JP2003137545A - 廃酸石膏製造方法 - Google Patents
廃酸石膏製造方法Info
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Landscapes
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- Removal Of Specific Substances (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】不純物を多く含む廃酸から低不純物の廃酸石膏
を製造する方法を提供する。 【解決手段】銅製錬において発生する廃酸に水硫化ソー
ダを添加して、酸化還元電位が０±１０ｍＶとなるまで
硫化を行い、亜鉛以外の重金属類を硫化物として除去し
た後、清澄液に石灰石等を添加してｐＨを２．０〜３．
５の範囲となるよう中和して廃酸石膏を製造する。
を製造する方法を提供する。 【解決手段】銅製錬において発生する廃酸に水硫化ソー
ダを添加して、酸化還元電位が０±１０ｍＶとなるまで
硫化を行い、亜鉛以外の重金属類を硫化物として除去し
た後、清澄液に石灰石等を添加してｐＨを２．０〜３．
５の範囲となるよう中和して廃酸石膏を製造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、銅製錬において発
生する廃酸から低不純物品位の石膏を製造する方法に関
する。
生する廃酸から低不純物品位の石膏を製造する方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】通常、銅製錬において発生する亜硫酸ガ
ス（ＳＯ2）は、硫酸工場に送られて、ガス精製工程、
乾燥工程、転化工程、吸収工程を通して硫酸が製造され
る。しかし、製錬で発生する亜硫酸ガスの内、製錬工程
で１〜３％のＳＯ2は、ＳＯ3に転化された後、硫酸工場
に送られるが、これらは、ガス精製工程の冷却段階で硫
酸を生成する。
ス（ＳＯ2）は、硫酸工場に送られて、ガス精製工程、
乾燥工程、転化工程、吸収工程を通して硫酸が製造され
る。しかし、製錬で発生する亜硫酸ガスの内、製錬工程
で１〜３％のＳＯ2は、ＳＯ3に転化された後、硫酸工場
に送られるが、これらは、ガス精製工程の冷却段階で硫
酸を生成する。
【０００３】しかし、製錬排ガス中には重金属を含む煙
灰やヒュームが存在するため、このとき生成する硫酸は
不純物が多く含まれ、製品硫酸とはならない。通常、こ
のようにして発生した硫酸は、廃酸として炭酸カルシウ
ム（通常石灰石を粉砕したもの）を用いて中和し、廃酸
石膏とされている。従来、このようにして製造された石
膏は、粒子内に重金属を含むか、表面に重金属が付着し
た状態になり、不純物品位の高い石膏となる。
灰やヒュームが存在するため、このとき生成する硫酸は
不純物が多く含まれ、製品硫酸とはならない。通常、こ
のようにして発生した硫酸は、廃酸として炭酸カルシウ
ム（通常石灰石を粉砕したもの）を用いて中和し、廃酸
石膏とされている。従来、このようにして製造された石
膏は、粒子内に重金属を含むか、表面に重金属が付着し
た状態になり、不純物品位の高い石膏となる。
【０００４】上述のような重金属等を多く含む溶液から
石膏を製造する場合、付着した重金属は洗浄によって除
去可能であるが、粒子内部にも重金属を含有するため、
重金属を低濃度まで除去することは困難であった。
石膏を製造する場合、付着した重金属は洗浄によって除
去可能であるが、粒子内部にも重金属を含有するため、
重金属を低濃度まで除去することは困難であった。
【０００５】この廃酸石膏中の重金属を低減させるため
には、反応終了時のｐＨを低くし、重金属の水酸化物を
生成させないようにすることが考えられるが、その場
合、石膏の粒子径が小さくなるという弊害があった。
には、反応終了時のｐＨを低くし、重金属の水酸化物を
生成させないようにすることが考えられるが、その場
合、石膏の粒子径が小さくなるという弊害があった。
【０００６】また、石膏を製造した後の炉液にも重金属
が含まれ、この残存する重金属を除去するために廃水処
理工程に送られ処理されるが、この重金属を回収するに
は、水硫化ソーダ（ＮａＨＳ）または硫化水素（Ｈ
2Ｓ）を用いて重金属を硫化物として回収することが行
われている。
が含まれ、この残存する重金属を除去するために廃水処
理工程に送られ処理されるが、この重金属を回収するに
は、水硫化ソーダ（ＮａＨＳ）または硫化水素（Ｈ
2Ｓ）を用いて重金属を硫化物として回収することが行
われている。
【０００７】しかし、上記方法において、硫化殿物から
Ｚｎ以外の有価金属を回収する場合、硫化殿物中にＺｎ
が分配すると、Ｚnは有価金属の回収工程でイオンとな
り、固定されないまま、工程廃液として再び硫化工程に
戻ることになり、硫化試薬原単位の上昇を招くという問
題があった。
Ｚｎ以外の有価金属を回収する場合、硫化殿物中にＺｎ
が分配すると、Ｚnは有価金属の回収工程でイオンとな
り、固定されないまま、工程廃液として再び硫化工程に
戻ることになり、硫化試薬原単位の上昇を招くという問
題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記課題を解決するた
め、本発明は、不純物を多く含む廃酸から低不純物の石
膏を製造する方法を提供し、あわせて重金属の硫化殿物
中に亜鉛を含ませないようにし、石膏製造工程の負荷の
軽減を図ることのできる廃酸石膏の製造方法を提供する
ことを目的とする。
め、本発明は、不純物を多く含む廃酸から低不純物の石
膏を製造する方法を提供し、あわせて重金属の硫化殿物
中に亜鉛を含ませないようにし、石膏製造工程の負荷の
軽減を図ることのできる廃酸石膏の製造方法を提供する
ことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の廃酸石膏の製造
方法は、銅製錬において発生する廃酸に水硫化ソーダを
添加して、酸化還元電位（以下ＯＲＰとする）が０±１
０ｍＶとなるまで硫化を行い、亜鉛以外の重金属類を硫
化物として除去した後、清澄液に石灰石等を添加してｐ
Ｈを２．０〜３．５の範囲となるよう中和して石膏を製
造する方法である。
方法は、銅製錬において発生する廃酸に水硫化ソーダを
添加して、酸化還元電位（以下ＯＲＰとする）が０±１
０ｍＶとなるまで硫化を行い、亜鉛以外の重金属類を硫
化物として除去した後、清澄液に石灰石等を添加してｐ
Ｈを２．０〜３．５の範囲となるよう中和して石膏を製
造する方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の方法では、廃酸に水硫化
ソーダを添加してＯＲＰが０±１０ｍＶとなるまで廃酸
の硫化を行う。ＯＲＰが１０ｍＶ以上であると、重金属
（特にＣd）の除去が不十分であり、また、−１０ｍＶ
以下となると水硫化ソーダが硫化に寄与することなく硫
化水素となるため、ＯＲＰは、０±１０ｍＶに制御する
必要がある。
ソーダを添加してＯＲＰが０±１０ｍＶとなるまで廃酸
の硫化を行う。ＯＲＰが１０ｍＶ以上であると、重金属
（特にＣd）の除去が不十分であり、また、−１０ｍＶ
以下となると水硫化ソーダが硫化に寄与することなく硫
化水素となるため、ＯＲＰは、０±１０ｍＶに制御する
必要がある。
【００１１】また、硫化後の廃酸に石灰石等を添加し
て、ｐＨを２．０〜３．５の範囲となるよう中和して石
膏を製造する。このときのｐＨは２．０以下であると、
硫酸分の除去が不十分になり、硫酸の付着による品質の
悪化、脱水性の低下を招き、３．５以上となると、石灰
石中の鉄分または石灰石の破砕工程で発生する鉄分が水
酸化物となり、石膏が着色する（赤っぽくなる）原因と
なるため、中和ｐＨは、２．０〜３．５のに制御する必
要がある。
て、ｐＨを２．０〜３．５の範囲となるよう中和して石
膏を製造する。このときのｐＨは２．０以下であると、
硫酸分の除去が不十分になり、硫酸の付着による品質の
悪化、脱水性の低下を招き、３．５以上となると、石灰
石中の鉄分または石灰石の破砕工程で発生する鉄分が水
酸化物となり、石膏が着色する（赤っぽくなる）原因と
なるため、中和ｐＨは、２．０〜３．５のに制御する必
要がある。
【００１２】上記方法により、石膏中の重金属の含有量
を低減させるとともに、石膏粒子の粒径を増大させるこ
とができる。また、硫化物から有価金属を回収する場
合、前述したＯＲＰまで硫化を行うことによりＺｎを硫
化物に分配させることなく、濾液中に残したまま後工程
に送ることが可能になる。
を低減させるとともに、石膏粒子の粒径を増大させるこ
とができる。また、硫化物から有価金属を回収する場
合、前述したＯＲＰまで硫化を行うことによりＺｎを硫
化物に分配させることなく、濾液中に残したまま後工程
に送ることが可能になる。
【００１３】Ｚnが硫化物中に分配されると、Ｚnは有価
金属の回収工程でイオンとなり、固定されないまま、工
程廃液として再び硫化工程に戻ることになり、硫化試薬
原単位の上昇を招くという問題があったが、前述したＯ
ＲＰまで硫化を行うことによりＺｎを沈殿させることな
く後工程に送ることが可能になる。
金属の回収工程でイオンとなり、固定されないまま、工
程廃液として再び硫化工程に戻ることになり、硫化試薬
原単位の上昇を招くという問題があったが、前述したＯ
ＲＰまで硫化を行うことによりＺｎを沈殿させることな
く後工程に送ることが可能になる。
【００１４】本発明の廃酸石膏製造工程を図１に示す。
なお、銅製錬排ガス精製工程から産出される廃酸は、H2
SO4 を100〜200g/リットル含む他、重金属成分として、
Ａｓ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄ等をそれぞれ0.1〜1.0ｇ／リッ
トル含む廃酸である。
なお、銅製錬排ガス精製工程から産出される廃酸は、H2
SO4 を100〜200g/リットル含む他、重金属成分として、
Ａｓ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄ等をそれぞれ0.1〜1.0ｇ／リッ
トル含む廃酸である。
【００１５】このような、廃酸を図１に示すフローにし
たがって石膏を製造する例について説明する。本発明で
は、上記のような硫酸、重金属を含む廃酸溶液を硫化反
応槽に供給し、温度４０±５℃の温度範囲でＯＲＰが０
±１０ｍＶとなるまで水硫化ソーダを添加して反応させ
る。反応槽は１次、２次の２段階とし、２次反応槽の出
口で上記ＯＲＰとなるように調整し、また、槽内での液
の滞留時間は２時間以上が望ましい。
たがって石膏を製造する例について説明する。本発明で
は、上記のような硫酸、重金属を含む廃酸溶液を硫化反
応槽に供給し、温度４０±５℃の温度範囲でＯＲＰが０
±１０ｍＶとなるまで水硫化ソーダを添加して反応させ
る。反応槽は１次、２次の２段階とし、２次反応槽の出
口で上記ＯＲＰとなるように調整し、また、槽内での液
の滞留時間は２時間以上が望ましい。
【００１６】次に、硫化物シックナーからのオーバーフ
ロー液を、石膏反応槽に送ることとなるが、硫化物の沈
降が十分でない場合、硫化物が石膏に混入する懸念があ
るため、オーバーフロー液を一旦フィルタープレスに通
し、硫化物を除去できるようにした。
ロー液を、石膏反応槽に送ることとなるが、硫化物の沈
降が十分でない場合、硫化物が石膏に混入する懸念があ
るため、オーバーフロー液を一旦フィルタープレスに通
し、硫化物を除去できるようにした。
【００１７】さらに、フィルタープレスの濾液を石膏反
応槽に送り、炭酸カルシウム分を添加して中和を行う。
この炭酸カルシウムとしては工業的には石灰石を粉砕し
水に溶かした炭カル乳を使用すれば良い。
応槽に送り、炭酸カルシウム分を添加して中和を行う。
この炭酸カルシウムとしては工業的には石灰石を粉砕し
水に溶かした炭カル乳を使用すれば良い。
【００１８】この反応温度は成り行きとし、反応槽は
１、２、３次の３段階とし、３次反応槽の出口でのＰＨ
が２．０〜３．５となるように炭カル乳の添加を調整
し、また、反応槽での滞留時間は２．５時間以上とする
ことが望ましい。このような方法を用いることにより低
不純物の廃酸石膏が製造できる。
１、２、３次の３段階とし、３次反応槽の出口でのＰＨ
が２．０〜３．５となるように炭カル乳の添加を調整
し、また、反応槽での滞留時間は２．５時間以上とする
ことが望ましい。このような方法を用いることにより低
不純物の廃酸石膏が製造できる。
【００１９】
【実施例】表１に示す硫酸、重金属を含む廃酸原液を２
６０リットル／分の割合で硫化反応槽に供給し、温度を
４０±５℃に保持しつつ、ＯＲＰが、０ｍＶとなるまで
水硫化ソーダを添加して反応させた。反応槽は１次、２
次の２段階とし、２次反応槽の出口で上記ＯＲＰとなる
ように調整した。また、槽内の液滞留時間は、２時間以
上とした。反応槽出口の硫化後の廃酸（還元後廃酸）の
組成を併せて表１に示す。表１に示すように、Ａｓ，Ｃ
ｕ，Ｃｄは、硫化により液中に残留しておらず、亜鉛は
液中に残留していた。
６０リットル／分の割合で硫化反応槽に供給し、温度を
４０±５℃に保持しつつ、ＯＲＰが、０ｍＶとなるまで
水硫化ソーダを添加して反応させた。反応槽は１次、２
次の２段階とし、２次反応槽の出口で上記ＯＲＰとなる
ように調整した。また、槽内の液滞留時間は、２時間以
上とした。反応槽出口の硫化後の廃酸（還元後廃酸）の
組成を併せて表１に示す。表１に示すように、Ａｓ，Ｃ
ｕ，Ｃｄは、硫化により液中に残留しておらず、亜鉛は
液中に残留していた。
【００２０】次に、硫化物シックナーからのオーバーフ
ロー液をフィルタープレスに通し、硫化物を除去し、石
膏の反応槽に送った。石膏反応槽で、石灰石を粉砕し水
に溶かした炭カル乳を添加して中和した。反応温度は成
り行きとしたが、６０±１０℃の範囲であった。
ロー液をフィルタープレスに通し、硫化物を除去し、石
膏の反応槽に送った。石膏反応槽で、石灰石を粉砕し水
に溶かした炭カル乳を添加して中和した。反応温度は成
り行きとしたが、６０±１０℃の範囲であった。
【００２１】反応槽は１、２、３次の３段階とし、３次
反応槽の出口でのＰＨが２．０〜３．５となるように、
炭カル乳の添加を調整した。このときｐＨは、２．３で
あった。
反応槽の出口でのＰＨが２．０〜３．５となるように、
炭カル乳の添加を調整した。このときｐＨは、２．３で
あった。
【００２２】また、反応槽での滞留時間は２．５時間以
上となるようにし、本実施例での滞留時間は、３．６時
間であった。
上となるようにし、本実施例での滞留時間は、３．６時
間であった。
【００２３】
表１に示すように、Ｚｎ以外の重金属は、還元後にほと
んど除去されており、この還元後液を用いて石膏を製造
することにより、不純物品位の低い廃酸石膏が製造でき
る。
んど除去されており、この還元後液を用いて石膏を製造
することにより、不純物品位の低い廃酸石膏が製造でき
る。
【００２４】次に、還元後液を使用して製造した廃酸石
膏と従来の通常の工程（廃酸原液を使用）して石膏を製
造した場合の重金属品位の比較を表２に示す。
膏と従来の通常の工程（廃酸原液を使用）して石膏を製
造した場合の重金属品位の比較を表２に示す。
【００２５】
表２に示したように、本発明の方法により、不純物品位
の低い廃酸石膏が製造できた。また、硫化物として沈殿
除去されなかった亜鉛も石膏中に残留しないことが確認
できた。この結果、亜鉛は、石膏製造後に排水処理設備
で処理される排液中に含まれることとなり、硫化物から
の重金属回収による廃酸石膏製造工程の負荷も軽減され
ることとなる。
の低い廃酸石膏が製造できた。また、硫化物として沈殿
除去されなかった亜鉛も石膏中に残留しないことが確認
できた。この結果、亜鉛は、石膏製造後に排水処理設備
で処理される排液中に含まれることとなり、硫化物から
の重金属回収による廃酸石膏製造工程の負荷も軽減され
ることとなる。
【００２６】
【発明の効果】本発明の方法により、不純物を多く含む
廃酸から低不純物の廃酸石膏が製造できる。また、あわ
せて重金属の硫化殿物中に亜鉛を含ませないようにし、
廃酸石膏製造工程の負荷の軽減を図ることができる。
廃酸から低不純物の廃酸石膏が製造できる。また、あわ
せて重金属の硫化殿物中に亜鉛を含ませないようにし、
廃酸石膏製造工程の負荷の軽減を図ることができる。
【図１】 本発明の廃酸石膏の製造工程である。
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フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4D038 AA08 AB68 AB69 AB70 AB71
BB17
4G076 AA14 AB09 AB26 BA13 BA15
BA25 BC02 BD01 GA01
Claims (2)
- 【請求項１】 銅製錬において発生する廃酸に水硫化ソ
ーダを添加して酸化還元電位が０±１０ｍＶとなるまで
硫化を行い、重金属類を硫化物として除去した後、清澄
液に炭酸カルシウムを加え、ｐＨを２．０〜３．５の範
囲となるよう中和して石膏を製造することを特徴とする
低不純物品位の廃酸石膏製造方法。 - 【請求項２】 亜鉛以外の重金属類を硫化物として除去
する請求項１記載の廃酸石膏製造方法。
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