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公開番号2025012118
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023114708
出願日2023-07-12
発明の名称金属の分離方法および金属材料の製造方法
出願人JFEスチール株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C22B 7/02 20060101AFI20250117BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】製鉄ダストから高い回収率で効率よく亜鉛を分離することができる亜鉛の分離方法を提供する。
【解決手段】製鉄ダストに塩酸および硝酸の一方または両方を添加してpHを1.0～6.0に調整し、鉛および亜鉛を浸出させる鉛・亜鉛浸出工程と、前記鉛・亜鉛浸出工程後の処理液に、硫酸を添加してpHを1.0以上に調整し、鉛を沈殿させる鉛沈殿工程と、前記鉛沈殿工程後の処理液を固液分離する第1固液分離工程と、前記第1固液分離工程後の処理液に第1のアルカリおよび酸化剤を添加して鉄を沈殿させる鉄沈殿工程と、前記鉄沈殿工程後の処理液を固液分離する第2固液分離工程と、前記第2固液分離工程後の処理液に第2のアルカリを添加して亜鉛を沈殿させる亜鉛沈殿工程と、前記亜鉛沈殿工程後の処理液を固液分離する第3固液分離工程とを含む、金属の分離方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
製鉄ダストから金属を分離する金属の分離方法であって、
前記製鉄ダストに塩酸および硝酸の一方または両方を添加してｐＨを１．０以上６．０以下に調整し、前記製鉄ダストに含まれる鉛および亜鉛を浸出させる鉛・亜鉛浸出工程と、
前記鉛・亜鉛浸出工程後の処理液に、硫酸を添加してｐＨを１．０以上に調整し、前記鉛・亜鉛浸出工程後の処理液に含まれる鉛を沈殿させる鉛沈殿工程と、
前記鉛沈殿工程後の処理液を固液分離する第１固液分離工程と、
前記第１固液分離工程後の処理液に第１のアルカリおよび酸化剤を添加して鉄を沈殿させる鉄沈殿工程と、
前記鉄沈殿工程後の処理液を固液分離する第２固液分離工程と、
前記第２固液分離工程後の処理液に第２のアルカリを添加して亜鉛を沈殿させる亜鉛沈殿工程と、
前記亜鉛沈殿工程後の処理液を固液分離する第３固液分離工程とを含む、金属の分離方法。
続きを表示（約 890 文字）【請求項２】
前記鉛・亜鉛浸出工程において、ｐＨを１．０以上２．０以下に調整する、請求項１に記載の金属の分離方法。
【請求項３】
前記鉛・亜鉛浸出工程における浸出時間を１５分以上１２０分以下とする、請求項１に記載の金属の分離方法。
【請求項４】
前記鉛沈殿工程において、ｐＨを１．０以上２．０以下に調整する、請求項１に記載の金属の分離方法。
【請求項５】
前記鉛沈殿工程において、ｐＨを１．０以上２．０以下に調整する、請求項２に記載の金属の分離方法。
【請求項６】
前記鉄沈殿工程において、処理液のｐＨを４．０以上７．０以下に調整し、
前記亜鉛沈殿工程において、処理液のｐＨを８．０以上１２．０以下に調整する、
請求項１に記載の金属の分離方法。
【請求項７】
前記第１固液分離工程で分離された鉛を回収する鉛回収工程、前記第２固液分離工程で分離された鉄を回収する鉄回収工程、および前記第３固液分離工程で分離された亜鉛を回収する亜鉛回収工程の少なくとも一つをさらに含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の金属の分離方法。
【請求項８】
前記鉛・亜鉛浸出工程と前記鉛沈殿工程との間に、処理液を固液分離する第４固液分離工程をさらに含む、請求項１に記載の金属の分離方法。
【請求項９】
前記第１固液分離工程で分離された鉛を回収する鉛回収工程、前記第２固液分離工程で分離された鉄を回収する鉄回収工程、前記第３固液分離工程で分離された亜鉛を回収する亜鉛回収工程、および前記第４固液分離工程で分離された鉄を回収する第２鉄回収工程の少なくとも一つをさらに含む、請求項８に記載の金属の分離方法。
【請求項１０】
製鉄ダストから金属材料を製造する金属材料の製造方法であって、
前記製鉄ダストから、請求項７に記載の金属の分離方法により鉛、鉄、および亜鉛の少なくとも一つを分離して回収する、金属材料の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属の分離方法および金属材料の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
代表的なベースメタルである鉄は、多様な産業分野で用いられている。鉄は、レアメタルと呼ばれる希少金属に比べると資源量は潤沢なものの、新興国の台頭に伴い、需給バランスが急激に変化している。その結果、良質な鉄鉱石資源が枯渇し、品位の劣る鉱石を使わざるを得ない状況になりつつある。
【０００３】
このような状況を鑑み、鉄鉱石を精錬するのみならず、鉄を含む多成分の金属で構成される産業廃棄物や製鉄所副生成物等を、鉄源として再資源化する試みがなされている。例えば、高炉ダスト、転炉ダスト、電炉ダスト等の製鉄所で発生するダストには鉄、鉛、亜鉛、炭素等が含まれており、これらのダスト（以下、「製鉄ダスト」という）は製鉄原料として再資源化されている。
【０００４】
しかし、製鉄ダスト中の亜鉛は高炉内で付着物を形成し、高炉操業に悪影響を及ぼすため、製鉄ダストの再資源化量は制限されてきた。また、製鉄ダスト中の鉛は焼結設備などから排出される燃焼ガスの脱硝反応器内で付着物を形成し、焼結設備の操業に悪影響を及ぼすため、この場合にも製鉄ダストの再資源化量は制限されてきた。そのため、製鉄ダストの再資源化を進めるためには、製鉄ダストから亜鉛および鉛を分離回収する技術が求められている。
【０００５】
製鉄ダストから亜鉛および鉛を分離する方法は、乾式法と湿式法に大別される。乾式法とは、製鉄ダストを高温で還元し、亜鉛等の低沸点金属を揮発させて分離回収する技術である。しかし、乾式法による亜鉛や鉛の分離回収では、大規模な高温還元装置が必要であり、亜鉛と鉛の含有量が数％程度の高炉ダストや転炉ダストでは、経済的に成立しないという問題があった。
【０００６】
そこで、上記の問題を解決するために、湿式法により製鉄ダストから亜鉛などの金属を分離回収することが検討されてきた。湿式法による亜鉛の分離回収では、製鉄ダストに酸を加えて亜鉛を溶出させ、その後、アルカリを添加することによって亜鉛を沈殿させて回収する。
【０００７】
例えば、特許文献１、２では、湿式法による亜鉛の回収方法として、亜鉛を溶出させた際に亜鉛とともに溶解した鉄を、亜鉛の沈殿処理に先立って沈殿除去することが提案されている。
【０００８】
また、特許文献３では、製鉄ダストに酸を添加して亜鉛を浸出させる亜鉛浸出工程においてｐＨを所定の条件に調節することにより亜鉛の浸出を促進する方法が提案されている。また、前記方法では、複数の区画に分割された反応槽を使用してアルカリの添加を行うことにより処理液から鉄を分離し、後の亜鉛沈殿工程における亜鉛の分離効率を高めている。
【０００９】
一方、特許文献４では、金属精錬等により生成される鉛含有物から、湿式法により鉛を分離回収する方法が提案されている。前記方法では、硝酸溶液を用いて鉛含有物から鉛を浸出し、次いで、浸出後のろ液に含まれる不純物を金属鉛により置換する。鉛置換後の液を鉛電解工程の補加液として使用し、電解を行って硝酸鉛溶液から鉛を析出させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開昭５３－００４７０５号公報
特開昭６１－２６１４４６号公報
特開２０１９－６００１９号公報
特開２００８－８１７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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