JP6651372B2 - Method for treating Sb-containing residue - Google Patents
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Description
本発明は、Sb含有残渣の処理方法に関する。 The present invention relates to a method for treating an Sb-containing residue.
近年、非鉄金属製錬事業において、リサイクル原料の比率が高まり、付随する希少有価物を効率的に分離回収する必要性が高まっている。アンチモン(Sb)は、電子基板屑等の発火を防ぐための難燃助剤として添加されており、銅製錬工程へのインプット量が増えてきている金属の一つである。 In recent years, in the nonferrous metal smelting business, the ratio of recycled materials has increased, and the need to efficiently separate and collect accompanying rare resources has increased. Antimony (Sb) has been added as a flame-retardant aid for preventing ignition of electronic substrate debris and the like, and is one of the metals whose input to the copper smelting process is increasing.
アンチモンは溶錬工程でマットとスラグへと分配され、その後、マットは精製されアノードに鋳造される。アノードは電解工程で電気分解されるが、電気分解の際、アノードが含有するアンチモンの一部が電解液へと溶出し、残りが不溶性のアンチモン化合物として銅電解澱物へと分配される。銅電解澱物には貴金属が濃縮されているため、銅電解澱物の処理過程で発生したアンチモンを含む残渣は、貴金属の逸損を防ぐ目的で溶錬工程へ再投入される。 Antimony is distributed to the mat and slag in a smelting process, after which the mat is refined and cast into an anode. The anode is electrolyzed in the electrolysis step. During the electrolysis, part of the antimony contained in the anode is eluted into the electrolytic solution, and the remainder is distributed to the copper electrolytic deposit as an insoluble antimony compound. Since the noble metal is concentrated in the copper electrolytic deposit, the residue containing antimony generated in the process of treating the copper electrolytic deposit is returned to the smelting process in order to prevent loss of the noble metal.
湿式法による銅電解澱物の処理工程では、まず銅電解澱物を硫酸浴中で酸化浸出して銅を分離する。次に、脱銅した銅電解澱物を塩酸と過酸化水素とにより浸出し、金、白金、パラジウム、セレン、テルル、アンチモン、鉛を溶解し、銀を塩化銀として分離して鉄により還元する(特許文献1〜2)。 In the process of treating a copper electrolytic deposit by a wet method, first, copper is separated by oxidizing and leaching the copper electrolytic deposit in a sulfuric acid bath. Next, the decoppered copper electrolytic precipitate is leached with hydrochloric acid and hydrogen peroxide to dissolve gold, platinum, palladium, selenium, tellurium, antimony, and lead, and to separate silver as silver chloride and reduce it with iron. (Patent Documents 1 and 2).
塩化銀を分離した塩化浸出後液については、後工程において槽内や配管内で不純物が析出するのを避けるため、また製品の品質を高めるため、事前に塩酸濃度と液温とを下げることで、アンチモン、鉛、テルルの溶解度を下げ、生成した析出物を分離する。アンチモン、鉛、テルルの析出物は、アルカリ浸出工程でテルルを溶解し、硫酸で中和することで粗二酸化テルルを回収する。アンチモンと鉛は溶解せず残渣として回収され自溶炉へ再投入される(特許文献3)。 For the chloride leaching solution from which silver chloride has been separated, the hydrochloric acid concentration and the liquid temperature must be lowered in advance to avoid the precipitation of impurities in the tank and piping in the subsequent process and to improve the quality of the product. , Lowers the solubility of antimony, lead and tellurium and separates the precipitates formed. Precipitates of antimony, lead and tellurium are dissolved in the alkaline leaching step and neutralized with sulfuric acid to recover crude tellurium dioxide. Antimony and lead are not dissolved but are collected as a residue and re-input to the flash furnace (Patent Document 3).
塩化浸出後液からアンチモン、鉛、テルルを分離した濾液からは、金、白金、パラジウム、セレン、テルルなどが各々分離回収される。一方、分離できなかった成分を含む排液は中和された後、自溶炉へ再投入される(特許文献1〜2)。 Gold, platinum, palladium, selenium, tellurium, etc. are separated and recovered from the filtrate obtained by separating antimony, lead, and tellurium from the solution after the chlorination leaching. On the other hand, the effluent containing the components that could not be separated is neutralized and then re-input into the flash furnace (Patent Documents 1 and 2).
塩化浸出工程では、アンチモンの一部が塩化銀へと分配されてしまうため、次の析出工程でアンチモンの回収率が下がってしまう。 In the chloride leaching step, a part of antimony is distributed to silver chloride, so that the recovery rate of antimony decreases in the next precipitation step.
また、アルカリ浸出工程では、テルルを浸出後の、アンチモンを含むアルカリ浸出残渣が自溶炉へと再投入されており、溶錬工程へのアンチモンの再投入量が増加してしまう。 Further, in the alkali leaching step, the alkali leaching residue containing antimony after leaching tellurium is recharged into the flash smelting furnace, and the recharged amount of antimony to the smelting step increases.
本発明は上記の課題に鑑み、Sb含有残渣からのSb回収効率を向上させる、Sb含有残渣の処理方法を提供すること目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a method for treating an Sb-containing residue that improves the Sb recovery efficiency from the Sb-containing residue.
本発明に係るSb含有残渣の処理方法は、銅製錬工程の銅電解澱物を脱銅浸出したSb含有残渣を塩酸と過酸化水素とにより塩化浸出し、塩化浸出反応時の塩酸濃度が4mol/Lを上回るように調整する工程と、塩化浸出後液から塩化銀を分離し、塩化銀を分離後のアンチモンを含む塩化浸出後液を、希釈して塩酸濃度が4mol/L以下となるように調整して、鉛とアンチモンとを含む析出物を沈殿させる工程と、前記析出物をアルカリ浸出後、固液分離により鉛とアンチモンを含むアルカリ浸出残渣を得る工程とを有することを特徴とする。 In the method for treating an Sb-containing residue according to the present invention, the Sb-containing residue obtained by decoppering and leaching the copper electrolytic deposit in the copper smelting step is chlorinated and leached with hydrochloric acid and hydrogen peroxide, and the hydrochloric acid concentration during the chlorination leaching reaction is 4 mol / mol. L and a step of adjusting the concentration to exceed L, separating silver chloride from the solution after chloride leaching, and diluting the solution after chloride leaching containing antimony after the separation of silver chloride so that the hydrochloric acid concentration becomes 4 mol / L or less. It is characterized by comprising a step of adjusting and depositing a precipitate containing lead and antimony, and a step of obtaining an alkali leaching residue containing lead and antimony by solid-liquid separation after the precipitate is leached with alkali .
この場合において、塩化浸出反応時の塩酸濃度が5mol/L以上となるように調整してもよい。前記塩化銀を分離後のアンチモンを含む塩化浸出後液を、塩酸濃度が3mol/L以下となるように調整してもよい。 In this case, the concentration may be adjusted so that the hydrochloric acid concentration during the chloride leaching reaction is 5 mol / L or more. The solution after chloride leaching containing antimony after the separation of silver chloride may be adjusted so that the concentration of hydrochloric acid is 3 mol / L or less.
前記塩化銀を分離後のアンチモンを含む塩化浸出後液を冷却してもよい。この場合、前記塩化銀を分離後のアンチモンを含む塩化浸出後液を液温が50℃未満となるよう冷却してもよい。または、前記塩化銀を分離後のアンチモンを含む塩化浸出後液を液温が25℃以下となるよう冷却してもよい。 The liquid after chloride leaching containing antimony after separation of the silver chloride may be cooled. In this case, the solution after the chloride leaching containing antimony after the separation of the silver chloride may be cooled so that the solution temperature is less than 50 ° C. Alternatively, the solution after chloride leaching containing antimony after separation of the silver chloride may be cooled so that the solution temperature is 25 ° C. or lower .
本発明に係るSb含有残渣の処理方法によれば、Sb含有残渣からのSb回収効率を向上させることができる。 According to the method for treating an Sb-containing residue according to the present invention, the efficiency of recovering Sb from the Sb-containing residue can be improved.
図1は、銅電解澱物の処理工程を表す工程図である。図1で例示するように、出発原料は、銅電解澱物である。 FIG. 1 is a process chart showing a process of treating a copper electrolytic deposit. As illustrated in FIG. 1, the starting material is a copper electrolytic deposit.
(脱銅工程)
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、空気を吹き込み酸化浸出することで、銅電解澱物が脱銅される。銅電解澱物中のアンチモン(Sb)は酸化物となり、脱銅した澱物中に留まる。
(Copper removal process)
Various valuable substances are concentrated in the copper electrolytic deposit. This copper electrolytic deposit is repulped into a sulfuric acid bath, and air is blown in to oxidize and leach, whereby the copper electrolytic deposit is decopperized. Antimony (Sb) in the copper electrolytic precipitate becomes an oxide and remains in the decopperized precipitate.
(塩化浸出工程)
脱銅した澱物に対しては、塩酸と過酸化水素とによる塩化浸出を行う。以下の化学反応式に示すとおり、アンチモンは過酸化水素と反応し溶解する。
H3SbO3+H2O2→H3SbO4+H2O
塩化物沈殿を生じる金属としては銀、鉛、及びアンチモンがある。
(Chlorination leaching process)
The decoppered precipitate is subjected to chloride leaching with hydrochloric acid and hydrogen peroxide. As shown in the following chemical reaction formula, antimony reacts and dissolves with hydrogen peroxide.
H 3 SbO 3 + H 2 O 2 → H 3 SbO 4 + H 2 O
Metals that cause chloride precipitation include silver, lead, and antimony.
塩酸濃度が4mol/Lを上回ると、アンチモン及び鉛の溶解度が非常に大きくなる。そこで、塩化浸出反応時の塩酸濃度を4mol/Lを上回るように調整する。それにより、アンチモン及び鉛と塩化銀との分離性を良くすることができる。塩化浸出反応時の塩酸濃度を4mol/Lを上回るように調整することで、塩化浸出後液の塩酸濃度も4mol/Lを上回るようになる。それにより、塩化浸出後液においても、アンチモンを溶解させておくことができる。なお、塩化浸出反応時の塩酸濃度は、5mol/L以上が好ましく、6mol/L以上がより好ましい。 When the hydrochloric acid concentration exceeds 4 mol / L, the solubility of antimony and lead becomes very large. Therefore, the concentration of hydrochloric acid during the chlorination leaching reaction is adjusted so as to exceed 4 mol / L. Thereby, the separability between silver and antimony and lead can be improved. By adjusting the hydrochloric acid concentration during the chlorination leaching reaction to exceed 4 mol / L, the hydrochloric acid concentration of the solution after chlorination leaching also exceeds 4 mol / L. Thereby, antimony can be dissolved even in the solution after leaching with chloride. In addition, the hydrochloric acid concentration during the chlorination leaching reaction is preferably 5 mol / L or more, more preferably 6 mol / L or more.
塩化銀とアンチモンとの分離は、塩化浸出後液の温度が高いほど分離性が良くなるため、50℃以上に保持しながら行うと効果が高い。 Separation of silver chloride and antimony is more effective when the temperature is higher than 50 ° C., since the higher the temperature of the solution after leaching of chloride, the better the separation.
(析出工程)
次に、塩化浸出後液から塩化銀を分離し、塩化銀を分離後の塩化浸出後液の塩酸濃度を希釈等により4mol/L以下になるよう調整する。これにより、鉛及びアンチモンの溶解度が小さくなり、鉛及びアンチモンが沈殿析出する。なお、塩化銀を分離後の塩化浸出後液の塩酸濃度は、3mol/L以下が好ましく、2mol/L以下がより好ましい。さらに、塩化浸出後液を冷却してもよい。この場合、冷却による塩化浸出後液の液温は50℃未満が好ましく、25℃以下がより好ましく、5℃以下がさらに好ましい。これにより、鉛及びアンチモンの溶解度をさらに小さくすることができる。冷却による塩化浸出後液の温度に特に下限はなく、塩化浸出後液が凍結しない範囲であればよい。塩化浸出後液から沈殿析出した析出物をX線回折分析した結果、鉛の形態は塩化鉛、アンチモンの形態は酸化物、あるいはテルル化合物であると推定される。
(Deposition process)
Next, silver chloride is separated from the solution after chloride leaching, and the hydrochloric acid concentration of the solution after chloride leaching after separation of silver chloride is adjusted to 4 mol / L or less by dilution or the like. As a result, the solubility of lead and antimony decreases, and lead and antimony precipitate. In addition, the hydrochloric acid concentration of the solution after the chloride leaching after separating silver chloride is preferably 3 mol / L or less, more preferably 2 mol / L or less. Further, the liquid after leaching with chloride may be cooled. In this case, the liquid temperature of the liquid after chlorination and leaching by cooling is preferably lower than 50 ° C, more preferably 25 ° C or lower, and further preferably 5 ° C or lower. Thereby, the solubility of lead and antimony can be further reduced. There is no particular lower limit on the temperature of the solution after chlorination and leaching by cooling, and it may be in a range where the solution after chlorination and leaching does not freeze. As a result of X-ray diffraction analysis of a precipitate precipitated from the solution after the leaching of chloride, it is estimated that the form of lead is lead chloride and the form of antimony is an oxide or a tellurium compound.
(アルカリ浸出)
析出した、鉛とアンチモンとを含む析出物は、テルルやセレンを含有している。このためアルカリ浸出を施し、テルルとセレンを溶解分離する。浸出条件は、30〜60g/LのNaOHからなる80℃のアルカリ溶液で浸出するのがよい。スラリー濃度は100〜200g/Lであり、かつ浸出時間が2〜4時間である。この方法により、セレンとテルルを浸出することができ、浸出残渣中にアンチモンを濃縮することができる(特許文献3)。この浸出残渣がアルカリ浸出残渣である。
(Alkaline leaching)
The deposited precipitate containing lead and antimony contains tellurium and selenium. For this purpose, alkali leaching is performed to dissolve and separate tellurium and selenium. The leaching condition is preferably leaching with an 80 ° C. alkaline solution composed of 30 to 60 g / L of NaOH. The slurry concentration is 100-200 g / L and the leaching time is 2-4 hours. By this method, selenium and tellurium can be leached, and antimony can be concentrated in the leaching residue (Patent Document 3). This leaching residue is an alkaline leaching residue.
(還元工程)
アルカリ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、アルカリ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。次に、乾燥後のアルカリ浸出残渣を溶解炉に投入し、アルカリ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。このとき、スラグ形成に必要なナトリウム量をアルカリ浸出残渣中のナトリウムで確保できないときは、アルカリ浸出残渣とともにソーダ灰(無水炭酸ソーダ)を投入してもよい。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、アルカリ浸出残渣に含まれるアンチモン酸ソーダ(NaSbO3)が酸化ナトリウムと酸化アンチモン(Sb2O3、Sb2O5)とに分解すると推定される。アンチモン酸ソーダ(NaSbO3)の融点が1427℃であるのに対して、Sb2O3の融点:656℃およびSb2O5の融点:380℃が低くなっている。また、Sb2O3およびSb2O5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、アルカリ浸出残渣の溶解を促進することができる。
(Reduction process)
Since the alkali leaching residue contains water, the amount of water is reduced by drying. For example, the alkali leaching residue is placed in a corrugated can or the like, and dried by a drying facility using steam heat. Next, the alkali leaching residue after drying is put into a melting furnace, and coke having a weight ratio of 0 to 10% based on the alkali leaching residue is put into the melting furnace. At this time, when the amount of sodium required for slag formation cannot be secured by the sodium in the alkaline leaching residue, soda ash (anhydrous sodium carbonate) may be added together with the alkaline leaching residue. The temperature of the melting furnace is preferably set to 1000 ° C. ± 100 ° C. In this case, the inside of the melting furnace becomes a weak reducing atmosphere. It is estimated that in a weak reducing atmosphere, sodium antimonate (NaSbO 3 ) contained in the alkali leaching residue decomposes into sodium oxide and antimony oxide (Sb 2 O 3 , Sb 2 O 5 ). The melting point of sodium antimonate (NaSbO 3 ) is 1427 ° C., whereas the melting point of Sb 2 O 3 is 656 ° C. and the melting point of Sb 2 O 5 is 380 ° C. Further, the melting points of Sb 2 O 3 and Sb 2 O 5 are lower than the melting furnace. Therefore, dissolution of the alkali leaching residue can be promoted.
また、上記コークスの添加によって、アルカリ浸出残渣を還元することができる。還元によって、アルカリ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、アルカリ浸出残渣や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、溶解炉にアルカリ浸出残渣とともに再度投入される。 Further, the addition of the coke can reduce the alkaline leaching residue. By the reduction, chlorine is removed from the chloride component in the alkali leaching residue, and separated into molten metal and molten slag. The molten metal includes Sb, Pb, Ag, and the like. The molten slag contains Se, Te, etc., together with Na, O, etc. contained in the alkali leaching residue and soda ash. Since dust generated from the melting furnace contains Sb, Pb, and the like, the dust is again charged into the melting furnace together with the alkaline leaching residue.
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。アルカリ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、アルカリ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。 The coke exists in a solid state within the temperature range of the melting furnace. If the alkali leaching residue does not dissolve, the above reduction will proceed by a solid-solid reaction. In this case, since good reactivity cannot be obtained, the reduction rate decreases. On the other hand, if the alkali leaching residue is dissolved, the above reduction proceeds by a solid-liquid reaction. In this case, since good reactivity is obtained, the reduction rate is improved.
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、溶解炉に対するアルカリ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。 If the input amount of coke is too small, the reduction reaction of Sb becomes insufficient, so that Sb may remain in the slag. On the other hand, if the input amount of coke is too large, the reduction rate of Sb may decrease. Therefore, there is an optimum range for the amount of coke charged. The inventor's earnest research has revealed that the charging amount of coke with respect to the charging amount of the alkaline leaching residue into the melting furnace is preferably 5% to 30% by weight. In this range, the distribution ratio of Sb to the molten metal is particularly high.
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、溶解炉に投入するアルカリ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。溶解炉に投入するアルカリ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。 Therefore, in order to improve the reduction rate, it is preferable to additionally add coke to the melting furnace as needed. In this case, coke is charged so that the total amount (weight ratio) of coke to the alkali leaching residue to be charged into the melting furnace is 5% to 30%. More preferably, the total amount (weight ratio) of coke with respect to the alkaline leaching residue charged into the melting furnace is 10% or more and 15% or less. The amount of coke charged in the charging step is preferably equal to or less than the amount of coke charged in the smelting reduction step. Metallic Sb obtained in this step can be “Sb containing impurities” targeted in the present embodiment. Further, it is possible to bring the molten metal into the volatilization step.
(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。
(Soda treatment process)
However, depending on the impurities and the amount of the impurities, it may not be preferable to directly bring the molten metal to the volatilization step. For example, this is a case where Se, Te, As, and the like are included in large amounts. In this case, it is necessary to soda-treat the molten metal with a caustic soda solution. By soda treatment, Se, Te, As, etc. can be separated from the molten metal as scum. Since one or more of Pb, Ag, and Bi are contained as impurities in the molten metal, the metal after the soda treatment step is brought into the volatilization step as “Sb containing impurities” targeted in the present embodiment. It is also possible to bring the molten metal into the volatilization process.
(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Sb2O3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。Sb2O3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1m2あたり51〜56Nm3/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Sb2O4,Sb6O13などの生成を抑制して、Sb2O3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。
(Volatile process)
The metal obtained by the smelting reduction and the metal obtained by the soda treatment are put into a volatilization furnace as “Sb containing impurities” and melted by heat. Further, by oxidizing the molten metal, Sb is oxidized to generate volatile Sb 2 O 3 . For example, Sb can be oxidized by blowing, blowing, or adding an oxidizing agent to the molten metal. Since Sb 2 O 3 is highly volatile, it is volatilized from the molten metal. Thereby, Sb can be recovered. For example, the temperature of the molten metal is preferably 660 ° C. to 700 ° C., and the amount of air blown to the molten metal is preferably 51 to 56 Nm 3 / h per 1 m 2 of the surface of the molten metal. More preferably, the temperature of the molten metal is 680 ° C to 700 ° C. Further, by setting the Sb concentration in the molten metal to 50 mass% or less, preferably 40 mass% or less, generation of non-volatile Sb 2 O 4 , Sb 6 O 13 and the like is suppressed, and Sb 2 O 3 is generated. Can be. When diluting the Sb concentration in the molten metal, a raw material having a low Sb quality (40 mass% or less) can be used. For example, it is preferable to use a raw material mainly composed of a low melting point metal such as Pb or Bi. However, since Pb has volatility, it is more preferable to use Bi. In addition, it is preferable that the volatile residue obtained by volatilization is returned to the melting furnace and subjected to reduction.
本実施形態によれば、銅電解澱物を脱銅浸出したSb含有残渣を塩酸と過酸化水素とにより塩化浸出し、塩化浸出反応時の塩酸濃度が常に4mol/Lを上回るように調整することで、塩化浸出後液へのアンチモンの溶解度を高めることができる。これにより、アンチモンと塩化銀との分離性を良くすることができる。すなわち、塩化銀へと分配されるアンチモンを低減することができるため、アンチモンの回収効率を向上させることができる。なお、塩化浸出反応時の塩酸濃度は、5mol/L以上が好ましく、6mol/L以上がより好ましい。 According to the present embodiment, the Sb-containing residue obtained by decoppering and leaching the copper electrolytic precipitate is leached with hydrochloric acid and hydrogen peroxide, and the concentration of hydrochloric acid during the leaching reaction is adjusted to always exceed 4 mol / L. Thus, the solubility of antimony in the liquid after chloride leaching can be increased. Thereby, the separation between antimony and silver chloride can be improved. That is, since antimony distributed to silver chloride can be reduced, the recovery efficiency of antimony can be improved. In addition, the hydrochloric acid concentration during the chlorination leaching reaction is preferably 5 mol / L or more, more preferably 6 mol / L or more.
また、本実施形態によれば、塩化浸出後液から塩化銀を分離し、塩化銀を分離後のアンチモンを含む塩化浸出後液の塩酸濃度を4mol/L以下に調整することで、塩化浸出後液へのアンチモンの溶解度を下げ、アンチモンを含む析出物を回収することができる。なお、塩化銀を分離後の塩化浸出後液の塩酸濃度は、3mol/L以下が好ましく、2mol/L以下がより好ましい。 According to the present embodiment, silver chloride is separated from the solution after chloride leaching, and the hydrochloric acid concentration of the solution after chloride leaching containing antimony containing silver chloride after separation is adjusted to 4 mol / L or less. The solubility of antimony in the liquid can be reduced, and the precipitate containing antimony can be recovered. The concentration of hydrochloric acid in the solution after leaching from silver chloride after separation of silver chloride is preferably 3 mol / L or less, more preferably 2 mol / L or less.
また、本実施形態によれば、塩化銀を分離後の塩化浸出後液を冷却することで、塩化浸出後液へのアンチモンの溶解度を更に下げ、アンチモンを含む析出物を回収することができる。なお、冷却による塩化浸出後液の液温は50℃未満が好ましく、25℃以下がより好ましく、5℃以下がさらに好ましい。 Further, according to the present embodiment, by cooling the solution after the chloride leaching after separating the silver chloride, the solubility of antimony in the solution after the chloride leaching can be further reduced, and the precipitate containing antimony can be recovered. In addition, the liquid temperature of the solution after chlorination and leaching by cooling is preferably less than 50 ° C, more preferably 25 ° C or less, and further preferably 5 ° C or less.
塩化浸出後液の塩酸濃度を予め調整した上で、80℃に加温してから、塩化アンチモン及び塩化鉛を飽和状態になるまで過剰に添加し撹拌し、その後、50℃、25℃、5℃に温度を下げていく過程でサンプリングし、溶解しているアンチモン及び鉛の濃度を測定した。また、同様の処理を塩化銀に対して行い、溶解している銀の濃度を測定した。塩酸濃度と液温とに対するアンチモンの溶解度は、表1に示すとおりである。また、塩酸濃度と液温とに対する鉛の溶解度は、表2に示すとおりである。また、塩酸濃度に対する銀の溶解度は、表3に示すとおりである。
表1及び表2に示すように、塩化浸出後液の塩酸濃度が4mol/Lを上回ると、アンチモン及び鉛の溶解度が非常に大きくなり、銅電解澱物中に含まれるアンチモンを基準物量として、塩化銀へと分配されるアンチモンは33%から19%へと低減した。 As shown in Tables 1 and 2, when the hydrochloric acid concentration of the solution after chlorination and leaching exceeds 4 mol / L, the solubility of antimony and lead becomes extremely large, and the amount of antimony contained in the copper electrolytic precipitate is defined as a reference amount. Antimony distributed to silver chloride was reduced from 33% to 19%.
一方、表3に示すように、塩化浸出後液中の銀の溶解度は、塩酸濃度が高くなるにつれて大きくなったが、塩酸濃度が4〜5mol/Lであっても銀濃度は200〜400mg/L程度であるため、塩化銀中の銀量に対して、塩化浸出後液への銀の分配率は約0.3%前後と銀の回収率には大きな影響を与えない。 On the other hand, as shown in Table 3, the solubility of silver in the solution after chlorination leaching increased as the hydrochloric acid concentration increased, but even when the hydrochloric acid concentration was 4 to 5 mol / L, the silver concentration was 200 to 400 mg / L. Since it is about L, the distribution rate of silver to the solution after the chloride leaching is about 0.3% with respect to the amount of silver in the silver chloride, which does not significantly affect the recovery rate of silver.
その後、塩化銀を分離後の塩化浸出後液の塩酸濃度を2mol/Lに調整し、液温を5℃まで冷却した。これにより、アンチモンの溶解度を小さくすることができ、回収した析出物をアルカリ浸出することで、アンチモンを濃縮した残渣を得ることができた。銅電解澱物中に含まれるアンチモンを基準物量として、残渣へと分配されるアンチモンは、63%から70%へと向上した。 Thereafter, the concentration of hydrochloric acid in the solution after chloride leaching after separation of silver chloride was adjusted to 2 mol / L, and the solution temperature was cooled to 5 ° C. As a result, the solubility of antimony could be reduced, and a residue in which antimony was concentrated could be obtained by leaching the collected precipitate with alkali. The amount of antimony distributed to the residue was increased from 63% to 70% based on the amount of antimony contained in the copper electrolytic deposit.
アルカリ浸出残渣中のアンチモンの形態は、アンチモン酸ナトリウムであり、アンチモン品位は40mass%前後であった。残渣中の鉛は水酸化鉛であると考えられ、鉛品位は10mass%前後であった。 The form of antimony in the alkali leaching residue was sodium antimonate, and the antimony grade was around 40 mass%. The lead in the residue was considered to be lead hydroxide, and the lead quality was around 10 mass%.
以上の結果によれば、塩化浸出反応時の塩酸濃度を4mol/Lを上回るように調整することで、アンチモンの回収効率を向上させることができることが明らかとなった。また、塩化銀を分離後の塩化浸出後液の塩酸濃度を4mol/L以下に調整することで、アンチモンの溶解度を下げ、アンチモンを沈殿析出させることができることが明らかとなった。さらに、塩化浸出後液を冷却することで、アンチモンの溶解度をさらに下げ、アンチモンを沈殿析出させることができることが明らかとなった。さらに、アンチモンと鉛とを含む析出物をアルカリ浸出することで、テルルを分離し、浸出残渣中のアンチモン品位を高めることができることが明らかとなった。 According to the above results, it has been clarified that the recovery efficiency of antimony can be improved by adjusting the concentration of hydrochloric acid during the chlorination leaching reaction to be more than 4 mol / L. In addition, it was clarified that by adjusting the hydrochloric acid concentration of the solution after chloride leaching after separating silver chloride to 4 mol / L or less, the solubility of antimony can be reduced and antimony can be precipitated. Furthermore, it was clarified that by cooling the solution after the chloride leaching, the solubility of antimony could be further reduced and antimony could be precipitated. Furthermore, it was found that by leaching the precipitate containing antimony and lead with alkali, tellurium can be separated and the quality of antimony in the leach residue can be increased.
また、アルカリ浸出工程によって得られたSb含有残渣を溶解炉に投入し、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、残渣に対するコークスの添加率を、重量比で、5%、10%、15%、25%として、Sbのメタルへの分配率を確認した。その結果、残渣に対するコークスの添加率が10%、15%では、80%を超えうる分配率であったが、5%、25%では、70%を下回った。 Further, the Sb-containing residue obtained by the alkali leaching step was put into a melting furnace, oxidized, and then reduced by adding coke. In the reduction, the melting furnace was maintained at 1000 ° C., and the reduction time was 8 hours. Further, the distribution ratio of Sb to the metal was confirmed with the addition ratio of coke to the residue being 5%, 10%, 15%, and 25% by weight. As a result, when the addition ratio of coke to the residue was 10% or 15%, the distribution ratio could exceed 80%, but it was less than 70% at 5% and 25%.
また、ソーダ処理工程後の溶融メタルに対して揮発工程を実施した。7.1tの溶融メタルに対して、溶湯温度を680℃〜700℃とし、溶湯への吹きつけ空気量を100m3/hとし、吹き付け位置を溶湯面から20mm〜40mmの高さとした。Sbを酸化させて揮発性のSb2O3を生成させることによりSbを回収することができるが、Sb品位の低いPb電解澱物還元メタルを添加してSb濃度を50%以下にしたところ、より良好な速度で、Sb2O3を揮発させることができた。なお、その際、溶湯表面の成分に対してXRD分析を行った結果、溶湯面に不揮発性のSb2O4,Sb6O13などは生成しなかったことが確認された。 Further, a volatilization step was performed on the molten metal after the soda treatment step. For 7.1 ton of molten metal, the temperature of the molten metal was set to 680 ° C. to 700 ° C., the amount of air blown to the molten metal was set to 100 m 3 / h, and the spray position was set to a height of 20 mm to 40 mm from the surface of the molten metal. Sb can be recovered by oxidizing Sb to generate volatile Sb 2 O 3. However, when the Sb concentration is reduced to 50% or less by adding a Pb electrolytic precipitate reducing metal with low Sb grade, At a better rate, Sb 2 O 3 could be volatilized. In addition, at that time, as a result of performing XRD analysis on components on the surface of the molten metal, it was confirmed that non-volatile Sb 2 O 4 , Sb 6 O 13 and the like were not generated on the surface of the molten metal.
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。 As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes may be made within the scope of the present invention described in the appended claims. Changes are possible.
Claims (6)
塩化浸出後液から塩化銀を分離し、塩化銀を分離後のアンチモンを含む塩化浸出後液を、希釈して塩酸濃度が4mol/L以下となるように調整して、鉛とアンチモンとを含む析出物を沈殿させる工程と、
前記析出物をアルカリ浸出後、固液分離により鉛とアンチモンを含むアルカリ浸出残渣を得る工程と、
を有することを特徴とするSb含有残渣の処理方法。 A step of leaching the Sb-containing residue obtained by decoppering and leaching the copper electrolytic deposit in the copper smelting step with hydrochloric acid and hydrogen peroxide, and adjusting the hydrochloric acid concentration during the chlorination leaching reaction to be more than 4 mol / L;
Silver chloride is separated from the solution after chloride leaching, and the solution after chloride leaching containing antimony after separation of silver chloride is diluted so as to have a hydrochloric acid concentration of 4 mol / L or less, and contains lead and antimony. Depositing precipitates;
After the alkaline leaching of the precipitate, a step of obtaining an alkaline leaching residue containing lead and antimony by solid-liquid separation,
A method for treating an Sb-containing residue, comprising:
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