特許ウォッチ

公開番号2025012932
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023116135
出願日2023-07-14
発明の名称ニッケル硫化物原料の処理方法
出願人住友金属鉱山株式会社
代理人個人,個人
主分類C22B 23/00 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】鉄及び砒素を含むニッケル硫化物を原料とする湿式製錬プロセスにおいて、塩素浸出残渣への鉄及び砒素の分配を効果的に制御することを可能にする方法を提供する。
【解決手段】本発明は、鉄及び砒素を含むニッケル硫化物原料の処理方法であり、2価銅イオンを含む含銅含鉄粗塩化ニッケル水溶液とニッケル硫化物原料とを混合し、ニッケル硫化物原料中のニッケルを置換浸出することでセメンテーションスラリーを生成させ銅イオンが除去されたセメンテーション終液とセメンテーション残渣とを得るセメンテーション工程と、セメンテーション残渣の残渣スラリーに塩素ガスを吹込んで塩素浸出液と塩素浸出残渣とを得る塩素浸出工程と、を含み、セメンテーション工程では、セメンテーションスラリーの液相のpHを調整することによって、(セメンテーション終液中の砒素濃度)×(セメンテーション終液の流量)で算出される砒素アウトプット量を制御する。
【選択図】図5

特許請求の範囲【請求項１】
不純物として鉄及び砒素を含むニッケル硫化物原料の処理方法であって、
２価の銅イオンを含む含銅含鉄粗塩化ニッケル水溶液とニッケル硫化物原料とを混合し、該含銅含鉄粗塩化ニッケル水溶液中の銅イオンによって該ニッケル硫化物原料中のニッケルを置換浸出することで、銅イオンが除去された含鉄粗塩化ニッケル水溶液と硫化銅を含む沈澱物との混合物であるセメンテーションスラリーを生成させ、固液分離によってセメンテーション終液とセメンテーション残渣とに分離するセメンテーション工程と、
前記セメンテーション残渣をレパルプしてセメンテーション残渣スラリーとした後、該セメンテーション残渣スラリーに塩素ガスを吹き込んで該セメンテーション残渣中の重金属を浸出して塩素浸出スラリーを生成させ、固液分離によって塩素浸出液と塩素浸出残渣とに分離する塩素浸出工程と、を含み、
前記塩素浸出液を前記含銅含鉄粗塩化ニッケル水溶液として繰り返すことで構成される原料処理プロセスにおいて、
前記セメンテーション工程では、前記セメンテーションスラリーの液相のｐＨを調整することによって、前記セメンテーション終液に関する（セメンテーション終液中の砒素濃度）×（セメンテーション終液の流量）で算出される砒素アウトプット量を制御する、
ニッケル硫化物原料の処理方法。
続きを表示（約 820 文字）【請求項２】
前記セメンテーション工程では、
前記ニッケル硫化物原料に関する（ニッケル硫化物原料の物量）×（ニッケル硫化物原料における砒素の含有割合）で算出される砒素インプット量に応じて、前記セメンテーションスラリーの液相のｐＨを調整することによって、前記砒素アウトプット量を制御する、
請求項１に記載のニッケル硫化物原料の処理方法。
【請求項３】
前記セメンテーション工程では、
前記砒素アウトプット量を減少させる場合には、前記セメンテーションスラリーの液相のｐＨを上昇させ、
前記砒素アウトプット量を増加させる場合には、前記セメンテーションスラリーの液相のｐＨを低下させる、
請求項２に記載のニッケル硫化物原料の処理方法。
【請求項４】
前記セメンテーション工程では、
前記砒素インプット量に応じて、前記砒素アウトプット量が所定の量となるように、
前記セメンテーション終液のｐＨと該セメンテーション終液中の砒素濃度との相関から、前記セメンテーションスラリーの液相のｐＨを調整する、
請求項２に記載のニッケル硫化物原料の処理方法。
【請求項５】
前記セメンテーション工程では、
前記砒素インプット量に応じて、該砒素インプット量と前記砒素アウトプット量とがほぼ等しい量となるように、
前記セメンテーション終液のｐＨと該セメンテーション終液中の砒素濃度との相関から、前記セメンテーションスラリーの液相のｐＨを調整する、
請求項４に記載のニッケル硫化物原料の処理方法。
【請求項６】
前記セメンテーション工程では、炭酸ニッケルを含む中和剤を添加することによって、前記セメンテーションスラリーの液相のｐＨを調整する、
請求項１乃至５のいずれかに記載のニッケル硫化物原料の処理方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニッケル、コバルト、銅及び硫黄を含むとともに、不純物として鉄及び砒素を含むニッケル硫化物を原料とする湿式製錬プロセスにおいて、塩素浸出残渣中への鉄及び砒素の分配を制御することを可能にするニッケル硫化物原料の処理方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
ニッケルの湿式製錬プロセス（以下、「ＭＣＬＥプロセス」ともいう）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：ミックスドサルファイド）を塩素浸出し、得られた浸出液（塩素浸出液）から不純物を除去する浄液工程等を経て、電解工程にて電気ニッケルや電気コバルトの形態としてニッケルやコバルトを回収する。ＭＣＬＥプロセスの技術については、例えば、特許文献１、特許文献２に開示されている。
【０００３】
図１に示すように、塩素浸出を行う塩素浸出工程から得られた塩素浸出液は、セメンテーション工程との間に備えられた脱銅電解工程において余剰の銅が除去され、さらに、脱鉄工程において鉄や砒素等の不純物が除去された後、コバルト溶媒抽出工程に送られる。コバルト溶媒抽出工程では、溶媒抽出によりニッケルとコバルトとが分離し、粗塩化ニッケル溶液（ＮｉＣｌ
２
）と粗塩化コバルト溶液（ＣｏＣｌ
２
）とが得られる。粗塩化ニッケル溶液は、浄液工程においてさらに不純物が除去され高純度となってニッケル電解工程に送られる。そして、ニッケル電解工程では、電解採取により電気ニッケルが製造される。一方、粗塩化コバルト溶液についても、浄液工程においてさらに不純物が除去され高純度となってコバルト電解工程に送られ、コバルト電解工程にて電解採取により電気コバルトが製造される。
【０００４】
一方、塩素浸出工程から塩素浸出液と分離して得られる塩素浸出残渣は、硫黄を主成分とするものであるが、一部原料の溶け残りとしてニッケル等の金属硫化物を含む。したがって、塩素浸出工程から得られた塩素浸出残渣については、昇温することで硫黄分を融解してウルトラフィルター（ＵＴＦ）等の濾過フィルターで固液分離し硫黄を回収するとともに、固体分はニッケル等を含むため、再度、塩素浸出工程等に送られてニッケル等の有価金属の回収に供される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１８－３１０４号公報
特開２０１９－８１９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＭＣＬＥプロセスで処理するニッケル硫化物原料としては、様々な出所の原料を用いて処理されており、原料の処理構成によっては各種の不純物負荷が増加することもあり、除去すべき鉄や砒素の物量も増加することがある。鉄や砒素の不純物負荷が増加すると、塩素浸出工程から得られる塩素浸出残渣へのその鉄や砒素の分配量も増加し、これにより、塩素浸出残渣から硫黄を回収する際に濾過フィルターの濾過性（通液性）を悪化させることがあった。
【０００７】
塩素浸出残渣への鉄及び砒素の分配を抑える方法としては、本件出願人から、塩素浸出工程において塩素浸出スラリーに塩酸を添加し、生成する塩素浸出液の塩酸濃度を調整することで、セメンテーション終液における鉄濃度と砒素濃度との比率（鉄／砒素）を調整する方法が提案されている。この方法によれば、塩素浸出液のｐＨをほぼ一定に保つことができ、鉄及び砒素の分配挙動を安定化させて、その結果、セメンテーション終液から鉄イオン及び砒素イオンを効率的に除去することが可能となる。
【０００８】
しかしながら、上述した方法では、酸の資材コストの増加をもたらすとともに、浄液工程（脱鉄工程）での中和剤コストの増加をもたらし、すなわち電気ニッケルの製造コストを増加させるというデメリットが生じる問題があった。
【０００９】
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、不純物として鉄及び砒素を含むニッケル硫化物を原料とする湿式製錬プロセスにおいて、資材コスト等を増加させることなく、塩素浸出工程から得られる塩素浸出残渣への鉄及び砒素の分配を効果的に制御することを可能にする方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、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、２価の銅イオンを含む含銅含鉄粗塩化ニッケル水溶液から銅イオンを除去するセメンテーション工程と、セメンテーション残渣スラリーを塩素浸出することで塩素浸出液を得る塩素浸出工程と、を含み、得られる塩素浸出液を含銅含鉄粗塩化ニッケル水溶液として繰り返すことで構成される原料処理プロセスにおいて、セメンテーション工程で、セメンテーションスラリーの液相のｐＨを調整することによって、セメンテーション終液に関する（セメンテーション終液中の砒素濃度）×（セメンテーション終液の流量）で算出される砒素アウトプット量を制御するようにすることで、塩素浸出残渣への鉄及び砒素の分配を効果的に制御できることを見出し、本発明を完成するに至った。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許