JP6988435B2 - How to remove droplets of the aqueous phase contained in the organic phase - Google Patents
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Description
本発明は、有機溶媒を用いた抽出処理を行う抽出段から得られた有機相に含まれる微細な水相の液滴を除去する方法に関する。 The present invention relates to a method for removing fine aqueous phase droplets contained in an organic phase obtained from an extraction stage in which an extraction process using an organic solvent is performed.
硫化物から目的金属を回収する湿式製錬プロセスでは、原料であるニッケルマットやニッケル・コバルト混合硫化物(MS:ミックスサルファイド)を塩素浸出し、得られた浸出液から不純物を除去する浄液工程等を経て、電解工程において電気ニッケルや電気コバルトを回収する。 In the hydrometallurgical process of recovering the target metal from sulfide, a purification process that removes impurities from the obtained leachate by leaching nickel matte and nickel-cobalt mixed sulfide (MS: mixed sulfide) as raw materials. Then, electric nickel and electric cobalt are recovered in the electrolytic process.
具体的には、例えば図1に示すように、浸出工程S1から得られた浸出液は、セメンテーション工程S2において銅が除去され、脱鉄工程S3において鉄やヒ素等の不純物が除去された後、コバルト溶媒抽出工程S4に送られる。コバルト溶媒抽出工程S4では、溶媒抽出によりニッケルとコバルトとを分離し、塩化ニッケル溶液(NiCl2)と塩化コバルト溶液(CoCl2)とを得る。塩化ニッケル溶液は、浄液工程S5にてさらに不純物が除去された後、高純度となってニッケル電解工程S6に送られる。そして、ニッケル電解工程S6では、電解採取により電気ニッケルを製造する。一方で、コバルト溶媒抽出工程S4で得られた塩化コバルト溶液は、浄液工程S7にてさらに不純物が除去された後、高純度となってコバルト電解工程S8に送られる。そして、コバルト電解工程S8では、電解採取により電気コバルトを製造する。 Specifically, for example, as shown in FIG. 1, in the leachate obtained from the leaching step S1, copper is removed in the cementation step S2, and impurities such as iron and arsenic are removed in the iron removal step S3. It is sent to the cobalt solvent extraction step S4. In the cobalt solvent extraction step S4, nickel and cobalt are separated by solvent extraction to obtain a nickel chloride solution (NiCl 2 ) and a cobalt chloride solution (CoCl 2). The nickel chloride solution becomes highly pure and is sent to the nickel electrolysis step S6 after the impurities are further removed in the purification step S5. Then, in the nickel electrolysis step S6, electric nickel is produced by electrowinning. On the other hand, the cobalt chloride solution obtained in the cobalt solvent extraction step S4 is sent to the cobalt electrolysis step S8 with high purity after further removing impurities in the liquid purification step S7. Then, in the cobalt electrolysis step S8, electric cobalt is produced by electrowinning.
ここで、図2は、コバルト溶媒抽出工程S4における処理の流れの一例を示す図である。なお、図2において、「破線」は有機相の流れを示し、「実線」は水相の流れを示す。 Here, FIG. 2 is a diagram showing an example of the flow of processing in the cobalt solvent extraction step S4. In FIG. 2, the “broken line” indicates the flow of the organic phase, and the “solid line” indicates the flow of the aqueous phase.
コバルト溶媒抽出工程S4には、抽出始液として、脱鉄工程S3を経て不純物が除去された処理後液が供給される。その抽出始液は、先ず、抽出工程(抽出段)S41に供給される。抽出工程S41では、有機相に抽出始液中のコバルトが抽出される。抽出後の水相は、塩化ニッケル溶液として後工程に送られる。次に、抽出段における有機相が洗浄工程(洗浄段)S42に送られ、その洗浄工程S42において、有機溶媒中に微量に含まれる塩化ニッケルが除去される。次に、塩化ニッケルが除去された有機相が逆抽出工程(逆洗浄段)S43に送られ、その逆抽出工程S43において、希塩酸等の酸性水溶液により有機溶媒に抽出されたコバルトが水相側に逆抽出され、塩化コバルト溶液が生成する。生成した塩化コバルト溶液は後工程に送られ、一方で、有機溶媒は抽出工程S41に繰り返されて再利用される。 The cobalt solvent extraction step S4 is supplied with the post-treatment liquid from which impurities have been removed through the iron removal step S3 as the extraction starting liquid. The extraction starting liquid is first supplied to the extraction step (extraction stage) S41. In the extraction step S41, cobalt in the extraction starting liquid is extracted into the organic phase. The aqueous phase after extraction is sent to a subsequent step as a nickel chloride solution. Next, the organic phase in the extraction stage is sent to the cleaning step (cleaning stage) S42, and in the cleaning step S42, a small amount of nickel chloride contained in the organic solvent is removed. Next, the organic phase from which nickel chloride has been removed is sent to the back extraction step (reverse washing stage) S43, and in the back extraction step S43, cobalt extracted into the organic solvent with an acidic aqueous solution such as dilute hydrochloric acid is transferred to the aqueous phase side. It is back-extracted to produce a cobalt chloride solution. The produced cobalt chloride solution is sent to a subsequent step, while the organic solvent is repeatedly reused in the extraction step S41.
抽出工程S41における抽出処理においては、コバルトと共に、不純物である亜鉛、鉄、銅等も有機相に抽出される。抽出されたコバルトは、逆抽出工程S43にて水相に逆抽出されるが、不純物は逆抽出されずに有機溶媒中に残る。しかしながら、有機溶媒中の不純物濃度が上昇すると、抽出工程S41におけるコバルト抽出量が減少したり、塩化ニッケル溶液や塩化コバルト溶液に不純物が溶出したりするという問題が生じる。そのため、逆抽出工程S43における処理後の有機溶媒は、脱亜鉛工程S44に送られ、亜鉛、鉄、銅等の不純物が除去される。 In the extraction process in the extraction step S41, impurities such as zinc, iron and copper are also extracted into the organic phase together with cobalt. The extracted cobalt is back-extracted into the aqueous phase in the back-extraction step S43, but the impurities are not back-extracted and remain in the organic solvent. However, when the concentration of impurities in the organic solvent increases, there arises a problem that the amount of cobalt extracted in the extraction step S41 decreases or impurities are eluted in the nickel chloride solution or the cobalt chloride solution. Therefore, the organic solvent after the treatment in the back extraction step S43 is sent to the dezincification step S44 to remove impurities such as zinc, iron, and copper.
逆抽出工程S43における逆抽出処理では、例えばミキサセトラーが使用され、供給される有機相と酸性水溶液(水相)とをミキサーで撹拌して接触させることで、有機相中のコバルトを水相に分配させて、その後静置して有機相−水相に分離する。これにより、水相として塩化コバルト溶液を得ている。逆抽出処理を経て分離した有機相には、上述のようにZn、Fe、Cu、Ni等が含まれているため、脱亜鉛工程S44にて中和剤の添加によりそれら不純物成分が除去される。その後、不純物が除去された有機溶媒は活性化工程S45に送られ、酸性水溶液が添加されて、抽出工程S41に繰り返される。 In the back extraction process in the back extraction step S43, for example, a mixer settler is used, and the supplied organic phase and the acidic aqueous solution (aqueous phase) are brought into contact with each other by stirring with a mixer to convert cobalt in the organic phase into an aqueous phase. It is distributed and then allowed to stand to separate into an organic phase-aqueous phase. As a result, a cobalt chloride solution is obtained as the aqueous phase. Since the organic phase separated by the back extraction treatment contains Zn, Fe, Cu, Ni and the like as described above, these impurity components are removed by adding a neutralizing agent in the dezincification step S44. .. After that, the organic solvent from which impurities have been removed is sent to the activation step S45, an acidic aqueous solution is added, and the extraction step S41 is repeated.
さて、コバルト溶媒抽出工程S4においては、上述のように、抽出工程S41と逆抽出工程S43との間に洗浄工程S42が設けられており、抽出工程S41から供給される有機相中に含まれる、塩化ニッケル水溶液を主成分とする水相を除去するようにしている。なお、有機相中におけるニッケルを含有する水相は、エントレイメント(微細な液滴)の形態で含まれている。 By the way, in the cobalt solvent extraction step S4, as described above, the cleaning step S42 is provided between the extraction step S41 and the back extraction step S43, and is contained in the organic phase supplied from the extraction step S41. The aqueous phase containing the aqueous nickel chloride solution as the main component is removed. The nickel-containing aqueous phase in the organic phase is contained in the form of an entrainment (fine droplets).
抽出工程S41にて抽出された有機相に水相が含まれる理由は、抽出工程S41における処理での油水分離が不十分であることによるが、その抽出工程S41では比重分離によって油水分離が行われているため、油水分離を十分な状態にするには、比重分離処理におけるセトラー部分での滞留時間を長くする必要がある。しかしながら、設置スペースや処理時間については、経済的な制限があるため、油水分離の性能を高めるには限界がある。そのため、抽出工程S41の後に洗浄工程S42を設けて、有機相にエントレイメントとして含まれる水相を、その有機相から除去するようにしている。具体的には、その洗浄工程S42において、例えばコアレッサー等を利用することによって、抽出工程S41にて除去しきれずエントレイメントとして含まれる水相を除去している。 The reason why the organic phase extracted in the extraction step S41 contains an aqueous phase is that the oil-water separation in the treatment in the extraction step S41 is insufficient, but in the extraction step S41, the oil-water separation is performed by the specific gravity separation. Therefore, in order to achieve a sufficient oil-water separation, it is necessary to lengthen the residence time in the settler portion in the specific gravity separation process. However, there are economic restrictions on the installation space and processing time, so there is a limit to improving the oil-water separation performance. Therefore, a cleaning step S42 is provided after the extraction step S41 so that the aqueous phase contained in the organic phase as an entrainment is removed from the organic phase. Specifically, in the cleaning step S42, for example, by using a corelesser or the like, the aqueous phase that cannot be completely removed in the extraction step S41 and is contained as an entrainment is removed.
このようにして洗浄工程S42にて有機相中に含まれる水相を除去することにより、その有機相中のニッケルを含有する水相のほとんどを除去することができるものの、有機相中に含まれる不純物成分の状況や有機溶媒の劣化状況等によって、目に見えないほどの微小水滴となって洗浄後の有機相に僅かに残留することがある。具体的には、正常な操業においても、洗浄工程S42後の有機相には1mg/L程度のニッケルが含まれ、操業条件のぶれ等によって6mg/L程度の割合で残留することがある。 By removing the aqueous phase contained in the organic phase in the cleaning step S42 in this way, most of the nickel-containing aqueous phase in the organic phase can be removed, but it is contained in the organic phase. Depending on the state of the impurity component and the deterioration state of the organic solvent, invisible minute water droplets may be formed and slightly remain in the organic phase after washing. Specifically, even in normal operation, the organic phase after the cleaning step S42 contains about 1 mg / L of nickel, and may remain at a rate of about 6 mg / L due to fluctuations in operating conditions and the like.
そして、このような有機相を逆抽出工程S43にて処理すると、有機相に担持されるコバルトは逆抽出処理により水相に分配されることになるが、その逆抽出処理によって有機相中に僅かに残留した水相に由来するニッケルも同時に水相(塩化コバルト溶液)中に分配されてしまう。 Then, when such an organic phase is treated in the back extraction step S43, the cobalt carried in the organic phase is distributed to the aqueous phase by the back extraction treatment, but the back extraction treatment results in a small amount in the organic phase. Nickel derived from the aqueous phase remaining in the water phase is also dispersed in the aqueous phase (cobalt chloride solution) at the same time.
逆抽出処理後の塩化コバルト溶液は、浄液(不純物除去)工程S7を経てコバルト電解工程S8に供給されるものの、その塩化コバルト溶液に含まれる不純物としてのニッケルを除去する工程はない。コバルト電解工程S8においては、電解条件の類似するニッケルはコバルトと同時に電析され、したがって、電気コバルト中に不純物としてニッケルが混入してしまい、その結果、電気コバルトの製品規格を逸脱してしまうという問題がある。 The cobalt chloride solution after the back extraction treatment is supplied to the cobalt electrolytic step S8 via the purification liquid (impurity removal) step S7, but there is no step of removing nickel as an impurity contained in the cobalt chloride solution. In the cobalt electrolysis step S8, nickel having similar electrolytic conditions is electrodeposited at the same time as cobalt, and therefore nickel is mixed in the electric cobalt as an impurity, and as a result, the product standard of the electric cobalt is deviated. There's a problem.
上述したような問題点に対応するため、図2に示すように、逆抽出処理後の塩化コバルト溶液を再度洗浄工程S42に戻して洗浄処理する方法が考えられるが、処理効率が悪化する可能性があり、また、繰り返しの洗浄を行っても目に見えないほどの微細な液滴を十分に除去することができない。 In order to deal with the above-mentioned problems, as shown in FIG. 2, a method of returning the cobalt chloride solution after the back extraction treatment to the washing step S42 again for the washing treatment can be considered, but the treatment efficiency may deteriorate. In addition, it is not possible to sufficiently remove invisible fine droplets even after repeated washing.
微細液滴を除去する技術として、コアレッサーやデミスター等、微細液滴を捕捉し、成長させて粗大化し、比重分離可能な状態として分離する技術が広く知られており、関連装置等も市販されている。しかしながら、水相中に混入した有機相の目視では不明な程度の微細粒子を除去する技術は知られておらず、塩化コバルト溶液中の微細な油(有機相)液滴について適用できる技術は知られていない。 As a technology for removing fine droplets, a technology such as a corelesser or a demister that captures fine droplets, grows them, coarsens them, and separates them in a state where they can be separated by specific gravity is widely known, and related devices are also commercially available. ing. However, the technique for removing fine particles of the organic phase mixed in the aqueous phase to an unknown degree by eye is not known, and the technique applicable to the fine oil (organic phase) droplets in the cobalt chloride solution is known. Not done.
また、例えば、特許文献1には、水相中の油相を除去する技術が開示されているが、いわゆるドレンを対象としており、油吸着資材を使用する比較的大がかりな装置であるため、上述した問題への適用は困難である。また、特許文献2には、同じく水相中の油相を除去する技術が開示されているが、ピッチやタールのように油相の粘度が非常に高い場合に適用される技術であり、処理対象とする油水混合液の流れ方向を規定する流路を必要とする比較的大がかりな装置であるため、同じく適用は困難である。また、特許文献3には、脱塩素設備において、水バランスを好適に維持するために、ミスト(水蒸気の微細液滴)を除去する技術が開示されているが、気相中から液相を除去する技術である。 Further, for example, Patent Document 1 discloses a technique for removing an oil phase in an aqueous phase, but the above-mentioned device is intended for so-called drainage and is a relatively large-scale device using an oil adsorbent material. It is difficult to apply to the problem. Further, Patent Document 2 also discloses a technique for removing the oil phase in the aqueous phase, which is a technique applied when the viscosity of the oil phase is very high such as pitch and tar, and is a treatment. It is also difficult to apply because it is a relatively large-scale device that requires a flow path that defines the flow direction of the target oil-water mixture. Further, Patent Document 3 discloses a technique for removing mist (fine droplets of water vapor) in order to maintain a suitable water balance in a dechlorination facility, but removes a liquid phase from the gas phase. It is a technology to do.
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、有機溶媒を用いた抽出処理後の有機相に含まれる微細な水相の液滴を効果的にかつ効率的に除去することができる方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such circumstances, and effectively and efficiently removes fine droplets of an aqueous phase contained in an organic phase after an extraction treatment using an organic solvent. The purpose is to provide a method that can be used.
本発明者は、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、有機溶媒を用いた抽出処理を行う抽出段から得られた有機相を、パルプが充填されている配管に通液させることにより、その有機相に含まれる微細な水相の液滴を有効に除去できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventor has made extensive studies to solve the above-mentioned problems. As a result, the organic phase obtained from the extraction stage that performs the extraction process using the organic solvent is passed through a pipe filled with pulp to remove fine droplets of the aqueous phase contained in the organic phase. We have found that it can be effectively removed, and have completed the present invention.
(1)本発明の第1の発明は、有機溶媒を用いた抽出処理を行う抽出段から得られた有機相に含まれる水相の液滴を除去する方法であって、前記有機相を、パルプが充填されている配管に通液させる、方法である。 (1) The first invention of the present invention is a method for removing droplets of an aqueous phase contained in an organic phase obtained from an extraction stage in which an extraction process using an organic solvent is performed. It is a method of passing liquid through a pipe filled with pulp.
(2)本発明の第2の発明は、第1の発明において、前記抽出段と、該抽出段から得られた有機相を洗浄する洗浄段と、洗浄後の有機相に対して逆抽出処理を行う逆抽出段とでの3つの処理を含む溶媒抽出方法における、該洗浄段での洗浄後の有機相を、前記パルプが充填されている配管に通液させる、方法である。 (2) In the second invention of the present invention, in the first invention, the extraction stage, the cleaning stage for cleaning the organic phase obtained from the extraction stage, and the back extraction treatment for the organic phase after cleaning are performed. In the solvent extraction method including the three treatments with the back extraction stage, the organic phase after cleaning in the washing stage is passed through a pipe filled with the pulp.
(3)本発明の第3の発明は、第2の発明において、前記配管は、前記洗浄段から前記逆抽出段に有機相を供給する配管である、方法である。 (3) The third aspect of the present invention is the method in which the pipe is a pipe for supplying an organic phase from the washing stage to the back extraction stage in the second invention.
(4)本発明の第4の発明は、第1乃至第3のいずれかの発明において、前記配管に充填されている前記パルプは、平均繊維長が1mm〜5mmである、方法である。 (4) The fourth invention of the present invention is the method in any one of the first to third inventions, wherein the pulp filled in the pipe has an average fiber length of 1 mm to 5 mm.
(5)本発明の第5の発明は、第1乃至第4のいずれかの発明において、前記パルプは、充填密度410mg/mm3〜450mg/mm3で充填されている、方法である。 (5) Fifth aspect of the present invention, in any of the first to fourth, the pulp may be filled with a packing density 410mg / mm 3 ~450mg / mm 3 , it is a method.
(6)本発明の第6の発明は、第1乃至第5のいずれかの発明において、前記パルプは、乾燥状態の天然パルプである、方法である。 (6) The sixth invention of the present invention is the method in which the pulp is a dry natural pulp in any one of the first to fifth inventions.
(7)本発明の第7の発明は、第1乃至第6のいずれかの発明において、前記溶媒抽出方法は、コバルトを含有する塩化ニッケル溶液を抽出始液とし、該コバルトを溶媒抽出して塩化コバルト溶液を得る方法であり、前記コバルトを含有する有機相に含まれる、ニッケルを含有する水相の液滴を除去する、方法である。 (7) In the seventh invention of the present invention, in any one of the first to sixth inventions, in the solvent extraction method, a nickel chloride solution containing cobalt is used as an extraction starting solution, and the cobalt is extracted with a solvent. It is a method of obtaining a cobalt chloride solution, and is a method of removing droplets of an aqueous phase containing nickel contained in the organic phase containing cobalt.
(8)本発明の第8の発明は、有機溶媒を用いた抽出処理を行う抽出段と、該抽出段から得られた有機相を洗浄する洗浄段と、洗浄後の有機相に対して逆抽出処理を行う逆抽出段と、を備える溶媒抽出装置であって、前記洗浄段と前記逆抽出段とは、該洗浄段での洗浄後の有機相を供給する配管により接続されており、該配管の途中パルプが充填されている、溶媒抽出装置である。 (8) In the eighth aspect of the present invention, the extraction stage for performing an extraction process using an organic solvent, the cleaning stage for cleaning the organic phase obtained from the extraction stage, and the opposite to the organic phase after cleaning. A solvent extraction device including a back extraction stage for performing an extraction process, wherein the cleaning stage and the back extraction stage are connected by a pipe for supplying an organic phase after cleaning in the cleaning stage. It is a solvent extractor filled with pulp in the middle of piping.
(9)本発明の第9の発明は、第8の発明において、前記配管は、2流路以上に分岐されており、分岐したそれぞれの配管に前記パルプが充填されている、溶媒抽出装置である。 (9) A ninth aspect of the present invention is the solvent extraction device according to the eighth aspect, wherein the pipe is branched into two or more flow paths, and each of the branched pipes is filled with the pulp. be.
本発明によれば、有機溶媒を用いた抽出処理後の有機相に含まれる微細な水相の液滴を効果的にかつ効率的に除去することができる。 According to the present invention, it is possible to effectively and efficiently remove fine droplets of the aqueous phase contained in the organic phase after the extraction treatment using the organic solvent.
以下、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail. The present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without changing the gist of the present invention.
本発明は、有機溶媒を用いた抽出処理を行う抽出段から得られた有機相に含まれる水相の液滴(不純物成分)を除去する方法である。より具体的には、例えば、抽出段と、その抽出段から得られた有機相を洗浄する洗浄段と、洗浄後の有機相に対して逆抽出処理を行う逆抽出段とでの3つの処理を含む溶媒抽出方法において、洗浄段での洗浄後の有機相に含まれる水相を除去する方法である。 The present invention is a method for removing droplets (impurity components) of an aqueous phase contained in an organic phase obtained from an extraction stage in which an extraction process using an organic solvent is performed. More specifically, for example, there are three treatments: an extraction stage, a cleaning stage for cleaning the organic phase obtained from the extraction stage, and a back extraction stage for performing a back extraction treatment on the cleaned organic phase. This is a method for removing the aqueous phase contained in the organic phase after washing in the washing stage in the solvent extraction method containing the above.
例えば、塩化コバルト溶液の製造プロセスにおいては、向流多段方式の抽出装置を用いて、コバルトを含有する塩化ニッケル溶液から、抽出剤と希釈剤とからなる有機溶媒によってコバルトを溶媒抽出することによって塩化コバルト溶液を製造している。この製造プロセスでは、有機溶媒により抽出されたコバルトを含む有機相を洗浄段に移送し、洗浄処理を施すことによって有機相に含まれる、いわゆる不純物成分となるニッケルを除去する。その後、洗浄後の有機相を逆洗浄段に移送し、酸性溶液等の逆抽出液と接触させることによって、コバルトを水相中に脱離して、塩化コバルト溶液を製造する。 For example, in the process of producing a cobalt chloride solution, a countercurrent multi-stage extraction device is used to extract cobalt from a cobalt-containing nickel chloride solution with an organic solvent consisting of an extractant and a diluent. Manufactures cobalt solution. In this production process, the organic phase containing cobalt extracted by the organic solvent is transferred to a washing stage and subjected to a washing treatment to remove nickel which is a so-called impurity component contained in the organic phase. Then, the organic phase after washing is transferred to the backwashing stage and brought into contact with a back extract such as an acidic solution to desorb cobalt into the aqueous phase to produce a cobalt chloride solution.
この製造プロセスにおいては、抽出段での抽出処理後の有機相に対して洗浄段にて洗浄処理を施すことによって、その有機相中に含まれるニッケルを含有する水相はほぼ除去されるものの、目に見えないほどの微細な水相の液滴(エントレイメント)が除去されずに残留することがある。 In this production process, by performing a cleaning treatment on the organic phase after the extraction treatment in the extraction stage in the cleaning stage, the aqueous phase containing nickel contained in the organic phase is almost removed. Invisible fine aqueous phase droplets (entrations) may remain unremoved.
本発明においては、このような製造プロセス等において生じる、抽出段での抽出処理により得られた微細な水相の液滴を含む有機相を、パルプが管内の途中に充填されている配管に通液させること特徴としている。 In the present invention, the organic phase containing fine aqueous phase droplets obtained by the extraction process in the extraction stage, which is generated in such a manufacturing process, is passed through a pipe filled with pulp in the middle of the pipe. It is characterized by making it liquid.
このような処理によれば、有機相に含まれる、目に見えないほどの微細な水相の液滴を効果的に除去することができる。また、所定の配管の途中にパルプを充填させるだけの簡易な方法で処理できるため、大きな装置を設置する等、処理コストや装置設置スペースによる特段の制限はなく、経済的にも効率的に処理することができる。 By such a treatment, droplets of an invisible fine aqueous phase contained in the organic phase can be effectively removed. In addition, since it can be processed by a simple method of filling pulp in the middle of a predetermined pipe, there are no special restrictions on processing cost or equipment installation space such as installing a large device, and processing is economically efficient. can do.
なお、図3は、配管の途中にパルプを充填したときの様子を示す写真図である。本発明においては、このようなパルプが充填された配管に、微細な水相の液滴を含む有機相を通液させる。 Note that FIG. 3 is a photographic view showing a state when pulp is filled in the middle of the pipe. In the present invention, the organic phase containing fine aqueous phase droplets is passed through a pipe filled with such pulp.
本発明者は、パルプに有機相を通過させることにより水相の微細液滴を有効に除去できる理由について、以下のように推定している。すなわち、微細液滴(水滴)が混入した有機相をパルプと接触させることで、その水滴はパルプの繊維に付着しあるいは流速が低下する。すると、連続的な有機相の通液に伴って、繊維に付着あるいは流速が低下した水滴に別の水滴が接触し、徐々にその水滴が粗大化して有機相との分離性が向上するようになり、その結果として、有機相から水相が除去されるものを考えられる。 The present inventor presumes the reason why fine droplets of the aqueous phase can be effectively removed by passing the organic phase through the pulp as follows. That is, when the organic phase mixed with fine droplets (water droplets) is brought into contact with the pulp, the water droplets adhere to the fibers of the pulp or the flow velocity decreases. Then, with the continuous liquid passage of the organic phase, another water droplet comes into contact with the water droplet adhering to the fiber or having a reduced flow velocity, and the water droplet gradually becomes coarse and the separability from the organic phase is improved. As a result, it is conceivable that the aqueous phase is removed from the organic phase.
ここで、微細な水相の液滴を含む有機相としては、抽出段と、抽出段から得られた有機相を洗浄する洗浄段と、洗浄後の有機相に対して逆抽出処理を行う逆抽出段とでの3つの処理を含む溶媒抽出方法における、洗浄段での洗浄後の有機相であることが好ましい。 Here, as the organic phase containing fine droplets of the aqueous phase, the extraction stage, the cleaning stage for cleaning the organic phase obtained from the extraction stage, and the reverse extraction treatment for the organic phase after cleaning are performed. It is preferably the organic phase after washing in the washing stage in the solvent extraction method including the three treatments in the extraction stage.
上述のように、抽出段、洗浄段、逆抽出段での3つの処理を含む溶媒抽出方法において、その洗浄段では、抽出段での有機溶媒により抽出処理で得られた有機相に対して洗浄液を接触させることによって有機相に含まれる比較的大きな水相を除去している。このように、洗浄段にて大きな水相の液滴が除去された有機相をパルプに通液させることで、パルプに付着等した液滴の粗大化が進行し易くなり、より効果的に、微細な水相の液滴を除去することができる。 As described above, in the solvent extraction method including the three treatments of the extraction stage, the washing stage, and the back extraction stage, in the washing stage, the cleaning liquid is used for the organic phase obtained by the extraction treatment with the organic solvent in the extraction stage. The relatively large aqueous phase contained in the organic phase is removed by contacting the organic phase. In this way, by passing the organic phase from which the large aqueous phase droplets have been removed in the washing stage through the pulp, the coarsening of the droplets adhering to the pulp is likely to proceed, and more effectively. Fine aqueous phase droplets can be removed.
パルプを充填させる配管としては、特に限定されないが、有機相中に含まれる水相の液滴を、その有機相に抽出した成分を逆抽出する前までのプロセス配管であることが好ましい。その中でも、洗浄段と逆抽出段とを接続する配管であって、洗浄段での洗浄後の有機相を逆抽出段に供給する配管であることが好ましい。洗浄段から逆抽出段に有機相を供給する配管は、上述したように、洗浄を行った後の有機相が逆抽出段に送られる配管であり、その配管の途中にパルプを充填して、水相の液滴を含む有機相を通液させることで、液滴の成長を阻害することなく、効果的に除去することができる。 The pipe for filling the pulp is not particularly limited, but is preferably a process pipe before back-extracting the components of the aqueous phase contained in the organic phase into the organic phase. Among them, it is preferable that the pipe connects the cleaning stage and the back extraction stage and supplies the organic phase after cleaning in the cleaning stage to the back extraction stage. As described above, the pipe that supplies the organic phase from the washing stage to the back extraction stage is a pipe in which the organic phase after cleaning is sent to the back extraction stage, and pulp is filled in the middle of the pipe. By passing the organic phase containing the droplets of the aqueous phase, it can be effectively removed without inhibiting the growth of the droplets.
パルプとしては、有機相に含まれる微細な水相の液滴を有効に付着させ、あるいは流速を低下させることによって除去できる作用を有すればよく、公知の繊維状のパルプを用いることができる。また、その大きさとしては、パルプが充填された配管内を通液させる有機相の通液速度に応じて適宜調整することが好ましいが、平均繊維長が1mm〜5mmであることが好ましく、1mm〜2mmであることがより好ましい。 As the pulp, known fibrous pulp may be used as long as it has an action of effectively adhering fine droplets of the aqueous phase contained in the organic phase or removing them by reducing the flow velocity. The size thereof is preferably adjusted appropriately according to the liquid passing speed of the organic phase through which the pulp is filled in the pipe, but the average fiber length is preferably 1 mm to 5 mm and 1 mm. It is more preferably ~ 2 mm.
また、パルプは、天然パルプであっても、合成パルプであってもよく、さらに天然パルプと合成パルプとを併用してもよい。具体的に、天然パルプとしては、例えば、木材パルプ、化学パルプ、機械パルプや、サイザル麻、マニラ麻、サトウキビ、コットン、シルク、竹、ケナフから得られるパルプ等が挙げられる。また、合成パルプとしては、例えば、ポリエチレン、変性ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を素材とするものを用いることができる。 Further, the pulp may be a natural pulp or a synthetic pulp, and a natural pulp and a synthetic pulp may be used in combination. Specifically, examples of natural pulp include wood pulp, chemical pulp, mechanical pulp, and pulp obtained from sisal hemp, Manila hemp, sugar cane, cotton, silk, bamboo, and kenaf. Further, as the synthetic pulp, for example, one made of a thermoplastic resin such as polyethylene, modified polyethylene, polypropylene or the like can be used.
これらのパルプの中でも、特にリグニン等の灰分や無機分の少ないコットンパルプ(綿リンターパルプ)であることが好ましい。このような灰分や無機分が少ないパルプであることにより、パルプを充填させる配管を通過した有機相に不純物が溶出する可能性が少なくなり、有機相中に不純物成分が混入することを抑制することができる。また、疎水性を示すリグニン等の成分が少ない綿リンターパルプであることにより、有機相に含まれる微細の水相の液滴をより効率的に付着させることができる。 Among these pulps, cotton pulp (cotton linter pulp) having a low ash content such as lignin and an inorganic content is particularly preferable. Since the pulp is low in ash and inorganic content, it is less likely that impurities will elute into the organic phase that has passed through the piping filled with the pulp, and it is possible to prevent impurities from being mixed into the organic phase. Can be done. Further, since the cotton linter pulp containing a small amount of components such as lignin showing hydrophobicity, fine droplets of the aqueous phase contained in the organic phase can be adhered more efficiently.
また、パルプとして、その水分率は特に限定されず、例えば5質量%〜50質量%程度のものを用いることができる。 The water content of the pulp is not particularly limited, and for example, about 5% by mass to 50% by mass can be used.
なお、パルプは、所定のサイズの市販のものを用いることができる。また、平均繊維長は、偏光法等の光学的手法により測定することができる。 As the pulp, a commercially available pulp having a predetermined size can be used. Further, the average fiber length can be measured by an optical method such as a polarization method.
パルプを配管に充填するに際しては、特に限定されないが、好ましくは充填密度が410mg/mm3〜450mg/mm3となるように充填する。このような充填密度でパルプを充填させることにより、平均繊維長が例えば1mm〜5mm程度のパルプに、微細な液滴をより効果的に付着させることができる。 In filling the pulp to the pipe is not particularly limited, preferably filled to fill density is 410mg / mm 3 ~450mg / mm 3 . By filling the pulp with such a filling density, fine droplets can be more effectively attached to the pulp having an average fiber length of, for example, about 1 mm to 5 mm.
なお、パルプを配管に充填する際の充填高さとしては、特に限定されないが、配管の断面直径の1.5倍〜3倍の充填高さとなるようにすることが好ましい。なお、配管の断面直径とは、配管の内径をいう。 The filling height when the pulp is filled in the pipe is not particularly limited, but it is preferable that the filling height is 1.5 to 3 times the cross-sectional diameter of the pipe. The cross-sectional diameter of the pipe means the inner diameter of the pipe.
配管に関して、その設置数としては特に限定されないが、複数本を並列して設けることが好ましく、切替バルブ等を設定して、使用する配管を適宜調整できるようにすることが好ましい。また、複数本の配管を用いずとも、配管の1部分のみを2流路以上に分岐させたものを用いるようにしてもよい。なお、分岐配管を用いる場合には、分岐したそれぞれの配管にパルプを充填させる。また、分岐配管を用いる場合でも、配管の分岐箇所に切替バルブ等を設けて有機相の通液ルートを切り替え可能にすることが好ましい。 The number of pipes to be installed is not particularly limited, but it is preferable to install a plurality of pipes in parallel, and it is preferable to set a switching valve or the like so that the pipes to be used can be adjusted as appropriate. Further, instead of using a plurality of pipes, only one part of the pipe may be branched into two or more flow paths. When a branch pipe is used, each of the branched pipes is filled with pulp. Further, even when a branch pipe is used, it is preferable to provide a switching valve or the like at the branch portion of the pipe so that the liquid passage route of the organic phase can be switched.
このように、2流路以上が確保される配管を用いることによって、パルプを交換する作業等のメンテナンス時においても、装置全体を停止させる必要がなくなり、連続的に安定な操業を可能にする。 In this way, by using a pipe that secures two or more flow paths, it is not necessary to stop the entire device even during maintenance such as pulp replacement work, and continuous and stable operation is possible.
パルプに有機相を通液させる際の通液量としては、特に限定されず、配管に充填したパルプの充填容量や充填したパルプの粒子径等に応じて適宜調整することが好ましいが、BV50〜BV300程度の範囲の通液量とすることが好ましく、BV100〜BV200程度の範囲の通液量とすることがより好ましい。 The amount of liquid to be passed through the organic phase is not particularly limited, and it is preferable to appropriately adjust the amount according to the filling capacity of the pulp filled in the pipe, the particle size of the filled pulp, and the like. The flow rate is preferably in the range of about BV300, and more preferably in the range of BV100 to BV200.
パルプに有機相を通液させる際の温度としては、特に限定されないが、有機相の温度を45℃〜55℃程度の範囲とすることが好ましい。このような温度範囲の有機相を通液させることで、適切な流動性でもって通液させることができる。また、特段の加熱や冷却の操作を行う必要がなく、効率的に処理することができる。 The temperature at which the organic phase is passed through the pulp is not particularly limited, but the temperature of the organic phase is preferably in the range of about 45 ° C. to 55 ° C. By passing the organic phase in such a temperature range, the liquid can be passed with appropriate fluidity. In addition, it is not necessary to perform any special heating or cooling operation, and the processing can be performed efficiently.
ここで、本発明に係る方法は、特に限定されないが、コバルトを含有する塩化ニッケル溶液を抽出始液とし、コバルトを溶媒抽出して塩化コバルト溶液を得る製造プロセス(溶媒抽出方法)における処理として好適に適用することができる。より具体的には、この塩化コバルトを得るよう溶媒抽出方法において、抽出段から得られたコバルトを含有す有機相に含まれる、ニッケルを含有する水相の液滴を除去する方法に適用することができる。なお、この場合、有機相に含まれる水相とは、ニッケルを含む溶液である。 Here, the method according to the present invention is not particularly limited, but is suitable as a treatment in a production process (solvent extraction method) in which a cobalt chloride-containing nickel chloride solution is used as an extraction starting solution and cobalt is extracted with a solvent to obtain a cobalt chloride solution. Can be applied to. More specifically, it is applied to a method for removing droplets of a nickel-containing aqueous phase contained in a cobalt-containing organic phase obtained from an extraction stage in a solvent extraction method for obtaining this cobalt chloride. Can be done. In this case, the aqueous phase contained in the organic phase is a solution containing nickel.
塩化コバルト溶液を得る溶媒抽出方法においては、抽出段にて用いる有機溶媒に含まれる抽出剤として、TNOA(Tri−n−octylamine)等のアミン系抽出剤が好適に用いられる。本発明に係る方法、すなわち有機相から微細の水相の液滴を除去する方法では、アミン系抽出剤を含む有機相に含まれる微細な水相の液滴を、より効果的に除去することができる。 In the solvent extraction method for obtaining the cobalt chloride solution, an amine-based extractant such as TNOA (Tri-n-octylamine) is preferably used as the extractant contained in the organic solvent used in the extraction stage. In the method according to the present invention, that is, the method for removing fine aqueous phase droplets from an organic phase, fine aqueous phase droplets contained in an organic phase containing an amine-based extractant are more effectively removed. Can be done.
なお、上述した方法により有機相から水相を除去したとき、除去した水相が一定の体積を占めるような場合、その水相中に目に見える大きさの液滴として有機相が観察されることがある。そのような場合には、公知の油水分離装置のように、配管を分岐して分岐させた下方にドレン排出用の空間等を設けて、有機相が流出しないようにすればよい。 When the aqueous phase is removed from the organic phase by the above-mentioned method, if the removed aqueous phase occupies a certain volume, the organic phase is observed as droplets of visible size in the aqueous phase. Sometimes. In such a case, as in a known oil-water separation device, a space for drain discharge may be provided below the branch of the pipe to prevent the organic phase from flowing out.
以下、本発明の実施例を示してより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, examples of the present invention will be described in more detail, but the present invention is not limited to the following examples.
抽出剤としてのTNOA(ファーミンT−08,花王株式会社製)と、希釈剤としてのスワゾールN1800(丸善石油化学株式会社製)とを20:80の割合で混合した有機溶媒を用い、コバルトを含む塩化ニッケル溶液からコバルトを抽出した。その後、抽出段から有機相を洗浄する洗浄段に送り、洗浄液として塩化コバルト溶液を用いて洗浄した。 Cobalt is contained in an organic solvent in which TNOA (Farmin T-08, manufactured by Kao Corporation) as an extractant and Swazole N1800 (manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.) as a diluent are mixed at a ratio of 20:80. Cobalt was extracted from the nickel chloride solution. Then, it was sent from the extraction stage to the washing stage for washing the organic phase, and washed with a cobalt chloride solution as a washing liquid.
本実施例では、洗浄段から得られた洗浄後の有機相に含まれる微細な水相の液滴を除去する処理を行った。 In this example, a treatment was performed to remove fine droplets of the aqueous phase contained in the organic phase after washing obtained from the washing stage.
下記表1に、洗浄後の有機相に含まれるニッケルとコバルトの含有量の分析値(ICP発光分光分析装置により測定)を示す。なお、表1に示すように、ニッケルを含む水相の液滴がニッケル濃度で147mg/L程度の割合で含まれていた。なお、不具合が生じなかった場合の洗浄後の有機相中のニッケル濃度は1mg/L以下である。後工程でのニッケル含有による影響を考慮すると、有機相中のニッケル濃度は6mg/L以下とする必要があり、およそ96%以上の除去率でニッケルを含む水相を除去することが必要となる。 Table 1 below shows the analytical values (measured by an ICP emission spectrophotometer) of the nickel and cobalt contents contained in the organic phase after washing. As shown in Table 1, droplets of the aqueous phase containing nickel were contained at a nickel concentration of about 147 mg / L. If no problem occurs, the nickel concentration in the organic phase after washing is 1 mg / L or less. Considering the influence of nickel content in the subsequent process, the nickel concentration in the organic phase needs to be 6 mg / L or less, and it is necessary to remove the aqueous phase containing nickel with a removal rate of about 96% or more. ..
具体的に、有機相から水相の液滴を除去する操作においては、洗浄段から洗浄後の有機相を逆抽出段に供給するガラス配管(内径10mm)の途中にパルプを充填し、微細な水相の液滴を含む有機相(洗浄後の有機相)をその配管に通液させた。ここで、実施例1では、平均繊維長が1mm〜2mmであるパルプ(東洋濾紙株式会社製、綿リンターパルプ)を用いて配管に充填した。 Specifically, in the operation of removing the droplets of the aqueous phase from the organic phase, pulp is filled in the middle of the glass pipe (inner diameter 10 mm) that supplies the organic phase after cleaning from the cleaning stage to the reverse extraction stage, and is fine. An organic phase containing droplets of the aqueous phase (organic phase after cleaning) was passed through the pipe. Here, in Example 1, pulp having an average fiber length of 1 mm to 2 mm (cotton linter pulp manufactured by Toyo Filter Paper Co., Ltd.) was used to fill the pipe.
パルプを充填するに際しては、ローラーポンプによりお湯を循環させることによってガラス配管を50℃程度に温め、その後、充填密度が430mg/mm3となるように配管にパルプを充填した。なお、充填時には、パルプを棒で抑え込むことによって充填高さを調整し、所定の充填密度となるようにした。なお、パルプの充填高さとしては、配管の断面直径(内径)の2倍となる20mmとなるようにした。 When filling the pulp, the glass pipe was heated to about 50 ° C. by circulating hot water with a roller pump, and then the pulp was filled in the pipe so that the filling density was 430 mg / mm 3. At the time of filling, the filling height was adjusted by pressing the pulp with a rod so that the filling density became a predetermined value. The pulp filling height was set to 20 mm, which is twice the cross-sectional diameter (inner diameter) of the pipe.
有機相を通液させるに際しては、有機相を予め50℃程度まで加温しておき、ガラス配管内に高さ22cm(配管内の充填物であるパルプを除くと20cm)となるまで有機相を装入した。その後、濾過ポンプを稼働させ、ガラス配管の下部に設けたコックを開放して通液処理を開始した。配管内を通液させた後、有機相を回収した。 When passing the organic phase, the organic phase is preheated to about 50 ° C., and the organic phase is kept in the glass pipe until the height becomes 22 cm (20 cm excluding the pulp that is the filling in the pipe). I charged it. After that, the filtration pump was operated, the cock provided at the bottom of the glass pipe was opened, and the liquid passing process was started. After passing the liquid through the pipe, the organic phase was recovered.
下記表2に、パルプを充填した配管に有機相を通液させた後に得られた有機相中のニッケル含有量の分析結果を示す。また、下記表3に、有機相からのニッケル(水相)の除去率の測定結果を示す。「BV」とは充填物に対する被処理液(有機相)量の倍率をいい、例えばBV100の場合、通液処理を10回繰り返し、充填物の充填容量に対して100倍の被処理液を通液させたことを意味する。表中の「−」は、試験を実施しなかったことを示す。 Table 2 below shows the analysis results of the nickel content in the organic phase obtained after passing the organic phase through a pipe filled with pulp. Table 3 below shows the measurement results of the removal rate of nickel (aqueous phase) from the organic phase. "BV" refers to a magnification of the amount of liquid to be treated (organic phase) with respect to the filling. For example, in the case of BV100, the liquid passing treatment is repeated 10 times, and the liquid to be treated is passed 100 times with respect to the filling capacity of the filling. It means that it was made to liquid. A "-" in the table indicates that the test was not performed.
なお、比較として、配管に直径1.0mmのジルコニアボールを充填(充填高さ20mm)し、その配管に対して実施例1と同様にして有機相を通液させた比較例1を実施し、通液後の有機相のニッケル含有量の分析、ニッケル除去率の測定を行った。 As a comparison, Comparative Example 1 in which a pipe was filled with zirconia balls having a diameter of 1.0 mm (filling height was 20 mm) and the organic phase was passed through the pipe in the same manner as in Example 1 was carried out. The nickel content of the organic phase after passing the liquid was analyzed, and the nickel removal rate was measured.
なお、図3は、実施例1で用いた、パルプを充填した配管の概観写真であり、(A)は有機相の通液前の状態を示す写真図であり、(B)は有機相の通液後の状態を示す写真図である。 3 is an overview photograph of the pulp-filled pipe used in Example 1, FIG. 3A is a photograph showing the state of the organic phase before liquid passage, and FIG. 3B is a photograph of the organic phase. It is a photograph figure which shows the state after passing liquid.
表1に示されるように、有機相の流量により相違はあるものの、パルプを充填した配管に、微細な水相の液滴を含む有機相を通液させるという簡易な処理により、その水相の液滴を有効に除去できることが分かった。 As shown in Table 1, although there are differences depending on the flow rate of the organic phase, the aqueous phase is subjected to a simple treatment of passing the organic phase containing fine droplets of the aqueous phase through a pipe filled with pulp. It was found that the droplets could be effectively removed.
Claims (8)
前記有機相は、前記抽出段と、該抽出段から得られた有機相を洗浄する洗浄段と、洗浄後の有機相に対して逆抽出処理を行う逆抽出段とでの3つの処理を含む溶媒抽出方法における、該洗浄段での洗浄後の有機相であり、該有機相を、パルプが充填されている配管に通液させる、方法。 A method for removing droplets of an aqueous phase contained in an organic phase obtained from an extraction stage in which an extraction process using an organic solvent is performed.
The organic phase includes three treatments of the extraction stage, a washing stage for washing the organic phase obtained from the extraction stage, and a back extraction stage for performing a back extraction treatment on the washed organic phase. in the solvent extraction method, an organic phase after washing with the washing stage, the organic phase, the pulp is passed through the pipe is filled, methods.
請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1 , wherein the pipe is a pipe that supplies an organic phase from the washing stage to the reverse extraction stage.
請求項1又は2に記載の方法。 The method according to claim 1 or 2 , wherein the pulp filled in the pipe has an average fiber length of 1 mm to 5 mm.
請求項1乃至3のいずれかに記載の方法。 The pulp A method according to any one of claims 1 to 3 is filled with a packing density 410mg / mm 3 ~450mg / mm 3 .
請求項1乃至4のいずれかに記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 4 , wherein the pulp is cotton linter pulp.
前記コバルトを含有する有機相に含まれる、ニッケルを含有する水相の液滴を除去する
請求項1乃至5のいずれかに記載の方法。 The solvent extraction method is a method in which a nickel chloride solution containing cobalt is used as an extraction starting solution, and the cobalt is extracted with a solvent to obtain a cobalt chloride solution.
The method according to any one of claims 1 to 5 , wherein the droplets of the nickel-containing aqueous phase contained in the cobalt-containing organic phase are removed.
前記洗浄段と前記逆抽出段とは、該洗浄段での洗浄後の有機相を供給する配管により接続されており、該配管の途中にパルプが充填されており、
当該溶媒抽出装置は、コバルトを含有する塩化ニッケル溶液を抽出始液とし、該コバルトを溶媒抽出して塩化コバルト溶液を得る溶媒抽出処理において、コバルトを含有する有機相に含まれる、ニッケルを含有する水相の液滴を除去するために用いられる
溶媒抽出装置。 A solvent comprising an extraction stage for performing an extraction treatment using an organic solvent, a washing stage for washing the organic phase obtained from the extraction stage, and a back extraction stage for performing a back extraction treatment on the washed organic phase. It ’s an extraction device,
The washing stage and the back extraction stage are connected by a pipe for supplying the organic phase after washing in the washing stage, and pulp is filled in the middle of the pipe .
The solvent extraction device contains nickel contained in a cobalt-containing organic phase in a solvent extraction process in which a cobalt-containing nickel chloride solution is used as an extraction starting solution and the cobalt is extracted with a solvent to obtain a cobalt chloride solution. A solvent extractor used to remove aqueous phase droplets.
分岐したそれぞれの配管に前記パルプが充填されている
請求項7に記載の溶媒抽出装置。 The pipe is branched into two or more flow paths.
The solvent extraction device according to claim 7 , wherein the pulp is filled in each of the branched pipes.
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