing Zn in steelworks and other Zn-containing products, The present invention relates to a basic zinc carbonate used as a zinc material for electrogalvanization, commonly known as a method for producing zinc carbonate.

より詳しくは、(NHCO(炭酸アンモニウム)およびNHOH(水酸化アンモニウム)を含む炭酸アンモニウム溶液の溶媒にZn含有発生物を溶解し、その溶液中の不純物を金属Znの添加および濾過により低減した後に、当該溶液より炭酸亜鉛を晶析させる炭酸亜鉛の製造法に関する。 More specifically, a Zn-containing product is dissolved in a solvent of an ammonium carbonate solution containing (NH 4 ) 2 CO 3 (ammonium carbonate) and NH 4 OH (ammonium hydroxide), and impurities in the solution are added to metal Zn. And a method for producing zinc carbonate in which zinc carbonate is crystallized from the solution after being reduced by filtration.

なお、本発明において、炭酸アンモニウム溶液とは(NHCOおよびNHOHを含む溶液のことをいう。 In the present invention, the ammonium carbonate solution refers to a solution containing (NH 4 ) 2 CO 3 and NH 4 OH.

炭酸亜鉛製造法について
従来から、Zn含有原料から炭酸亜鉛を製造する方法として、炭酸アンモニウム溶液にZn含有原料を溶解させ、その溶液中のアンモニアを加熱ないし減圧により蒸発させて炭酸亜鉛を晶析させる、いわゆる炭酸アンモニウム溶解法が知られている。
About Zinc Carbonate Production Method Conventionally, as a method for producing zinc carbonate from a Zn-containing raw material, the Zn-containing raw material is dissolved in an ammonium carbonate solution, and ammonia in the solution is evaporated by heating or decompression to crystallize zinc carbonate. A so-called ammonium carbonate dissolution method is known.

この炭酸アンモニウム溶解法によって、製鉄所で発生するZn含有ダストから炭酸亜鉛を製造する場合、製鉄所のZn含有ダストはアルカリ、ハロゲン、およびFeなどの重金属類などの不純物を多く含むことから、高純度の炭酸亜鉛を製造するためには、これら不純物の除去が重要である。   When zinc carbonate is produced from Zn-containing dust generated at an ironworks by this ammonium carbonate dissolution method, the Zn-containing dust at an ironworks contains a large amount of impurities such as alkalis, halogens, and heavy metals such as Fe. In order to produce pure zinc carbonate, it is important to remove these impurities.

イオン交換法について
この重金属不純物の除去方法として、例えば特許文献1には、炭酸アンモニウム溶液にZn含有ダストを溶解させ、その溶液に金属Znを添加してイオン交換を行い、不純物としてZnより貴であるFe、Pb等の重金属類を沈殿させ残渣として除去する方法が開示されている。
Regarding the ion exchange method As a method for removing heavy metal impurities, for example, in Patent Document 1, Zn-containing dust is dissolved in an ammonium carbonate solution, and metal Zn is added to the solution to perform ion exchange. A method for precipitating heavy metals such as Fe and Pb and removing them as a residue is disclosed.

Znより貴な不純物のうち、FeはZnとの酸化還元電位の差が少なく、結果としてPb等の、より貴な不純物元素に比して除去の反応速度が遅い。結果としてのFe精製は難しく、製品炭酸亜鉛のFe値を低下させることが高純度の炭酸亜鉛製造の難しさの一つとなっている。   Among impurities more noble than Zn, Fe has a small difference in oxidation-reduction potential from Zn, and as a result, the removal reaction rate is slower than that of noble impurity elements such as Pb. As a result, it is difficult to purify Fe, and reducing the Fe value of the product zinc carbonate is one of the difficulties in producing high-purity zinc carbonate.

Fe値低減の従来技術について
製品炭酸亜鉛のFe値低減の方法として、特許文献2には、イオン交換および濾過後に部分晶析を行ない、初晶を10%程度除去した後に本晶析を行い製品炭酸亜鉛結晶中のFeを低減する方法が示されている。
Regarding Prior Art of Fe Value Reduction As a method for reducing the Fe value of product zinc carbonate, Patent Document 2 discloses partial crystallization after ion exchange and filtration, and after performing the main crystallization after removing about 10% of primary crystals, A method for reducing Fe in zinc carbonate crystals is shown.

また、特許文献3には、精製した溶液を、無機物を含まない短繊維をプリコートした濾過機で濾過し、その後メンブレンフィルターで濾過する亜鉛溶液の精密濾過方法が開示されている。   Patent Document 3 discloses a zinc solution microfiltration method in which a purified solution is filtered through a filter pre-coated with short fibers not containing inorganic substances, and then filtered through a membrane filter.

さらに特許文献4には、イオン交換に供するZn溶解液そのもののFe濃度を下げる方法が提案されている。すなわち、複数の溶解槽を直列に配置し、少なくとも最終段溶解槽の次に沈降分離槽を設け、第1の溶解槽から最終の溶解槽へ溶液を移行するようにするとともに、最終の溶解槽へZn含有物を供給し、沈殿分離槽および第1溶解槽を除く溶解槽の未溶解Zn含有スラリーを前の溶解槽へ返送するZn含有物の向流溶解法である。 Furthermore, Patent Document 4 proposes a method for reducing the Fe concentration of the Zn solution itself used for ion exchange. That is, a plurality of dissolution tanks are arranged in series, a sedimentation separation tank is provided next to at least the final stage dissolution tank, and the solution is transferred from the first dissolution tank to the final dissolution tank. In this method, the Zn-containing material is fed back to the previous dissolution tank and the undissolved Zn-containing slurry in the dissolution tank excluding the precipitation separation tank and the first dissolution tank is returned to the previous dissolution tank.

また、特許文献5には、Fe値を低減させるイオン交換の装置が提案されている。すなわち、沈降性スラリーのための沈降部および上澄みの亜鉛溶液のための清澄部をもったイオン置換槽が複数槽、直列的に配置され、第1イオン交換槽に亜鉛溶液の供給口が設けられ、最終イオン置換槽に金属亜鉛の供給口が設けられ、さらに第1から最終のイオン置換槽にかけて亜鉛溶液の清澄液が順次移行する清澄液供給路が配設され、最終から第1のイオン置換槽へかけて、前記沈降性スラリーの返送路が、順次前段のイオン置換槽へ返送するよう配設されている精製装置である。   Patent Document 5 proposes an ion exchange device that reduces the Fe value. That is, a plurality of ion replacement tanks having a sedimentation section for sedimentary slurry and a clarification section for a supernatant zinc solution are arranged in series, and a zinc solution supply port is provided in the first ion exchange tank. In addition, a zinc zinc supply port is provided in the final ion replacement tank, and a clarification liquid supply path through which the clarified liquid of the zinc solution sequentially moves from the first to the final ion replacement tank is provided. The refining device is arranged so that the sedimentation slurry return path is sequentially returned to the preceding ion substitution tank over the tank.

特公平02−035693号公報Japanese Patent Publication No. 02-035633 特公平01−038048号公報Japanese Examined Patent Publication No. 01-038048 特公昭63−046135号公報Japanese Patent Publication No. 63-046135 特公平01−038050号公報Japanese Patent Publication No. 01-038050 特公平01−039968号公報Japanese Patent Publication No. 01-039968

製品としての炭酸亜鉛のFe値を低減する方法を開示した特許文献2の方法においては、部分晶析で生じた初晶を10%程度取り除き溶解工程へ戻すので、部分晶析以前の工程は、炭酸亜鉛製品の結晶の製造量に見合う各工程能力に対して、110%の設備能力を有する必要があり、その分設備費が高くなる。また、エネルギーコストなどの操業費も、部分晶析以前の工程では常に10%分上乗せする必要があるという欠点を持つ。   In the method of Patent Document 2 which discloses a method for reducing the Fe value of zinc carbonate as a product, about 10% of the primary crystals generated by partial crystallization are removed and returned to the dissolution process. It is necessary to have an equipment capacity of 110% with respect to each process capacity corresponding to the production amount of zinc carbonate product crystals, and the equipment cost increases accordingly. In addition, the operation cost such as energy cost has a drawback that it is necessary to always add 10% in the process before partial crystallization.

また、特許文献3の方法は、本来の濾過機に加え精密濾過機を設置しなければならず、設備費が増加する欠点がある。また一般的に、ケーキ濾過法に比し、メンブレンを利用した精密膜濾過は膜の細孔が閉塞しやすく操業が難しくなる欠点がある。   Moreover, the method of patent document 3 has the fault that an installation cost increases, in addition to the original filter which must be installed a precision filter. In general, compared with the cake filtration method, the precision membrane filtration using a membrane has a drawback that the pores of the membrane are easily blocked and the operation becomes difficult.

さらに、イオン交換に供するZn溶解液そのもののFe濃度を下げる方法を提案した特許文献4および5の方法は、何れも連続した多段の処理槽を設置することが前提であり、設備費が高額となる欠点がある。また、その実施例としては、Fe、Pb等の重金属不純物が1%程度の比較的不純物含有量が少ない原料を使用した例のみが示されており、還元炉二次ダストのように重金属不純物の合計量が数十パーセントもあるような純度の低い原料を使用する際には、バッフルプレート・ドラフトチューブなどによる沈降・清澄分離が機能しない恐れがある。また、本質的には、この方法はバッチ方式の処理設備には適用できないという問題もある。   Furthermore, the methods of Patent Documents 4 and 5 that proposed a method of reducing the Fe concentration of the Zn solution itself to be subjected to ion exchange are premised on the installation of continuous multistage processing tanks, and the equipment cost is high. There are disadvantages. In addition, as an example, only an example using a raw material with a relatively low impurity content such as about 1% of heavy metal impurities such as Fe and Pb is shown. When using raw materials with low purity such that the total amount is several tens of percent, sedimentation / clarification separation using a baffle plate or a draft tube may not function. Moreover, there is a problem that this method cannot be applied to a batch type processing facility.

また、製品検査としては、製品の炭酸亜鉛中のFeの含有量を適宜分析し、その結果によって製品の合格・不合格を判断することが広く行われている。しかしながら、これは製品の直接的な品質検査であるに過ぎず、あくまで製造結果を判断するためのものであり、製造工程に遡って、Fe量を安定して低減することとは直接的な関係はない。   Moreover, as a product inspection, it is widely performed to appropriately analyze the content of Fe in zinc carbonate of a product and determine whether the product is acceptable or not based on the result. However, this is only a direct quality inspection of the product, it is only for judging the production result, and it is directly related to reducing the Fe amount stably, going back to the production process. There is no.

以上のように、金属Znによるイオン交換法による製品としての炭酸亜鉛中の重金属の低減、とくに、Fe量の低減を安価で、操業容易で、かつ、確実に行う方法は、未だ提案されていない。   As described above, there has not yet been proposed a method for reducing heavy metals in zinc carbonate as a product by an ion exchange method using metallic Zn, in particular, reducing the amount of Fe inexpensively, easily and reliably. .

本発明の課題は、金属Znによるイオン交換法による製品としての高純度の炭酸亜鉛を製造するに際して、炭酸亜鉛中の重金属の低減、とくに、Fe量の低減を安価で、容易、かつ、確実に可能にし、連続槽方式またはバッチ処理方式などの設備形態を問わず適用できる操業管理または設備管理方法を提供することにある。 The object of the present invention is to reduce the heavy metals in zinc carbonate, in particular, to reduce the amount of Fe at a low cost, easily and reliably when producing high purity zinc carbonate as a product by ion exchange with metal Zn. An object of the present invention is to provide an operation management or facility management method that can be applied regardless of the equipment form such as a continuous tank system or a batch processing system.

本発明は、(NHCOおよびNHOHを含む炭酸アンモニウム溶液に、製鉄において発生するZn含有ダスト、または、その他のZn含有発生物を溶解し、金属Znの添加によるイオン交換反応と濾過による固体分離により、溶液中の不純物を低減した後に、溶液より炭酸亜鉛を晶析させる炭酸亜鉛の製造方法において、前記固体分離した溶液あるいは晶析した炭酸亜鉛中のFe含有量をオンサイトでFe迅速分析法を用いて定期的に分析し、その結果のFe含有量実績値をFe管理限界値と対比して操業管理または設備管理を行うことを基本構成とする。 The present invention relates to an ion exchange reaction by dissolving Zn-containing dust generated in iron making or other Zn-containing products in an ammonium carbonate solution containing (NH 4 ) 2 CO 3 and NH 4 OH, and adding metal Zn. In the method for producing zinc carbonate in which zinc carbonate is crystallized from the solution after reducing impurities in the solution by solid separation by filtration and filtration, the Fe content in the solid separated solution or crystallized zinc carbonate is determined on-site. The basic structure is to perform periodic operation analysis using an Fe rapid analysis method, and to perform operation management or facility management by comparing the actual Fe content result value with the Fe management limit value.

具体的には、本発明の炭酸亜鉛の製造方法における操業管理は、前記イオン交換した溶液を濾過したのちのZn含有溶液を、オンサイトにおいてFe迅速分析法を用いて定期的に分析し、その結果のFe含有量の管理限界値(Cmg/l)を1.5mg/lとし、前記分析値が、前記管理限界値を上回る場合、前記炭酸亜鉛の晶析工程前の仕掛りのZn含有溶液に、再度金属Znを添加してイオン交換を行った後に再度濾過するものである。   Specifically, the operation management in the method for producing zinc carbonate of the present invention involves periodically analyzing the Zn-containing solution after filtering the ion-exchanged solution on-site using an Fe rapid analysis method. When the control limit value (Cmg / l) of the resulting Fe content is 1.5 mg / l and the analysis value exceeds the control limit value, the Zn-containing solution in progress before the crystallization step of the zinc carbonate In addition, the metal Zn is added again to perform ion exchange, and then filtered again.

従来から、炭酸亜鉛の製造においては、特許文献2、特許文献3に記載されているように、製造された炭酸亜鉛中の不純物金属の濃度は、一桁のppmのレベルが目標とされてきた。発明者の研究の結果では、製出された炭酸亜鉛中のFe量を一桁のppmレベルとするためには、前記イオン交換した溶液を濾過したのちのZn含有溶液中のFe含有量を1.5mg/lとすることが必要であることから、本発明においては、Fe含有量の管理限界値を、mg/l単位で、1.5としたものである。   Conventionally, in the production of zinc carbonate, as described in Patent Document 2 and Patent Document 3, the concentration of impurity metal in the produced zinc carbonate has been targeted at a single-digit ppm level. . As a result of the inventor's research, in order to set the amount of Fe in the produced zinc carbonate to a single-digit ppm level, the Fe content in the Zn-containing solution after filtering the ion-exchanged solution is set to 1 Since it is necessary to set to 0.5 mg / l, in the present invention, the control limit value of the Fe content is set to 1.5 in units of mg / l.

また、本発明の炭酸亜鉛の製造方法における設備管理の第一は、前記イオン交換した溶液を濾過したのちのZn含有溶液を、オンサイトにおいてFe迅速分析法を用いて定期的に分析し、その結果のFe含有量の管理限界値(Cmg/l)を1.5mg/lとし、前記分析値が、前記管理限界値を上回る場合、異常値として炭酸亜鉛の製造設備の操業を停止し、前記イオン交換工程から炭酸亜鉛を晶析処理する工程までの間の設備の溶液が接する部分を溶解に用いる溶媒を使用して共洗いを行うものである。   In addition, the first of equipment management in the method for producing zinc carbonate of the present invention is to periodically analyze the Zn-containing solution after filtering the ion-exchanged solution on-site using an Fe rapid analysis method, When the control limit value (Cmg / l) of the resulting Fe content is 1.5 mg / l and the analysis value exceeds the control limit value, the operation of the zinc carbonate production facility is stopped as an abnormal value, Co-washing is performed using a solvent used for dissolution of a portion in contact with the solution of the equipment between the ion exchange step and the step of crystallizing zinc carbonate.

ここにおいて、共洗いとは、溶解に用いる前記炭酸アンモニウム溶液の新溶液によって洗浄することを意味する。具体的には、イオン交換工程から炭酸亜鉛を晶析処理する工程まで間の設備の溶液が接する部分を希硫酸で、次に純水で洗い、その後、溶解に用いる前記炭酸アンモニウム溶液によって共洗い洗浄する。 Here, co-washing means washing with a new solution of the ammonium carbonate solution used for dissolution. Specifically, the part in contact with the equipment solution between the ion exchange step and the step of crystallizing zinc carbonate is washed with dilute sulfuric acid and then with pure water, and then co-washed with the ammonium carbonate solution used for dissolution. Wash.

さらに、本発明の炭酸亜鉛の製造方法における第二の設備管理の手段は、製品である炭酸亜鉛をオンサイトにおいてFe迅速分析法によって、定期的に分析し、その結果のFe含有量の管理限界値を0.001質量%とし、Fe含有量がこれを上回れば、操業を停止し、イオン交換工程から炭酸亜鉛を晶析処理する工程までの間の設備の溶液が接する部分を、少なくとも洗浄の最終仕上げには、溶解に用いるのと同じ組成の溶媒を用いて共洗いを行う必要がある。   Furthermore, the second facility management means in the method for producing zinc carbonate of the present invention is to periodically analyze the product zinc carbonate on-site by the Fe rapid analysis method, and control limit of the resulting Fe content. If the value is 0.001% by mass and the Fe content exceeds this value, the operation is stopped, and at least the portion where the solution of the equipment is in contact between the ion exchange step and the step of crystallizing zinc carbonate is washed. For final finishing, it is necessary to perform co-washing using a solvent having the same composition as that used for dissolution.

そして、前記管理手段においては、さらに、共洗いを行った溶媒を回収して、その溶媒をオンサイトで行えるFe迅速分析法を用いて分析し、Feが用いた分析法で検出されないことを確認したのち、操業を再開する。 The management means further collects the solvent that has been co-washed, analyzes the solvent using an on-site Fe rapid analysis method, and confirms that Fe is not detected by the analysis method used. Then resume operation.

本発明は、Feの精製を安価かつ容易かつ確実に行うことができ、Fe含有量の高い不良炭酸亜鉛製品の発生が防止でき、品質向上および製造コスト低減に寄与する。   INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, Fe can be purified inexpensively, easily and reliably, generation of defective zinc carbonate products having a high Fe content can be prevented, and it contributes to quality improvement and manufacturing cost reduction.

炭酸アンモニウム溶解法による炭酸亜鉛製造の基本プロセスを示す図である。It is a figure which shows the basic process of zinc carbonate manufacture by the ammonium carbonate melt | dissolution method. 本発明においてFeの迅速分析の適用による操業管理の手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure of the operation management by application of the rapid analysis of Fe in this invention. 本発明においてFeの迅速分析の適用による設備管理の手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure of the equipment management by application of the rapid analysis of Fe in this invention.

炭酸アンモニウム溶解法による炭酸亜鉛製造の基本プロセスについて
図1に示す基本プロセスの第一工程は洗浄工程である。この洗浄工程においては、使用するZn含有発生物を、温水などを用いて洗浄して水溶性であるNa、K、Cl等のアルカリ・ハロゲン類の不純物を溶解除去する。使用するZn含有発生物が水溶性のアルカリ・ハロゲン類の不純物を実質的に含有していなければ省略できる。洗浄工程終了後、付着洗浄水に含有される不純物を減少させるために濾過によって、固液分離を行う。
About the basic process of zinc carbonate production by the ammonium carbonate dissolution method The first step of the basic process shown in FIG. 1 is a cleaning step. In this washing step, the Zn-containing product to be used is washed with warm water or the like to dissolve and remove water-soluble alkali / halogen impurities such as Na, K and Cl. If the Zn-containing product used does not substantially contain water-soluble alkali / halogen impurities, it can be omitted. After the cleaning process is completed, solid-liquid separation is performed by filtration to reduce impurities contained in the attached cleaning water.

第二工程は溶解工程である。この工程は、Zn含有発生物中のZn成分を炭酸アンモニウム溶液で溶解する工程である。洗浄工程で洗浄されたZn含有発生物中のZnは、次式(1)に示すように炭酸アンミン錯体として溶解する。溶解工程終了後、残渣を分離するため濾過による固液分離を行い、濾液を次工程に供する。この際、Zn以外のFeやPbなどの金属不純物の大半は未溶解のままである。   The second step is a dissolution step. This step is a step of dissolving the Zn component in the Zn-containing product with an ammonium carbonate solution. Zn in the Zn-containing product washed in the washing step is dissolved as an ammine carbonate complex as shown in the following formula (1). After completion of the dissolution step, solid-liquid separation is performed by filtration to separate the residue, and the filtrate is subjected to the next step. At this time, most of the metal impurities such as Fe and Pb other than Zn remain undissolved.

ZnO+2NHOH+(NHCO→[Zn(NH]CO+3HO …(1) ZnO + 2NH 4 OH + (NH 4 ) 2 CO 3 → [Zn (NH 3 ) 4 ] CO 3 + 3H 2 O (1)

この溶解工程で使用する炭酸アンモニウム溶液の組成は特定されないが、通常、(NHCO濃度が10〜20質量%、NHOH濃度が10〜20質量%の範囲のものが使用される。 The composition of the ammonium carbonate solution used in this dissolution step is not specified, but usually a (NH 4 ) 2 CO 3 concentration in the range of 10 to 20% by mass and an NH 4 OH concentration in the range of 10 to 20% by mass is used. The

第三工程は精製工程である。Zn含有発生物中のFeやPbのような不純物金属成分の一部は、Znと同様に、炭酸アンミン錯体として溶解する。Znよりも標準電極電位が高い、すなわちより貴である不純物金属成分Mは、金属Znを添加することにより(2)式のイオン置換反応によって置換析出させることができる。   The third step is a purification step. Some of the impurity metal components such as Fe and Pb in the Zn-containing product are dissolved as an ammine carbonate complex similarly to Zn. The impurity metal component M having a higher standard electrode potential than that of Zn, that is, a noble metal component M, can be deposited by substitution by an ion substitution reaction of the formula (2) by adding metal Zn.

2+ + Zn → M↓ + Zn2+
(III) …(2)
M 2+ + Zn → M ↓ + Zn 2+
(III) ... (2)

その後、この精製工程で発生した残渣を濾過することにより除去し、清澄濾液を次の第四の工程に供する。   Thereafter, the residue generated in this purification step is removed by filtration, and the clarified filtrate is subjected to the next fourth step.

第四工程は晶析工程である。Znの炭酸アンミン錯体を含む精製後の清澄濾液へ、蒸気を吹き込み、アンモニアを分離し、揮発させて、炭酸亜鉛の結晶を晶析させる。その後、晶析させた炭酸亜鉛の結晶を洗浄後、濾過し、乾燥して炭酸亜鉛の製品を得る。   The fourth step is a crystallization step. Steam is blown into the purified clarified filtrate containing Zn carbonate ammine complex to separate and volatilize ammonia to crystallize zinc carbonate crystals. Thereafter, the crystallized crystal of zinc carbonate is washed, filtered, and dried to obtain a zinc carbonate product.

精製工程におけるFe精製上の問題
炭酸亜鉛製品は、その用途面から、Fe、Pb、Cdなどの不純物金属の濃度はppm一桁レベルであることが要求される。
Problems in Fe refining in the refining process Zinc carbonate products are required to have a concentration of impurity metals such as Fe, Pb, Cd, etc. on the order of 1 ppm, from the viewpoint of their use.

前記(2)式に従った精製用の金属亜鉛を用いたイオン交換による不純物の精製の反応速度のうち、他の不純物金属に比してFeの反応速度は遅い。本願発明者の測定によれば、Feに関する(2)式の反応速度定数は、PbあるいはCdのそれに比し一桁以上も小さいと見られた。これによっても、他の不純物元素の低減に比し、Feを精製することはより難しいことが分かる。   Of the reaction rates for purifying impurities by ion exchange using metal zinc for purification according to the formula (2), the reaction rate of Fe is slower than that of other impurity metals. According to the measurement by the present inventor, the reaction rate constant of the formula (2) relating to Fe was seen to be smaller by one digit or more than that of Pb or Cd. This also shows that it is more difficult to purify Fe than to reduce other impurity elements.

また、Feは、周辺設備装置で発生した錆の飛散や、水分中の金気などの形での外部からの汚染によっても生じ易い。まして、Feを多量に含有する製鉄プロセスの発生品を炭酸亜鉛製造の原料として使用する限り、製造プラント内での原料ハンドリングなどの際の飛散などによる汚染の可能性も大きい。   In addition, Fe is likely to be generated due to scattering of rust generated in peripheral equipment or external contamination in the form of gold in moisture. Furthermore, as long as a product generated in an iron making process containing a large amount of Fe is used as a raw material for zinc carbonate production, there is a high possibility of contamination due to scattering during raw material handling in the production plant.

このように、高純度の炭酸亜鉛製品を炭酸アンモニウム溶解法により製造する際に、最も留意すべきものの一つがFeの精製である。   Thus, when producing a high-purity zinc carbonate product by the ammonium carbonate dissolution method, one of the most notable is the purification of Fe.

一方、精製用金属亜鉛のイオン交換による不純物精製反応は、一度しか行えないものではない。Fe等の分析により異常値が発見されれば、イオン交換反応およびその後の濾過による固液分離が完了した精製濾液に、再度、精製用の金属亜鉛を添加することによってイオン交換と濾過を行うこともできる。これを再精製と称する。   On the other hand, the impurity purification reaction by ion exchange of the metal zinc for purification cannot be performed only once. If an abnormal value is found by analysis of Fe or the like, ion exchange and filtration are performed again by adding metal zinc for purification to the purified filtrate that has been subjected to solid-liquid separation by ion exchange reaction and subsequent filtration. You can also. This is called repurification.

Fe含有の少ない炭酸亜鉛を製造するための操業管理について
Fe迅速分析の適用による操業管理の手順を示す図2において、Fe含有量の少ない炭酸亜鉛を製造するためには、イオン交換および濾過の終了した精製濾液中のFe含有量を、Fe迅速分析法を用いて測定し、その測定値がCmg/lと表記されている管理限界の値以下であれば、濾液はそのまま次工程の晶析に供する。
逆にその測定値が管理限界を上回った場合には、図2の二点鎖線に示すように、濾液をイオン交換工程に戻し、再精製を行う。
Operation management for producing zinc carbonate with low Fe content In FIG. 2 showing the operation management procedure by applying Fe rapid analysis, in order to produce zinc carbonate with low Fe content, ion exchange and filtration are completed. When the Fe content in the purified filtrate is measured using an Fe rapid analysis method and the measured value is less than or equal to the control limit value expressed as Cmg / l, the filtrate is directly subjected to crystallization in the next step. Provide.
Conversely, when the measured value exceeds the control limit, the filtrate is returned to the ion exchange step and re-purified as shown by the two-dot chain line in FIG.

Fe分析を行なう工程について
何らかの理由でイオン交換と濾過工程で異常が発生し、Fe精製結果が管理限界値を上回った場合には、より早く検出し、救済の処置を行う必要がある。そのためには、イオン交換し、濾過後の精製濾液のFe分析を行うのがよい。
Regarding the process of performing Fe analysis When an abnormality occurs in the ion exchange and filtration process for some reason and the Fe purification result exceeds the control limit value, it is necessary to detect it earlier and take a remedial action. For that purpose, it is preferable to perform ion analysis and Fe analysis of the purified filtrate after filtration.

また、省エネとコスト削減の点からも、Fe量の測定値が管理限界を上回った場合には、多大な熱エネルギーを使用する晶析工程に掛ける前に再精製工程に戻すことが好ましい。 Moreover, also from the point of energy saving and cost reduction, when the measured value of Fe amount exceeds the control limit, it is preferable to return to the repurification process before applying to the crystallization process using a large amount of heat energy.

Fe含有量の少ない炭酸亜鉛を製造するための操業方法について
バッチ処理槽方式でイオン交換と濾過が終了した精製濾液のバッチ(ロット)ごとに、全てのバッチを対象にFe迅速分析法を用いて分析を行なうことが、本発明の基本的な操業方法である。しかしながら、必ずしも全バッチをFe迅速分析法の対象とする必要はないし、また、本発明の操業方法としてバッチ方法に特定する必要もない。
Operation method for producing zinc carbonate with low Fe content For each batch (lot) of purified filtrate that has been subjected to ion exchange and filtration in a batch processing tank system, the Fe rapid analysis method is used for all batches. Analyzing is the basic operating method of the present invention. However, it is not always necessary to make all batches subject to the Fe rapid analysis method, and it is not necessary to specify the batch method as the operation method of the present invention.

図2において、一点鎖線は、全ロットをFe迅速分析法の対象としない操業方法の例を示す。   In FIG. 2, an alternate long and short dash line indicates an example of an operation method in which all lots are not subjected to the Fe rapid analysis method.

この方法は、図2の実線によって示すように、バッチ処理された精製濾過液のうち、一部ロットの溶液のみをFe迅速分析法の対象とする。そして、一点鎖線によって示されているように、その他のバッチ(ロット)はその分析を省略する。抜き取りで行なったFe迅速分析の結果、Feの分析値が管理限界値Cmg/l以下であれば、工程間貯槽にある分析未実施のバッチ(ロット)も含めて、全てのバッチ(ロット)の精製濾液を予定通り晶析工程へ提供する。   In this method, as shown by the solid line in FIG. 2, only a part of the batch of purified filtrates subjected to batch processing is subjected to the Fe rapid analysis method. Then, as indicated by the alternate long and short dash line, analysis of other batches (lots) is omitted. If the Fe analysis value is less than the control limit value Cmg / l as a result of the rapid Fe analysis performed by sampling, all batches (lots) including unanalyzed batches (lots) in the inter-process storage tank are included. Provide the purified filtrate to the crystallization process as scheduled.

もし、抜き取りで行ったFe迅速分析結果が管理限界値Cmg/lを上回っている場合には、その分析対象バッチのみならず、晶析工程以前の仕掛りの精製濾液、例えば、図2の工程間貯槽内の精製濾液も全て二点鎖線によって示す再度のイオン交換(再精製)を行う。この図2に示すFe迅速分析を行なう抜き取りの頻度は、分析所要時間や、貯槽や配管内の滞留時間を考慮して決めればよい。   If the Fe rapid analysis result obtained by sampling exceeds the control limit value Cmg / l, not only the batch to be analyzed but also the purified filtrate in progress before the crystallization process, for example, the process of FIG. All of the purified filtrate in the interim storage tank is again subjected to ion exchange (repurification) indicated by a two-dot chain line. The frequency of sampling for performing the Fe rapid analysis shown in FIG. 2 may be determined in consideration of the time required for analysis and the residence time in the storage tank or piping.

また、本発明は、複数の槽類や濾過設備類などを繋いで連続通流精製を行なう連続処理槽方式についても適用できる。   The present invention can also be applied to a continuous processing tank system that performs continuous flow purification by connecting a plurality of tanks, filtration facilities, and the like.

Fe分析としてオンサイトでかつ迅速に行なうことの必要性について
Znが大量に共存する炭酸アンモニウム溶液において、0.1〜0.2mg/l程度の分析精度でFe濃度を短時間に得られる分析方法であれば、何れの分析方法も適用できる。
Necessity to perform on-site and rapidly as Fe analysis Analytical method that can obtain Fe concentration in a short time with an analysis accuracy of about 0.1 to 0.2 mg / l in ammonium carbonate solution with a large amount of Zn Any analysis method can be applied.

分析のための所要時間が著しく掛かると、その時間を考慮して精製濾液を貯留する貯槽の容量を大きくする必要があり、設備費が増加し採算性に影響する。このため、比較的短時間に分析値が得られることが必要である。   If the time required for the analysis is remarkably increased, it is necessary to increase the capacity of the storage tank for storing the purified filtrate in consideration of the time, which increases the equipment cost and affects the profitability. For this reason, it is necessary to obtain analytical values in a relatively short time.

この迅速分析の所要時間には、明確な制約はないが、工程間貯槽などの容量や一バッチの処理時間などを考えると、分析開始から数分ないし、一時間程度であることが現実的である。またオンサイトとの意味は、製造設備からの分析装置への分析用サンプルの輸送時間が迅速分析自体の所要時間に比し短く、その輸送時間が特段問題とならない場所を意味する。具体的には、炭酸亜鉛製造プラントの機側、同一建屋内や近接建屋内にて分析装置があり、サンプル輸送がごく短時間に行える場所であれば良い。オンサイト分析が必要である理由は、前述のように短時間での分析結果判明が必要であるためであり、それを実現するための条件である。   There is no clear restriction on the time required for this rapid analysis, but considering the capacity of the inter-process storage tank and the processing time for one batch, it is realistic that it takes several minutes to about one hour from the start of analysis. is there. The on-site meaning means a place where the transportation time of the sample for analysis from the manufacturing facility to the analyzer is shorter than the time required for the rapid analysis itself, and the transportation time does not become a particular problem. Specifically, it may be any place where there is an analyzer in the same side of the zinc carbonate production plant, in the same building or in a nearby building, and the sample can be transported in a very short time. The reason why on-site analysis is necessary is that it is necessary to clarify the analysis result in a short time as described above, and is a condition for realizing it.

Fe分析に好適な分析手段について
ICP分析など各種の機器分析手段は、迅速分析の要件を満たし、また、オンサイトへも設置できる。しかしこれらの機器は概して高価であり、また、設置上の制約も多く生産ラインに設置する場合には専用の清浄な分析機器室が必要となるなど、設備費を通じて採算性に悪影響を及ぶす可能性が高い。このため、多少精度は落ちても簡単な機器で分析を行なう簡易な分析法が本発明に好適である。その一例としては比色法あるいは卓上の簡易的な吸光光度計を用いた吸光光度法などがあげられる。
Analytical Means Suitable for Fe Analysis Various instrumental analytical means such as ICP analysis satisfy the requirements for rapid analysis and can be installed on-site. However, these instruments are generally expensive, and there are many installation restrictions. When installed on a production line, a dedicated clean analytical instrument room is required, which can adversely affect profitability through equipment costs. High nature. For this reason, a simple analysis method in which analysis is performed with a simple instrument even if the accuracy is somewhat reduced is suitable for the present invention. One example is a colorimetric method or an absorptiometry using a simple tabletop absorptiometer.

Fe含有量の少ない炭酸亜鉛を製造するための設備管理の第一の手段について
Fe含有量の少ない炭酸亜鉛を製造するための設備管理の第一の手段は、イオン交換と濾過の終了した精製濾液中のFe含有量を、Fe迅速分析法を用いて測定することである。
About the first means of equipment management for producing zinc carbonate with low Fe content The first means of equipment management for producing zinc carbonate with low Fe content is a purified filtrate after ion exchange and filtration. It is to measure Fe content in Fe using an Fe rapid analysis method.

この測定値が、管理限界Cmg/l以下であれば引続き操業を継続し、逆に、管理限界Cmg/lを上回れば直ちに操業を停止し、イオン交換工程以降の溶液を処理する設備の溶液が接する部分を、少なくとも溶解に用いる溶媒にて共洗いをする。   If the measured value is less than the control limit Cmg / l, the operation is continued. Conversely, if the measured value exceeds the control limit Cmg / l, the operation is stopped immediately, and the solution of the equipment for processing the solution after the ion exchange step is obtained. The contacted part is washed with at least a solvent used for dissolution.

Fe含有量が高い精製液、精製濾液が接した配管、槽や濾過装置などの機器内面には、Feの高い精製液、精製濾液が残留している可能性が否定できない。前述のように異常精製液自体を返送、再精製すればその異常精製液自体は救済できるが、操業をそのまま継続すると、その後の生産ロットに関して、装置内や配管内に残留しているFeの高い精製液、精製濾液により二次汚染が起きる可能性も有る。これを防ぐことが、Fe含有の少ない炭酸亜鉛を製造するための設備管理の要点である。   There is no denying the possibility that a refined liquid with a high Fe content, a refined liquid with a high Fe content, a refined filtrate with a high Fe content remain on the inner surfaces of equipment such as piping, tanks and filtration devices. If the abnormal purified solution itself is returned and repurified as described above, the abnormal purified solution itself can be relieved, but if the operation is continued as it is, the remaining Fe in the apparatus and piping is high in the subsequent production lot. There is a possibility that secondary contamination will occur due to the purified liquid and the purified filtrate. Preventing this is the main point of equipment management for producing zinc carbonate containing less Fe.

設備の溶液が接する部分に残留しているFeの高い精製液、精製濾液を洗い流す手段は特に制限されない。浄水・純水・酸その他の薬剤洗浄などや、溶解に用いる溶媒など、効果がある方法なら全て採用できる。   There is no particular limitation on the means for washing away the high-purity refined liquid and refined filtrate remaining in the part in contact with the equipment solution. Any effective method, such as clean water, pure water, acid or other chemical cleaning, or solvent used for dissolution, can be used.

ただし、少なくとも洗浄の最終仕上げには、溶解に用いるのと同じ組成の溶媒を用いる必要がある。その最終洗浄用の共洗い用の溶媒は、まだ亜鉛等を溶解していない未使用の溶媒を用いる。溶解・精製時にこの組成の溶媒にFeが溶解するから、最終段階でまだ何らかのFeの残留分が有っても共洗い溶媒にて洗うことにより確実に残留Fe分を溶解洗浄できる。かつ酸、その他の洗浄薬剤などからの製品汚染を防止できる。 However, at least for the final finishing of washing, it is necessary to use a solvent having the same composition as that used for dissolution. As the final washing solvent for washing, an unused solvent that has not yet dissolved zinc or the like is used. Since Fe is dissolved in the solvent of this composition at the time of dissolution / purification, even if there is some residual Fe in the final stage, the residual Fe can be reliably dissolved and washed by washing with a co-washing solvent. In addition, product contamination from acids and other cleaning chemicals can be prevented.

設備管理の方法に用いるFe分析方法について
通常であれば前述の操業管理に用いるFe分析の結果をそのまま用いて設備管理を行うが、設備管理のみを目的に分析を行なうことも可能である。その際は、操業管理に用いるFe分析方法と同様に、短時間にFeを分析できる分析方法ならその方法は問わない。短時間に結果が得られないと、異常状態の可能性のある設備を是正することが遅れて異常製品が生じる可能性が高くなる。
About the Fe analysis method used for the facility management method Normally, the facility management is performed using the result of the Fe analysis used for the operation management as it is. However, the analysis can be performed only for the facility management. In that case, as long as it is an analysis method which can analyze Fe in a short time similarly to the Fe analysis method used for operation management, the method is not ask | required. If the result cannot be obtained in a short time, the possibility of producing an abnormal product increases with a delay in correcting equipment that may be in an abnormal state.

Fe含有の少ない炭酸亜鉛を製造するための第二の設備管理の手段について
前述のFe含有量の少ない炭酸亜鉛を製造するための設備管理の第一の方法における操業時に異常の認識を行う分析対象を、イオン交換と濾過の終了した精製濾液でなく、製品炭酸亜鉛とすることが第二の設備管理の手段である。
Regarding the second facility management means for producing zinc carbonate with low Fe content Analytical object for recognizing abnormalities during operation in the above-mentioned first method of facility management for producing zinc carbonate with low Fe content The second facility management means is to use product zinc carbonate instead of the purified filtrate after ion exchange and filtration.

この設備管理方法は、イオン交換と濾過工程終了の時点ではFe含有値に異常がなく、それ以降の工程で外部からのFe分を含む汚染物が侵入したことが原因で発生する設備汚染を検出するための方法である。外部からの汚染の例は、濾過装置の濾過体交換時の汚染、晶析用の蒸気の汚染などがある。   This equipment management method detects the equipment contamination that occurs due to the intrusion of contaminants containing Fe from the outside in the subsequent processes without any abnormalities in the Fe content at the end of the ion exchange and filtration process. It is a method to do. Examples of contamination from the outside include contamination at the time of replacement of the filter of the filtration device, contamination of vapor for crystallization, and the like.

異常を認識するための管理限界は、製品結晶の0.001質量%が妥当である。その理由は、製品炭酸亜鉛のFe品位はppm一桁レベルが要求されており、かつそのための製造プロセスが出来ている中で、正常な操業管理、設備管理状態が行われている限り0.001質量%以上となることは有りえないためである。   The control limit for recognizing the abnormality is reasonable 0.001% by mass of the product crystal. The reason is that the Fe grade of the product zinc carbonate is required to be in the single digit level of ppm, and 0.001 as long as the normal operation management and equipment management state are performed in the manufacturing process for that purpose. This is because it cannot be more than mass%.

前記第一とこの第二の設備管理の方法は、分析対象の形態が液体と固体であること、それに伴っての管理値が、前者の値が、Cmg/lが1.5mg/lであり、後者の結晶の場合が0.001質量%である点を除けば、異常時の処置方法そのものは、この第二の設備管理の方法と前述の第一の設備管理の方法とはとくに差はない。   In the first and second equipment management methods, the form of the analysis object is liquid and solid, the management value associated therewith is the former value, and Cmg / l is 1.5 mg / l. Except for the fact that the latter crystal is 0.001% by mass, the treatment method at the time of abnormality is not particularly different between the second facility management method and the first facility management method described above. Absent.

第二の設備管理のためのFe分析について
第二の設備管理においては分析対象が製品炭酸亜鉛結晶である。この場合においても、結晶を炭酸アンモニウム溶媒によって適切な濃度に溶解すれば、比色法など分析手法も前述の操業管理および第一の設備管理の方法に用いるオンサイトの迅速分析の方法が適用できる。勿論、結晶を溶解しないで、直接オンサイトの迅速分析する方法も適用できる。
Regarding the Fe analysis for the second facility management In the second facility management, the analysis object is the product zinc carbonate crystal. Even in this case, if the crystals are dissolved in an appropriate concentration with an ammonium carbonate solvent, the on-site rapid analysis method used for the above-described operation management and first facility management method can be applied to the analytical method such as the colorimetric method. . Of course, a direct on-site rapid analysis method can be applied without dissolving the crystals.

なお、製品炭酸亜鉛のFe分析は設備管理の目的のみに限定して行うことに限られない。即ち迅速との条件を満たす限り、製品炭酸亜鉛の品質管理・検定・品質保証の目的で行った分析のFe値を流用することも可能である。 Note that the Fe analysis of the product zinc carbonate is not limited to the purpose of facility management. That is, as long as the condition of rapidity is satisfied, the Fe value of the analysis performed for the purpose of quality control / certification / quality assurance of the product zinc carbonate can be used.

設備の洗浄結果の確認について
前述のイオン交換および濾過後のZn含有溶液ないし結晶炭酸亜鉛のFe含有値を迅速分析で確認し、その含有値が管理限界値から上回った異常が確認できれば、操業を停止してイオン交換工程から炭酸亜鉛を晶析処理する工程までの間の設備の溶液が接する部分を、溶解に用いる溶媒にて共洗いを行う。そして、共洗いを行った溶媒を回収してFeを分析して、Feが実質的に含まれていないことを確認した後に操業を再開する。これによって、Fe値の異常再発を確実に防止するものである。
Confirmation of equipment cleaning results Check the Fe content of the Zn-containing solution or crystalline zinc carbonate after ion exchange and filtration as described above by rapid analysis. The part where the solution of the equipment is in contact between the ion exchange step and the step of crystallizing zinc carbonate is washed with the solvent used for dissolution. Then, after the co-washed solvent is recovered and Fe is analyzed to confirm that Fe is not substantially contained, the operation is resumed. This reliably prevents abnormal recurrence of the Fe value.

異常とは、図3のように精製濾液のFe含有量がCmg/l、具体的には前述のように1.5mg/lを上回る場合、製品炭酸亜鉛結晶のFe含有量が0.001質量%を上回る場合をいう。   The abnormality means that when the Fe content of the purified filtrate is Cmg / l as shown in FIG. 3, more specifically, 1.5 mg / l as described above, the Fe content of the product zinc carbonate crystal is 0.001 mass. The case where it exceeds%.

この設備管理の手法を適用することより、Fe汚染の恐れのある設備の溶液が接する部分に残留しているFe値の高い精製液、精製濾液を洗い流すことができる。この際、残留物がなくなり洗浄が完了したことを直接確認することが重要である。すなわち、洗浄を行った後で、何らかのFeの残留物が有れば最後の共洗い溶媒に溶解してくるし、逆に共洗い溶媒に溶け出すFeがないことは以降の操業時に溶解して製品を汚濁する原因が取り除かれたといえる。 By applying this facility management technique, it is possible to wash away the purified solution and purified filtrate having a high Fe value remaining in the part in contact with the solution of the facility that may be contaminated with Fe. At this time, it is important to directly confirm that the residue is gone and the cleaning is completed. That is, after washing, if there is any Fe residue, it will be dissolved in the last co-washing solvent, and conversely, there will be no Fe that dissolves in the co-washing solvent. It can be said that the cause of pollution was removed.

この設備管理によって、原料の溶解に用いる溶媒を使用して共洗いをした溶液の分析値から、Feが管理限界内の値が検出されたか否かで洗浄完了を判断し、Fe値が、図3においては、Dmg/lと表示された共洗い溶液管理限界未満にあるとき、操業再開を決定する。   By this equipment management, it is judged whether or not the cleaning is completed based on whether the value within the control limit of Fe is detected from the analysis value of the solution that has been co-washed using the solvent used for dissolving the raw material. In 3, the operation resumption is determined when the value is below the limit value of the co-wash solution management indicated as Dmg / l.

前述の実質的に含まれないとは、用いる分析法で検出されないことであり、具体的にはその分析方法での検出下限値(図3ではDmg/lと表示、具体的な値は用いる分析方法により定まる) 未満になることである。   The fact that it is not substantially contained means that it is not detected by the analysis method used. Specifically, the lower limit of detection by the analysis method (shown as Dmg / l in FIG. 3, the specific value is the analysis used). Is determined by the method).

もし共洗い溶液管理限界値以上のFe値が検出された場合には、さらに、何らかの洗浄を追加した後か、そのまま直ちに、溶解に用いる溶媒にて再度共洗いを行って、その液を回収して再度Fe分析を行ない、その結果により操業再開可否を決定する。 If an Fe value greater than the control limit value for the washing solution is detected, add another washing or immediately wash again with the solvent used for dissolution and recover the solution. Then, Fe analysis is performed again, and whether to resume the operation is determined based on the result.

実施例1
本発明の操業管理による炭酸亜鉛の製造方法の例として、図1に示す各工程の処理をバッチ式で行った工程管理分析方法による実施例を示す。
Example 1
As an example of the method for producing zinc carbonate by the operation management of the present invention, an embodiment based on a process management analysis method in which each process shown in FIG.

溶解液は炭酸アンモニウム120g/l、アンモニア120g/l溶液を用い、イオン交換後の濾過は、1μの濾過エレメントを用いたケーキ濾過方式であった。 The solution was a solution of ammonium carbonate 120 g / l and ammonia 120 g / l, and the filtration after ion exchange was a cake filtration method using a 1 μ filter element.

工程管理のFe分析としては、比較的簡単で迅速かつ安価に行なえるチオシアン酸塩による吸光光度法を用いた。Feを完全酸化後に、チオシアン酸カリウムを加えて発色させ、470nmの波長を中心とする卓上型の分光光度計で、値既知のサンプルと比色測定を行った。 As the Fe analysis for process control, an absorptiometric method using thiocyanate which is relatively simple, quick and inexpensive can be used. After complete oxidation of Fe, color was developed by adding potassium thiocyanate, and colorimetric measurement was performed with a sample with a known value using a desktop spectrophotometer centered at a wavelength of 470 nm.

本実施例においては、イオン交換反応およびその後の濾過により得られた精製濾液に、前記のチオシアン酸カリウムによる工程管理分析を行なった。その結果、Fe値が1.5mg/lを上回ったA3ロットはイオン交換をやり直してFe値を低減した後に後工程へ送り製品化した。   In this example, the process control analysis using the potassium thiocyanate was performed on the purified filtrate obtained by the ion exchange reaction and subsequent filtration. As a result, the A3 lot in which the Fe value exceeded 1.5 mg / l was subjected to ion exchange again to reduce the Fe value, and then sent to the subsequent process for commercialization.

一方、比較例1,2は、上記実施例と同じ溶解液を使用し、イオン交換後の濾過も上記実施例と同じ1μの濾過エレメントを用いた。 On the other hand, Comparative Examples 1 and 2 used the same solution as in the above example, and filtration after ion exchange also used a 1 μm filter element as in the above example.

比較例1は、工程管理分析を行なったが、分析結果に関わらずそのまま全ロットとも製品化した例を示し、比較例2は濾過後にFe分析を行なわず全ロットともそのまま製品化した例を示す。 Comparative Example 1 shows an example in which the process control analysis was performed, but all lots were commercialized as they were regardless of the analysis results, and Comparative Example 2 shows an example in which all lots were commercialized as they were without Fe analysis after filtration. .

何れの場合も、製品炭酸亜鉛は、品質管理のための製品検定分析として、高精度のICP分析を行なった。 In any case, the product zinc carbonate was subjected to high-precision ICP analysis as a product certification analysis for quality control.

これらの結果を表1に示す。同表に示すとおり、1.5mg/l以下は予定通り製造継続、1.6mg/lのロットを再精製した本実施例の場合のAは、3ロットとも製品炭酸亜鉛のFe分析値は0.001%をクリアーしたが、1.6mg/lのロットを再精製しなかった比較例1のBと、精製後濾液の分析を行なわなかった比較例2のCは共に、1ロットの製品炭酸亜鉛Fe分析値が管理限界値を外れた。 These results are shown in Table 1. As shown in the table, 1.5 mg / l or less is continuously produced as planned, and in the case of this example where a 1.6 mg / l lot was re-purified, the Fe analysis value of the product zinc carbonate is 0 in all three lots. Both B of Comparative Example 1 which cleared 0.001% but did not re-purify the 1.6 mg / l lot and C of Comparative Example 2 which did not analyze the filtrate after purification were both produced in one lot of product carbonic acid. The analysis value of zinc Fe deviated from the control limit value.

以上の結果から、図2においてCmg/lと表示した管理限界値は、1.5mg/lが好適であると判断された。 From the above results, it was determined that 1.5 mg / l is suitable as the control limit value indicated as Cmg / l in FIG.

Figure 0005622090
Figure 0005622090

実施例2
実施例2として、本発明の設備管理を適用した炭酸亜鉛の製造方法の例を示す。
Example 2
As Example 2, the example of the manufacturing method of the zinc carbonate to which the equipment management of this invention is applied is shown.

イオン交換反応およびその後の濾過により得られた精製濾液のFe分析で、Feの管理限界値を超える異常があった場合に、イオン交換工程以降の溶液を処理する設備の溶液が接する部分の洗浄を行った本発明の実施例と、この洗浄を行わなかった比較例とを比べた。   In the Fe analysis of the purified filtrate obtained by the ion exchange reaction and the subsequent filtration, when there is an abnormality exceeding the Fe control limit value, the portion where the solution of the equipment for treating the solution after the ion exchange step comes into contact is washed. The example of the present invention that was performed was compared with the comparative example in which this cleaning was not performed.

洗浄は、イオン交換工程から炭酸亜鉛を晶析処理する工程までの間の設備の溶液が接する部分を希硫酸で、次に純水で洗い、その後、溶解に用いる溶媒で共洗いを行った。   Washing was carried out by washing the part in contact with the equipment solution from the ion exchange step to the step of crystallizing zinc carbonate with dilute sulfuric acid and then with pure water, and then co-washing with the solvent used for dissolution.

結果を表2に示す。同表において、ロット番号x、x’、x+1,x+2は、本発明の実施例の各ロットを示す。この実施例では、ロットxにて精製後の濾液Fe値が2.2mg/lと管理限界値1.5mg/lを上回ったので操業を中断して、精製液が接する設備内面を、溶媒共洗いを含む洗浄を行った。然る後にロットxの再精製から操業を再開した。再精製後のロットx’を含め、次ロットx+1、次々ロットx+2何れも製品炭酸亜鉛のFe値は0.001%以下となり合格した。   The results are shown in Table 2. In the table, lot numbers x, x ', x + 1, and x + 2 indicate each lot according to the embodiment of the present invention. In this example, the filtrate Fe value after purification in lot x exceeded 2.2 mg / l and the control limit value 1.5 mg / l, so the operation was interrupted and the inner surface of the equipment in contact with the purified liquid was separated from the solvent. Washing including washing was performed. Thereafter, the operation was resumed from repurification of lot x. Both the next lot x + 1 and the subsequent lot x + 2 including the re-purified lot x 'passed the product zinc carbonate with an Fe value of 0.001% or less.

ロット番号yから始まる比較例では、異常後の設備洗浄を行わなかったので、イオン交換反応が異常であったロットの次のロットまで僅かだが汚染影響が残った。具体的には、ロットyにて精製後の濾液Fe値が2.0mg/lと管理限界値1.5mg/lを上回ったので再精製を行った。再精製後のロットy’は、精製濾液のFe値が1.3mg/lと管理限界値1.5mg/l以下と成っているにも係わらず、製品炭酸亜鉛のFe含有量が0.0011%と管理値を上回った。これは槽や配管内を洗浄しなかったので、高Feの汚染物質が残留していることの影響を受けたためと理解された。   In the comparative example starting from the lot number y, since the equipment was not cleaned after the abnormality, there was a slight contamination effect up to the lot next to the lot where the ion exchange reaction was abnormal. Specifically, since the filtrate Fe value after purification in lot y exceeded 2.0 mg / l and the control limit value 1.5 mg / l, repurification was performed. Lot y ′ after repurification has an Fe content of the product zinc carbonate of 0.0011 even though the Fe value of the purified filtrate is 1.3 mg / l and the control limit value is 1.5 mg / l or less. % And above the control value. It was understood that this was because the inside of the tank and the piping was not cleaned, and was affected by the high Fe contaminants remaining.

Figure 0005622090
Figure 0005622090

実施例3
次に精製濾液でFe値に異常がなくても、以降の工程で外部からのFe混入と推定される製品炭酸亜鉛のFe値異常の場合の本発明の適用の例を示す。本実施例は設備管理の第二の例である。その結果を表3に示す。
Example 3
Next, even if there is no abnormality in the Fe value in the purified filtrate, an example of application of the present invention in the case of an abnormality in the Fe value of the product zinc carbonate, which is estimated to be Fe contamination from the outside in the subsequent steps, is shown. This embodiment is a second example of facility management. The results are shown in Table 3.

本実施例での設備管理のための分析は、サンプリングした製品結晶を操業に用いる溶媒に溶解し、前述の吸光光度法でFe値の測定を行った。なお溶媒の組成は前述の実施例1で用いたものと同一である。   In the analysis for facility management in this example, the sampled product crystals were dissolved in the solvent used for the operation, and the Fe value was measured by the absorptiometry described above. The composition of the solvent is the same as that used in Example 1 above.

この実施例では、ロット番号pにて製品炭酸亜鉛のFe値の管理限界値以上の異常が発見された直後に操業を止めて、イオン交換工程から炭酸亜鉛を晶析処理する工程までの間の設備の溶液が接する部分を希硫酸、純水洗浄の後、溶解に用いる溶媒と同組成の溶媒新液にて共洗いをした。   In this example, the operation is stopped immediately after the abnormality exceeding the control limit value of the Fe value of the product zinc carbonate is found in the lot number p, and from the ion exchange process to the process of crystallizing zinc carbonate. The part in contact with the solution of the equipment was washed with dilute sulfuric acid and pure water, and then washed with a new solvent having the same composition as the solvent used for dissolution.

また、分析値が明らかになった時点で、イオン交換後の濾過完了後、晶析工程までの間にあった仕掛中のロット(p+1)とその次のロット(p+2)は、再精製を行った。   At the time when the analytical value became clear, the lot (p + 1) in process and the next lot (p + 2) that were in the period from the completion of filtration after ion exchange to the crystallization step were re-purified.

この処置により、異常が発見されたロット(ロット番号p)以外の、ロット(ロット番号p+1以降)は、全て合格となった。表3の数値のうち()付きの数値は再精製後の値であることを示す。   As a result of this treatment, all lots (lot number p + 1 and later) other than the lot (lot number p) in which an abnormality was found passed. Of the numerical values in Table 3, numerical values with () indicate values after re-purification.

一方、比較例である別のタイミングで発生した製品炭酸亜鉛のFe値が管理限界値を超える異常のケース(ロットq)では洗浄処理を行わなかった。その結果、管理限界を超えたFe汚染がq+1以降のロットに継続して、それらのロットが不合格となった。   On the other hand, the cleaning treatment was not performed in an abnormal case (lot q) in which the Fe value of the product zinc carbonate generated at another timing as a comparative example exceeded the control limit value. As a result, Fe contamination exceeding the control limit continued in q + 1 and subsequent lots, and those lots were rejected.

Figure 0005622090
Figure 0005622090

Claims (4)

(NHCOおよびNHOHを含む炭酸アンモニウム溶液に、製鉄において発生するZn含有ダスト、または、その他のZn含有発生物を溶解し、金属Znの添加によるイオン交換反応と濾過による固体分離により、溶液中の不純物を低減した後に、溶液より炭酸亜鉛を晶析させる炭酸亜鉛の製造方法において、
前記イオン交換した溶液を濾過したのちのZn含有溶液を、オンサイトにおいてFe迅速分析法を用いて定期的に分析し、その結果のFe含有量実績値をFe管理限界値1.5mg/lと対比し、Fe含有量実績値が前記Fe管理限界値を上回る異常値である場合、前記炭酸亜鉛の晶析工程前の仕掛りのZn含有溶液に、再度金属Znを添加し、イオン交換反応および濾過をやり直すことによって炭酸亜鉛のFe含有量を低減する炭酸亜鉛の製造方法。
In an ammonium carbonate solution containing (NH 4 ) 2 CO 3 and NH 4 OH, a Zn-containing dust or other Zn-containing product generated in iron making is dissolved, and an ion exchange reaction by adding metal Zn and a solid by filtration In the method for producing zinc carbonate in which zinc carbonate is crystallized from the solution after reducing impurities in the solution by separation,
The Zn-containing solution after filtering the ion-exchanged solution is periodically analyzed on-site using an Fe rapid analysis method, and the resulting Fe content actual value is set to 1.5 mg / l as a Fe management limit value. In contrast, when the Fe content actual value is an abnormal value exceeding the Fe management limit value, metal Zn is added again to the in-process Zn-containing solution before the crystallization process of zinc carbonate, and ion exchange reaction and A method for producing zinc carbonate in which the Fe content of zinc carbonate is reduced by re-filtering .
(NH CO およびNH OHを含む炭酸アンモニウム溶液に、製鉄において発生するZn含有ダスト、または、その他のZn含有発生物を溶解し、金属Znの添加によるイオン交換反応と濾過による固体分離により、溶液中の不純物を低減した後に、溶液より炭酸亜鉛を晶析させる炭酸亜鉛の製造方法において、
前記イオン交換した溶液を濾過したのちのZn含有溶液を、オンサイトにおいてFe迅速分析法を用いて定期的に分析し、その結果のFe含有量実績値をFe管理限界値1.5mg/lと対比し、Fe含有量実績値が前記Fe管理限界値を上回る異常値である場合、炭酸亜鉛の製造設備の操業を停止し、イオン交換工程から炭酸亜鉛を晶析処理する工程までの間の設備の溶液が接する部分を、溶解に用いる溶媒を使用して共洗いを行い炭酸亜鉛の純度を高める炭酸亜鉛の製造方法。
In an ammonium carbonate solution containing (NH 4 ) 2 CO 3 and NH 4 OH, a Zn-containing dust or other Zn-containing product generated in iron making is dissolved, and an ion exchange reaction by adding metal Zn and a solid by filtration In the method for producing zinc carbonate in which zinc carbonate is crystallized from the solution after reducing impurities in the solution by separation,
The Zn-containing solution after filtering the ion-exchanged solution is periodically analyzed on-site using an Fe rapid analysis method, and the resulting Fe content actual value is set to 1.5 mg / l as a Fe management limit value. In contrast, when the actual Fe content value is an abnormal value exceeding the Fe control limit value, the operation of the zinc carbonate production facility is stopped, and the equipment from the ion exchange step to the step of crystallizing zinc carbonate is performed. The manufacturing method of zinc carbonate which raises the purity of zinc carbonate by co-washing the part which the solution contact | connects using the solvent used for melt | dissolution .
(NH(NH 4 ) 2 COCO 3 およびNHAnd NH 4 OHを含む炭酸アンモニウム溶液に、製鉄において発生するZn含有ダスト、または、その他のZn含有発生物を溶解し、金属Znの添加によるイオン交換反応と濾過による固体分離により、溶液中の不純物を低減した後に、溶液より炭酸亜鉛を晶析させる炭酸亜鉛の製造方法において、Impurities in the solution were reduced by dissolving Zn-containing dust generated in iron making or other Zn-containing products in an ammonium carbonate solution containing OH, and solid separation by ion exchange reaction and filtration by adding metal Zn. Later, in a method for producing zinc carbonate in which zinc carbonate is crystallized from a solution,
製品である晶析した炭酸亜鉛をオンサイトにおいてFe迅速分析法によって、定期的に分析し、その結果のFe含有量の管理限界値を0.001質量%とし、Fe含有量がこれを上回れば、操業を停止し、イオン交換工程から炭酸亜鉛を晶析処理する工程までの間の設備の溶液が接する部分を、溶解に用いる溶媒によって共洗いを行い炭酸亜鉛の純度を高める炭酸亜鉛の製造方法。  If the product crystallized zinc carbonate is periodically analyzed on-site by the Fe rapid analysis method, the control limit value of the resulting Fe content is 0.001% by mass, and if the Fe content exceeds this, The method for producing zinc carbonate is to increase the purity of zinc carbonate by stopping the operation and washing the part in contact with the equipment solution between the ion exchange step and the step of crystallizing zinc carbonate with a solvent used for dissolution. .
前記共洗いを行った溶媒を回収して、その溶媒をオンサイトで行えるFe迅速分析法を用いて分析し、Feが実質的に含まれていないことを確認したのち、操業を再開する請求項2または3に記載の炭酸亜鉛の製造方法。 Claims for recovering the co-washed solvent, analyzing the solvent using an on-site Fe rapid analysis method, confirming that Fe is not substantially contained, and then restarting the operation. The method for producing zinc carbonate according to 2 or 3 .
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