JPS5953335B2 - 鉱石から金属を回収する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鉛、銀および亜鉛の硫化物を含む硫化鉱から金
属を回収する方法に関する。

現在まで金属回収法において金属硫化物を塩化物に変え
ることは提案されている。

たとえば金属硫化物精鉱は塩化ナトリウムまたは塩化カ
ルシウム水溶液中で塩化第２鉄および塩素ガスにより塩
素化することができる（米国特許第１．７３６．６５９
号明細書参照）。

鉛、亜鉛および銀の硫化物を含む金属硫化物の乾精鉱を
塩素ガスにより塩素化することもすでに提案された（マ
イニング アンド サイエンティフィック プＬ／ ス
（Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ ５ｃｉｅｎｔｉｆｉｃＰｒｅ
ｓｓ）、１１２巻１９１６年５月２７日のアイオナイズ
（Ｉｏｎｉｄｅｓ）による“ザ ドライ クロリネーシ
ョン オブ コンプレックス オアズ゛” （Ｔｈｅ
Ｄｒｙ Ｃｈｌｏｒｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｍｐｌ
ｅｘ ０ｒｅｓ）参照）。

最終的塩素化は空気の存在するパイ焼過程で行われ、塩
素化過程で形成される塩化第２鉄は金属硫化物の塩素化
を完成する塩素を製造するため分解される。

この後者の公知法は塩化亜鉛の製造に使用することがで
き、この方法はパイ焼過程で２酸化イオウが生成され、
大気中に放出されるので、汚染のない方法ではない。

さらに塩素化生成物を塩化ナトリウムで処理して金属塩
化物を溶解する際、塩化ナトリウム浸出液中に不所望の
不純物とくに塩化亜鉛が形成される。

これは１定時間後に塩素化された鉱石から銀および鉛の
硫化物を溶解する能力を低下する。

本発明により （ａ） 精鉱を塩素化して金属硫化物を金属塩化物に
変え、かつ硫化物イオウを元素イオウに変え、（ｂ）
（ａ）工程の非ガス状生成物を塩化ナトリウム水溶液
で浸出してその中の鉛および銀の塩化物を不溶性固体か
ら分離しつるように溶解し、（Ｃ） 塩化ナトリウム
浸出液を冷却してその中の塩化鉛をほぼ全部沈殿させ、
続いて沈殿した塩化鉛を浸出液から分離し、 （ｄ） （Ｃ）工程で得られる塩化鉛を除去した浸出
液から銀を回収し、 （ｅ） （ｄ）工程で生ずる溶液の１部を分割し、溶
液の残部を（ｂ）工程の浸出液へ送り、 （ｆ） （ｅ）工程で分割した溶液の１部から亜鉛お
よび他の不純物をほぼ全部除去し、 （ｇ） 溶液の分割した部分を部分電解して稀薄塩化
ナトリウムを残しながら塩素ガスを製造し、（ｈ）
残った電解液を（ｂ）工程に送り、（ｉ）（ｇ）工程で
製造した塩素ガスを（ａ）工程に送る工程よりなる、鉛
、銀および亜鉛の硫化物を含む硫化鉱精鉱から金属を回
収する方法が得られる。

本発明の方法により鉛、銀および亜鉛の硫化物を含む硫
化鉱精鉱を処理してとくに銀および鉛を回収することが
できる。

塩素化工程から得られる金属塩化物からの金属回収は塩
素化工程で形成された金属塩化物を溶解するため使用さ
れる塩化ナトリウム浸出液中に塩化亜鉛を含む不純物の
形成を避けるように行われる。

硫化物の湿式塩素化の代りに、乾式塩素化は乾塩素ガス
を使用して行われ、加熱により硫化物は塩化物に変えら
れ、かつヒ素およびアンチモンが存在すればその塩化物
は蒸発する。

乾式塩素化は安四面銅鉱−ヒ四面銅鉱系の硫化物が単独
または他の鉱物たとえば方鉛鉱と結合して存在する場合
とくに有効なことが明らかになった。

いずれかの方法で硫化物を塩素化した後、金属塩化物は
得られた溶液から分離され、主目的である鉛および銀は
分離された塩化物溶液から回収される。

塩化鉛は冷却によって晶出し、鉛は塩化鉛から溶融塩電
解によって回収され、得られた塩素・は塩素化工程に送
られる。

銀は塩化鉛を除去した溶液からセメンチージョンによっ
て分離することができる。

鉛および銀を分離した溶液はその１部が分割され、残り
は塩化ナトリウム浸出工程に送られる。

鉄セメンチージョン析出により鉛および銀を除去した、
溶液の分割された部分はとくに炭酸ナトリウムで沖和さ
れ、亜鉛その他の金属不純物が炭酸塩として除去される
。

生ずる溶液の電解により塩素が得られ、これは鉱石塩素
化工程に送られる。

生ずる弱塩化ナトリウム電解液の１部は濃縮され、方法
が連続的に行われる場合、亜鉛その他不純物の形成を阻
止するため塩化ナトリウム浸出工程に送られる。

電解からの水酸化ナトリウムはとくに炭酸塩化され、得
られた炭酸ナトリウムは中和工程に使用される。

塩化鉛を除去した後の塩化ナトリウム浸出液の１部を分
割し、続いて亜鉛その他の金属不純物を除去した後に塩
化ナトリウム浸出工程に添加することにより、鉱石から
添加されるのとほぼ同じ割合で塩化亜鉛を塩化ナトリウ
ム浸出液から除去することができる。

これによって塩化ナトリウム浸出液中に塩化鉛の溶解を
妨げる塩化亜鉛の形成を阻止することができる。

さらに塩素は不純物または他の形の塩化物として系を去
らないので、塩素がほとんど系内に残される。

除去される塩素は電解中に塩素ガスとして除去され、塩
素はほとんど損失なしに塩素化工程に送られる。

本発明により塩素または鉛蒸気もしくは化合物が大気中
に放出されないほとんど公害のない方法が得られる。

硫化物イオウは乾式冶金法と異なりほぼすべて２酸化イ
オウでなくて元素イオウに変化される。

次に本発明の実施例を図面により説明する。

精鉱は次の組成を有する方鉛鉱−安四面銅鉱精鉱であっ
た： 銀 ０．３０〜０．３５
％鉛 ６８〜７０％
アンチモン ０．８０〜１．４％全
イオウ １４〜１７％亜鉛
４〜６％鉄
２〜４％鉛、銀および亜鉛の硫
化物を含む他の鉱石を処理しうろことは明らかである。

塩素化工程で起る反応は次のとおりである： ＭＳ＋Ｃ１２→ＭＣ１２（Ｍ−Ｐｂ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｆｅ
、またはＡｇなど） Ｓ２＋Ｃ１２→Ｓ２Ｃｌ２ Ｍ５＋８２Ｃ１□→ＭＣＩ□＋３／２Ｓ２Ｓｂ２Ｓ２＋
５Ｃ１２→２ＳｂＣ１５＋３／２Ｓ２精鉱は塩素化前に
Ｕ、 Ｓ、スタンダード−６５メツシに磨砕され、磨砕
精鉱は乾燥される。

塩素ガスの有効利用は粉砕した精鉱を塩素と向流系で接
触させることによって達成される。

第２図に示すように微細に粉砕された精鉱はロータリキ
ルンの上端に入り、乾燥塩素ガスは精鉱排出端であるキ
ルンの下側端部に導入されるので、最高濃度の塩素ガス
がほぼ塩素化の完了した精鉱と接触する。

不活性パージガスたとえばチッ素が後述のように塩化イ
オウを除去するため塩素とともにキルンに供給される。

キルンの全長は２つのゾーンに分割される。

排出端に近いゾーン２は約１１５℃の温度、キルン上端
側のゾーン１は８０〜１１５℃の温度で作業が行われる
。

塩素化は主としてゾーン１で起り、塩化イオウガスはゾ
ーン２で発生した。

蒸発した５塩化アンチモン（ＳｂＣ１５）を含んでキル
ンを去るガスは回収するアンチモン化合物を除去するた
めスクラツバで処理される。

同様にヒ素も精鉱が硫化ヒ素を含む場合除去することが
できる。

精鉱単位重量当り１定量の塩素ガスがキルンに供給され
、精鉱中の鉛および銀はほぼすべて連続的にそれぞれの
塩化物に変えられる。

５０〜１５０℃のキルン温度とくに８０〜１１５℃の範
囲が満足なことが明らかになった。

キルン内の精鉱の過剰の粘着性はキルン内の温度を約１
１９℃のイオウの融点以下に保持すれば避けることがで
きる。

硫化鉛（ＰｂＳ）と塩素の反応は発熱反応なので、ゾー
ン１には冷却手段が必要である。

代りに砂または循環生成物のような不活性材料を精鉱の
稀釈剤として添加することができる。

ゾーン２内では塩化イオウの蒸気圧を上昇し、これをチ
ッ素のような不活性ガスでパージするように熱を加える
ことができる。

塩素化生成物中の塩化イオウの量は続く塩化ナトリウム
浸出中の加水分解を避けるため最少であることが望まれ
る。

８２Ｃ１２のこのような加水分解反応は次のとおり表わ
される： ５２Ｃ１２＋２Ｈ２０＝２ＨＣ１十Ｈ２Ｓ十５Ｏ２（ま
たはポリチオン酸） 塩素ガス処要量は処理する精鉱の組成によって異なる。

方鉛鉱−安四面銅鉱精鉱の場合、はとんどの塩素は方鉛
鉱（ｐｂｓ）の塩素化に使用される。

この種の精鉱は通常的７０％の鉛を含み、精鉱トン当り
ＰｂＳ＋Ｃｌ２＝ＰｂＣ１２＋Ｓの反応に要する塩素の
理論量は２１５ｋｇである。

精鉱トン当り塩素の全添加量は２６０〜２８０ｋｇであ
り、塩素の残部４５〜６５ｋｇは安四面銅鉱および亜鉛
、鉄、銅などのような存在する他の金属の硫化物を塩素
化する。

次の例は硫化鉛精鉱の乾式塩素化および得られた金属塩
化物の塩化ナトリウムによる引続く溶解を示す。

例： 塩素化条件： 装置：３室ロータリキルン ゾーン１反応：Ｃ１２添加２６０〜２７０ｋｇ／ ）ン
ＰｂＳ鉱 浸出条件： パルプ密度 浸出液１１当り塩素化生成＄ｙ５０塩素化
中に蒸発したｓｂ％−５９ ＮａＣ１浸出の間に抽出された％ Ａｇ＝９９．３ Ｐｂ二９９．９ Ｓｂ ＝ ９６ Ｚｎ＝３３ Ｆｅ ＝ ４７ Ｃｕ＝９７ これらの結果は精鉱中に存在する鉛および銀の９９％以
上が塩化物に変り、塩化ナトリウム浸出の間に抽出され
たことを示す。

さらにアンチモンのほとんどの量が回収された。

硫化物イオウのほぼすべてが乾式塩素化工程の間に元素
イオウに変換された。

制御された塩素添加（精鉱トン当す２６０〜２８０ｋｇ
）とともに低温（８０〜１１５℃）の乾式塩素化を使用
し、続いて９０〜９５℃で塩化ナトリウム浸出を１時間
行うことにより銀の９９％、鉛の９９．９％、亜鉛の３
３％、鉄の４７％、銅の９７％、アンチモンの９６％が
抽出された。

塩素化の間にアンチモンはおそらく５ｂＣ１５として蒸
発し、排ガスから回収された。

ヒ素が存在する場合ヒ素もこの方法で回収することがで
きる。

金属硫化物中のほぼすべての硫化物イオウはイオウが有
害な２酸化イオウとして放出される乾式冶金法と異なり
元素イオウに変えられる。

第１図に示すフローシートによれば前記の例に示す浸出
は次のとおり行われる。

乾式または湿式塩素化のいずれが使用されるかによらず
、第１図のフローシートは塩素化工程のあとは同じであ
る。

塩素化された生成物は塩化ナトリウム液で浸出され、鉛
と銀の塩化物および不純物として作用する他の金属塩化
物が溶解される。

始動の後、塩化ナトリウム浸出液は図示のように連続的
に循環する塩化す） Ｉ）ラムが補充される。

作業中安四面銅鉱一方鉛鉱精鉱の浸出液は通常塩化ナト
リウム２６註〜２８０ 鉛１５〜３０ｇハ、第１鉄１５〜３０ｇハ、および少量
の銅、アンチモン、カルシウム、マグネシウム、マンガ
ン、アルミニウムなどを含む。

処理する精鉱のいかんを問わず、塩化ナトリウム浸出工
程はとくに８０〜１００℃の温度で行われる。

浸出スラリーは温時にろ過され、残渣は廃棄するか、ま
たは。

所望により元素イオウ回収のため処理される。

次に鉛の回収が続く。

溶解した塩化鉛は塩化ナトリウム浸出液を８０〜１００
℃から約１５〜２０℃に冷却することによって晶出する
。

生ずる結晶塩化鉛は溶液からたとえば遠心分離によって
分離され、４乾燥され、鉛を得るため溶融塩セル内で電
解され、塩素ガスは塩素化工程に循環的に送られる。

次に銀を、塩化鉛を分離した塩化ナトリウム浸出液から
金属鉄または鉛を使用してセメンチージョンにより回収
することができ、銅、鉛、鉄および他の痕跡不純物を含
む不純な銀スポンジが得られる。

純銀はこのスポンジを精製して得ることができる。

鉛および銀を分離した浸出液はその１部を除去して図示
のように塩化ナトリウム浸出に送られる。

金属を分離した浸出液の約５〜１５％はそれから不純物
とくに塩化亜鉛を除去するように処理され、不純物を除
去した溶液は塩化ナトリウム浸出工程に送られる。

これにより浸出液中の塩化亜鉛その他の不純物の濃度を
制御することが可能になる。

塩化亜鉛は塩化ナトリウム溶液中の塩化鉛の溶解度を著
しく低下するので、多量の塩化鉛を溶解するため塩化亜
鉛その他の不純物はとくに塩素化工程で導入されるのと
ほぼ同じ割合で金属を分離した浸出液の１部から除去さ
れる。

金属を分離した溶液の１部の処理は不純物を塩化物以外
の形で除去することを可能にする。

塩化物としてて除去すれば系から塩素の損失を招くこと
となる。

塩素はガスとして回収され、塩素化工程に送られ、それ
によって系から塩素の損失が避けられる。

第１図に示すように金属を除去した溶液の１部に残る鉛
は金属鉄によるセメンチージョンによって除去され、得
られるスポンジ鉛は銀セメンチージョン工程に循環的に
送られる。

析出した銀もすべて循環的に送られ、溶液のこの部分に
おける鉛の濃度は約１５ｇハから０．２部ハに減少する
。

溶液のこの分割された部分は次に炭酸ナトリウムで約８
．５の世に中和され、約５０〜８０℃の温度で亜鉛、鉄
その他の金属不純物は容易にろ過される形の炭酸塩とし
て沈殿する。

炭酸ナトリウムは塩化亜鉛と反応して塩化ナトリウムが
得られるので使用され、この塩化ナトリウムは続いて電
解されるので、亜鉛その他の不純物を除去する際塩素が
系から失われない。

固体を除去した後の分割液は電解され、塩素ガス、水酸
化ナトリウムおよび稀薄塩化ナトリウム溶液が得られる
。

溶液から亜鉛その他の不純物をあらかじめ除去すること
により電解は非常に容易になる。

というのは亜鉛その他の不純物が電解液中に存在する場
合、電解はほとんど不可能となるからである。

水酸化ナトリウムは炭酸塩化され、中和工程に循環され
る炭酸ナトリウムが得られる。

塩素ガスは塩素化工程に送られ、不純物を除去した塩化
ナトリウム溶液は濃縮され、浸出液中に亜鉛が形成する
ことを防ぐため浸出工程に送られる。

本発明の方法はもちろん連続的にもバッチ的にも行われ
る。

乾式塩素化を使用して得られる結果に基き、市場で得ら
れる代表的硫化鉛精鉱（方鉛鉱−安四面銅鉱）に関する
材料収支は次のとおりである。

添加された塩素ガスはすべて内部的に使用された。

この表は理論的にすべての鉛および銀を、系から鉛およ
び銀を失うことなく回収しうることを示す。

始動後はたとえばろ過のような機械的操作、濃縮などに
よる損失のために連続作業過程に塩素を添加することは
ほとんど必要がない。

本発明は鉛、銀および亜鉛を含む安四面銅鉱一方鉛鉱精
鉱の処理および乾式塩素化法の使用に関し説明されたけ
れど、本発明はこの鉱石の処理または乾式塩素化に限定
されない。

乾式または湿式塩素化は一般的に鉛、亜鉛およ銀を含む
鉱石に使用することができる。

第１図のフローシートは塩素化の方法いかんにかかわら
ず塩素化工程以後を続けることができる。

さらに硫化物の湿式塩素化によって得られた塩化物から
金属を回収することができ、前記例に示す結果と同等の
結果を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を示すフローシート、第２図は塩
素化工程を示すフローシートである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鉛、銀および亜鉛の硫化物を含む硫化鉱精鉱から金
   属有価物を回収する方法において、（ａ） 精鉱を塩
   素化して金属硫化物を金属塩化物に変え、かつ硫化物イ
   オウを元素イオウに変え、（ｂ） （ａ）工程の非ガ
   ス状生成物を塩化ナトリウム水溶液で浸出してその中の
   鉛および銀の塩化物を不溶性固体から分離しうるように
   溶解し、（Ｃ） 塩化ナトリウム浸出液を冷却してそ
   の中のほぼすべての塩化鉛を沈殿させ、続いて沈殿した
   塩化鉛を浸出液から分離し、 （ｄ）（Ｃ）工程で得られる塩化鉛を分離した浸出液か
   ら銀を回収し、 （ｅ） （ｄ）工程で生ずる溶液の１部を分割し、溶
   液の残部を（ｂ）工程の浸出液に送り、 （ｆ） （ｅ）工程で分割した溶液の１部から亜鉛そ
   の他の不純物をほとんどすべて除去し、 （ｇ） 溶液の分割した部分を部分電解して稀薄塩化
   ナトリウム溶液を残しながら塩素ガスを得、（ｈ）
   残った電解液を（ｂ）工程に送り、（ｉ） （ｇ）工
   程で得られる塩素ガスを（ａ）工程に送ることを特徴と
   する鉱石から金属を回収する方法。