JP5673471B2 - Method for removing copper ions in aqueous nickel chloride solution and method for producing electronickel - Google Patents
Method for removing copper ions in aqueous nickel chloride solution and method for producing electronickel Download PDFInfo
- Publication number
- JP5673471B2 JP5673471B2 JP2011207758A JP2011207758A JP5673471B2 JP 5673471 B2 JP5673471 B2 JP 5673471B2 JP 2011207758 A JP2011207758 A JP 2011207758A JP 2011207758 A JP2011207758 A JP 2011207758A JP 5673471 B2 JP5673471 B2 JP 5673471B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- copper
- nickel
- sulfide
- copper ions
- nickel chloride
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Description
本発明は、塩化ニッケル水溶液中の銅イオン除去方法及び電気ニッケルの製造方法に関し、より詳しくは、例えばニッケル酸化鉱から得られたニッケル硫化物などを塩素浸出して得られる塩化ニッケル水溶液から銅を固定除去し、電解採取法により電気ニッケルを製造する電気ニッケルの製造方法における塩化ニッケル水溶液中の銅イオンの除去方法及びその電気ニッケルの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for removing copper ions from a nickel chloride aqueous solution and a method for producing electrical nickel. More specifically, the present invention relates to copper from a nickel chloride aqueous solution obtained by leaching, for example, nickel sulfide obtained from nickel oxide ore. The present invention relates to a method for removing copper ions in an aqueous nickel chloride solution and a method for producing the electric nickel in a method for producing electric nickel which is fixedly removed and produced by electrolytic collection.
塩化ニッケル水溶液中から不純物である銅イオンを除去する工程は、電気ニッケルの製造プロセスにおいて重要な工程である。例えば、ニッケル硫化物などのニッケル原料を浸出して得られた浸出液(塩化ニッケル水溶液)から高純度の電気ニッケルを電解採取するプロセスにおいて、塩化ニッケル水溶液中に含まれる銅を0.1g/L以下の低濃度域まで除去し、さらに残留する鉄、コバルトなどの元素を除去する方法によって電解液を得ている。 The step of removing copper ions, which are impurities, from the aqueous nickel chloride solution is an important step in the manufacturing process of electrolytic nickel. For example, in the process of electrolytically collecting high-purity electrical nickel from a leachate (nickel chloride aqueous solution) obtained by leaching nickel raw materials such as nickel sulfide, the amount of copper contained in the nickel chloride aqueous solution is 0.1 g / L or less The electrolytic solution is obtained by a method of removing the low concentration region of the steel and further removing the remaining elements such as iron and cobalt.
塩化ニッケル水溶液中から銅イオンを除去する方法としては、水溶液のpH調整により銅イオンを水酸化物として除去する方法や、電解や溶媒抽出により銅を選択的に除去する方法、硫化物添加により銅を硫化物として除去する方法などが挙げられる。しかしながら、これらの方法により低濃度域まで銅を除去するにあたっては、工業的に以下のような問題がある。 Methods for removing copper ions from an aqueous nickel chloride solution include a method of removing copper ions as hydroxide by adjusting the pH of the aqueous solution, a method of selectively removing copper by electrolysis or solvent extraction, and copper by addition of sulfide. And a method of removing as a sulfide. However, in removing copper to a low concentration range by these methods, there are the following problems industrially.
例えば、銅イオンを水酸化物として除去する方法では、発生する水酸化物が微細となるため、後工程の固液分離工程においてろ過不良が発生する懸念がある。また、この方法では、銅を選択的に除去することが難しく、ニッケルや鉄なども共沈するため、水溶液中の銅濃度を電解採取工程において問題ない範囲まで除去しようとした場合、操業資材のロスが大きくなるという問題がある。 For example, in the method of removing copper ions as a hydroxide, the generated hydroxide becomes fine, so that there is a concern that a filtration failure may occur in a solid-liquid separation process in a subsequent process. Also, with this method, it is difficult to selectively remove copper, and nickel, iron, etc. are co-precipitated, so if you try to remove the copper concentration in the aqueous solution to a range where there is no problem in the electrowinning process, There is a problem of increased loss.
また、電解法では、銅はニッケルに比べイオン化傾向が低いため、銅を選択的に除去することは可能であるが、低濃度域においては銅と共にニッケルまでも電解析出してしまい、そのニッケル析出によって電気ニッケルの回収ロスが大きくなる。しかも、この電解法では、大きな設備を要し、電力などの操業コストも過大になる。また、溶媒抽出法では、銅を選択的に除去することは可能であるが、プロセス内を流れる水溶液を全量処理する必要があるため、設備が大きくなり操業コストが増大する。 In addition, in the electrolytic method, copper has a lower ionization tendency than nickel, so it is possible to selectively remove copper. This increases the recovery loss of nickel. In addition, this electrolysis method requires a large facility, and operation costs such as electric power are excessive. Further, in the solvent extraction method, copper can be selectively removed, but since the entire amount of the aqueous solution flowing in the process needs to be treated, the equipment becomes large and the operation cost increases.
銅の選択的な除去という面では、硫化水素などの硫化剤を用いる方法は極めて有効である。しかしながら、このときに発生する銅の硫化物は、一般に粒径が微細となるため、固液分離工程においてろ過不良が発生し、工程のボトルネックとなることが多かった。 In terms of selective removal of copper, a method using a sulfurizing agent such as hydrogen sulfide is extremely effective. However, since the copper sulfide generated at this time generally has a fine particle size, filtration failure occurs in the solid-liquid separation process, which often becomes a bottleneck of the process.
一方で、硫化剤としてニッケル原料であるニッケルマットを添加する方法でも銅を選択的に低濃度まで除去することが可能となる(例えば、特許文献1、2参照)。しかしながら、ニッケルマットは乾式処理により製造されるため、小規模製造ではコストが非常に高くなる。また、購入するとなると高価であり、脱銅剤として利用するにはコスト面から問題がある。また、硫化剤として湿式処理で製造される硫化ニッケル(NiS)を添加する方法があるが、硫化ニッケルは脱銅に用いる硫化剤としては反応性が低いため、塩化ニッケル水溶液中の銅イオンを低濃度まで低減することは困難である。 On the other hand, it is possible to selectively remove copper to a low concentration even by a method of adding nickel matte, which is a nickel raw material, as a sulfurizing agent (see, for example, Patent Documents 1 and 2). However, since the nickel mat is manufactured by dry processing, the cost is very high in small-scale manufacturing. Moreover, when it purchases, it is expensive and there exists a problem from a cost viewpoint when utilizing as a copper removal agent. In addition, there is a method of adding nickel sulfide (NiS) produced by a wet process as a sulfiding agent. However, nickel sulfide is low in reactivity as a sulfiding agent used for copper removal, so copper ions in an aqueous nickel chloride solution are reduced. It is difficult to reduce the concentration.
本発明は、上述のような実情に鑑みて提案されたものであり、銅イオンを含む塩化ニッケル水溶液から銅イオンを固定化除去する方法において、塩化ニッケル水溶液中の銅濃度を例えば0.1g/L以下の低濃度域まで低減させると同時に、発生する硫化物の微細化を抑制して硫化物のろ過性を向上させることができる銅イオンの除去方法及びその銅イオン除去方法を適用した電気ニッケル製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the above situation, and in a method of immobilizing and removing copper ions from a nickel chloride aqueous solution containing copper ions, the copper concentration in the nickel chloride aqueous solution is, for example, 0.1 g / A copper ion removal method capable of improving the filterability of sulfides by reducing the generated sulfides at the same time as reducing to a low concentration range of L or less, and electric nickel to which the copper ion removal method is applied An object is to provide a manufacturing method.
本発明者らは、上述した目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、銅を含有する塩化ニッケル水溶液に硫化ニッケルを添加して銅イオンを還元させた後に、硫化水素を添加して銅イオンを固定化し除去することにより、塩化ニッケル水溶液中の銅濃度を低濃度域まで低減できるとともに、添加した硫化ニッケルをろ過助剤として作用させて硫化物の微細化を抑制して、硫化物のろ過性を向上させることができることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive studies to achieve the above-described object, the present inventors have added nickel sulfide to a nickel chloride aqueous solution containing copper to reduce copper ions, and then added hydrogen sulfide to form copper. By fixing and removing the ions, the copper concentration in the nickel chloride aqueous solution can be reduced to a low concentration range, and the added nickel sulfide acts as a filter aid to suppress the refinement of the sulfide. It discovered that filterability could be improved and completed this invention.
すなわち、本発明に係る塩化ニッケル水溶液中の銅イオンの除去方法は、銅イオンを含む塩化ニッケル水溶液に硫化ニッケルを添加し、該銅イオンを還元する還元工程と、上記還元工程を経て得られたスラリーに硫化水素を供給し、還元された銅イオンを硫化銅として固定化する銅イオン固定化工程と、上記銅イオン固定化工程を経て得られたスラリーを固液分離する固液分離工程とを有することを特徴とする。 That is, the method for removing copper ions in an aqueous nickel chloride solution according to the present invention was obtained by adding nickel sulfide to an aqueous nickel chloride solution containing copper ions and reducing the copper ions and the reducing step. Supplying hydrogen sulfide to the slurry and immobilizing the reduced copper ions as copper sulfide; and a solid-liquid separation step of solid-liquid separating the slurry obtained through the copper ion immobilization step. It is characterized by having.
また、本発明に係る電気ニッケル製造方法は、ニッケル硫化物を塩素浸出して得られる銅を含有する塩化ニッケル水溶液から銅イオンを除去し、電解採取法により電気ニッケルを製造する電気ニッケルの製造方法であって、上記銅イオンを含む塩化ニッケル水溶液に硫化ニッケルを添加し、該銅イオンを還元する還元工程と、上記還元工程を経て得られたスラリーに硫化水素を供給し、還元された銅イオンを硫化銅として固定化する銅イオン固定化工程と、上記銅イオン固定化工程を経て得られたスラリーを固液分離する固液分離工程とを有するセメンテーション工程を含むことを特徴とする。 The method for producing electronickel according to the present invention is a method for producing electronickel by removing copper ions from an aqueous solution of nickel chloride containing copper obtained by leaching nickel sulfide with chlorine and producing electronickel by electrowinning. And adding nickel sulfide to the nickel chloride aqueous solution containing the copper ions, reducing the copper ions, supplying hydrogen sulfide to the slurry obtained through the reduction step, and reducing the copper ions. It includes a cementation step having a copper ion immobilization step for immobilizing selenium as copper sulfide and a solid-liquid separation step for solid-liquid separation of the slurry obtained through the copper ion immobilization step.
本発明によれば、塩化ニッケル水溶液中の銅濃度を低濃度域まで低減できると同時に、発生する銅の硫化物の微細化を抑制して、ろ過性を向上させることができる。また、このようにろ過性が向上して効果的かつ効率的に銅イオンが除去された塩化ニッケル水溶液を用いて電気ニッケルを製造することによって、不純物のない良質な電気ニッケルを製造することができる。 According to the present invention, the copper concentration in the nickel chloride aqueous solution can be reduced to a low concentration range, and at the same time, the refinement of copper sulfide generated can be suppressed and the filterability can be improved. In addition, by producing electrolytic nickel using the nickel chloride aqueous solution from which copper ions are removed effectively and efficiently by improving the filterability in this way, it is possible to produce high-quality electrical nickel free of impurities. .
以下、本発明に係る塩化ニッケル水溶液中の銅イオンの除去方法の具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 Hereinafter, specific embodiments of a method for removing copper ions in an aqueous nickel chloride solution according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
本実施の形態に係る塩化ニッケル水溶液中の銅イオンの除去方法(以下、銅イオンの除去方法ともいう。)は、ニッケル硫化物などの銅を含有する金属硫化物を塩素浸出して得られる塩化ニッケル水溶液から銅イオンを除去するものである。このようにして銅イオンが除去された塩化ニッケル水溶液は、例えば電気ニッケル製造プロセスの電解液となり、電気ニッケルの電解析出に供される。 The method for removing copper ions in a nickel chloride aqueous solution according to the present embodiment (hereinafter also referred to as copper ion removal method) is a chloride obtained by leaching a metal sulfide containing copper such as nickel sulfide. It removes copper ions from an aqueous nickel solution. The nickel chloride aqueous solution from which the copper ions have been removed in this way becomes, for example, an electrolytic solution for an electrolytic nickel production process, and is used for electrolytic deposition of electrical nickel.
具体的に、本実施の形態に係る銅イオンの除去方法は、銅イオンを含む塩化ニッケル水溶液に硫化ニッケルを添加して水溶液中の銅イオンを還元する還元工程と、還元工程を経て得られたスラリーに硫化水素を供給して銅イオンを硫化銅として固定化する銅イオン固定化工程と、銅イオン固定化工程を経て得られたスラリーを固液分離する固液分離工程とを有する。 Specifically, the copper ion removal method according to the present embodiment was obtained through a reduction step of adding nickel sulfide to a nickel chloride aqueous solution containing copper ions to reduce copper ions in the aqueous solution, and a reduction step. It has a copper ion immobilization step of supplying hydrogen sulfide to the slurry and immobilizing copper ions as copper sulfide, and a solid-liquid separation step of solid-liquid separating the slurry obtained through the copper ion immobilization step.
この銅イオンの除去方法によれば、塩化ニッケル水溶液中の銅濃度を例えば0.1g/L程度の低濃度域にまで効果的に低減させることができると同時に、銅イオンを固定化して発生する銅の硫化物の微細化を抑制してろ過性を向上させることができ、塩化ニッケル水溶液中から効果的にかつ効率的に銅イオンを除去することができる。また、このように銅イオンが除去された塩化ニッケル水溶液を用いて電気ニッケルを製造することによって、不純物のない良質な電気ニッケルを製造することができる。 According to this copper ion removal method, the copper concentration in the nickel chloride aqueous solution can be effectively reduced to a low concentration range of, for example, about 0.1 g / L, and at the same time, the copper ions are immobilized and generated. Refinement of copper sulfide can be suppressed to improve filterability, and copper ions can be effectively and efficiently removed from the aqueous nickel chloride solution. Further, by producing electrolytic nickel using the nickel chloride aqueous solution from which copper ions have been removed in this way, it is possible to produce high-quality electrical nickel free of impurities.
以下ではより具体的に、本実施の形態に係る銅イオンの除去方法を電気ニッケルの製造プロセスに適用した具体例に基づいて説明する。 Hereinafter, the copper ion removing method according to the present embodiment will be described more specifically based on a specific example in which the method for producing electrolytic nickel is applied.
図1は、電気ニッケルの製造プロセスの工程図である。図1に示すように、電気ニッケルの製造プロセスは、ニッケル硫化物を原料としてニッケルなどの金属を塩素浸出し、塩素浸出液である銅イオンを含有する塩化ニッケル水溶液(含銅塩化ニッケル水溶液)を生成する塩素浸出工程S1と、塩素浸出工程S1にて得られた含銅塩化ニッケル水溶液から銅イオンを固定化し除去するセメンテーション工程S2と、セメンテーション終液からニッケル以外の不純物を除去する浄液工程S3と、浄液工程S3を経て得られた塩化ニッケル水溶液から電解採取法により電気ニッケルを得る電解工程S4とを有する。 FIG. 1 is a process diagram of a manufacturing process for electrolytic nickel. As shown in FIG. 1, the nickel manufacturing process uses nickel sulfide as a raw material to leaching metals such as nickel into chlorine and produces a nickel chloride aqueous solution (copper-containing nickel chloride aqueous solution) containing copper ions as a chlorine leaching solution. A chlorine leaching step S1, a cementation step S2 for fixing and removing copper ions from the copper-containing nickel chloride aqueous solution obtained in the chlorine leaching step S1, and a liquid purification step for removing impurities other than nickel from the cementation final solution S3 and electrolysis process S4 which obtains electric nickel by the electrowinning method from the nickel chloride aqueous solution obtained through liquid purification process S3.
<塩素浸出工程>
塩素浸出工程S1では、例えば、ニッケル酸化鉱から湿式製錬により製造されたニッケル硫化物10などの銅を含有する金属硫化物を原料として、塩素でニッケルなどの金属を浸出する。具体的には、後述するセメンテーション工程S2後のセメンテーション残渣と共に電解工程S4で回収された塩素ガスによって、ニッケル硫化物などの金属硫化物原料中のニッケルなどの金属を浸出させ、塩素浸出液としての含銅塩化ニッケル水溶液を生成する。ここで、ニッケル硫化物などの金属硫化物原料は、電解工程にて得られる塩化ニッケル水溶液によってレパルプされてスラリー化したものが用いられる。
<Chlorine leaching process>
In the chlorine leaching step S1, for example, a metal sulfide containing copper such as nickel sulfide 10 manufactured by wet smelting from nickel oxide ore is used as a raw material, and a metal such as nickel is leached with chlorine. Specifically, the chlorine gas recovered in the electrolysis step S4 together with the cementation residue after the cementation step S2 described later is used to leach metals such as nickel in the metal sulfide raw material such as nickel sulfide to obtain a chlorine leaching solution. Of copper-containing nickel chloride aqueous solution. Here, the metal sulfide raw material such as nickel sulfide is repulped and slurried with an aqueous solution of nickel chloride obtained in the electrolysis process.
具体的に、塩素浸出工程S1では、例えば下記の(1)〜(3)式に示す反応が起こる。
Cl2+2Cu+ → 2Cl−+2Cu2+ ・・・(1)
NiS+2Cu2+ → Ni2++S0+2Cu+ ・・・(2)
Cu2S+2Cu2+ → 4Cu++S0 ・・・(3)
Specifically, in the chlorine leaching step S1, for example, reactions shown in the following formulas (1) to (3) occur.
Cl 2 + 2Cu + → 2Cl − + 2Cu 2+ (1)
NiS + 2Cu 2+ → Ni 2+ + S 0 + 2Cu + (2)
Cu 2 S + 2Cu 2+ → 4Cu + + S 0 (3)
すなわち、塩素浸出工程S1では、原料としてのニッケル硫化物が送液されると、ニッケル硫化物中に含まれる硫化ニッケル及び硫化銅などの金属成分を、塩素ガスにより酸化された2価銅イオンによって酸化浸出することによって、塩素浸出液としての銅イオンを含有する塩化ニッケル水溶液を生成する。塩素浸出工程S1にて生成された塩化ニッケル水溶液は、次工程のセメンテーション工程S2にて処理されて水溶液中の銅イオンが固定化され除去される。一方で、この塩素浸出工程S1では、硫黄を主成分とした塩素浸出残渣が固相に残存する。 That is, in the chlorine leaching step S1, when nickel sulfide as a raw material is fed, metal components such as nickel sulfide and copper sulfide contained in the nickel sulfide are converted into divalent copper ions oxidized by chlorine gas. By oxidative leaching, an aqueous nickel chloride solution containing copper ions as a chlorine leaching solution is generated. The nickel chloride aqueous solution generated in the chlorine leaching step S1 is processed in the subsequent cementation step S2, and the copper ions in the aqueous solution are fixed and removed. On the other hand, in this chlorine leaching step S1, a chlorine leaching residue mainly containing sulfur remains in the solid phase.
<セメンテーション工程>
セメンテーション工程S2では、塩素浸出工程S1で生成された塩素浸出液である銅イオンを含有する塩化ニッケル水溶液から銅イオンを固定化し除去する。電気ニッケルの製錬プロセスにおいて、ニッケルの電解採取の対象となる塩化ニッケル水溶液中に含まれる銅は不純物となる。したがって、塩化ニッケル水溶液から銅を効果的に除去することによって、良質な電気ニッケルを製造することが可能となる。
<Cementation process>
In the cementation step S2, the copper ions are fixed and removed from the nickel chloride aqueous solution containing the copper ions which are the chlorine leaching solution generated in the chlorine leaching step S1. In the electrolytic nickel smelting process, copper contained in the nickel chloride aqueous solution to be subjected to nickel electrowinning becomes an impurity. Therefore, it is possible to produce good quality nickel by effectively removing copper from the nickel chloride aqueous solution.
本実施の形態では、このセメンテーション工程S2において、図2に示すように、銅イオンを含む塩化ニッケル水溶液に硫化ニッケルを添加して水溶液中の銅イオンを還元する還元工程S21と、還元工程S21を経て得られたスラリーに硫化水素を添加して銅イオンを硫化銅として固定化する銅イオン固定化工程S22と、銅イオン固定化工程S22を経て得られたスラリーを固液分離する固液分離工程S23とを有する。 In this embodiment, in this cementation step S2, as shown in FIG. 2, a reduction step S21 in which nickel sulfide is added to a nickel chloride aqueous solution containing copper ions to reduce copper ions in the aqueous solution, and a reduction step S21. The copper ion immobilization step S22 in which hydrogen sulfide is added to the slurry obtained through the above steps to immobilize copper ions as copper sulfide, and the slurry obtained through the copper ion immobilization step S22 is subjected to solid-liquid separation. Step S23.
なお、上述した各工程(S21〜S23)からなるセメンテーション工程S2を経て得られたセメンテーション終液は、浄液工程S3に送られ、鉄や亜鉛などの他の不純物が除去される。一方で、セメンテーション工程S2において固定化除去された銅を含有するセメンテーション残渣は、再び塩素浸出工程S1に送られ、新たなニッケル硫化物原料とともに塩素浸出処理される。 In addition, the cementation final liquid obtained through cementation process S2 which consists of each process (S21-S23) mentioned above is sent to liquid purification process S3, and other impurities, such as iron and zinc, are removed. On the other hand, the cementation residue containing the copper immobilized and removed in the cementation step S2 is sent again to the chlorine leaching step S1, and is leached with a new nickel sulfide raw material.
(還元工程)
まず、還元工程S21では、塩素浸出工程S1にて生成された銅を含む塩化ニッケル水溶液中の銅イオンを還元処理する。このとき、本実施の形態においては、硫化ニッケル(NiS)を添加して還元処理する。
(Reduction process)
First, in the reduction step S21, the copper ions in the nickel chloride aqueous solution containing copper generated in the chlorine leaching step S1 are reduced. At this time, in this embodiment, nickel sulfide (NiS) is added for reduction treatment.
具体的に、この還元工程S21では、例えば下記の(4)〜(5)に示す反応が生じる。
4NiS+2Cu2+ → Ni2++Ni3S4+2Cu+ ・・・(4)
NiS+2Cu+ → Ni2++Cu2S ・・・(5)
Specifically, in this reduction step S21, for example, reactions shown in the following (4) to (5) occur.
4NiS + 2Cu 2+ → Ni 2+ + Ni 3 S 4 + 2Cu + (4)
NiS + 2Cu + → Ni 2+ + Cu 2 S (5)
上記(4)式に示されるように、還元工程S21では、塩素浸出工程S1にて生成された塩化ニッケル水溶液に対して硫化ニッケルを添加することにより、硫化ニッケルが塩化ニッケル水溶液中の2価銅イオンを1価銅イオンに還元する。このようにして還元された銅イオンは、次工程の銅イオン固定化工程S22において添加する硫化水素により、銅の硫化物として固定化されるようになる。 As shown in the above formula (4), in the reduction step S21, nickel sulfide is added to the nickel chloride aqueous solution generated in the chlorine leaching step S1, so that the nickel sulfide is divalent copper in the nickel chloride aqueous solution. Ions are reduced to monovalent copper ions. The copper ions thus reduced are fixed as copper sulfide by the hydrogen sulfide added in the subsequent copper ion fixing step S22.
すなわち、本実施の形態に係るセメンテーション工程S2では、還元工程S21において最大限に硫化ニッケルの還元力を生かして銅イオンを還元し、次工程の銅イオン固定化工程S22において銅の硫化物を形成させるようにする。これにより、銅イオン固定化工程S22において効果的かつ効率的に銅イオンの固定化物である硫化銅が形成されるようになり、添加する硫化水素の使用量を低減させることができる。 That is, in the cementation step S2 according to the present embodiment, copper ions are reduced by making the best use of the reducing power of nickel sulfide in the reduction step S21, and copper sulfide is removed in the subsequent copper ion immobilization step S22. Let it form. Thereby, in the copper ion immobilization step S22, copper sulfide which is an immobilization product of copper ions is formed effectively and efficiently, and the amount of hydrogen sulfide to be added can be reduced.
そしてまた、本実施の形態においては、塩化ニッケル水溶液に硫化ニッケルを添加することにより、この硫化ニッケルを、銅の硫化物を形成させるに際してのろ過助剤として作用させることができる。すなわち、銅の硫化物を形成するにあたり、添加した硫化ニッケルをいわゆる種晶として作用させることができる。これにより、銅の硫化物が微細化することを抑制して硫化物のろ過性を向上させ、効果的に塩化ニッケル水溶液から銅を分離除去することが可能になる。 Further, in this embodiment, by adding nickel sulfide to the nickel chloride aqueous solution, this nickel sulfide can act as a filter aid when forming copper sulfide. That is, in forming the copper sulfide, the added nickel sulfide can act as a so-called seed crystal. Thereby, it is possible to suppress the copper sulfide from being refined, improve the filterability of the sulfide, and effectively separate and remove copper from the nickel chloride aqueous solution.
ここで、添加する硫化ニッケルは、特に限定されないが、その粒径がメディアン径(D50)で20μm以上であるものを用いることが好ましい。メディアン径が20μm以上の硫化ニッケルを添加することによって、硫化ニッケルをいわゆる種晶として十分に作用させることができ、形成される硫化銅の粒径を大きくすることができ、より効果的にろ過性を向上させることができる。また、より好ましくは、その粒径がメディアン径で30μm以上の硫化ニッケルを添加する。これにより、硫化銅の粒径をより一層に大きくすることができ、ろ過性がさらに向上して、効率的に銅を除去することができる。なお、硫化ニッケルの粒径の上限としては、特に限定されないが、還元効率の観点から100μm以下とすることが好ましい。 Here, the nickel sulfide to be added is not particularly limited, but it is preferable to use a nickel sulfide having a median diameter (D50) of 20 μm or more. By adding nickel sulfide having a median diameter of 20 μm or more, nickel sulfide can sufficiently act as a so-called seed crystal, and the particle diameter of the formed copper sulfide can be increased, and the filterability is more effective. Can be improved. More preferably, nickel sulfide having a median diameter of 30 μm or more is added. Thereby, the particle size of copper sulfide can be further increased, the filterability is further improved, and copper can be efficiently removed. The upper limit of the particle size of nickel sulfide is not particularly limited, but is preferably 100 μm or less from the viewpoint of reduction efficiency.
硫化ニッケルの粒径調整方法としては、特に限定されないが、例えばタワーミルやビーズミルなどによって湿式粉砕することによって調整することができる。 The method for adjusting the particle size of nickel sulfide is not particularly limited, but can be adjusted by wet pulverization using, for example, a tower mill or a bead mill.
硫化ニッケルの添加量としては、特に限定されず、塩化ニッケル水溶液中の銅量に対して大過剰となるように添加する。 The addition amount of nickel sulfide is not particularly limited, and is added so as to be excessively large relative to the amount of copper in the nickel chloride aqueous solution.
還元工程S21における温度条件としては、特に限定されないが、80〜110℃とすることが好ましく、特に90〜95℃とすることがより好ましい。温度条件を80℃以上とすることにより、効率的に塩化ニッケル水溶液中の銅イオンの還元反応を進行させることができ、後述する銅イオン固定化工程S22での銅イオンの固定化効率を向上させることができる。なお、温度条件を110℃より高くした場合、塩化ニッケル水溶液中の銅イオンの還元効率は向上するものの、耐熱仕様による設備コストや蒸気量増加による操業コストがかかり、効率的な操業ができなくなる。 Although it does not specifically limit as temperature conditions in reduction process S21, It is preferable to set it as 80-110 degreeC, and it is more preferable to set it as 90-95 degreeC especially. By setting the temperature condition to 80 ° C. or higher, the reduction reaction of the copper ions in the nickel chloride aqueous solution can be efficiently advanced, and the copper ion immobilization efficiency in the copper ion immobilization step S22 described later is improved. be able to. When the temperature condition is higher than 110 ° C., although the reduction efficiency of copper ions in the nickel chloride aqueous solution is improved, the equipment cost due to the heat resistance specification and the operation cost due to the increase in the amount of steam are required, and the efficient operation cannot be performed.
また、還元工程S21で用いられ、塩素浸出工程S1にて生成される塩化ニッケル水溶液としては、特に限定されるものではなく如何なる組成状態のものであっても適用可能である。例えば、ニッケル濃度が150〜270g/L、銅濃度が20〜40g/L、pH0.5〜2.0であるものを用いることができる。また、塩化ニッケル水溶液中における銅イオンの形態としては、例えば2価銅イオン比率が60〜90%であり、1価銅イオン比率が10〜40%であるものを用いることができる。 In addition, the nickel chloride aqueous solution used in the reduction step S21 and generated in the chlorine leaching step S1 is not particularly limited and can be applied in any composition state. For example, a nickel concentration of 150 to 270 g / L, a copper concentration of 20 to 40 g / L, and a pH of 0.5 to 2.0 can be used. Moreover, as a form of the copper ion in the nickel chloride aqueous solution, for example, a divalent copper ion ratio of 60 to 90% and a monovalent copper ion ratio of 10 to 40% can be used.
このように、還元工程S21では、塩化ニッケル水溶液に硫化ニッケルを添加して、水溶液中の2価銅イオンを1価銅イオンに還元する。これにより、次工程の銅イオン固定化工程S22においては、還元された1価銅イオンを硫化物とする反応が効率的に進行するようになるので、効果的に銅イオンを固定化し除去することができるとともに、次工程で添加する高価な硫化水素の使用量を低減させることができ、効率的な脱銅処理を行うことができる。 Thus, in the reduction step S21, nickel sulfide is added to the nickel chloride aqueous solution to reduce the divalent copper ions in the aqueous solution to monovalent copper ions. Thereby, in the copper ion immobilization step S22 of the next step, the reaction using reduced monovalent copper ions as sulfides efficiently proceeds, so that the copper ions are effectively immobilized and removed. In addition, the amount of expensive hydrogen sulfide added in the next step can be reduced, and an efficient copper removal treatment can be performed.
また、本実施の形態においては、この還元工程S21において添加した硫化ニッケルを銅イオンを固定化するに際してのろ過助剤として作用させることができるので、その硫化ニッケルに基づいて硫化銅の沈殿物が形成されるようになり、形成される硫化銅が微細になることを抑制してろ過性を向上させることができる。 Further, in the present embodiment, the nickel sulfide added in the reduction step S21 can act as a filter aid when immobilizing copper ions, so that a precipitate of copper sulfide is formed based on the nickel sulfide. It becomes formed, and it can suppress that the copper sulfide formed becomes fine and can improve filterability.
なお、還元工程S21において添加する硫化ニッケルは、硫化剤としての反応性は低く、塩化ニッケル水溶液中の銅イオンを低濃度まで除去することは困難であるものの、上記式(5)に示されるような1価銅イオンを硫化銅(Cu2S)として固定化する反応も僅かに生じさせることができる。したがって、硫化ニッケルを添加することによって、次工程の銅イオン固定化工程S22においてのみならず、還元工程S21においても硫化銅として固定化することもでき、この点においても次工程で添加する高価な硫化水素の使用量を低減させることができ、効率的な脱銅処理を行うことができる。 The nickel sulfide added in the reduction step S21 has a low reactivity as a sulfiding agent, and although it is difficult to remove copper ions in the nickel chloride aqueous solution to a low concentration, it is represented by the above formula (5). The reaction of immobilizing such monovalent copper ions as copper sulfide (Cu 2 S) can also be slightly caused. Therefore, by adding nickel sulfide, not only in the copper ion fixing step S22 of the next step, but also in the reduction step S21, it can be fixed as copper sulfide, and also in this respect, it is expensive to add in the next step. The amount of hydrogen sulfide used can be reduced, and an efficient copper removal treatment can be performed.
(銅イオン固定化工程)
次に、銅イオン固定化工程S22では、硫化水素(H2S)を供給し、還元工程S21にて還元された銅イオンを硫化銅として固定化する。このとき、本実施の形態において、還元工程S21を経て得られたスラリーに対して直接硫化水素を供給することが重要となる。つまり、還元工程S21にて得られたスラリーを固液分離するなどの処理を行うことなく、スラリー中に硫化ニッケルが残留している状態で硫化水素を供給する。
(Copper ion immobilization process)
Next, in the copper ion fixing step S22, hydrogen sulfide (H 2 S) is supplied, and the copper ions reduced in the reducing step S21 are fixed as copper sulfide. At this time, in the present embodiment, it is important to supply hydrogen sulfide directly to the slurry obtained through the reduction step S21. That is, hydrogen sulfide is supplied in a state where nickel sulfide remains in the slurry without performing a process such as solid-liquid separation on the slurry obtained in the reduction step S21.
具体的に、この銅イオン固定化工程S22では、例えば下記の(6)式や(7)式で示される反応が生じる。
H2S+2Cu+ → 2H++Cu2S ・・・(6)
2Cu++S+H2S → 2CuS+2H+ ・・・(7)
Specifically, in this copper ion immobilization step S22, for example, reactions represented by the following formulas (6) and (7) occur.
H 2 S + 2Cu + → 2H + + Cu 2 S (6)
2Cu + + S + H 2 S → 2CuS + 2H + (7)
上記(6)、(7)式に示すように、銅イオン固定化工程S22では、還元工程S21により塩化ニッケル水溶液中の2価銅イオンが1価銅イオンに還元されているので、得られたスラリーに対して硫化水素を供給することによって、硫化水素が硫黄源となって銅の硫化物を形成する反応が効果的に進む。これにより、塩化ニッケル水溶液中に含まれていた銅を硫化銅として固定化することができる。そして、銅が固定化されて形成した硫化銅の沈殿物は、次工程の固液分離工程S23にて固液分離処理を行うことによって、塩化ニッケル水溶液から分離除去することができる。 As shown in the above formulas (6) and (7), the copper ion immobilization step S22 was obtained because the divalent copper ions in the nickel chloride aqueous solution were reduced to monovalent copper ions by the reduction step S21. By supplying hydrogen sulfide to the slurry, the reaction in which hydrogen sulfide becomes a sulfur source to form copper sulfide effectively proceeds. Thereby, the copper contained in the nickel chloride aqueous solution can be fixed as copper sulfide. And the copper sulfide deposit formed by immobilizing copper can be separated and removed from the nickel chloride aqueous solution by performing a solid-liquid separation process in the next solid-liquid separation step S23.
供給する硫化水素は、強力な還元剤であり、この硫化水素によって銅イオンを固定化することによって、塩化ニッケル水溶液中の銅濃度を0.1g/L以下の低濃度域にまで低減させることができる。 The supplied hydrogen sulfide is a strong reducing agent. By fixing copper ions with this hydrogen sulfide, the copper concentration in the nickel chloride aqueous solution can be reduced to a low concentration range of 0.1 g / L or less. it can.
スラリーに供給する硫化水素は、常温では気体であるため硫化水素ガスとして供給される。この硫化水素ガスは、例えば電気ニッケルの製造プラントに硫化水素ガスの合成設備を付設して、この合成設備から供給されるものを用いることができる。また、硫化水素ガスの濃度は、例えば操業の定常状態において95〜100容量%である。 Since the hydrogen sulfide supplied to the slurry is a gas at room temperature, it is supplied as hydrogen sulfide gas. As the hydrogen sulfide gas, for example, a hydrogen sulfide gas synthesis facility attached to an electric nickel production plant and supplied from the synthesis facility can be used. Moreover, the density | concentration of hydrogen sulfide gas is 95-100 volume% in the steady state of operation, for example.
また、硫化水素ガスの供給量としては、特に限定されないが、還元工程S21を経て得られたスラリーに含まれる銅量に対してモル比で1.0〜1.1倍程度となるように吹き込むことが好ましい。供給量が銅量に対するモル比で1.0倍未満の場合には、塩化ニッケル水溶液中に含まれる1価銅イオンを十分に硫化銅として固定化することができない可能性がある。一方、供給量が銅量に対するモル比で1.1倍より大きい場合には、それ以上に銅イオンの固定化効果は向上せず、一方で排出される未反応の硫化水素ガスが増加してしまい、経済性の観点から非効率となる。 Further, the supply amount of the hydrogen sulfide gas is not particularly limited, but is blown so that the molar ratio is about 1.0 to 1.1 times the amount of copper contained in the slurry obtained through the reduction step S21. It is preferable. When the supply amount is less than 1.0 times in terms of the molar ratio with respect to the copper amount, the monovalent copper ions contained in the nickel chloride aqueous solution may not be sufficiently fixed as copper sulfide. On the other hand, when the supply amount is larger than 1.1 times in terms of the molar ratio with respect to the copper amount, the effect of immobilizing copper ions is not improved further, while the amount of unreacted hydrogen sulfide gas discharged increases. Therefore, it becomes inefficient from the viewpoint of economy.
ここで、上述のように硫化水素は強力な還元剤であり、一般的には、この硫化水素をスラリーに供給することによって銅イオンを固定化して硫化銅の沈殿物を形成させた場合は、メディアン径で1μm以下の微細な硫化銅が形成される。このような微細な硫化銅は、固液分離処理においてろ過性が著しく損なわれ、効果的に塩化ニッケル水溶液から分離除去することができない。 Here, as described above, hydrogen sulfide is a strong reducing agent. Generally, when hydrogen sulfide is supplied to a slurry to fix copper ions to form a copper sulfide precipitate, Fine copper sulfide having a median diameter of 1 μm or less is formed. Such fine copper sulfide is remarkably impaired in the solid-liquid separation treatment, and cannot be effectively separated and removed from the aqueous nickel chloride solution.
しかしながら、本実施の形態においては、上述のように、還元工程S21において添加した硫化ニッケルがスラリー中に含有されており、その硫化ニッケルの存在下において硫化水素を供給している。そのため、スラリー中の硫化ニッケルがろ過助剤として作用し、その硫化ニッケルを種晶にして硫化銅の沈殿物が形成されていくようになるので、粒径の大きな硫化銅を形成させることができる。したがって、硫化水素により銅イオンを固定化して硫化銅を形成させた場合においても、硫化銅が微細化することを抑制して粒径の大きな硫化銅を形成させることができ、そしてこれにより、ろ過性が向上して、塩化ニッケル水溶液から効果的に銅イオンを除去することができる。 However, in the present embodiment, as described above, the nickel sulfide added in the reduction step S21 is contained in the slurry, and hydrogen sulfide is supplied in the presence of the nickel sulfide. Therefore, the nickel sulfide in the slurry acts as a filter aid, and a precipitate of copper sulfide is formed using the nickel sulfide as a seed crystal, so that copper sulfide having a large particle size can be formed. . Therefore, even when copper ions are formed by immobilizing copper ions with hydrogen sulfide, copper sulfide having a large particle size can be formed while suppressing the copper sulfide from becoming finer, and thus filtration can be performed. Thus, copper ions can be effectively removed from the aqueous nickel chloride solution.
また、上述のように、還元工程S21にて硫化ニッケルの還元力を最大限に生かした後に硫化水素により銅イオンを固定化しているので、硫化水素の供給量を低減させることが可能となる。したがって、これにより、形成される硫化銅が微細化することをより一層に抑制することができ、ろ過性をさらに向上させることができる。 Further, as described above, since the copper ions are fixed by hydrogen sulfide after the reduction power of nickel sulfide is maximized in the reduction step S21, the supply amount of hydrogen sulfide can be reduced. Therefore, by this, it can suppress further that the copper sulfide formed refines | miniaturizes and can further improve filterability.
銅イオン固定化工程S22における温度条件としては、特に限定されないが、60〜100℃とすることが好ましい。温度条件が60℃未満の場合には、上記(6)式や(7)式に示した反応が十分に進行せず、効果的に1価銅イオンの固定化が行われない可能性がある。一方で、温度条件が100℃より高い場合には、反応後に冷却するためのコストがかかり好ましくない。 Although it does not specifically limit as temperature conditions in copper ion fixed process S22, It is preferable to set it as 60-100 degreeC. When the temperature condition is less than 60 ° C., the reaction shown in the above formulas (6) and (7) does not proceed sufficiently, and the monovalent copper ions may not be immobilized effectively. . On the other hand, when the temperature condition is higher than 100 ° C., the cost for cooling after the reaction is not preferable.
また、銅イオン固定化工程S22は、特に限定されないが、例えば酸化還元電位を随時測定しておき、酸化還元電位が一定となるまで反応させるようにする。これにより、十分に銅イオンの固定化させることができ、セメンテーション終液に銅イオンが残留してしまうことを防止できる。 Further, the copper ion immobilization step S22 is not particularly limited. For example, the oxidation-reduction potential is measured as needed, and the reaction is performed until the oxidation-reduction potential becomes constant. Thereby, copper ion can fully be fixed and it can prevent that copper ion remains in a cementation final solution.
(固液分離工程)
そして次に、固液分離工程S23では、上述した銅イオン固定化工程S22を経て得られたスラリーを固液分離する。この固液分離工程S23により、銅イオン固定化工程S22において形成された硫化銅のセメンテーション残渣が分離除去され、銅濃度が0.1g/L以下の低濃度にまで低減された塩化ニッケル水溶液であるセメンテーション終液を得ることができる。
(Solid-liquid separation process)
Next, in the solid-liquid separation step S23, the slurry obtained through the copper ion immobilization step S22 described above is subjected to solid-liquid separation. With this solid-liquid separation step S23, the cementation residue of copper sulfide formed in the copper ion immobilization step S22 is separated and removed, and the aqueous solution of nickel chloride is reduced to a low concentration of 0.1 g / L or less. Some cementation final solution can be obtained.
固液分離工程S23における固液分離方法としては、特に限定されるものではなく、例えばろ紙とヌッチェを用いて吸引ろ過するなどの周知の方法によって固液分離し、セメンテーション残渣である硫化銅を分離除去することができる。 The solid-liquid separation method in the solid-liquid separation step S23 is not particularly limited, and for example, solid-liquid separation is performed by a known method such as suction filtration using a filter paper and Nutsche, and copper sulfide as a cementation residue is separated. It can be separated and removed.
本実施の形態においては、上述のように銅イオン固定化工程S22において形成される硫化銅の微細化が抑制されろ過性が向上していることから、良好に固液分離することができ、ニッケルの電解採取において不純物となる銅がほとんど含有されていない塩化ニッケル水溶液を効果的かつ効率的に得ることができる。 In the present embodiment, as described above, the copper sulfide formed in the copper ion fixing step S22 is suppressed from being refined and the filterability is improved, so that solid-liquid separation can be satisfactorily performed. Thus, it is possible to effectively and efficiently obtain a nickel chloride aqueous solution that hardly contains copper as an impurity in the electrowinning.
以上のように、本実施の形態におけるセメンテーション工程S2では、先ず、還元工程S21において硫化ニッケルを添加して塩化ニッケル水溶液中に含まれる2価銅イオンを1価銅イオンに還元し、次に、銅イオン固定化工程S22において還元工程S21を経て得られたスラリーに対して硫化水素を供給して1価銅イオンを硫化銅に固定化する。 As described above, in the cementation step S2 in the present embodiment, first, nickel sulfide is added in the reduction step S21 to reduce divalent copper ions contained in the nickel chloride aqueous solution to monovalent copper ions, and then In the copper ion fixing step S22, hydrogen sulfide is supplied to the slurry obtained through the reduction step S21 to fix monovalent copper ions to the copper sulfide.
このように、先ず硫化ニッケルを添加して銅イオンを還元させることによって、銅イオン固定化工程S22での硫化水素による銅イオンの固定化反応を効果的かつ効率的に進行させることができる。そして、これにより、高価な硫化水素の使用量を低減させることができる。また、銅イオン固定化工程S22における硫化銅の形成に際して、還元工程S21にて添加した硫化ニッケルを種晶として作用させることができ、銅を固定化して形成される硫化銅が微細化することを抑制して、硫化銅のろ過性を向上させることができる。さらに、上述のように、硫化水素の使用量を低減させることができることにより、硫化水素によって形成される硫化銅の微細化をより一層に効果的に抑制することができ、ろ過性がさらに向上する。 Thus, by first adding nickel sulfide to reduce copper ions, the fixation reaction of copper ions with hydrogen sulfide in the copper ion fixation step S22 can be effectively and efficiently advanced. And thereby, the usage-amount of expensive hydrogen sulfide can be reduced. In addition, when forming the copper sulfide in the copper ion fixing step S22, the nickel sulfide added in the reduction step S21 can act as a seed crystal, and the copper sulfide formed by fixing the copper can be refined. It can suppress and can improve the filterability of copper sulfide. Furthermore, as described above, the amount of hydrogen sulfide used can be reduced, so that the refinement of copper sulfide formed by hydrogen sulfide can be further effectively suppressed, and the filterability is further improved. .
<浄液工程>
浄液工程S3では、上述したセメンテーション工程S2を経て得られたセメンテーション終液(銅が除去された塩化ニッケル水溶液)からニッケル以外の他の不純物を除去し、電解採取するための塩化ニッケル水溶液を得る。
<Purification process>
In the liquid purification step S3, nickel chloride aqueous solution for removing impurities other than nickel from the cementation final solution (nickel chloride aqueous solution from which copper has been removed) obtained through the above-described cementation step S2 and performing electrowinning. Get.
浄液工程S3は、主な工程として、脱鉄工程と、脱コバルト工程と、脱鉛工程と、脱亜鉛工程とがある。これらの工程では、セメンテーション終液から不純物を除去する方法として、例えば酸化剤としての塩素ガスとアルカリ剤としての炭酸塩を用いる酸化中和法を用いることができる。酸化中和法は、コバルトや鉄などの重金属が高次の酸化イオンになると、低いpH領域で水酸化物になりやすい性質を利用したものであり、湿式精錬の浄液工程をはじめ、重金属を含む排水処理などに汎用されている方法である。 The liquid purification step S3 includes a deironing step, a decobalt step, a deleading step, and a dezincing step as main steps. In these steps, as a method for removing impurities from the cementation final solution, for example, an oxidation neutralization method using chlorine gas as an oxidizing agent and carbonate as an alkaline agent can be used. The oxidation neutralization method utilizes the property that when heavy metals such as cobalt and iron become high-order oxide ions, they tend to be hydroxides in the low pH range. This method is widely used for wastewater treatment.
具体的に、この浄液工程S3では、例えば下記(8)式に示す反応により不純物を除去する。
2M2++Cl2+3NiCO3+3H2O→
2M(OH)3+3Ni2++2Cl−+3CO2 ・・・(8)
(但し、Mは、コバルト又は鉄である。)
Specifically, in this liquid purification process S3, impurities are removed by, for example, the reaction shown in the following formula (8).
2M 2+ + Cl 2 + 3NiCO 3 + 3H 2 O →
2M (OH) 3 + 3Ni 2+ + 2Cl − + 3CO 2 (8)
(However, M is cobalt or iron.)
上記(8)式に示すように、浄液工程S3では、セメンテーション終液から、塩素ガスを用いて対象とする鉄やコバルトなどの不純物の水酸化物沈殿を形成させ、不純物を除去した塩化ニッケル水溶液を得る。 As shown in the above equation (8), in the purification step S3, a chloride precipitate of impurities such as iron and cobalt of interest is formed using chlorine gas from the final cementation solution, and the impurities are removed. A nickel aqueous solution is obtained.
一般に、酸化中和法に用いられる薬剤は、酸化剤としては、塩素ガスの他に次亜塩素酸、酸素、空気などを用いることができる。また、アルカリ剤としては、炭酸塩の他に苛性ソーダなどの水酸化物、アンモニアなどを用いることができる。これらの薬剤はプロセス条件に適合した組み合わせで使用されるが、ニッケルの湿式精錬プロセスにおいては、酸化剤として塩素ガス、アルカリ剤として炭酸塩を用いることが好ましい。酸化剤として塩素ガスを用いる理由は、塩素ガスはプロセス内で発生する強酸化剤であって利用し易いためである。また、アルカリ剤として炭酸塩を用いる理由は、プロセス全体のニッケル、ナトリウム、硫酸などのイオン濃度を制御できるとともに、酸化中和の際の反応性に優れるためである。 In general, as the oxidizing agent used in the oxidative neutralization method, hypochlorous acid, oxygen, air and the like can be used in addition to chlorine gas. In addition to carbonates, hydroxides such as caustic soda, ammonia, etc. can be used as the alkaline agent. These chemicals are used in combination suitable for the process conditions. In the nickel refining process, it is preferable to use chlorine gas as the oxidizing agent and carbonate as the alkaline agent. The reason for using chlorine gas as the oxidant is that chlorine gas is a strong oxidant generated in the process and is easy to use. The reason why carbonate is used as the alkaline agent is that the ion concentration of nickel, sodium, sulfuric acid and the like in the entire process can be controlled and the reactivity during oxidation neutralization is excellent.
<電解工程>
電解工程S4では、上述の浄液工程S3を経て浄液された塩化ニッケル水溶液から電解採取法により電気ニッケルを得る。
<Electrolysis process>
In the electrolysis step S4, electronickel is obtained by electrolytic extraction from the nickel chloride aqueous solution purified through the above-described liquid purification step S3.
具体的に、電解工程S4では、カソード及びアノードにおいて、それぞれ下記(9)式及び(10)式に示す反応が生じる。
(カソード側)
Ni2++2e− → Ni0 ・・・(9)
(アノード側)
2Cl− → Cl2↑+2e− ・・・(10)
Specifically, in the electrolysis step S4, reactions represented by the following formulas (9) and (10) occur at the cathode and the anode, respectively.
(Cathode side)
Ni 2+ + 2e − → Ni 0 (9)
(Anode side)
2Cl − → Cl 2 ↑ + 2e − (10)
すなわち、カソード側では上記(9)式に示すように、塩化ニッケル水溶液中のニッケルイオンがメタル(電気ニッケル)として析出する。また、アノード側では上記(10)式に示すように、塩化ニッケル水溶液中の塩素イオンが塩素ガスとして発生する。発生した塩素ガスは、例えば回収塩素ガスとして塩素浸出工程S1などで用いられる。 That is, as shown in the above equation (9), nickel ions in the nickel chloride aqueous solution are deposited as metal (electrical nickel) on the cathode side. On the anode side, chlorine ions in the nickel chloride aqueous solution are generated as chlorine gas as shown in the above equation (10). The generated chlorine gas is used, for example, in the chlorine leaching step S1 as recovered chlorine gas.
以下本発明の実施例を説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.
(実施例1)
容量60Lの反応槽3槽を直列につなげた装置を用い、先頭槽に銅イオンを28g/L含む塩化ニッケル水溶液を流量36L/Hrで供給するとともに、メディアン径(D50)で35μmの粒径の硫化ニッケルを300g/L含むスラリーを流量21L/Hrで供給し、反応温度90℃として水溶液中の銅イオンの還元処理を行った(還元工程)。
Example 1
Using a device in which three reaction tanks with a capacity of 60 L were connected in series, a nickel chloride aqueous solution containing 28 g / L of copper ions was supplied to the top tank at a flow rate of 36 L / Hr, and the median diameter (D50) was 35 μm. A slurry containing 300 g / L of nickel sulfide was supplied at a flow rate of 21 L / Hr to reduce the copper ions in the aqueous solution at a reaction temperature of 90 ° C. (reduction process).
次に、還元工程の終了後のスラリーを採取し、そのスラリーを容量1Lの反応容器に15mL/minで供給した。また同時に、反応容器に硫化水素ガスを吹き込み、反応温度60℃として、酸化還元電位が一定となるまで反応させ、スラリー中の銅イオンを硫化物として固定化する処理を行った(銅イオン固定化工程)。なお、硫化水素ガスの吹き込み量は、還元工程を経て供給されたスラリーに含まれる1価の銅イオン量とモル比で当量とした。 Next, the slurry after completion of the reduction step was collected, and the slurry was supplied to a reaction vessel having a capacity of 1 L at 15 mL / min. At the same time, hydrogen sulfide gas was blown into the reaction vessel, the reaction temperature was set to 60 ° C., and the reaction was performed until the oxidation-reduction potential became constant, and the copper ions in the slurry were fixed as sulfides (fixed copper ions Process). Note that the amount of hydrogen sulfide gas blown was equivalent to the amount of monovalent copper ions contained in the slurry supplied through the reduction step and the molar ratio.
そして、銅イオン固定化工程の終了後、得られたスラリーを1L採取し、ヌッチェを用いてアスピレーター(柴田化学株式会社製)にて吸引ろ過して固液分離した(固液分離工程)。 And after completion | finish of a copper ion fixed process, 1 L of obtained slurries were extract | collected, and it suction-filtered with the aspirator (made by Shibata Chemical Co., Ltd.) using Nutsche, and carried out solid-liquid separation (solid-liquid separation process).
(実施例2)
実施例2では、還元工程において添加する硫化ニッケルの粒径をメディアン径(D50)で20μmとしたこと以外は、実施例1と同様の条件で脱銅処理を行った。
(Example 2)
In Example 2, the copper removal treatment was performed under the same conditions as in Example 1 except that the particle size of nickel sulfide added in the reduction step was 20 μm in terms of median diameter (D50).
(実施例3)
実施例3では、還元工程において添加する硫化ニッケルの粒径をメディアン径(D50)で9μmとしたこと以外は、実施例1と同様の条件で脱銅処理を行った。
Example 3
In Example 3, the copper removal treatment was performed under the same conditions as in Example 1 except that the particle size of nickel sulfide added in the reduction step was 9 μm as the median diameter (D50).
(比較例1)
比較例1では、還元工程終液のスラリーをろ過し、残渣を除去した水溶液を供給して銅イオン固定化工程において銅イオンを固定化したことを以外は、実施例1と同様の条件で脱銅処理を実施した。すなわち、比較例1では、還元工程にて添加した硫化ニッケルをスラリー中から除去した上で硫化水素を供給して銅イオンを固定化する処理を行った。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, the slurry at the end of the reduction process was filtered, an aqueous solution from which the residue was removed was supplied, and copper ions were immobilized in the copper ion immobilization process under the same conditions as in Example 1. Copper treatment was performed. That is, in Comparative Example 1, the nickel sulfide added in the reduction step was removed from the slurry, and then hydrogen sulfide was supplied to fix the copper ions.
(評価)
上述した実施例1〜3及び比較例1、2の脱銅処理の評価として、銅がどの程度除去されているかを確認するために、還元工程及び銅イオン固定化工程の各工程の終液銅濃度を原子吸光分析装置(VARIAN製)により測定することによって行った。また、形成された銅イオンの固定化物である硫化銅のろ過性の評価は、固液分離工程における吸引ろ過のろ過速度を測定することによって行った。
(Evaluation)
As an evaluation of the copper removal treatment in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 described above, in order to confirm how much copper is removed, the final liquid copper in each step of the reduction step and the copper ion immobilization step The concentration was measured by measuring with an atomic absorption analyzer (manufactured by VARIAN). Moreover, evaluation of the filterability of the copper sulfide which is a fixed product of the formed copper ions was performed by measuring the filtration rate of suction filtration in the solid-liquid separation step.
なお、ろ過の際には、径150mmの5Cろ紙を用いた。また、澱物の粒径については、銅イオン固定化工程にて形成された残渣(硫化物)のメディアン径をマイクロトラック粒度分析計(Honeywell製)にて測定した。 In the filtration, 5C filter paper having a diameter of 150 mm was used. As for the particle size of the starch, the median diameter of the residue (sulfide) formed in the copper ion immobilization step was measured with a Microtrac particle size analyzer (Honeywell).
表1に、測定結果を示す。 Table 1 shows the measurement results.
表1に示されるように、実施例1〜3及び比較例1では、銅イオン固定化工程の終液銅濃度がいずれも0.001g/L以下となり、塩化ニッケル水溶液中の銅イオンを十分に低濃度域まで低減することができた。 As shown in Table 1, in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, the final solution copper concentration in the copper ion immobilization step is 0.001 g / L or less, and the copper ions in the nickel chloride aqueous solution are sufficiently contained. It was possible to reduce to a low concentration range.
また、実施例1〜3では、残渣メディアン径が2.5μm以上となり、形成される硫化銅の沈殿物の微細化を抑制し、大きな粒径を有する硫化銅を形成させることができた。そして、これら実施例1〜3の沈殿物のろ過速度は、14L/m2・Hr以上となり、良好なろ過性を示した。特に、その中でも、メディアン径で35μmの粒径の硫化ニッケルを添加した実施例1、メディアン径で20μm粒径の硫化ニッケルを添加した実施例2では、より効果的に硫化銅の微細化が抑制され、ろ過性をさらに向上させることができた。 Moreover, in Examples 1-3, the residual median diameter became 2.5 micrometers or more, refinement | miniaturization of the precipitate of the copper sulfide formed was suppressed, and the copper sulfide which has a big particle size was able to be formed. And the filtration rate of the deposit of these Examples 1-3 became 14 L / m < 2 > * Hr or more, and showed favorable filterability. In particular, in Example 1 in which nickel sulfide having a median diameter of 35 μm was added and in Example 2 in which nickel sulfide having a median diameter of 20 μm was added, refinement of copper sulfide was more effectively suppressed. As a result, the filterability could be further improved.
これに対し、硫化ニッケルを固液分離して除去した状態で硫化水素により銅イオンの固定化を行った比較例1では、残渣メディアン径が0.9μmとなり極めて微細な硫化銅の沈殿物となってしまった。また、その沈殿物のろ過速度は11.3L/m2・Hrであり、実施例1〜3と比べてろ過性が著しく損なわれた。 On the other hand, in Comparative Example 1 in which the copper sulfide was immobilized by hydrogen sulfide in a state where nickel sulfide was removed by solid-liquid separation, the residual median diameter became 0.9 μm, resulting in a very fine copper sulfide precipitate. I have. Moreover, the filtration rate of the deposit was 11.3 L / m < 2 > * Hr, and filterability was remarkably impaired compared with Examples 1-3.
Claims (4)
上記還元工程を経て得られたスラリーに硫化水素を供給し、還元された銅イオンを硫化銅として固定化する銅イオン固定化工程と、
上記銅イオン固定化工程を経て得られたスラリーを固液分離する固液分離工程と
を有することを特徴とする塩化ニッケル水溶液中の銅イオン除去方法。 A reduction step of adding nickel sulfide to a nickel chloride aqueous solution containing copper ions and reducing the copper ions;
A copper ion immobilization step of supplying hydrogen sulfide to the slurry obtained through the reduction step and immobilizing the reduced copper ions as copper sulfide;
And a solid-liquid separation step of solid-liquid separation of the slurry obtained through the copper ion immobilization step. A method for removing copper ions in an aqueous nickel chloride solution.
上記銅イオンを含む塩化ニッケル水溶液に硫化ニッケルを添加し、該銅イオンを還元する還元工程と、
上記還元工程を経て得られたスラリーに硫化水素を供給し、還元された銅イオンを硫化銅として固定化する銅イオン固定化工程と、
上記銅イオン固定化工程を経て得られたスラリーを固液分離する固液分離工程と
を有するセメンテーション工程を含むことを特徴とする電気ニッケルの製造方法。 In the method for producing electric nickel, copper ions are removed from an aqueous solution of nickel chloride containing copper obtained by chlorine leaching of nickel sulfide, and electric nickel is produced by electrowinning.
A reduction step of adding nickel sulfide to the nickel chloride aqueous solution containing the copper ions and reducing the copper ions;
A copper ion immobilization step of supplying hydrogen sulfide to the slurry obtained through the reduction step and immobilizing the reduced copper ions as copper sulfide;
And a solidification process for solid-liquid separation of the slurry obtained through the copper ion immobilization process.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011207758A JP5673471B2 (en) | 2011-09-22 | 2011-09-22 | Method for removing copper ions in aqueous nickel chloride solution and method for producing electronickel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011207758A JP5673471B2 (en) | 2011-09-22 | 2011-09-22 | Method for removing copper ions in aqueous nickel chloride solution and method for producing electronickel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013067841A JP2013067841A (en) | 2013-04-18 |
JP5673471B2 true JP5673471B2 (en) | 2015-02-18 |
Family
ID=48473868
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011207758A Active JP5673471B2 (en) | 2011-09-22 | 2011-09-22 | Method for removing copper ions in aqueous nickel chloride solution and method for producing electronickel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5673471B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6150074B2 (en) * | 2014-02-20 | 2017-06-21 | 住友金属鉱山株式会社 | Method for quantitative analysis of copper concentration in copper-containing nickel chloride solution |
CN104962949A (en) * | 2015-06-09 | 2015-10-07 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | Method for removing copper in nickel electrolysis anode solution for purification |
CN116529401A (en) * | 2023-03-02 | 2023-08-01 | 广东邦普循环科技有限公司 | Copper removing agent, preparation method thereof and copper removing method |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02145731A (en) * | 1988-11-25 | 1990-06-05 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Method for removing copper ion from chloride solution |
JPH07113132B2 (en) * | 1992-04-17 | 1995-12-06 | 住友金属鉱山株式会社 | Method for removing copper ions from nickel chloride solution |
JP4923584B2 (en) * | 2006-01-20 | 2012-04-25 | 住友金属鉱山株式会社 | Method for removing copper ions from aqueous nickel chloride solution |
-
2011
- 2011-09-22 JP JP2011207758A patent/JP5673471B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013067841A (en) | 2013-04-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5796716B2 (en) | Method for removing impurities from cobalt-containing liquid | |
JP6241661B2 (en) | Arsenic separation and immobilization method | |
JP5760954B2 (en) | Method for recovering copper from sulfide minerals containing copper and iron | |
JP5439997B2 (en) | Method for recovering copper from copper-containing iron | |
JP5370683B2 (en) | Method for recovering copper from copper sulfide | |
JP5370777B2 (en) | Method for recovering copper from copper sulfide | |
JP6168000B2 (en) | Method for producing nickel sulfate solution | |
JP5516534B2 (en) | Nickel recovery loss reduction method, nickel oxide ore hydrometallurgy method, and sulfurization treatment system | |
JP4316582B2 (en) | Method for producing metallic nickel from crude nickel sulfate | |
JP4079018B2 (en) | Method for purifying cobalt aqueous solution | |
JP5568977B2 (en) | Method for recovering manganese from batteries | |
JP6233478B2 (en) | Purification method of bismuth | |
JP5673471B2 (en) | Method for removing copper ions in aqueous nickel chloride solution and method for producing electronickel | |
JP4631818B2 (en) | Method for hydrometallizing nickel oxide ore | |
JP6613962B2 (en) | Method for removing copper ion from copper-containing nickel chloride aqueous solution and method for producing electrolytic nickel | |
JP2008013388A (en) | Method for purifying nickel chloride aqueous solution | |
JP2009097076A (en) | Method for recovering valuable material from metal sulfide containing noble metal | |
JP2008274382A (en) | Method for separating lead from aqueous cobalt chloride solution | |
JP5565282B2 (en) | Method for separating copper ion and method for producing electrolytic nickel | |
JP6943141B2 (en) | Leaching method of mixed sulfide containing nickel and cobalt | |
JP5423592B2 (en) | Method for producing low chlorine nickel sulfate / cobalt solution | |
JP6683910B2 (en) | Purification method of nickel chloride aqueous solution | |
JP6127902B2 (en) | Method for leaching nickel and cobalt from mixed sulfides | |
JP4801372B2 (en) | Method for removing manganese from cobalt sulfate solution | |
JP6957974B2 (en) | Chlorine leaching method, electronickel manufacturing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131216 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141008 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20141202 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141215 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5673471 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |