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JP7627436B2 - How to manufacture cadmium metal - Google Patents
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Description

本発明は、湿式処理のみで、不純物が低減された金属カドミウムを製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing metallic cadmium with reduced impurities using only wet processing.

亜鉛製錬所における亜鉛地金の原料として、粗酸化亜鉛等から不純物を分離回収して得た酸化亜鉛鉱が広く用いられている。この粗酸化亜鉛は、例えば、鉄鋼業における高炉や電気炉等の製鋼炉から発生する鉄鋼ダストから還元焙焼処理を経て得ることができ、資源リサイクルの促進の観点からは、鉄鋼ダストの亜鉛原料としての再利用は望ましいものである。
このような鉄鋼ダスト由来の粗酸化亜鉛には、その主成分である酸化亜鉛以外に、塩素やフッ素等のハロゲン成分、及びカドミウム等の不純物が高い割合で含有されている。
これらの不純物のうち、特にカドミウムについては有害金属としての性質を持っており、酸化亜鉛の製造プラントにおいては、カドミウムを分離回収する処理が必須となっている。
Zinc oxide ore obtained by separating and recovering impurities from crude zinc oxide, etc., is widely used as a raw material for zinc ingots in zinc smelters. This crude zinc oxide can be obtained, for example, from steel dust generated in steelmaking furnaces such as blast furnaces and electric furnaces in the steel industry through a reduction roasting process, and from the viewpoint of promoting resource recycling, it is desirable to reuse steel dust as a raw material for zinc.
Such crude zinc oxide derived from steel dust contains, in addition to zinc oxide which is its main component, halogen components such as chlorine and fluorine, and impurities such as cadmium at high rates.
Of these impurities, cadmium in particular has the properties of a harmful metal, and so in zinc oxide manufacturing plants, a process for separating and recovering cadmium is essential.

一方、カドミウムはニッケルカドミウム電池の負極材として使用されるなど、電子エレクトロニクス材料として重要な有用金属のひとつとなっている。こうした背景から、カドミウムを上記粗酸化亜鉛から高純度に分離回収し、こうした電子材料として有用に活用する技術が期待されている。
このカドミウムを分離回収する方法としては、例えば、湿式処理で不純物を粗分離後、乾式処理によって精分離する方法が、一般的に行われている。
On the other hand, cadmium is one of the important metals used in electronics, such as for use as the anode material in nickel-cadmium batteries. In this context, there is a need for technology to separate and recover cadmium at high purity from the above-mentioned crude zinc oxide and to utilize it effectively as an electronic material.
A commonly used method for separating and recovering cadmium is, for example, to roughly separate impurities by a wet process and then to refine the same by a dry process.

しかしながら、乾式処理は化石燃料や、電力の使用において環境やエネルギー負荷が高いという問題があった。
一方、湿式処理のみの場合は不純物を多く含んだ鉄鋼ダストの浸出液に対し、亜鉛を用いたセメンテーション法やイオン交換樹脂を用いたイオン交換法、および電気分解を応用した電解採取法を実施しても、不純物を十分には分離できず、先述したように不純物の粗分離に留まっていた。
However, dry processing has the problem of high environmental and energy burden due to the use of fossil fuels and electricity.
On the other hand, when steel dust leachate contains a large amount of impurities, when wet processing is used alone, even if the cementation method using zinc, the ion exchange method using ion exchange resin, or the electrowinning method using electrolysis are performed, the impurities cannot be sufficiently separated, and only a rough separation of the impurities is achieved, as mentioned above.

例えば、特許文献1に見られるような手法は、湿式のみの手法であるが、カドミウム品位をおよそ90%程度までしか高められなかった。
湿式処理にて、不純物を精分離できれば、乾式処理における、化石燃料やエネルギー負荷の問題が解消される。
そのため、湿式処理のみで、不純物濃度が低減された高純度な金属カドミウムを製造する方法の開発が望まれていた。
For example, the method described in Patent Document 1 is a wet method only, but it can only increase the cadmium content to about 90%.
If impurities can be separated by wet processing, the problems of fossil fuels and energy burdens that occur in dry processing can be resolved.
Therefore, there has been a demand for the development of a method for producing high-purity metallic cadmium with reduced impurity concentrations by using only wet processing.

特開平11-12667号公報Japanese Patent Application Publication No. 11-12667

本発明の目的は、このような問題を解決するため、湿式処理のみで、カドミウム濃度が高く、不純物濃度が低減された、即ち高純度な金属カドミウムを製造する方法を提供するものである。 The object of the present invention is to solve these problems by providing a method for producing high-purity metallic cadmium with a high cadmium concentration and reduced impurity concentration using only wet processing.

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、第1の中和工程、第2の中和工程、浸出工程、金属採取工程、酸洗浄工程、アルカリ洗浄工程、水洗工程の7つの工程を経ることで、本発明に係る課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of extensive research into achieving the above object, the inventors discovered that the problems associated with the present invention could be solved by going through seven steps, namely, the first neutralization step, the second neutralization step, the leaching step, the metal extraction step, the acid washing step, the alkali washing step, and the water washing step, and thus completed the present invention.

すなわち、本発明の第1の発明は、含カドミウム溶液にpH調整剤を添加して、pHを7.0~9.0の範囲に前記含カドミウム溶液のpHを調整することにより、固相部に亜鉛水酸化物と鉛水酸化物が分配された第1中和スラリーを形成し、前記第1中和スラリーに固液分離処理を施し、前記亜鉛水酸化物と前記鉛水酸化物を系外に除去し、カドミウムを含む濾液を得る第1の中和工程と、
前記第1の中和工程で得られた前記カドミウムを含む濾液に対し、さらにpH調整剤を添加して、前記第1の中和工程で調整したpHよりも大きく、且つ、pHを8.5~11.0の範囲に濾液のpHを調整することにより、固相部にカドミウム水酸化物が分配された第2中和スラリーを形成し、この第2中和スラリーに固液分離処理を施し、前記カドミウム水酸化物を含むカドミウム沈殿物を得る第2の中和工程と、
前記第2の中和工程で得られた前記カドミウム沈殿物に酸を添加して、pHを2.0~6.5の範囲に調整して、カドミウムを含む浸出スラリーを形成した後、前記カドミウムを含む浸出スラリーに固液分離処理を施し、カドミウム浸出液を得る浸出工程と、
前記浸出工程で得られた前記カドミウム浸出液中のカドミウムを電気分解法により還元し金属カドミウムを得る金属採取工程と、
前記金属採取工程で得られた前記金属カドミウムに酸を添加して、pHを0~4.0の範囲に調整することにより、酸洗浄後スラリーを形成し、前記酸洗浄後スラリーに固液分離処理を施し、亜鉛、硫黄が低減された酸洗浄後金属カドミウムを得る酸洗浄工程と、
前記酸洗浄工程で得られた前記酸洗浄後金属カドミウムにアルカリを添加して、pHを10~14の範囲に調整することにより、アルカリ洗浄後スラリーを形成し、前記アルカリ洗浄後スラリーに固液分離処理を施し、硫黄が低減されたアルカリ洗浄後金属カドミウムを得るアルカリ洗浄工程と、
前記アルカリ洗浄工程で得られた前記アルカリ洗浄後金属カドミウムを水洗して、アルカリ金属、及びアルカリ土類金属が除去された金属カドミウムを得る水洗工程とからなる、金属カドミウムの製造方法である。
That is, the first invention of the present invention includes a first neutralization step of adding a pH adjuster to a cadmium-containing solution to adjust the pH of the cadmium-containing solution to a range of 7.0 to 9.0 to form a first neutralized slurry in which zinc hydroxide and lead hydroxide are distributed in a solid phase portion , subjecting the first neutralized slurry to a solid-liquid separation treatment to remove the zinc hydroxide and the lead hydroxide from the system, and obtaining a filtrate containing cadmium;
a second neutralization step of adding a pH adjuster to the cadmium-containing filtrate obtained in the first neutralization step to adjust the pH of the filtrate to a value higher than the pH adjusted in the first neutralization step and within a range of 8.5 to 11.0, thereby forming a second neutralized slurry in which cadmium hydroxide is distributed in a solid phase portion , and subjecting the second neutralized slurry to a solid-liquid separation treatment to obtain a cadmium precipitate containing the cadmium hydroxide;
a leaching step of adding an acid to the cadmium precipitate obtained in the second neutralization step to adjust the pH to a range of 2.0 to 6.5 to form a leaching slurry containing cadmium, and then subjecting the leaching slurry containing cadmium to a solid-liquid separation treatment to obtain a cadmium leachate;
a metal extraction step of reducing cadmium in the cadmium leaching solution obtained in the leaching step by electrolysis to obtain metallic cadmium ;
an acid washing step of adding an acid to the metallic cadmium obtained in the metal extraction step to adjust the pH to a range of 0 to 4.0 to form an acid-washed slurry, and subjecting the acid-washed slurry to a solid-liquid separation treatment to obtain acid-washed metallic cadmium having reduced zinc and sulfur ;
an alkali washing step of adding an alkali to the acid-washed metallic cadmium obtained in the acid washing step to adjust the pH to a range of 10 to 14 to form an alkali-washed slurry, and subjecting the alkali-washed slurry to a solid-liquid separation treatment to obtain alkali-washed metallic cadmium having reduced sulfur ;
and a water washing step of washing the alkali-washed metallic cadmium obtained in the alkali washing step with water to obtain metallic cadmium from which alkali metals and alkaline earth metals have been removed .

本発明の第2の発明は、第1の発明の金属採取工程における電流密度が、50A/m~2000A/m、電解終点のカドミウム濃度が1.0g/L~3.0g/Lとする、金属カドミウムの製造方法である。 A second aspect of the present invention is a method for producing metallic cadmium, wherein the current density in the metal extracting step of the first aspect is 50 A/m 2 to 2000 A/m 2 , and the cadmium concentration at the end point of electrolysis is 1.0 g/L to 3.0 g/L.

本発明の第3の発明は、第1の発明において、含カドミウム溶液の組成が、Cd≧0.05g/L、0<Zn≦3g/L、0<Pb≦0.1g/L、Cu≦0.01g/L、Tl≦0.05g/L、Ni≦0.005g/L、Mn≦0.1g/L、Ca≦1.0g/L、Mg≦0.1g/L、Si≦0.1g/Lである、金属カドミウムの製造方法である。 The third invention of the present invention is a method for producing metallic cadmium according to the first invention, in which the composition of the cadmium-containing solution is Cd≧0.05g/L, 0<Zn≦3g/L, 0<Pb≦0.1g/L, Cu≦0.01g/L, Tl≦0.05g/L, Ni≦0.005g/L, Mn≦0.1g/L, Ca≦1.0g/L, Mg≦0.1g/L, and Si≦0.1g/L.

本発明の第4の発明は、第1の発明において、その電気分解法に用いる始液が、その浸出工程で得られたカドミウム浸出液に亜鉛粉末を添加し、前記亜鉛粉末の添加量を0.2g/L以上、5g/L以下の範囲とし、鉛、および銅を沈殿物として含むスラリーを形成した後、このスラリーを固液分離して得たカドミウム溶液である、金属カドミウムの製造方法である。 The fourth invention of the present invention is a method for producing metallic cadmium according to the first invention, in which the starting solution used in the electrolysis method is a cadmium solution obtained by adding zinc powder to the cadmium leaching solution obtained in the leaching step in an amount of 0.2 g/L or more and 5 g/L or less, forming a slurry containing lead and copper as precipitates, and then subjecting the slurry to solid-liquid separation.

本発明の第5の発明は、第1の発明において、その浸出工程において、前記浸出スラリーに更に酸化剤を添加して得た酸化スラリーの酸化還元電位が1000mV以上(vs. Ag/AgCl)であり、マンガン酸化物の沈殿物を含む前記酸化スラリーに固液分離処理を施して、カドミウム浸出液を得る工程である、金属カドミウムの製造方法である。 The fifth invention of the present invention is a method for producing metallic cadmium according to the first invention, in which in the leaching step, an oxidizing agent is further added to the leaching slurry to obtain an oxidation-reduction potential of 1000 mV or more (vs. Ag/AgCl), and the oxidation slurry containing manganese oxide precipitates is subjected to solid-liquid separation to obtain a cadmium leachate.

本発明の金属カドミウムの製造方法は、湿式処理のみで、不純物濃度が低減された品位の高い、即ち高純度な金属カドミウムを製造できるので、その工業的価値は極めて大きい。 The method for producing cadmium metal of the present invention is of great industrial value because it can produce high-quality, i.e., high-purity, cadmium metal with reduced impurity concentrations using only wet processing.

本発明の金属カドミウムの製造方法は、カドミウムを含む含カドミウム溶液を出発物質として高純度のカドミウム金属を得る、金属カドミウムの製造方法である。その方法は7つの工程、第1の中和工程、第2の中和工程、浸出工程、金属採取工程、酸洗浄工程、アルカリ洗浄工程、水洗工程から構成されており、上記の工程を経ることによって、品位が99.9%以上のカドミウムを含有し、且つ、不純物である亜鉛、鉛、銅、タリウム、ニッケル、マンガン、カルシウム、マグネシウム、ケイ素、硫黄、ナトリウムが低減された高純度なカドミウムを製造することができる。ここで、本発明に係る含カドミウム溶液とは、カドミウム濃度が0.05g/L以上であるカドミウム溶液であることを意味する。以下、それぞれの工程を説明する。 The method for producing metallic cadmium of the present invention is a method for producing metallic cadmium, which uses a cadmium-containing solution containing cadmium as a starting material to obtain high-purity cadmium metal. The method is composed of seven steps, a first neutralization step, a second neutralization step, a leaching step, a metal extraction step, an acid washing step, an alkali washing step, and a water washing step. By going through the above steps, it is possible to produce high-purity cadmium that contains cadmium with a purity of 99.9% or more and has reduced impurities such as zinc, lead, copper, thallium, nickel, manganese, calcium, magnesium, silicon, sulfur, and sodium. Here, the cadmium-containing solution of the present invention means a cadmium solution with a cadmium concentration of 0.05 g/L or more. Each step will be explained below.

<第1の中和工程>
第1の中和工程は、含カドミウム溶液を原料溶液とし、この含カドミウム溶液に対してpH調整剤を添加して、亜鉛と鉛が水酸化物を形成する範囲に含カドミウム溶液のpHを調整することにより、固相部に亜鉛水酸化物と鉛水酸化物が分配された第1中和スラリーを形成した後、この第1中和スラリーに固液分離処理を施し、亜鉛水酸化物と鉛水酸化物を系外に除去してカドミウムを含む濾液を得る工程である。
<First neutralization step>
The first neutralization step is a step in which a cadmium-containing solution is used as a raw material solution, a pH adjuster is added to this cadmium-containing solution, and the pH of the cadmium-containing solution is adjusted to a range in which zinc and lead form hydroxides, thereby forming a first neutralized slurry in which zinc hydroxide and lead hydroxide are distributed in the solid phase portion, and then the first neutralized slurry is subjected to a solid-liquid separation process to remove the zinc hydroxide and lead hydroxide from the system, thereby obtaining a filtrate containing cadmium.

ここで、原料溶液となる含カドミウム溶液は、望ましくはCd≧0.05g/L、0<Zn≦3g/L、0<Pb≦0.1g/L、Cu≦0.01g/L、Tl≦0.05g/L、Ni≦0.005g/L、Mn≦0.1g/L、Ca≦1.0g/L、Mg≦0.1g/L、Si≦0.1g/Lの組成を有する含カドミウム溶液である。この組成を満たす含カドミウム溶液を原料溶液にすることによって、以降の工程を効果的に実施することができる。
pH調整のために使用するpH調整剤は、工業的に使用可能なアルカリであればいずれも使用可能である。例えば、水酸化カルシウムだけでなく、水酸化ナトリウムや水酸化マグネシウム、水酸化カリウム等を使用してよい。
Here, the cadmium-containing solution serving as the raw material solution is preferably a cadmium-containing solution having the following composition: Cd≧0.05 g/L, 0<Zn≦3 g/L, 0<Pb≦0.1 g/L, Cu≦0.01 g/L, Tl≦0.05 g/L, Ni≦0.005 g/L, Mn≦0.1 g/L, Ca≦1.0 g/L, Mg≦0.1 g/L, Si≦0.1 g/L. By using a cadmium-containing solution satisfying this composition as the raw material solution, the subsequent steps can be carried out effectively.
The pH adjuster used for adjusting the pH may be any alkali that is industrially usable. For example, not only calcium hydroxide but also sodium hydroxide, magnesium hydroxide, potassium hydroxide, etc. may be used.

このpHの調整に際して、亜鉛と鉛が水酸化物を形成する範囲にpHが調整される限り、その調整範囲は特に限定されない。例えば、pH7.0以上、9.0以下の範囲に調整することができる。これにより、亜鉛や鉛を優先的に沈殿分離させることが可能である。
pHが7.0より小さくなるように調整すると、亜鉛、鉛の沈殿量が不足してしまう。一方、pHが9.0より大きくなるように調整すると、亜鉛、鉛の沈殿量は殆ど増加せず、カドミウムの沈殿量が増加してしまう。このカドミウムの沈殿量の増加はカドミウムロスの増加を示すものである。
なお、タリウムは、この7.0~9.0のpH範囲においても、水酸化物を形成せずに、カドミウムと共に濾液中に残留する。
In this pH adjustment, the adjustment range is not particularly limited as long as the pH is adjusted to a range in which zinc and lead form hydroxides. For example, the pH can be adjusted to a range of 7.0 or more and 9.0 or less. This makes it possible to preferentially precipitate and separate zinc and lead.
If the pH is adjusted to less than 7.0, the amount of zinc and lead precipitated will be insufficient. On the other hand, if the pH is adjusted to more than 9.0, the amount of zinc and lead precipitated will hardly increase, but the amount of cadmium precipitated will increase. This increase in the amount of cadmium precipitate indicates an increase in cadmium loss.
Even in this pH range of 7.0 to 9.0, thallium does not form a hydroxide and remains in the filtrate together with cadmium.

<第2の中和工程>
第2の中和工程は、前工程の第1中和工程で得た濾液に対し、さらにpH調整剤を添加して、第1の中和工程で調整したpHよりも大きく、且つ、濾液に含まれるカドミウムがカドミウム水酸化物を形成する範囲に濾液のpHを調整することにより、固相部に前記カドミウム水酸化物が分配された第2中和スラリーを形成した後、この第2中和スラリーに固液分離処理を施し、前記カドミウム水酸化物を含むカドミウム沈殿物を得る工程である。
<Second neutralization step>
The second neutralization step is a step in which a pH adjuster is further added to the filtrate obtained in the previous first neutralization step to adjust the pH of the filtrate to a value higher than the pH adjusted in the first neutralization step and to a value within a range in which the cadmium contained in the filtrate forms cadmium hydroxide, thereby forming a second neutralized slurry in which the cadmium hydroxide is distributed in the solid phase portion, and then the second neutralized slurry is subjected to a solid-liquid separation treatment to obtain a cadmium precipitate containing the cadmium hydroxide.

このpHの調整のために使用するpH調整剤は、前工程と同様に、工業的に使用可能なアルカリであればいずれも使用可能である。例えば、水酸化カルシウムだけでなく、水酸化ナトリウムや水酸化マグネシウム、水酸化カリウム等を使用してよい。 As in the previous step, the pH adjuster used to adjust the pH can be any alkali that is industrially usable. For example, not only calcium hydroxide, but also sodium hydroxide, magnesium hydroxide, potassium hydroxide, etc. may be used.

このpHの調整に際して、第2の中和工程では、第1の中和工程で調整した濾液のpHよりも大きく、且つ、濾液に含まれるカドミウムがカドミウム水酸化物を形成する範囲に調整する。
この場合、pH8.5以上に調整することが好ましい。これにより、沈殿分離を効果的に行うことができる。また、上記において、さらにpH11.0以下に調整することによって、濾液にタリウムが含まれる場合であっても、タリウムを液中に効果的に分配することができる。
In this pH adjustment, the second neutralization step adjusts the pH to a range higher than the pH of the filtrate adjusted in the first neutralization step and within which the cadmium contained in the filtrate forms cadmium hydroxide.
In this case, it is preferable to adjust the pH to 8.5 or more. This allows effective precipitation and separation. In addition, by further adjusting the pH to 11.0 or less, even if the filtrate contains thallium, the thallium can be effectively distributed in the liquid.

pHが8.5より小さくなるように調整すると、カドミウムの沈殿量が不足してしまう。このカドミウムの沈殿量の不足は、カドミウムロスの増加を示すものである。
一方、pHが11.0より大きくなるように調整すると、タリウムの沈殿物が生成されてしまう懸念がある。なお、第2の中和工程を経て得られた濾液には、原料溶液に含まれていたタリウムのほぼ全量が分配されることになるので、タリウムの低減効果は大きい。
If the pH is adjusted to less than 8.5, the amount of cadmium precipitated will be insufficient, which indicates an increase in cadmium loss.
On the other hand, if the pH is adjusted to be greater than 11.0, there is a concern that a precipitate of thallium may be generated. Note that, since almost the entire amount of thallium contained in the raw material solution is distributed to the filtrate obtained through the second neutralization step, the effect of reducing thallium is large.

ところで、この第2の中和工程において、前工程の第1中和工程で得た濾液の代わりに、第1中和工程で得た濾液に強塩基性陰イオン交換樹脂を接触させてカドミウムを吸着し、次いで、このカドミウムを吸着した強塩基性陰イオン交換樹脂を純水に接触させて得たカドミウム溶離液に対して、pH調整剤を添加してpH調整を行ってもよい。
この場合、カドミウム溶離液に含まれるカドミウムがカドミウム水酸化物を形成する範囲にカドミウム溶離液のpHを調整することによって、固相部にカドミウム水酸化物が分配された第2中和スラリーを形成することができる。この第2中和スラリーを固液分離することにより、カドミウム水酸化物を含むカドミウム沈殿物を得ることができる。
In this second neutralization step, instead of the filtrate obtained in the first neutralization step, the filtrate obtained in the previous step may be brought into contact with a strongly basic anion exchange resin to adsorb cadmium, and then the strongly basic anion exchange resin with adsorbed cadmium may be brought into contact with pure water to obtain a cadmium eluate, to which a pH adjuster may be added to adjust the pH.
In this case, by adjusting the pH of the cadmium eluent to a range in which the cadmium contained in the cadmium eluent forms cadmium hydroxide, a second neutralized slurry in which cadmium hydroxide is distributed in the solid phase can be formed. By subjecting this second neutralized slurry to solid-liquid separation, a cadmium precipitate containing cadmium hydroxide can be obtained.

用いる強塩基性陰イオン交換樹脂は、クロロ錯体を介してカドミウムを吸着させるものであるため、クロロ錯体を形成しない不純物を高度に分離することが可能である。また、前記カドミウム溶離液には、クロロ錯体を形成しない金属元素は分配されることがないため、例えば、タリウムのようにクロロ錯体を形成しない元素を沈殿させないようにするために、pHの上限を制限するような操作は不要である。 The strongly basic anion exchange resin used adsorbs cadmium via a chloro complex, making it possible to separate impurities that do not form chloro complexes to a high degree. In addition, since metal elements that do not form chloro complexes are not distributed in the cadmium eluent, there is no need to perform operations such as limiting the upper limit of pH to prevent elements that do not form chloro complexes, such as thallium, from precipitating.

<浸出工程>
浸出工程は、前工程の中和工程で得たカドミウム水酸化物を含むカドミウム沈殿物に水を添加して作製した水溶液、或いはスラリーに対して、酸を添加してカドミウムを優先的に浸出させ、カドミウム以外の他の成分は不純物として、水酸化物や硫酸塩の固体形態に分配させてカドミウムが浸出された浸出スラリーを形成した後、この浸出スラリーに固液分離処理を施し、カドミウムが浸出されたカドミウム浸出液を得る工程である。
<Leaching process>
The leaching step is a step in which an acid is added to an aqueous solution or slurry prepared by adding water to the cadmium precipitate containing cadmium hydroxide obtained in the previous neutralization step, to preferentially leach cadmium, and components other than cadmium are partitioned as impurities into solid forms such as hydroxides and sulfates to form a leached slurry from which cadmium has been leached. This leached slurry is then subjected to solid-liquid separation to obtain a cadmium leachate from which cadmium has been leached.

本工程で使用する酸は特に限定されず、例えば、硫酸を使用することができる。また、カドミウム浸出液のpHはカドミウムが優先的に浸出されるpHである限り、その調整範囲は特に限定されない。
例えば、pH2.0以上、pH6.5以下の範囲に調整することができる。特に低pHの領域において、亜鉛、ニッケル、ケイ素の浸出率がカドミウムの浸出率に接近してカドミウムとの分離が十分に行えなくなるが、こうしたカドミウム浸出液であっても、後述の金属採取工程において電気分解法を採用する場合、電気分解法は亜鉛、ニッケル、ケイ素はとの分離に優れたカドミウムの還元方法であるため、この電気分解法の始液として供することができる。
The acid used in this step is not particularly limited, and for example, sulfuric acid can be used. The pH of the cadmium leaching solution is not particularly limited as long as it is a pH at which cadmium is preferentially leached.
For example, the pH can be adjusted to a range of 2.0 or more and 6.5 or less. In particular, in the low pH region, the leaching rates of zinc, nickel, and silicon approach that of cadmium, making it difficult to separate cadmium sufficiently. However, even such a cadmium leachate can be used as the starting solution for the electrolysis method, which is a method for reducing cadmium that is excellent in terms of separation from zinc, nickel, and silicon, when the electrolysis method is adopted in the metal recovery step described below.

さらに、カドミウム浸出液のpHを5.5以上、6.5以下の範囲に調整することによって、亜鉛、ニッケル、ケイ素、マンガンの各元素をカドミウムから効果的に分離させることが可能である。このようにして得たカドミウム浸出液は、亜鉛、鉛、ニッケル、ケイ素、マンガンの含有量が相対的にカドミウムに対して低減されているため、電気分解法の始液として供することが出来るだけでなく、特にケイ素との分離が優れるので、後述の金属採取工程において亜鉛セメンテーション法を採用する場合、この亜鉛セメンテーション法の始液として供することができる。 Furthermore, by adjusting the pH of the cadmium leaching solution to a range of 5.5 or more and 6.5 or less, it is possible to effectively separate the elements zinc, nickel, silicon, and manganese from cadmium. The cadmium leaching solution obtained in this manner has a relatively reduced content of zinc, lead, nickel, silicon, and manganese compared to cadmium, so it can be used as the starting solution for the electrolysis method, and since it has excellent separation from silicon in particular, it can be used as the starting solution for the zinc cementation method when this method is used in the metal extraction process described below.

ところで、前記の浸出スラリーに酸化剤を添加して、酸化還元電位を浸出スラリーに含まれるマンガンをマンガン酸化物とする範囲に調整し、そのマンガン酸化物を沈殿物として含む酸化スラリーを形成した後、この酸化スラリーに固液分離処理を施すことによってカドミウム浸出液を得ても良い。 By the way, an oxidizing agent may be added to the leaching slurry to adjust the redox potential to a range in which the manganese contained in the leaching slurry is converted into manganese oxide, and an oxidation slurry containing the manganese oxide as a precipitate may be formed. After that, a cadmium leaching solution may be obtained by subjecting the oxidation slurry to a solid-liquid separation process.

このようにして得られるカドミウム浸出液は、カドミウムが浸出されているとともに、マンガン酸化物として含まれるマンガンが除去された、マンガン量が低減されたカドミウム浸出液である。
このような酸化剤の添加に際し、使用する酸化剤は特に限定されず、例えば、次亜塩素酸ソーダを使用することができる。
酸化剤の添加量は、マンガンがマンガン酸化物として沈殿する酸化還元電位となる範囲である限り、その調整範囲は特に限定されない。例えば、酸化還元電位が1000mV以上(vs. Ag/AgCl)となる範囲に調整することができる。
The cadmium leachate thus obtained is a cadmium leachate in which cadmium has been leached and manganese contained as manganese oxide has been removed, resulting in a cadmium leachate with a reduced manganese content.
When adding such an oxidizing agent, the oxidizing agent to be used is not particularly limited, and for example, sodium hypochlorite can be used.
The amount of the oxidizing agent added is not particularly limited as long as it is within a range in which the redox potential is such that manganese precipitates as manganese oxide. For example, it can be adjusted to a range in which the redox potential is 1000 mV or more (vs. Ag/AgCl).

<金属採取工程>
金属採取工程は、前工程の浸出工程で得たカドミウム浸出液から浸出液中のカドミウムを還元する工程である。この還元は、例えば、「亜鉛セメンテーション法」や、「電気分解法」によって行うことができる。
<Metal extraction process>
The metal recovery process is a process for reducing cadmium in the cadmium leachate obtained in the previous leaching process. This reduction can be carried out, for example, by the "zinc cementation method" or the "electrolysis method."

(亜鉛セメンテーション法)
亜鉛セメンテーション法は、前工程の浸出工程で得たカドミウム浸出液に亜鉛粉末を添加して、亜鉛セメンテーション終了時のカドミウム溶液中のカドミウム濃度(以下、亜鉛セメンテーション終点のカドミウム濃度とも称す。)を、浸出液のニッケル濃度とカドミウム濃度に応じて調整することによって、ニッケルの大半をカドミウム溶液中に残留させて、その溶液からのニッケルの析出が抑制された空孔を有する金属カドミウム(以下、スポンジカドミウムとも称す。)を得る、カドミウムの還元方法である。
(Zinc Cementation Method)
The zinc cementation method is a method for reducing cadmium, in which zinc powder is added to the cadmium leachate obtained in the previous leaching step, and the cadmium concentration in the cadmium solution at the end of zinc cementation (hereinafter also referred to as the cadmium concentration at the end point of zinc cementation) is adjusted according to the nickel and cadmium concentrations in the leachate, thereby leaving most of the nickel in the cadmium solution and obtaining metallic cadmium having pores in which nickel precipitation from the solution is suppressed (hereinafter also referred to as sponge cadmium).

この亜鉛セメンテーション法では、ニッケルの析出量は亜鉛セメンテーション終点のカドミウム濃度が低くなるほど増加するため、得られるスポンジカドミウムのニッケル品位が所望のニッケル品位を満たすように、浸出液のニッケル濃度とカドミウム濃度に応じて、亜鉛セメンテーション終点のカドミウム濃度が調整される。この調整に際し、亜鉛セメンテーション終点のカドミウム濃度は1.0~10.0g/Lの範囲に調整することが好ましい。
これにより、ニッケルの析出が抑制されるとともに、液中に残存するカドミウムを抑制することができて、効率的にスポンジカドミウムを析出することが可能である。
In this zinc cementation method, the amount of nickel precipitation increases as the cadmium concentration at the end point of zinc cementation decreases, so that the cadmium concentration at the end point of zinc cementation is adjusted according to the nickel and cadmium concentrations of the leachate so that the nickel quality of the resulting sponge cadmium satisfies the desired nickel quality. In this adjustment, the cadmium concentration at the end point of zinc cementation is preferably adjusted to a range of 1.0 to 10.0 g/L.
This suppresses the precipitation of nickel and also suppresses the amount of cadmium remaining in the solution, making it possible to efficiently precipitate sponge cadmium.

スポンジカドミウムのニッケル品位を抑制するためには、浸出液のニッケル濃度は低い方が好ましいが、浸出液のニッケル濃度が高い場合であっても、浸出液のカドミウム濃度がともに高い場合には、析出するニッケル量が増加する一方で、析出するカドミウム量もまた相対的に増加するため、亜鉛セメンテーション終点のカドミウム濃度を適切に選定することによって、スポンジカドミウムのニッケル品位を抑制することが可能である。 In order to suppress the nickel content of sponge cadmium, it is preferable that the nickel concentration of the leachate is low. However, even if the nickel concentration of the leachate is high, if the cadmium concentration of the leachate is also high, the amount of nickel that precipitates increases while the amount of cadmium that precipitates also increases relatively. Therefore, by appropriately selecting the cadmium concentration at the end point of zinc cementation, it is possible to suppress the nickel content of sponge cadmium.

例えば、浸出液のカドミウム濃度が20g/L、ニッケル濃度が0.02g/Lである場合には、亜鉛セメンテーション終点のカドミウム濃度を1.0g/Lに調整することによって、ニッケル品位が200ppm以下のスポンジカドミウムを得ることができ、また、浸出液のカドミウム濃度が70g/L、ニッケル濃度が0.05g/Lである場合には、亜鉛セメンテーション終点のカドミウム濃度を9.7g/Lに調整することによって、ニッケル品位が100ppm以下のスポンジカドミウムを得ることができる。 For example, if the cadmium concentration of the leachate is 20 g/L and the nickel concentration is 0.02 g/L, sponge cadmium with a nickel content of 200 ppm or less can be obtained by adjusting the cadmium concentration at the end point of zinc cementation to 1.0 g/L. Also, if the cadmium concentration of the leachate is 70 g/L and the nickel concentration is 0.05 g/L, sponge cadmium with a nickel content of 100 ppm or less can be obtained by adjusting the cadmium concentration at the end point of zinc cementation to 9.7 g/L.

(電気分解法)
浸出液中のカドミウムの還元は、上記の亜鉛セメンテーション法に拠らず、電気分解法によっても行うことができる。
電気分解法は、電解槽に対してアノードとカソードを浸漬し、カドミウムがカソードに析出する一方で、不純物の析出が抑制される範囲に電流密度と、電気分解終了時の電解液のカドミウム濃度(以下、電解終点のカドミウム濃度とも称す。)を調整することによって、金属カドミウムを得る、カドミウムの還元方法である。
(Electrolysis method)
The reduction of cadmium in the leachate can also be carried out by electrolysis instead of the zinc cementation method described above.
The electrolysis method is a method for reducing cadmium, in which an anode and a cathode are immersed in an electrolytic cell, and cadmium is precipitated on the cathode while adjusting the current density and the cadmium concentration in the electrolyte at the end of the electrolysis (hereinafter also referred to as the cadmium concentration at the end point of electrolysis) to a range in which the precipitation of impurities is suppressed, thereby obtaining metallic cadmium.

この電気分解法における電流密度と、電解終点のカドミウム濃度は、例えば、電流密度が50A/m2~2000A/m2の範囲、電解終点のカドミウム濃度が1.0g/L~3.0g/Lの範囲に調整することができる。
この範囲に調整することにより、亜鉛、ニッケル、マグネシウム、カルシウム、ケイ素、タリウムの析出を効果的に抑制することができる。
The current density in this electrolysis method and the cadmium concentration at the end of electrolysis can be adjusted, for example, to a current density in the range of 50 A/m2 to 2000 A/m2 and a cadmium concentration at the end of electrolysis in the range of 1.0 g/L to 3.0 g/L.
By adjusting the content within this range, precipitation of zinc, nickel, magnesium, calcium, silicon, and thallium can be effectively suppressed.

ここで、前記のカソードとして、例えば、電気導電率とコストの面で優れるSUS板やAl板を用いることができる。また、前記のアノードとして、例えば、酸素発生用電極を用いることができる。酸素発生用電極を用いることによって、アノードにおける塩素の発生を効果的に抑制することが可能である。アノードにおいて塩素が発生してしまうと、カソードに析出した金属カドミウムを再酸化、すなわち再溶解させてしまうため非効率である。 Here, for example, a SUS plate or an Al plate, which has excellent electrical conductivity and cost, can be used as the cathode. Also, for example, an oxygen generating electrode can be used as the anode. By using an oxygen generating electrode, it is possible to effectively suppress the generation of chlorine at the anode. If chlorine is generated at the anode, it is inefficient because the metallic cadmium deposited on the cathode is re-oxidized, i.e., re-dissolved.

なお、この電気分解法に用いる始液として、浸出工程で得た高濃度のカドミウム浸出液の代わりに、この浸出液に亜鉛粉末を添加し、鉛と銅を金属として沈殿させ、鉛、および銅を沈殿物として含むスラリーを形成した後、このスラリーを固液分離して得たカドミウム溶液を用いてもよい。亜鉛粉末の添加量は特に限定されないが、例えば、亜鉛粉末の添加量を0.2g/L以上、5g/L以下の範囲(好ましくは0.7g/L以上、1.5g/L以下の範囲)に調整することができる。
こうして得られるカドミウム溶液は、鉛、および銅が除去され、カドミウム浸出液に含まれるカドミウムの50%以上が残留したカドミウム溶液であり、電気分解法の始液として用いることによって、金属カドミウムの鉛、および銅品位をさらに低減することが可能である。
As the starting solution used in this electrolysis method, instead of the high-concentration cadmium leaching solution obtained in the leaching step, zinc powder may be added to the leaching solution, lead and copper are precipitated as metals, a slurry containing lead and copper as precipitates is formed, and then the slurry is subjected to solid-liquid separation to obtain a cadmium solution. The amount of zinc powder added is not particularly limited, but can be adjusted to, for example, a range of 0.2 g/L or more and 5 g/L or less (preferably a range of 0.7 g/L or more and 1.5 g/L or less).
The cadmium solution thus obtained is a cadmium solution in which lead and copper have been removed and at least 50% of the cadmium contained in the cadmium leachate remains. By using this cadmium solution as a starting solution for the electrolysis method, it is possible to further reduce the lead and copper content of metallic cadmium.

<酸洗浄工程>
酸洗浄工程では、前工程の金属採取工程で得た金属カドミウムに対して、酸を添加して亜鉛、硫黄が液中に排出する範囲にpHを調整する。
これにより、亜鉛、硫黄を液中に排出させた酸洗浄後液(液相)と酸洗浄後金属カドミウム(固相)からなる酸洗浄後スラリーが形成され、このスラリーを固液分離することにより、亜鉛、硫黄が低減された酸洗浄後金属カドミウムを得ることができる。
<Acid washing process>
In the acid washing process, acid is added to the metallic cadmium obtained in the previous metal extraction process to adjust the pH to a range in which zinc and sulfur are discharged into the liquid.
As a result, a post-acid-washed slurry is formed, which is composed of a post-acid-washed liquid (liquid phase) in which zinc and sulfur have been discharged into the liquid, and post-acid-washed metallic cadmium (solid phase). By subjecting this slurry to solid-liquid separation, post-acid-washed metallic cadmium with reduced zinc and sulfur can be obtained.

本工程でpHを調整するために使用する酸は、酸化力が比較的小さな酸が好ましく、酸化力が大きな酸を使用すると金属カドミウムが溶解してしまう。
例えば、使用する酸が硫酸や塩酸であれば、金属カドミウムの溶解を抑制できて好ましい。
このとき、亜鉛、硫黄が低減された酸洗浄後金属カドミウムを得るために、酸洗浄後液のpHは0~4以下のpH範囲に調整することが好ましい。
The acid used to adjust the pH in this step is preferably an acid with a relatively low oxidizing power. If an acid with a high oxidizing power is used, the metallic cadmium will dissolve.
For example, if the acid used is sulfuric acid or hydrochloric acid, dissolution of metallic cadmium can be suppressed, which is preferable.
In this case, in order to obtain post-acid-washing metallic cadmium with reduced zinc and sulfur, it is preferable to adjust the pH of the post-acid-washing solution to a pH range of 0 to 4.

<アルカリ洗浄工程>
アルカリ洗浄工程では、前工程の酸洗浄工程で得た酸洗浄後金属カドミウムに対して、アルカリを添加して硫黄が液中に排出する範囲にpHを調整する。
これにより、硫黄を液中に排出させたアルカリ洗浄後液(液相)とアルカリ洗浄後金属カドミウム(固相)からなるアルカリ洗浄後スラリーが形成され、このスラリーを固液分離することにより、硫黄が低減されたアルカリ洗浄後金属カドミウムを得ることができる。
<Alkaline cleaning process>
In the alkaline washing step, an alkali is added to the acid-washed metallic cadmium obtained in the previous acid washing step, and the pH is adjusted to a range in which sulfur is discharged into the liquid.
As a result, a post-alkali-washed slurry is formed, which is composed of a post-alkali-washed liquid (liquid phase) in which sulfur has been discharged into the liquid, and post-alkali-washed metallic cadmium (solid phase). By subjecting this slurry to solid-liquid separation, post-alkali-washed metallic cadmium with reduced sulfur can be obtained.

本工程でpHを調整するために使用するアルカリは、特に限定されない。
例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム等の工業的に使用可能なアルカリを使用してよい。
このとき、亜鉛が低減されたアルカリ洗浄後金属カドミウムを得るために、アルカリ洗浄後のpHは10~14のpH範囲となるように調整することが好ましい。
The alkali used to adjust the pH in this step is not particularly limited.
For example, industrially available alkalis such as sodium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, calcium carbonate, etc. may be used.
At this time, in order to obtain metallic cadmium after alkaline washing with reduced zinc, it is preferable to adjust the pH after alkaline washing to be in the pH range of 10 to 14.

<水洗工程>
水洗工程では、前工程のアルカリ洗浄工程で得たアルカリ洗浄後金属カドミウムに対して、水を添加して水洗後スラリーを形成し、このスラリーを固液分離する。前記のアルカリ洗浄後金属カドミウムに含まれるアルカリ金属やアルカリ土類金属を液中に排出させることができる。
<Water washing process>
In the water washing step, water is added to the alkaline-washed metallic cadmium obtained in the previous alkaline washing step to form a slurry after water washing, and the slurry is subjected to solid-liquid separation, so that the alkali metals and alkaline earth metals contained in the alkaline-washed metallic cadmium can be discharged into the liquid.

電気炉ダストに硫酸を添加して、pHを6.5に調整して得た、表1に示す組成の含カドミウム溶液を準備した。 A cadmium-containing solution with the composition shown in Table 1 was prepared by adding sulfuric acid to the electric furnace dust and adjusting the pH to 6.5.

Figure 0007627436000001
Figure 0007627436000001

次に、この含カドミウム溶液に水酸化カルシウムのスラリーを添加して、pHが8.0となるように調整し、60分間撹拌しながら保持した時に発生した沈澱物をメンブレン濾紙で濾過し、得られた濾液の組成を分析した。表2は、その結果を示すものである。亜鉛、鉛、銅、マンガンが低減されたカドミウムを含む濾液が得られた。 Next, a calcium hydroxide slurry was added to this cadmium-containing solution to adjust the pH to 8.0, and the solution was stirred for 60 minutes. The precipitate that formed was filtered through membrane filter paper, and the composition of the filtrate was analyzed. Table 2 shows the results. A filtrate containing cadmium with reduced amounts of zinc, lead, copper, and manganese was obtained.

Figure 0007627436000002
Figure 0007627436000002

次に、前記の亜鉛、鉛、銅、マンガンが低減されたカドミウムを含む濾液に対して、さらに、水酸化カルシウムのスラリーを添加して、pHが11.0となるように調整し、60分間撹拌しながら保持した時に発生した沈澱物をメンブレン濾紙で濾過し、カドミウム水酸化物を得た。
そして、濾液とこのカドミウム水酸化物の組成を分析した。表3は、濾液の組成を分析した結果を示すものであり、表4はカドミウム水酸化物の組成を分析した結果を示すものである。表3に示すタリウム濃度は、表2に示すタリウム濃度に対して変化しておらず、タリウムのピックアップが抑制された、カドミウム水酸化物が得られたものと判断できる。
Next, a slurry of calcium hydroxide was added to the cadmium-containing filtrate from which the zinc, lead, copper, and manganese had been reduced, to adjust the pH to 11.0, and the mixture was held with stirring for 60 minutes. The precipitate that formed was then filtered through a membrane filter paper to obtain cadmium hydroxide.
The compositions of the filtrate and the cadmium hydroxide were then analyzed. Table 3 shows the results of analyzing the composition of the filtrate, and Table 4 shows the results of analyzing the composition of the cadmium hydroxide. The thallium concentration shown in Table 3 did not change compared to the thallium concentration shown in Table 2, and it can be determined that cadmium hydroxide in which thallium pickup was suppressed was obtained.

Figure 0007627436000003
Figure 0007627436000003

Figure 0007627436000004
Figure 0007627436000004

次に、前記のカドミウム水酸化物40gを200mlビーカーに分取し、そのカドミウム水酸化物に、純水65mlを添加、25℃の常温で撹拌しながら、pHが6.0となるように64質量%硫酸を添加し、pHが安定してから60分間撹拌し、メンブレン濾紙で濾過した後、この濾液(浸出液)の組成を分析した。表5は、その結果を示すものである。亜鉛、鉛、ニッケル、マンガン、ケイ素の浸出が抑制された高濃度のカドミウム浸出液が得られた。 Next, 40 g of the cadmium hydroxide was dispensed into a 200 ml beaker, 65 ml of pure water was added to the cadmium hydroxide, and while stirring at room temperature of 25°C, 64% by mass sulfuric acid was added so that the pH became 6.0. After the pH stabilized, the mixture was stirred for 60 minutes, filtered through a membrane filter paper, and the composition of the filtrate (leachate) was analyzed. Table 5 shows the results. A high-concentration cadmium leachate was obtained in which the leaching of zinc, lead, nickel, manganese, and silicon was suppressed.

Figure 0007627436000005
Figure 0007627436000005

次に、前記の高濃度のカドミウム浸出液を2つに分け、一方は1000A/m2の電流密度で還元を行い、もう一方は亜鉛セメンテーション法で還元を行って金属カドミウムを得た。この場合、電解終点のカドミウム濃度は1.0g/L、亜鉛セメンテーション終点のカドミウム濃度は1.0g/Lとした。その後、これら金属カドミウムに含まれる不純物の組成を分析した。表6は、その結果を示すものである。
Next, the high concentration cadmium leachate was divided into two, one of which was reduced at a current density of 1000 A/m2, and the other was reduced by zinc cementation to obtain metallic cadmium. In this case, the cadmium concentration at the end of electrolysis was 1.0 g/L, and the cadmium concentration at the end of zinc cementation was 1.0 g/L. Then, the composition of impurities contained in these metallic cadmiums was analyzed. Table 6 shows the results.

Figure 0007627436000006
Figure 0007627436000006

次に、前記の電気分解法で得た金属カドミウム、および亜鉛セメンテーション法で得た金属カドミウムを分取し、スラリー濃度が100g/Lとなるよう純水に浸漬して金属スラリーを作製した。その金属スラリーに、64w%硫酸を添加し、酸洗浄後液のpHが1.5になるように調整して5分間撹拌した。その後、固液分離して酸洗浄後金属カドミウムを得た。
次に、前記の酸洗浄後金属カドミウムを80g/Lの水酸化ナトリウム水溶液に対して、スラリー濃度が100g/Lとなるよう投入し、アルカリ洗浄後液のpHが11になるように調整して5分間撹拌した。その後、固液分離してアルカリ洗浄後金属カドミウムを得た。
Next, the metallic cadmium obtained by the electrolysis method and the metallic cadmium obtained by the zinc cementation method were separated and immersed in pure water so that the slurry concentration was 100 g/L to prepare a metal slurry. 64 wt % sulfuric acid was added to the metallic slurry, and the pH of the solution after acid washing was adjusted to 1.5 and stirred for 5 minutes. Then, the solid-liquid separation was performed to obtain metallic cadmium after acid washing.
Next, the above-mentioned acid-washed metallic cadmium was added to an 80 g/L aqueous sodium hydroxide solution so that the slurry concentration was 100 g/L, and the pH of the alkali-washed liquid was adjusted to 11, followed by stirring for 5 minutes. Thereafter, solid-liquid separation was performed to obtain alkali-washed metallic cadmium.

さらに、前記のアルカリ洗浄後金属カドミウムをスラリー濃度が100g/Lとなるよう投入し、10分間撹拌した。その後、固液分離して水洗後金属カドミウムを得た。そして、この水洗後金属カドミウムの組成を分析した。表7は、その結果を示すものである。 The above-mentioned alkaline washed metallic cadmium was then added so that the slurry concentration was 100 g/L, and the mixture was stirred for 10 minutes. After that, the mixture was separated into solid and liquid to obtain metallic cadmium after washing with water. The composition of this metallic cadmium after washing with water was then analyzed. Table 7 shows the results.

Figure 0007627436000007
Figure 0007627436000007

本発明の各工程を経ることによって、99.9%以上のカドミウムを含有し、不純物である亜鉛、鉛、銅、タリウム、ニッケル、マンガン、カルシウム、マグネシウム、シリコン、硫黄、ナトリウムが、全て100ppm未満となる金属カドミウムが得られた。 By going through each step of the present invention, metallic cadmium was obtained that contains 99.9% or more cadmium and the impurities zinc, lead, copper, thallium, nickel, manganese, calcium, magnesium, silicon, sulfur, and sodium are all less than 100 ppm.

Claims (5)

含カドミウム溶液にpH調整剤を添加して、pHを7.0~9.0の範囲に前記含カドミウム溶液のpHを調整することにより、固相部に亜鉛水酸化物と鉛水酸化物が分配された第1中和スラリーを形成し、前記第1中和スラリーに固液分離処理を施し、前記亜鉛水酸化物と前記鉛水酸化物を系外に除去し、カドミウムを含む濾液を得る第1の中和工程と、
前記第1の中和工程で得られた前記カドミウムを含む濾液に対し、さらにpH調整剤を添加して、前記第1の中和工程で調整したpHよりも大きく、且つ、pHを8.5~11.0の範囲に濾液のpHを調整することにより、固相部にカドミウム水酸化物が分配された第2中和スラリーを形成し、この第2中和スラリーに固液分離処理を施し、前記カドミウム水酸化物を含むカドミウム沈殿物を得る第2の中和工程と、
前記第2の中和工程で得られた前記カドミウム沈殿物に酸を添加して、pHを2.0~6.5の範囲に調整して、カドミウムを含む浸出スラリーを形成した後、前記カドミウムを含む浸出スラリーに固液分離処理を施し、カドミウム浸出液を得る浸出工程と、
前記浸出工程で得られた前記カドミウム浸出液中のカドミウムを電気分解法により還元し金属カドミウムを得る金属採取工程と、
前記金属採取工程で得られた前記金属カドミウムに酸を添加して、pHを0~4.0の範囲に調整することにより、酸洗浄後スラリーを形成し、前記酸洗浄後スラリーに固液分離処理を施し、亜鉛、硫黄が低減された酸洗浄後金属カドミウムを得る酸洗浄工程と、
前記酸洗浄工程で得られた前記酸洗浄後金属カドミウムにアルカリを添加して、pHを10~14の範囲に調整することにより、アルカリ洗浄後スラリーを形成し、前記アルカリ洗浄後スラリーに固液分離処理を施し、硫黄が低減されたアルカリ洗浄後金属カドミウムを得るアルカリ洗浄工程と、
前記アルカリ洗浄工程で得られた前記アルカリ洗浄後金属カドミウムを水洗して、アルカリ金属、及びアルカリ土類金属が除去された金属カドミウムを得る水洗工程とからなることを特徴とする、金属カドミウムの製造方法。
a first neutralization step of adding a pH adjuster to a cadmium-containing solution to adjust the pH of the cadmium-containing solution to a range of 7.0 to 9.0 to form a first neutralized slurry in which zinc hydroxide and lead hydroxide are distributed in a solid phase portion , subjecting the first neutralized slurry to a solid-liquid separation treatment to remove the zinc hydroxide and the lead hydroxide from the system, and obtaining a filtrate containing cadmium;
a second neutralization step of adding a pH adjuster to the cadmium-containing filtrate obtained in the first neutralization step to adjust the pH of the filtrate to a value higher than the pH adjusted in the first neutralization step and within a range of 8.5 to 11.0, thereby forming a second neutralized slurry in which cadmium hydroxide is distributed in a solid phase portion , and subjecting the second neutralized slurry to a solid-liquid separation treatment to obtain a cadmium precipitate containing the cadmium hydroxide;
a leaching step of adding an acid to the cadmium precipitate obtained in the second neutralization step to adjust the pH to a range of 2.0 to 6.5 to form a leaching slurry containing cadmium, and then subjecting the leaching slurry containing cadmium to a solid-liquid separation treatment to obtain a cadmium leachate;
a metal extraction step of reducing cadmium in the cadmium leaching solution obtained in the leaching step by electrolysis to obtain metallic cadmium ;
an acid washing step of adding an acid to the metallic cadmium obtained in the metal extraction step to adjust the pH to a range of 0 to 4.0 to form an acid-washed slurry, and subjecting the acid-washed slurry to a solid-liquid separation treatment to obtain acid-washed metallic cadmium having reduced zinc and sulfur ;
an alkali washing step of adding an alkali to the acid-washed metallic cadmium obtained in the acid washing step to adjust the pH to a range of 10 to 14 to form an alkali-washed slurry, and subjecting the alkali-washed slurry to a solid-liquid separation treatment to obtain alkali-washed metallic cadmium having reduced sulfur ;
and a water washing step of washing the alkali-washed metallic cadmium obtained in the alkali washing step with water to obtain metallic cadmium from which alkali metals and alkaline earth metals have been removed .
前記金属採取工程における電流密度を50A/m~2000A/m、電解終点のカドミウム濃度を1.0g/l~3.0g/Lとする、請求項1に記載の金属カドミウムの製造方法。 2. The method for producing metallic cadmium according to claim 1, wherein the current density in said metal extracting step is 50 A/m 2 to 2000 A/m 2 , and the cadmium concentration at the end point of electrolysis is 1.0 g/l to 3.0 g/L. 前記含カドミウム溶液の組成が、Cd≧0.05g/L、0<Zn≦3g/L、0<Pb≦0.1g/L、Cu≦0.01g/L、Tl≦0.05g/L、Ni≦0.005g/L、Mn≦0.1g/L、Ca≦1.0g/L、Mg≦0.1g/L、Si≦0.1g/Lである、請求項1に記載の金属カドミウムの製造方法。 The method for producing metallic cadmium according to claim 1, wherein the composition of the cadmium-containing solution is Cd≧0.05g/L, 0<Zn≦3g/L, 0<Pb≦0.1g/L, Cu≦0.01g/L, Tl≦0.05g/L, Ni≦0.005g/L, Mn≦0.1g/L, Ca≦1.0g/L, Mg≦0.1g/L, and Si≦0.1g/L. 前記電気分解法に用いる始液が、前記浸出工程で得られた前記カドミウム浸出液に亜鉛粉末を添加し、前記亜鉛粉末の添加量を0.2g/L以上、5g/L以下の範囲とし、鉛、および銅を沈殿物として含むスラリーを形成した後、このスラリーを固液分離して得たカドミウム溶液である、請求項1に記載の金属カドミウムの製造方法。 The method for producing metallic cadmium according to claim 1, wherein the starting solution used in the electrolysis method is a cadmium solution obtained by adding zinc powder to the cadmium leaching solution obtained in the leaching step in an amount of 0.2 g/L or more and 5 g/L or less to form a slurry containing lead and copper as precipitates, and then subjecting the slurry to solid-liquid separation. 前記浸出工程において、前記浸出スラリーに更に酸化剤を添加して得た酸化スラリーの酸化還元電位が1000mV以上(vs. Ag/AgCl)であり、マンガン酸化物の沈殿物を含む前記酸化スラリーに固液分離処理を施して、カドミウム浸出液を得る工程である、請求項1に記載の金属カドミウムの製造方法。 The method for producing metallic cadmium according to claim 1, wherein in the leaching step, an oxidizing agent is further added to the leaching slurry to obtain an oxidation-reduction potential of 1000 mV or more (vs. Ag/AgCl), and the oxidation slurry containing manganese oxide precipitates is subjected to solid-liquid separation to obtain a cadmium leachate.
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