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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6656709
(24)【登録日】2020年2月7日
(45)【発行日】2020年3月4日
(54)【発明の名称】亜鉛地金の製造方法
(51)【国際特許分類】
C22B 19/30 20060101AFI20200220BHJP
C22B 7/02 20060101ALI20200220BHJP
C22B 3/46 20060101ALI20200220BHJP
C22B 3/44 20060101ALI20200220BHJP
C22B 3/10 20060101ALI20200220BHJP
C25C 3/34 20060101ALI20200220BHJP
【ＦＩ】
C22B19/30
C22B7/02 B
C22B3/46
C22B3/44 101Z
C22B3/10
C22B3/44 101A
C25C3/34 A
【請求項の数】11
【全頁数】47
(21)【出願番号】特願2017-253038(P2017-253038)
(22)【出願日】2017年12月28日
(65)【公開番号】特開2019-119895(P2019-119895A)
(43)【公開日】2019年7月22日
【審査請求日】2017年12月28日
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】503107255
【氏名又は名称】株式会社キノテック
(74)【代理人】
【識別番号】100145023
【弁理士】
【氏名又は名称】川本 学
(72)【発明者】
【氏名】庵崎 雅章
(72)【発明者】
【氏名】母里 修司
【審査官】
米田 健志
(56)【参考文献】
【文献】
国際公開第２０１４／１８１８３３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開昭４８−０５５８１５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｃ２２Ｂ １／００〜６１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電炉ダスト又は前記電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、前記原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、
前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、前記亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、
前記精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、
前記無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、
を備える亜鉛地金の製造方法であって、
前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料から前記亜鉛成分を選択的に抽出して前記亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程を有し、
前記精製塩化亜鉛生成工程は、前記亜鉛含有水溶液から前記亜鉛成分を前記亜鉛含有化合物として分離する亜鉛分離工程と、前記亜鉛含有化合物中の前記亜鉛成分を塩化して前記精製塩化亜鉛を生成する亜鉛塩化工程と、を有し、
前記無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、前記精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して前記無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、
前記亜鉛地金生成工程は、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有し、
前記亜鉛塩化工程では、前記亜鉛含有化合物に塩酸の水溶液を接触させて前記精製塩化亜鉛の水溶液である精製塩化亜鉛水溶液を生成すると共に、
前記精製塩化亜鉛水溶液に金属亜鉛を接触させて、前記精製塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、
前記置換工程を経た前記精製塩化亜鉛水溶液を蒸発して濃縮する濃縮工程と、
を更に有する亜鉛地金の製造方法。
前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、前記亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、
前記精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、
前記無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、
を備える亜鉛地金の製造方法であって、
前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料から前記亜鉛成分を選択的に抽出して前記亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程を有し、
前記精製塩化亜鉛生成工程は、前記亜鉛含有水溶液から前記亜鉛成分を前記亜鉛含有化合物として分離する亜鉛分離工程と、前記亜鉛含有化合物中の前記亜鉛成分を塩化して前記精製塩化亜鉛を生成する亜鉛塩化工程と、を有し、
前記無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、前記精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して前記無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、
前記亜鉛地金生成工程は、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有し、
前記亜鉛塩化工程では、前記亜鉛含有化合物に塩酸の水溶液を接触させて前記精製塩化亜鉛の水溶液である精製塩化亜鉛水溶液を生成すると共に、
前記精製塩化亜鉛水溶液に金属亜鉛を接触させて、前記精製塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、
前記置換工程を経た前記精製塩化亜鉛水溶液を蒸発して濃縮する濃縮工程と、
を更に有する亜鉛地金の製造方法。
【請求項2】
前記亜鉛塩化工程で生成された前記精製塩化亜鉛水溶液に酸化剤を接触させて、前記精製塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程を更に有すると共に、
前記置換工程では、前記脱鉄脱マンガン工程を経た前記精製塩化亜鉛水溶液に前記金属亜鉛を接触させる請求項１に記載の亜鉛地金の製造方法。
前記置換工程では、前記脱鉄脱マンガン工程を経た前記精製塩化亜鉛水溶液に前記金属亜鉛を接触させる請求項１に記載の亜鉛地金の製造方法。
【請求項3】
電炉ダスト又は前記電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、前記原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、
前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、前記亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、
前記精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、
前記無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、
を備える亜鉛地金の製造方法であって、
前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料に塩素ガスを接触させて蒸発させ前記亜鉛成分を選択的に塩化し塩化亜鉛を生成する選択塩化工程と、前記塩化亜鉛を水に溶解して塩化亜鉛水溶液を生成する溶解工程と、を有し、
前記精製塩化亜鉛生成工程は、前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記金属不純物成分が還元析出された前記塩化亜鉛水溶液を蒸発して濃縮し前記精製塩化亜鉛を生成する濃縮工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液から前記亜鉛成分を前記亜鉛含有化合物として分離して前記脱鉄脱マンガン工程に戻す亜鉛分離工程と、を有し、
前記無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、前記精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して前記無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、
前記亜鉛地金生成工程は、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有する亜鉛地金の製造方法。
前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、前記亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、
前記精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、
前記無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、
を備える亜鉛地金の製造方法であって、
前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料に塩素ガスを接触させて蒸発させ前記亜鉛成分を選択的に塩化し塩化亜鉛を生成する選択塩化工程と、前記塩化亜鉛を水に溶解して塩化亜鉛水溶液を生成する溶解工程と、を有し、
前記精製塩化亜鉛生成工程は、前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記金属不純物成分が還元析出された前記塩化亜鉛水溶液を蒸発して濃縮し前記精製塩化亜鉛を生成する濃縮工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液から前記亜鉛成分を前記亜鉛含有化合物として分離して前記脱鉄脱マンガン工程に戻す亜鉛分離工程と、を有し、
前記無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、前記精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して前記無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、
前記亜鉛地金生成工程は、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有する亜鉛地金の製造方法。
【請求項4】
電炉ダスト又は前記電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、前記原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、
前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、前記亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、
前記精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、
前記無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、
を備える亜鉛地金の製造方法であって、
前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料から前記亜鉛成分を選択的に抽出して前記亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程と、前記亜鉛抽出工程における残渣に塩素ガスを接触させて蒸発させ前記亜鉛成分を選択的に塩化し塩化亜鉛を生成する選択塩化工程と、前記塩化亜鉛を水に溶解して塩化亜鉛水溶液を生成する溶解工程と、を有し、
前記精製塩化亜鉛生成工程は、前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記金属不純物成分が還元析出された前記塩化亜鉛水溶液を蒸発して濃縮し前記精製塩化亜鉛を生成する濃縮工程と、前記亜鉛含有水溶液から前記亜鉛成分を前記亜鉛含有化合物として分離して前記脱鉄脱マンガン工程に戻す亜鉛分離工程と、を有し、
前記無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、前記精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して前記無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、
前記亜鉛地金生成工程は、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有する亜鉛地金の製造方法。
前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、前記亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、
前記精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、
前記無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、
を備える亜鉛地金の製造方法であって、
前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料から前記亜鉛成分を選択的に抽出して前記亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程と、前記亜鉛抽出工程における残渣に塩素ガスを接触させて蒸発させ前記亜鉛成分を選択的に塩化し塩化亜鉛を生成する選択塩化工程と、前記塩化亜鉛を水に溶解して塩化亜鉛水溶液を生成する溶解工程と、を有し、
前記精製塩化亜鉛生成工程は、前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記金属不純物成分が還元析出された前記塩化亜鉛水溶液を蒸発して濃縮し前記精製塩化亜鉛を生成する濃縮工程と、前記亜鉛含有水溶液から前記亜鉛成分を前記亜鉛含有化合物として分離して前記脱鉄脱マンガン工程に戻す亜鉛分離工程と、を有し、
前記無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、前記精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して前記無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、
前記亜鉛地金生成工程は、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有する亜鉛地金の製造方法。
【請求項5】
電炉ダスト又は前記電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、前記原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、
前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、前記亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、
前記精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、
前記無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、
を備える亜鉛地金の製造方法であって、
前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料に塩素ガスを接触させて蒸発させ前記亜鉛成分を選択的に塩化し塩化亜鉛を生成する選択塩化工程と、前記塩化亜鉛を水に溶解して塩化亜鉛水溶液を生成する溶解工程と、を有し、
前記精製塩化亜鉛生成工程は、前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記置換工程を経た前記塩化亜鉛水溶液から前記亜鉛成分を前記亜鉛含有化合物として分離する亜鉛分離工程と、前記亜鉛含有化合物中の前記亜鉛成分を塩化して精製塩化亜鉛を生成する亜鉛塩化工程と、を有し、
前記無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、前記精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して前記無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、
前記亜鉛地金生成工程は、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有する亜鉛地金の製造方法。
前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、前記亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、
前記精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、
前記無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、
を備える亜鉛地金の製造方法であって、
前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料に塩素ガスを接触させて蒸発させ前記亜鉛成分を選択的に塩化し塩化亜鉛を生成する選択塩化工程と、前記塩化亜鉛を水に溶解して塩化亜鉛水溶液を生成する溶解工程と、を有し、
前記精製塩化亜鉛生成工程は、前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記置換工程を経た前記塩化亜鉛水溶液から前記亜鉛成分を前記亜鉛含有化合物として分離する亜鉛分離工程と、前記亜鉛含有化合物中の前記亜鉛成分を塩化して精製塩化亜鉛を生成する亜鉛塩化工程と、を有し、
前記無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、前記精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して前記無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、
前記亜鉛地金生成工程は、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有する亜鉛地金の製造方法。
【請求項6】
電炉ダスト又は前記電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、前記原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、
前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、前記亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、
前記精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、
前記無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、
を備える亜鉛地金の製造方法であって、
前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料から前記亜鉛成分を選択的に抽出して前記亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程と、前記亜鉛抽出工程における残渣に塩素ガスを接触させて蒸発させ前記亜鉛成分を選択的に塩化し塩化亜鉛を生成する選択塩化工程と、前記塩化亜鉛を水に溶解して塩化亜鉛水溶液を生成する溶解工程と、を有し、
前記精製塩化亜鉛生成工程は、前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記置換工程を経た前記塩化亜鉛水溶液から前記亜鉛成分を前記亜鉛含有化合物として分離する亜鉛分離工程と、前記亜鉛含有化合物中の前記亜鉛成分を塩化して精製塩化亜鉛を生成する亜鉛塩化工程と、を有し、
前記無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、前記精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して前記無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、
前記亜鉛地金生成工程は、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有する亜鉛地金の製造方法。
前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、前記亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、
前記精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、
前記無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、
を備える亜鉛地金の製造方法であって、
前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料から前記亜鉛成分を選択的に抽出して前記亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程と、前記亜鉛抽出工程における残渣に塩素ガスを接触させて蒸発させ前記亜鉛成分を選択的に塩化し塩化亜鉛を生成する選択塩化工程と、前記塩化亜鉛を水に溶解して塩化亜鉛水溶液を生成する溶解工程と、を有し、
前記精製塩化亜鉛生成工程は、前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記置換工程を経た前記塩化亜鉛水溶液から前記亜鉛成分を前記亜鉛含有化合物として分離する亜鉛分離工程と、前記亜鉛含有化合物中の前記亜鉛成分を塩化して精製塩化亜鉛を生成する亜鉛塩化工程と、を有し、
前記無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、前記精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して前記無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、
前記亜鉛地金生成工程は、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有する亜鉛地金の製造方法。
【請求項7】
電炉ダスト又は前記電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、前記原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、
前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、前記亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、
前記精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、
前記無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、
を備える亜鉛地金の製造方法であって、
前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料に塩酸の水溶液を接触させて前記亜鉛成分を塩化した塩化亜鉛水溶液を生成する塩酸浸出工程を有し、
前記精製塩化亜鉛生成工程は、前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記金属不純物成分が還元析出された前記塩化亜鉛水溶液を蒸発して濃縮し前記精製塩化亜鉛を生成する濃縮工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液から前記亜鉛成分を前記亜鉛含有化合物として分離して前記脱鉄脱マンガン工程に戻す亜鉛分離工程と、を有し、
前記無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、前記精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して前記無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、
前記亜鉛地金生成工程は、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有する亜鉛地金の製造方法。
前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、前記亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、
前記精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、
前記無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、
を備える亜鉛地金の製造方法であって、
前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料に塩酸の水溶液を接触させて前記亜鉛成分を塩化した塩化亜鉛水溶液を生成する塩酸浸出工程を有し、
前記精製塩化亜鉛生成工程は、前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記金属不純物成分が還元析出された前記塩化亜鉛水溶液を蒸発して濃縮し前記精製塩化亜鉛を生成する濃縮工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液から前記亜鉛成分を前記亜鉛含有化合物として分離して前記脱鉄脱マンガン工程に戻す亜鉛分離工程と、を有し、
前記無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、前記精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して前記無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、
前記亜鉛地金生成工程は、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有する亜鉛地金の製造方法。
【請求項8】
電炉ダスト又は前記電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、前記原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、
前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、前記亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、
前記精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、
前記無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、
を備える亜鉛地金の製造方法であって、
前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料から前記亜鉛成分を選択的に抽出して前記亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程と、前記亜鉛抽出工程における残渣に塩酸の水溶液を接触させて前記亜鉛成分を塩化した塩化亜鉛水溶液を生成する塩酸浸出工程と、を有し、
前記精製塩化亜鉛生成工程は、前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記金属不純物成分が還元析出された前記塩化亜鉛水溶液を蒸発して濃縮し前記精製塩化亜鉛を生成する濃縮工程と、前記亜鉛含有水溶液から前記亜鉛成分を前記亜鉛含有化合物として分離して前記脱鉄脱マンガン工程に戻す亜鉛分離工程と、を有し、
前記無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、前記精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して前記無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、
前記亜鉛地金生成工程は、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有する亜鉛地金の製造方法。
前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、前記亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、
前記精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、
前記無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、
を備える亜鉛地金の製造方法であって、
前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料から前記亜鉛成分を選択的に抽出して前記亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程と、前記亜鉛抽出工程における残渣に塩酸の水溶液を接触させて前記亜鉛成分を塩化した塩化亜鉛水溶液を生成する塩酸浸出工程と、を有し、
前記精製塩化亜鉛生成工程は、前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記金属不純物成分が還元析出された前記塩化亜鉛水溶液を蒸発して濃縮し前記精製塩化亜鉛を生成する濃縮工程と、前記亜鉛含有水溶液から前記亜鉛成分を前記亜鉛含有化合物として分離して前記脱鉄脱マンガン工程に戻す亜鉛分離工程と、を有し、
前記無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、前記精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して前記無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、
前記亜鉛地金生成工程は、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有する亜鉛地金の製造方法。
【請求項9】
電炉ダスト又は前記電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、前記原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、
前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、前記亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、
前記精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、
前記無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、
を備える亜鉛地金の製造方法であって、
前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料に塩酸の水溶液を接触させて前記亜鉛成分を塩化した塩化亜鉛水溶液を生成する塩酸浸出工程を有し、
前記精製塩化亜鉛生成工程は、前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記置換工程を経た前記塩化亜鉛水溶液から前記亜鉛成分を前記亜鉛含有化合物として分離する亜鉛分離工程と、前記亜鉛含有化合物中の前記亜鉛成分を塩化して精製塩化亜鉛を生成する亜鉛塩化工程と、を有し、
前記無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、前記精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して前記無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、
前記亜鉛地金生成工程は、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有する亜鉛地金の製造方法。
前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、前記亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、
前記精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、
前記無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、
を備える亜鉛地金の製造方法であって、
前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料に塩酸の水溶液を接触させて前記亜鉛成分を塩化した塩化亜鉛水溶液を生成する塩酸浸出工程を有し、
前記精製塩化亜鉛生成工程は、前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記置換工程を経た前記塩化亜鉛水溶液から前記亜鉛成分を前記亜鉛含有化合物として分離する亜鉛分離工程と、前記亜鉛含有化合物中の前記亜鉛成分を塩化して精製塩化亜鉛を生成する亜鉛塩化工程と、を有し、
前記無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、前記精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して前記無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、
前記亜鉛地金生成工程は、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有する亜鉛地金の製造方法。
【請求項10】
電炉ダスト又は前記電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、前記原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、
前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、前記亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、
前記精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、
前記無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、
を備える亜鉛地金の製造方法であって、
前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料から前記亜鉛成分を選択的に抽出して前記亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程と、前記亜鉛抽出工程における残渣に塩酸の水溶液を接触させて前記亜鉛成分を塩化した塩化亜鉛水溶液を生成する塩酸浸出工程と、を有し、
前記精製塩化亜鉛生成工程は、前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記置換工程を経た前記塩化亜鉛水溶液から前記亜鉛成分を前記亜鉛含有化合物として分離する亜鉛分離工程と、前記亜鉛含有化合物中の前記亜鉛成分を塩化して精製塩化亜鉛を生成する亜鉛塩化工程と、を有し、
前記無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、前記精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して前記無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、
前記亜鉛地金生成工程は、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有する亜鉛地金の製造方法。
前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、前記亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、
前記精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、
前記無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、
を備える亜鉛地金の製造方法であって、
前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料から前記亜鉛成分を選択的に抽出して前記亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程と、前記亜鉛抽出工程における残渣に塩酸の水溶液を接触させて前記亜鉛成分を塩化した塩化亜鉛水溶液を生成する塩酸浸出工程と、を有し、
前記精製塩化亜鉛生成工程は、前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記置換工程を経た前記塩化亜鉛水溶液から前記亜鉛成分を前記亜鉛含有化合物として分離する亜鉛分離工程と、前記亜鉛含有化合物中の前記亜鉛成分を塩化して精製塩化亜鉛を生成する亜鉛塩化工程と、を有し、
前記無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、前記精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して前記無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、
前記亜鉛地金生成工程は、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有する亜鉛地金の製造方法。
【請求項11】
前記亜鉛含有化合物中の前記亜鉛成分を塩化して精製塩化亜鉛を生成して前記脱水工程に送る亜鉛塩化工程を更に有する請求項３、４、７及び８のいずれかに記載の亜鉛地金の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、亜鉛地金の製造方法に関し、特に、製鉄プロセスの一つである電炉法においてスクラップの溶解製錬時に発生する電炉ダスト、電炉ダストの一部を亜鉛原料としてリサイクルする際に還元炉で発生する２次ダスト（粗酸化亜鉛）、又は製鉄プロセスの一つである高炉法において発生する高炉ダストを回転炉床炉で亜鉛含有の酸化物として回収した２次ダスト（粗酸化亜鉛）を原料とする亜鉛地金の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
製鉄プロセスの一つである電炉法では、スクラップの溶解製錬時に製鋼量の約１．５％から２．０％に相当すると共に酸化亜鉛成分を含む産業廃棄物としての電炉ダストが発生する。電炉ダストは、世界では８００万トン発生し、日本では４０万トン発生するといわれている。
【0003】
鉄スクラップの多くは、廃建築物、廃家電又は廃自動車である。廃建築物、廃家電又は廃自動車の塗装下地には、亜鉛メッキが施されている。また、スクラップの中には、塗料、プラスチック及び油分等が含まれている。このため、電炉ダストには、亜鉛又は鉛等の重金属に加えて、塩化物及びダイオキシン類等の有害な有機物も含まれている。一方で、電炉ダストには、約２０〜３０％の鉄と２０〜３０％の亜鉛とが含まれている。また、粗酸化亜鉛は約１０％の鉄と約６０％の亜鉛を含有する。従って、電炉ダスト及び２次ダスト（粗酸化亜鉛）は、資源として非常に有用である。
【0004】
ここで、電炉ダストから様々なリサイクル技術により生成される粗酸化亜鉛は、乾式及び湿式の亜鉛製錬用の原料となっている。主なリサイクル技術は、ウエルズ炉法であるが、その他にも、プラズマ法、電気溶融還元法、ＭＦ炉法、又は回転床炉法等が挙げられる。しかし、純度９９．９９５％（重量％）の亜鉛地金を効率的に得るためには、硫化鉱の鉱石を原料として希硫酸により浸出する浸出法が用いられる。
【0005】
かかる状況下で、特許文献１及び特許文献２は、亜鉛製造方法に関し、ハロゲン成分を含む電炉ダスト又は２次ダストを原料とし、そのダストの発生場所でのオンサイト型の亜鉛製錬所を実現することを企図した構成を開示している。
【0006】
また、特許文献３は、湿式亜鉛製錬法に関し、酸化亜鉛含有原料から湿式製錬法で金属亜鉛を製造する際に、塩酸を使用して原料中の亜鉛を１００％近く溶解し、塩酸溶解液中の亜鉛以外の不純金属を除去して精製塩化亜鉛水溶液を生成し、この精製塩化亜鉛水溶液に第３級カルボン酸を使用して第３級カルボン酸亜鉛を生成し、この第３級カルボン酸亜鉛を含む媒体に硫酸を加えて硫酸亜鉛水浴液を生成し、この硫酸亜鉛水浴液を電気分解して金属亜鉛を製造することを開示している。
【0007】
また、特許文献４は、亜鉛の分離及び回収の為の塩化物溶融方法に関し、亜鉛含有第一及び／又は第二原料からの塩化亜鉛の製造方法は、亜鉛含有原料を塩素のような塩素化剤と反応させて金属を塩化物に転換して溶融し、溶融された反応生成物の揮発性成分を、反応生成物の融点から塩化亜鉛の沸点の間の温度にて揮発させ、それにより亜鉛に豊富な塩素化溶融物を回収する段階、並びにその後に亜鉛に豊富な塩素化溶融物から塩化亜鉛を蒸留し、それにより精製された塩化亜鉛及び亜鉛に乏しい塩素化溶融物を回収する段階からなることを開示する。また、特許文献４は、湿式態様と呼ばれるＡｓｈｃｒｏｆｔの方法の第一の態様において、塩素化反応は、その反応の間では塩化物へと容易には転換されない不溶性酸化物及び脈石を含む塩化溶融物を生成し、その後、溶融物全体が不溶性の分画を分離するように水中に溶解され精製され、鉄及びマンガンは水溶液中で酸化亜鉛及び塩素の添加により除去され、他の金属は鉛及び／又は亜鉛金属の添加によりセメンテーションされ、精製された塩化亜鉛溶液はその後、再び煮沸され、そして実際の亜鉛の電気分解の前に、粗製の消耗品である炭素アノードを用いた予備的な電気分解が塩化亜鉛の最終的な脱水をもたらすことを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】国際公開第２０１４／１８１８３３号
【特許文献2】国際公開第２０１５／０３０２３５号
【特許文献3】特開昭５２−０６２１２４号公報
【特許文献4】特表２００５−５０４８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１及び特許文献２が開示する構成では、電炉ダストや２次ダストからスペシャルハイグレードの９９．９９５％相当の純度を有する亜鉛地金を製造することは可能であるが、その歩留まりの向上に一定の限界があり、かかる亜鉛地金を量産する際には改良の余地がある。
【0010】
また、特許文献３が開示する構成では、湿式製錬法で純度９９．９９％の金属亜鉛を製造するものであるが、精製塩化亜鉛を生成した後の硫酸亜鉛浴による電解工程に至るまでの処理工程が煩雑であり、得られる金属亜鉛の純度の向上を含めて改良の余地がある。
【0011】
また、特許文献４が開示する構成では、湿式及び乾式の塩化亜鉛や亜鉛の製造方法を開示しているが、いずれの方式でも亜鉛含有原料を塩素のような塩素化剤と反応させて金属を塩化物に転換した後に一旦溶融する必要があって処理が煩雑であるし、９９．９５重量％又はそれ以上の純度を有するスペシャルハイグレードの品質を有する金属亜鉛を得ることを目標としているが、スペシャルハイグレードの９９．９９５％相当の純度を有する金属亜鉛を実際に安定的に量産するための歩留まりの向上については何等の開示や示唆がなされてはいないものである。
【0012】
かかる状況下で、本発明者は、電炉ダスト又は前記電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として用いる場合に、原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液を最初に生成しておき、かかる亜鉛含有水溶液を用いてその中の亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、かかる亜鉛含有化合物を利用しながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成し、かかる精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成し、かかる無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、電解生成物として亜鉛地金を生成すると、かかる亜鉛地金の純度を安定して９９．９９５％以上とすることができることを知見した。
【0013】
本発明は、以上の検討を経てなされたもので、スペシャルハイグレードの９９．９９５％相当の純度を有する亜鉛地金を歩留まりよく安定して量産することのできる亜鉛地金の製造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】
【0018】
また、本発明の第１の局面における亜鉛地金の製造方法は、電炉ダスト又は前記電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、前記原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、前記亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、前記精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、を備える亜鉛地金の製造方法であって、前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料から前記亜鉛成分を選択的に抽出して前記亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程を有し、前記精製塩化亜鉛生成工程は、前記亜鉛含有水溶液から前記亜鉛成分を前記亜鉛含有化合物として分離する亜鉛分離工程と、前記亜鉛含有化合物中の前記亜鉛成分を塩化して前記精製塩化亜鉛を生成する亜鉛塩化工程と、を有し、前記無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、前記精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して前記無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、前記亜鉛地金生成工程は、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有し、前記亜鉛塩化工程では、前記亜鉛含有化合物に塩酸の水溶液を接触させて前記精製塩化亜鉛の水溶液である精製塩化亜鉛水溶液を生成すると共に、前記精製塩化亜鉛水溶液に金属亜鉛を接触させて、前記精製塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記置換工程を経た前記精製塩化亜鉛水溶液を蒸発して濃縮する濃縮工程と、を更に有する。
【0019】
また、本発明は、かかる第１の局面に加えて、前記亜鉛塩化工程で生成された前記精製塩化亜鉛水溶液に酸化剤を接触させて、前記精製塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程を更に有すると共に、前記置換工程では、前記脱鉄脱マンガン工程を経た前記精製塩化亜鉛水溶液に前記金属亜鉛を接触させることを第２の局面とする。
【0020】
また、本発明の第３の局面における亜鉛地金の製造方法は、電炉ダスト又は前記電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、前記原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、前記亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、前記精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、を備える亜鉛地金の製造方法であって、前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料に塩素ガスを接触させて蒸発させ前記亜鉛成分を選択的に塩化し塩化亜鉛を生成する選択塩化工程と、前記塩化亜鉛を水に溶解して塩化亜鉛水溶液を生成する溶解工程と、を有し、前記精製塩化亜鉛生成工程は、前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記金属不純物成分が還元析出された前記塩化亜鉛水溶液を蒸発して濃縮し前記精製塩化亜鉛を生成する濃縮工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液から前記亜鉛成分を前記亜鉛含有化合物として分離して前記脱鉄脱マンガン工程に戻す亜鉛分離工程と、を有し、前記無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、前記精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して前記無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、前記亜鉛地金生成工程は、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有する。
【0021】
また、本発明の第４の局面における亜鉛地金の製造方法は、電炉ダスト又は前記電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、前記原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、前記亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、前記精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、を備える亜鉛地金の製造方法であって、前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料から前記亜鉛成分を選択的に抽出して前記亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程と、前記亜鉛抽出工程における残渣に塩素ガスを接触させて蒸発させ前記亜鉛成分を選択的に塩化し塩化亜鉛を生成する選択塩化工程と、前記塩化亜鉛を水に溶解して塩化亜鉛水溶液を生成する溶解工程と、を有し、前記精製塩化亜鉛生成工程は、前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記金属不純物成分が還元析出された前記塩化亜鉛水溶液を蒸発して濃縮し前記精製塩化亜鉛を生成する濃縮工程と、前記亜鉛含有水溶液から前記亜鉛成分を前記亜鉛含有化合物として分離して前記脱鉄脱マンガン工程に戻す亜鉛分離工程と、を有し、前記無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、前記精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して前記無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、前記亜鉛地金生成工程は、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有する。
【0022】
また、本発明の第５の局面における亜鉛地金の製造方法は、電炉ダスト又は前記電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、前記原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、前記亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、前記精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、を備える亜鉛地金の製造方法であって、前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料に塩素ガスを接触させて蒸発させ前記亜鉛成分を選択的に塩化し塩化亜鉛を生成する選択塩化工程と、前記塩化亜鉛を水に溶解して塩化亜鉛水溶液を生成する溶解工程と、を有し、前記精製塩化亜鉛生成工程は、前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記置換工程を経た前記塩化亜鉛水溶液から前記亜鉛成分を前記亜鉛含有化合物として分離する亜鉛分離工程と、前記亜鉛含有化合物中の前記亜鉛成分を塩化して精製塩化亜鉛を生成する亜鉛塩化工程と、を有し、前記無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、前記精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して前記無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、前記亜鉛地金生成工程は、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有する。
【0023】
また、本発明の第６の局面における亜鉛地金の製造方法は、電炉ダスト又は前記電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、前記原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、前記亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、前記精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、を備える亜鉛地金の製造方法であって、前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料から前記亜鉛成分を選択的に抽出して前記亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程と、前記亜鉛抽出工程における残渣に塩素ガスを接触させて蒸発させ前記亜鉛成分を選択的に塩化し塩化亜鉛を生成する選択塩化工程と、前記塩化亜鉛を水に溶解して塩化亜鉛水溶液を生成する溶解工程と、を有し、前記精製塩化亜鉛生成工程は、前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記置換工程を経た前記塩化亜鉛水溶液から前記亜鉛成分を前記亜鉛含有化合物として分離する亜鉛分離工程と、前記亜鉛含有化合物中の前記亜鉛成分を塩化して精製塩化亜鉛を生成する亜鉛塩化工程と、を有し、前記無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、前記精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して前記無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、前記亜鉛地金生成工程は、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有する。
【0024】
また、本発明の第７の局面における亜鉛地金の製造方法は、電炉ダスト又は前記電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、前記原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、前記亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、前記精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、を備える亜鉛地金の製造方法であって、前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料に塩酸の水溶液を接触させて前記亜鉛成分を塩化した塩化亜鉛水溶液を生成する塩酸浸出工程を有し、前記精製塩化亜鉛生成工程は、前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記金属不純物成分が還元析出された前記塩化亜鉛水溶液を蒸発して濃縮し前記精製塩化亜鉛を生成する濃縮工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液から前記亜鉛成分を前記亜鉛含有化合物として分離して前記脱鉄脱マンガン工程に戻す亜鉛分離工程と、を有し、前記無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、前記精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して前記無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、前記亜鉛地金生成工程は、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有する。
【0025】
また、本発明の第８の局面における亜鉛地金の製造方法は、電炉ダスト又は前記電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、前記原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、前記亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、前記精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、を備える亜鉛地金の製造方法であって、前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料から前記亜鉛成分を選択的に抽出して前記亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程と、前記亜鉛抽出工程における残渣に塩酸の水溶液を接触させて前記亜鉛成分を塩化した塩化亜鉛水溶液を生成する塩酸浸出工程と、を有し、前記精製塩化亜鉛生成工程は、前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記金属不純物成分が還元析出された前記塩化亜鉛水溶液を蒸発して濃縮し前記精製塩化亜鉛を生成する濃縮工程と、前記亜鉛含有水溶液から前記亜鉛成分を前記亜鉛含有化合物として分離して前記脱鉄脱マンガン工程に戻す亜鉛分離工程と、を有し、前記無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、前記精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して前記無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、前記亜鉛地金生成工程は、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有する。
【0026】
また、本発明の第９の局面における亜鉛地金の製造方法は、電炉ダスト又は前記電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、前記原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、前記亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、前記精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、を備える亜鉛地金の製造方法であって、前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料に塩酸の水溶液を接触させて前記亜鉛成分を塩化した塩化亜鉛水溶液を生成する塩酸浸出工程を有し、前記精製塩化亜鉛生成工程は、前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記置換工程を経た前記塩化亜鉛水溶液から前記亜鉛成分を前記亜鉛含有化合物として分離する亜鉛分離工程と、前記亜鉛含有化合物中の前記亜鉛成分を塩化して精製塩化亜鉛を生成する亜鉛塩化工程と、を有し、前記無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、前記精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して前記無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、前記亜鉛地金生成工程は、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有する。
【0027】
また、本発明の第１０の局面における亜鉛地金の製造方法は、電炉ダスト又は前記電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、前記原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、前記亜鉛含有水溶液中の前記亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、前記亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、前記精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、を備える亜鉛地金の製造方法であって、前記亜鉛含有水溶液生成工程は、前記原料から前記亜鉛成分を選択的に抽出して前記亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程と、前記亜鉛抽出工程における残渣に塩酸の水溶液を接触させて前記亜鉛成分を塩化した塩化亜鉛水溶液を生成する塩酸浸出工程と、を有し、前記精製塩化亜鉛生成工程は、前記塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、前記塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、前記鉄成分及び前記マンガン成分が分離された前記塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、前記置換工程を経た前記塩化亜鉛水溶液から前記亜鉛成分を前記亜鉛含有化合物として分離する亜鉛分離工程と、前記亜鉛含有化合物中の前記亜鉛成分を塩化して精製塩化亜鉛を生成する亜鉛塩化工程と、を有し、前記無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、前記精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して前記無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、前記亜鉛地金生成工程は、前記無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有する。
【0028】
また、本発明は、かかる第３、第４、第７及び第８のいずれかの局面に加えて、前記亜鉛含有化合物中の前記亜鉛成分を塩化して精製塩化亜鉛を生成して前記脱水工程に送る亜鉛塩化工程を更に有することを第１１の局面とする。
【発明の効果】
【0033】
また、本発明の第１の局面における亜鉛地金の製造方法によれば、電炉ダスト又は電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、亜鉛含有水溶液中の亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、を備える亜鉛地金の製造方法であって、亜鉛含有水溶液生成工程は、原料から亜鉛成分を選択的に抽出して亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程を有し、精製塩化亜鉛生成工程は、亜鉛含有水溶液から亜鉛成分を亜鉛含有化合物として分離する亜鉛分離工程と、亜鉛含有化合物中の亜鉛成分を塩化して精製塩化亜鉛を生成する亜鉛塩化工程と、を有し、無水溶融精製塩化亜鉛生成工程は、精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、亜鉛地金生成工程は、無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有し、亜鉛塩化工程では、亜鉛含有化合物に塩酸の水溶液を接触させて精製塩化亜鉛の水溶液である精製塩化亜鉛水溶液を生成すると共に、精製塩化亜鉛水溶液に金属亜鉛を接触させて、精製塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、置換工程を経た精製塩化亜鉛水溶液を蒸発して濃縮する濃縮工程と、を更に有するものであるため、より高純度の亜鉛地金を歩留まりよく安定して量産することができる。
【0034】
また、本発明の第２の局面における亜鉛地金の製造方法によれば、亜鉛塩化工程で生成された精製塩化亜鉛水溶液に酸化剤を接触させて、精製塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程を更に有すると共に、置換工程では、脱鉄脱マンガン工程を経た精製塩化亜鉛水溶液に金属亜鉛を接触させるものであるため、より高純度の亜鉛地金を歩留まりよく安定して量産することができる。
【0035】
また、本発明の第３の局面における亜鉛地金の製造方法によれば、電炉ダスト又は電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、亜鉛含有水溶液中の亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、を備える亜鉛地金の製造方法であって、亜鉛含有水溶液生成工程が、原料に塩素ガスを接触させて蒸発させ亜鉛成分を選択的に塩化し塩化亜鉛を生成する選択塩化工程と、塩化亜鉛を水に溶解して塩化亜鉛水溶液を生成する溶解工程と、を有し、精製塩化亜鉛生成工程が、塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、鉄成分及びマンガン成分が分離された塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、金属不純物成分が還元析出された塩化亜鉛水溶液を蒸発して濃縮し精製塩化亜鉛を生成する濃縮工程と、鉄成分及びマンガン成分が分離された塩化亜鉛水溶液から亜鉛成分を亜鉛含有化合物として分離して脱鉄脱マンガン工程に戻す亜鉛分離工程と、を有し、無水溶融精製塩化亜鉛生成工程が、精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、亜鉛地金生成工程が、無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有するものであるため、原料としての電炉ダスト又は２次ダストから亜鉛含有化合物としての塩化亜鉛を水溶液として優先して生成し、その原料中の亜鉛成分から生成した炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物を用いて塩化亜鉛を精製して亜鉛地金を生成するという製造コンセプトに基づいて、９９．９９５％相当の純度を有する亜鉛地金を歩留まりよく安定して量産することができる。
【0036】
また、本発明の第４の局面における亜鉛地金の製造方法によれば、電炉ダスト又は電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、亜鉛含有水溶液中の亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、を備える亜鉛地金の製造方法であって、亜鉛含有水溶液生成工程が、原料から亜鉛成分を選択的に抽出して亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程と、亜鉛抽出工程における残渣に塩素ガスを接触させて蒸発させ亜鉛成分を選択的に塩化し塩化亜鉛を生成する選択塩化工程と、塩化亜鉛を水に溶解して塩化亜鉛水溶液を生成する溶解工程と、を有し、精製塩化亜鉛生成工程が、塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、鉄成分及びマンガン成分が分離された塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、金属不純物成分が還元析出された塩化亜鉛水溶液を蒸発して濃縮し精製塩化亜鉛を生成する濃縮工程と、亜鉛含有水溶液から亜鉛成分を亜鉛含有化合物として分離して脱鉄脱マンガン工程に戻す亜鉛分離工程と、を有し、無水溶融精製塩化亜鉛生成工程が、精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、亜鉛地金生成工程が、無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有するものであるため、より高純度の亜鉛地金を歩留まりよく安定して量産することができる。
【0037】
また、本発明の第５の局面における亜鉛地金の製造方法によれば、電炉ダスト又は電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、亜鉛含有水溶液中の亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、を備える亜鉛地金の製造方法であって、亜鉛含有水溶液生成工程が、原料に塩素ガスを接触させて蒸発させ亜鉛成分を選択的に塩化し塩化亜鉛を生成する選択塩化工程と、塩化亜鉛を水に溶解して塩化亜鉛水溶液を生成する溶解工程と、を有し、精製塩化亜鉛生成工程が、塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、鉄成分及びマンガン成分が分離された塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、置換工程を経た塩化亜鉛水溶液から亜鉛成分を亜鉛含有化合物として分離する亜鉛分離工程と、亜鉛含有化合物中の亜鉛成分を塩化して精製塩化亜鉛を生成する亜鉛塩化工程と、を有し、無水溶融精製塩化亜鉛生成工程が、精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、亜鉛地金生成工程が、無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有するものであるため、より高純度の亜鉛地金をより歩留まりよく安定して量産することができる。
【0038】
また、本発明の第６の局面における亜鉛地金の製造方法によれば、電炉ダスト又は電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、亜鉛含有水溶液中の亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、を備える亜鉛地金の製造方法であって、亜鉛含有水溶液生成工程が、原料から亜鉛成分を選択的に抽出して亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程と、亜鉛抽出工程における残渣に塩素ガスを接触させて蒸発させ亜鉛成分を選択的に塩化し塩化亜鉛を生成する選択塩化工程と、塩化亜鉛を水に溶解して塩化亜鉛水溶液を生成する溶解工程と、を有し、精製塩化亜鉛生成工程が、塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、鉄成分及びマンガン成分が分離された塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、置換工程を経た塩化亜鉛水溶液から亜鉛成分を亜鉛含有化合物として分離する亜鉛分離工程と、亜鉛含有化合物中の亜鉛成分を塩化して精製塩化亜鉛を生成する亜鉛塩化工程と、を有し、無水溶融精製塩化亜鉛生成工程が、精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、亜鉛地金生成工程が、無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有するものであるため、より高純度の亜鉛地金をより歩留まりよく安定して量産することができる。
【0039】
また、本発明の第７の局面における亜鉛地金の製造方法によれば、電炉ダスト又は電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、亜鉛含有水溶液中の亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、を備える亜鉛地金の製造方法であって、亜鉛含有水溶液生成工程が、原料に塩酸の水溶液を接触させて亜鉛成分を塩化した塩化亜鉛水溶液を生成する塩酸浸出工程を有し、精製塩化亜鉛生成工程が、塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、鉄成分及びマンガン成分が分離された塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、金属不純物成分が還元析出された塩化亜鉛水溶液を蒸発して濃縮し精製塩化亜鉛を生成する濃縮工程と、鉄成分及びマンガン成分が分離された塩化亜鉛水溶液から亜鉛成分を亜鉛含有化合物として分離して脱鉄脱マンガン工程に戻す亜鉛分離工程と、を有し、無水溶融精製塩化亜鉛生成工程が、精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、亜鉛地金生成工程が、無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有するものであるため、原料としての電炉ダスト又は２次ダストから亜鉛含有化合物としての塩化亜鉛を水溶液として優先して生成し、その原料中の亜鉛成分から生成した炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物を用いて塩化亜鉛を精製して亜鉛地金を生成するという製造コンセプトに基づいて、９９．９９５％相当の純度を有する亜鉛地金を歩留まりよく安定して量産することができる。
【0040】
また、本発明の第８の局面における亜鉛地金の製造方法によれば、電炉ダスト又は電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、亜鉛含有水溶液中の亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、を備える亜鉛地金の製造方法であって、亜鉛含有水溶液生成工程が、原料から亜鉛成分を選択的に抽出して亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程と、亜鉛抽出工程における残渣に塩酸の水溶液を接触させて亜鉛成分を塩化した塩化亜鉛水溶液を生成する塩酸浸出工程と、を有し、精製塩化亜鉛生成工程が、塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、鉄成分及びマンガン成分が分離された塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、金属不純物成分が還元析出された塩化亜鉛水溶液を蒸発して濃縮し精製塩化亜鉛を生成する濃縮工程と、亜鉛含有水溶液から亜鉛成分を亜鉛含有化合物として分離して脱鉄脱マンガン工程に戻す亜鉛分離工程と、を有し、無水溶融精製塩化亜鉛生成工程が、精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、亜鉛地金生成工程が、無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有するものであるため、より高純度の亜鉛地金を歩留まりよく安定して量産することができる。
【0041】
また、本発明の第９の局面における亜鉛地金の製造方法によれば、電炉ダスト又は電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、亜鉛含有水溶液中の亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、を備える亜鉛地金の製造方法であって、亜鉛含有水溶液生成工程が、原料に塩酸の水溶液を接触させて亜鉛成分を塩化した塩化亜鉛水溶液を生成する塩酸浸出工程を有し、精製塩化亜鉛生成工程が、塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、鉄成分及びマンガン成分が分離された塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、置換工程を経た塩化亜鉛水溶液から亜鉛成分を亜鉛含有化合物として分離する亜鉛分離工程と、亜鉛含有化合物中の亜鉛成分を塩化して精製塩化亜鉛を生成する亜鉛塩化工程と、を有し、無水溶融精製塩化亜鉛生成工程が、精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、亜鉛地金生成工程が、無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有するものであるため、より高純度の亜鉛地金を歩留まりよく安定して量産することができる。
【0042】
また、本発明の第１０の局面における亜鉛地金の製造方法によれば、電炉ダスト又は電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、亜鉛含有水溶液中の亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、を備える亜鉛地金の製造方法であって、亜鉛含有水溶液生成工程が、原料から亜鉛成分を選択的に抽出して亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程と、亜鉛抽出工程における残渣に塩酸の水溶液を接触させて亜鉛成分を塩化した塩化亜鉛水溶液を生成する塩酸浸出工程と、を有し、精製塩化亜鉛生成工程が、塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程と、鉄成分及びマンガン成分が分離された塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程と、置換工程を経た塩化亜鉛水溶液から亜鉛成分を亜鉛含有化合物として分離する亜鉛分離工程と、亜鉛含有化合物中の亜鉛成分を塩化して精製塩化亜鉛を生成する亜鉛塩化工程と、を有し、無水溶融精製塩化亜鉛生成工程が、精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程を有し、亜鉛地金生成工程が、無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程を有するものであるため、より高純度の亜鉛地金を歩留まりよく安定して量産することができる。
【0043】
また、本発明の第１１の局面における亜鉛地金の製造方法によれば、亜鉛含有化合物中の亜鉛成分を塩化して精製塩化亜鉛を生成して脱水工程に送る亜鉛塩化工程を更に有するものであるため、より高純度の亜鉛地金を歩留まりよく安定して量産することができる。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】本発明の第１の実施形態における亜鉛地金の製造方法の工程図である。
【図2】本発明の第２の実施形態における亜鉛地金の製造方法の工程図である。
【図3】本発明の第３の実施形態における亜鉛地金の製造方法の工程図である。
【図4】本発明の第４の実施形態における亜鉛地金の製造方法の工程図である。
【図5】本発明の第５の実施形態における亜鉛地金の製造方法の工程図である。
【図6】本発明の第６の実施形態における亜鉛地金の製造方法の工程図である。
【図7】本発明の第７の実施形態における亜鉛地金の製造方法の工程図である。
【図8】本発明の第８の実施形態における亜鉛地金の製造方法の工程図である。
【図9】本発明の第９の実施形態における亜鉛地金の製造方法の工程図である。
【図10】本発明の第１０の実施形態における亜鉛地金の製造方法の工程図である。
【図11】本発明の第１１の実施形態における亜鉛地金の製造方法の工程図である。
【図12】本発明の第１２の実施形態における亜鉛地金の製造方法の工程図である。
【図13】本発明の第１３の実施形態における亜鉛地金の製造方法の工程図である。
【図14】本発明の第１４の実施形態における亜鉛地金の製造方法の工程図である。
【図15】本発明の第１５の実施形態における亜鉛地金の製造方法の工程図である。
【図16】本発明の第１６の実施形態における亜鉛地金の製造方法の工程図である。
【図17】本発明の第１７の実施形態における亜鉛地金の製造方法の工程図である。
【図18】本発明の第１の実施形態の実験例の結果を示す表１である。
【図19】本発明の第２の実施形態の実験例の結果を示す表２である。
【図20】本発明の第２の実施形態の別の実験例の結果を示す表３である。
【図21】本発明の第３の実施形態の実験例の結果を示す表４である。
【図22】本発明の第５の実施形態の実験例の結果を示す表５である。
【図23】本発明の第６の実施形態の実験例の結果を示す表６である。
【図24】本発明の第１６の実施形態の実験例の結果を示す表７である。
【発明を実施するための形態】
【0045】
以下、図面を適宜参照して、本発明の各実施の形態における亜鉛地金の製造方法につき、詳細に説明する。
【0047】
図１は、本実施形態に係る亜鉛地金の製造方法の工程を示す図である。
【0048】
図１に示すように、本実施形態では、亜鉛抽出工程１０１、亜鉛分離工程１０２、亜鉛塩化工程１０３、脱水工程１０４及び電解工程１０５を順に実行する。亜鉛抽出工程１０１が亜鉛含有水溶液生成工程に相当し、亜鉛分離工程１０２及び亜鉛塩化工程１０３が精製塩化亜鉛生成工程に相当し、脱水工程１０４が無水溶融精製塩化亜鉛生成工程に相当し、電解工程１０５が亜鉛地金生成工程に相当するもので、原料としての電炉ダスト又は２次ダストから亜鉛成分を抽出した水溶液を生成することを優先し、その水溶液中の亜鉛成分から生成した炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物を用いて精製した塩化亜鉛を生成して亜鉛地金を生成するという製造コンセプトに基づいている。
【0049】
具体的には、まず、亜鉛抽出工程１０１では、酸化亜鉛等である亜鉛含有化合物及び酸化鉄等である鉄化合物を含む原料としての電炉ダスト１と、アルカリ剤７の水溶液と、を直接接触させて、かかる亜鉛含有化合物から亜鉛成分を選択的に抽出した亜鉛抽出液として、亜鉛成分を含むアルカリ剤水溶液３０を生成すると共に、アルカリ剤７の水溶液に溶解しない固形分を残渣２０とした。
【0050】
例えば、電炉ダスト１中の酸化亜鉛に対してアルカリ剤７として水酸化ナトリウムを使用して亜鉛成分を選択的に抽出したアルカリ剤水溶液３０を得る場合の化学式を、以下の（化１）に示す。【化1】
【0051】
なお、亜鉛抽出工程１０１で用いる原料としては、電炉ダスト１の代わりに電炉ダストを還元炉で還元して得られる２次ダストを用いてもよい。また、亜鉛抽出工程１０１で用いる原料としては、電炉ダスト１に炭酸カルシウムを混合しか焼して得たものを用いてもよい。かかるか焼によれば、電炉ダスト１の亜鉛フェライト成分に含まれる亜鉛成分をアルカリ剤による抽出が容易な酸化亜鉛成分に転換することができる。また、このか焼で得られた二酸化炭素は、次の亜鉛分離工程１０２で用いることができる。また、亜鉛抽出工程１０１においては、アルカリ剤７の代わりに中性アンモニウム塩２９を用いてもよい。
【0052】
次に、亜鉛分離工程１０２では、亜鉛抽出工程１０１で抽出された亜鉛成分を含むアルカリ剤水溶液３０と、二酸化炭素２３と、を接触させて、亜鉛抽出工程１０１で抽出された亜鉛成分を含むアルカリ剤水溶液３０から炭酸亜鉛２１を析出させ、それを固液分離して固体として回収する。亜鉛分離工程１０２での固液分離後のろ液は、亜鉛抽出工程１０１で亜鉛成分を選択的に抽出するためのアルカリ剤７として、繰り返し使用することができる。なお、亜鉛抽出工程１０１においてアルカリ剤７の代わりに中性アンモニウム塩２９を用いた場合には、亜鉛分離工程１０２での固液分離後のろ液は、亜鉛抽出工程１０１で亜鉛成分を選択的に抽出するための中性アンモニウム塩２９として、繰り返し使用することができる。
【0053】
例えば、化学式（化１）で示すアルカリ剤水溶液３０中の亜鉛成分に、以下の化学式（化２）に示すように、二酸化炭素２３を吹き込んで炭酸亜鉛２１を析出させ、このように析出させた炭酸亜鉛２１をろ過すれば、固形分としての炭酸亜鉛２１が得られる。【化2】
【0054】
なお、亜鉛分離工程１０２では、アルカリ剤水溶液３０に接触させる二酸化炭素２３の代わりに、炭酸イオンを含む液体を用いてもよい。また、亜鉛分離工程１０２では、炭酸亜鉛２１の代わりに又は炭酸亜鉛と共に、水酸化亜鉛を析出させてもよい（水酸化亜鉛分離工程又は炭酸亜鉛・水酸化亜鉛分離工程）。というのは、炭酸亜鉛は容易に水酸化亜鉛と二酸化炭素とに分解するからである。また、炭酸亜鉛が母液から析出するときに、目的成分の亜鉛が固体である炭酸亜鉛に優先して析出し、不純物成分を母液に残す晶析の効果による精製効果があるが、炭酸亜鉛が水酸化亜鉛又は酸化亜鉛に母液中で分解する過程においても同様の効果があるからである。また、水酸化亜鉛については、炭酸亜鉛をアルカリ剤として利用する場合には鉄と亜鉛とが共沈し亜鉛の歩留りが低下することがあるので、アルカリ剤として使う場合に鉄と亜鉛との共沈を防ぐために炭酸亜鉛を加熱して、炭酸亜鉛中の炭酸イオン成分を二酸化炭素として揮散させると共に、炭酸亜鉛中の亜鉛成分を水酸化亜鉛又は酸化亜鉛とすることも好ましいという事情もあるためである。なお、炭酸亜鉛は加熱されると酸化亜鉛となる傾向があるため、炭酸亜鉛の一部が酸化亜鉛になっていてもよい。
【0055】
次に、亜鉛塩化工程１０３では、亜鉛分離工程１０２で回収された炭酸亜鉛２１に塩素や塩酸等の塩化剤１５を接触させ、炭酸亜鉛２１を固体のまま直接塩化して精製塩化亜鉛１４を生成する。これにより、精製塩化亜鉛１４の生成のための脱水のエネルギーコストを低減することができる。
【0056】
例えば、炭酸亜鉛２１を直接塩化するための塩化剤１５として塩素ガスを使用した場合の化学式を、以下の（化３）で示す。【化3】
【0057】
なお、亜鉛分離工程１０２が水酸化亜鉛分離工程又は炭酸亜鉛・水酸化亜鉛分離工程に置き換えられている場合には、水酸化亜鉛、又は水酸化亜鉛及び炭酸亜鉛を対応して塩化すればよい。
【0058】
次に、脱水工程１０４では、亜鉛塩化工程１０３で生成された精製塩化亜鉛１４を加熱して溶融した後に、溶融された精製塩化亜鉛１４と、塩素ガス１５と、を接触させて無水化して、無水溶融精製塩化亜鉛１４’を生成すると共に、その残余の水分は蒸発水１３とした。
【0059】
次に、電解工程１０５では、脱水工程１０４で生成された無水溶融精製塩化亜鉛１４’を溶融塩電解浴として電解をし、亜鉛地金１６を生成する。電解工程１０５では、脱水工程１０４で生成された無水溶融精製塩化亜鉛（無水精製塩化亜鉛の融液）１４’を用いて溶融塩電解法を実行することができるため、純度４Ｎ以上の高純度の亜鉛地金１６を製造することができる。また、電解工程１０５における電解により得た塩素ガス１５を、亜鉛塩化工程１０３で用いる塩化剤として使用することができると共に、脱水工程１０４で用いる塩素ガスとして使用することができる。
【0060】
更に、電解工程１０５では、脱水工程１０４で生成された無水溶融精製塩化亜鉛１４’中に、一般の亜鉛精錬で実施される硫酸亜鉛水溶液の電解工程を経て製造される亜鉛地金中に取り込まれ易い鉛やマンガン等の成分が１０ｐｐｍ程度含まれていても、電解工程１０５を経て製造された亜鉛地金１６では、鉛やマンガン等の成分がほとんど取り込まれることなく、亜鉛地金中の鉛やマンガン等の濃度を２ｐｐｍ未満に低減することができることが判明した。この理由としては、無水溶融精製塩化亜鉛１４’から成る溶融塩電解浴中に、鉛等が過酸化鉛等の酸化物として留められていることが寄与していることが一因として考えられ、更に、無水溶融精製塩化亜鉛１４’の電解が、前記硫酸亜鉛水溶液電解の１０倍以上の電流密度の高速電解であること、即ち亜鉛析出の反応速度が速いことも一因として考えられる。
【0061】
なお、電解工程１０５では、溶融塩電解浴として、無水溶融精製塩化亜鉛１４’にアルカリ塩化物又はアルカリ土類塩化物を混合溶融したものを用いてもよい。
【0062】
以上の本実施の形態の亜鉛地金の製造方法によれば、電炉ダスト又は電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、亜鉛含有水溶液中の亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、を備えるものであるため、スペシャルハイグレードの９９．９９５％相当の純度を有する亜鉛地金を歩留まりよく安定して量産することができ、特に、亜鉛含有水溶液生成工程が、原料から亜鉛成分を選択的に抽出して亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程１０１を有し、精製塩化亜鉛生成工程が、亜鉛含有水溶液から亜鉛成分を亜鉛含有化合物として分離する亜鉛分離工程１０２と、亜鉛含有化合物中の亜鉛成分を塩化して精製塩化亜鉛を生成する亜鉛塩化工程１０３と、を有し、無水溶融精製塩化亜鉛生成工程が、精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程１０４を有し、亜鉛地金生成工程が、無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程１０５を有するものであるため、原料としての電炉ダスト又は２次ダストから亜鉛成分を抽出した水溶液を生成することを優先し、その水溶液中の亜鉛成分から生成した炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物を用いて精製した塩化亜鉛を生成して亜鉛地金を生成するという製造コンセプトに基づいて、９９．９９５％相当の純度を有する亜鉛地金をより歩留まりを向上して安定的に量産することができる。
【0064】
図２は、本実施形態に係る亜鉛地金の製造方法の工程を示す図である。
【0065】
本実施の形態に係る亜鉛地金の製造方法は、第１の実施形態に係る亜鉛地金の製造方法と比較して、亜鉛抽出工程１０１と亜鉛分離工程１０２との間に、精製塩化亜鉛生成工程の一部として置換工程（セメンテーション工程）１０６を有していることが、主たる相違点である。本実施の形態においては、かかる相違点に着目して説明するものとし、同一な構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。
【0066】
具体的には、亜鉛抽出工程１０１に続く置換工程１０６では、亜鉛抽出工程１０１で抽出された亜鉛成分を含むアルカリ剤水溶液３０と、亜鉛微粒子等の金属亜鉛９と、を接触させて、アルカリ剤水溶液３０中における亜鉛よりも貴な銅、鉛、カドミウム等の金属不純物成分１０を還元析出して、アルカリ剤水溶液３０中の不純物成分の濃度を低減している。
【0067】
次に、亜鉛分離工程１０２では、置換工程１０６で不純物成分の濃度が低減されたアルカリ剤水溶液３０’と、二酸化炭素２３と、を接触させて、アルカリ剤水溶液３０’から炭酸亜鉛２１を析出させ、それを固液分離して固体物として回収することになる。
【0068】
以上の本実施の形態の亜鉛地金の製造方法によれば、第１の実施形態の構成に加えて、亜鉛抽出工程１０１で生成された亜鉛含有水溶液に金属亜鉛を接触させて、亜鉛含有水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程１０６を更に有するものであるため、より高純度の亜鉛地金を歩留まりよく安定して量産することができる。
【0070】
図３は、本実施形態に係る亜鉛地金の製造方法の工程を示す図である。
【0071】
本実施の形態に係る亜鉛地金の製造方法は、第２の実施形態に係る亜鉛地金の製造方法と比較して、亜鉛抽出工程１０１と置換工程１０６との間に、精製塩化亜鉛生成工程の一部として脱鉄脱マンガン工程１０７を有し、かつ電解工程１０５の後段に付加的に塩素吸収工程１０８を有していることが、主たる相違点である。本実施の形態においては、かかる相違点に着目して説明するものとし、同一な構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。
【0072】
具体的には、亜鉛抽出工程１０１に続く脱鉄脱マンガン工程１０７では、亜鉛抽出工程１０１で抽出された亜鉛成分を含むアルカリ剤水溶液３０に含まれる鉄成分及び溶解性マンガンを除去するために、かかるアルカリ剤水溶液３０に含まれる鉄又は溶解性マンガン成分を酸化することによるｐＨ調整を行うと共に、アルカリ剤水溶液３０中の鉄成分及びマンガン成分を不溶解性の沈殿物のスラッジ８として分離除去する。具体的には、アルカリ剤水溶液３０に過マンガン酸塩、塩素酸塩、二酸化塩素等の酸化剤１１を添加してアルカリ剤水溶液３０中の第１鉄成分を第２鉄成分に酸化し、溶解性マンガンを酸化して不溶解性の二酸化マンガンに転換しスラッジ８として分離除去する。
【0073】
なお、酸化剤１１として過マンガン酸塩を用いる場合、過剰の過マンガン酸がアルカリ剤水溶液３０に残存するまで過マンガン酸塩を供給して脱マンガンの終点を判断することができ、また、残存した過マンガン酸は、それを活性炭と接触させて不溶解性の二酸化マンガンに転換して除去される。
【0074】
次に、置換工程１０６では、脱鉄脱マンガン工程１０７で不純物成分の濃度が低減されたアルカリ剤水溶液３０’’と、亜鉛微粒子等の金属亜鉛９と、を接触させて、アルカリ剤水溶液３０’’中における亜鉛よりも貴な銅、鉛、カドミウム等の金属不純物成分１０を還元析出して、アルカリ剤水溶液３０’’中の不純物成分の濃度を更に低減している。
【0075】
また、塩素吸収工程１０８では、水酸化ナトリウム７に電解工程１０５の電解により得た塩素ガス１５を吸収させて次亜塩素酸ナトリウム１８を生成し、脱鉄脱マンガン工程１０７で酸化剤として使用することができる。
【0076】
以上の本実施の形態の亜鉛地金の製造方法によれば、第２の実施形態の構成に加えて、亜鉛抽出工程１０１で生成された亜鉛含有水溶液に酸化剤を接触させて、亜鉛含有水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程１０７を更に有するものであるため、より高純度の亜鉛地金を歩留まりよく安定して量産することができる。
【0078】
図４は、本実施形態に係る亜鉛地金の製造方法の工程を示す図である。
【0079】
本実施の形態に係る亜鉛地金の製造方法は、第１の実施形態に係る亜鉛地金の製造方法と比較して、亜鉛塩化工程１０３において、塩化剤１５として塩酸１９の水溶液を用いると共に、亜鉛塩化工程１０３と脱水工程１０４との間に、精製塩化亜鉛生成工程の一部として置換工程（セメンテーション工程）１０９及び濃縮工程１１０を有していることが、主たる相違点である。本実施の形態においては、かかる相違点に着目して説明するものとし、同一な構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。
【0080】
具体的には、亜鉛塩化工程１０３では、亜鉛分離工程１０２で回収された炭酸亜鉛２１に塩酸１９の水溶液を接触させ、炭酸亜鉛２１を塩化して精製塩化亜鉛１４の水溶液を生成する。
【0081】
次に置換工程１０９では、亜鉛塩化工程１０３で生成された精製塩化亜鉛１４の水溶液を、亜鉛微粒子等の金属亜鉛９に接触させて、精製塩化亜鉛１４の水溶液中における亜鉛よりも貴な銅、鉛、鉄等の金属不純物成分１０を還元析出して、精製塩化亜鉛１４の水溶液中の不純物成分の濃度を低減した精製塩化亜鉛１４’’の水溶液を生成している。
【0082】
次に、濃縮工程１１０では、置換工程１０９で不純物成分の濃度を低減された精製塩化亜鉛１４’’の水溶液を蒸発して濃縮した精製塩化亜鉛１４’’’を生成すると共に、その残余の水分は蒸発水１３とした。
【0083】
次に、脱水工程１０４では、濃縮工程１１０で生成された精製塩化亜鉛１４’’’を加熱して溶融した後に、溶融された精製塩化亜鉛１４’’’と、塩素ガス１５と、を接触させて無水化して、無水溶融精製塩化亜鉛１４’を生成すると共に、その残余の水分は蒸発水１３とした。
【0084】
以上の本実施の形態の亜鉛地金の製造方法によれば、第１の実施形態の構成に加えて、亜鉛塩化工程１０３では、亜鉛含有化合物に塩酸の水溶液を接触させて精製塩化亜鉛の水溶液である精製塩化亜鉛水溶液を生成すると共に、精製塩化亜鉛水溶液に金属亜鉛を接触させて、精製塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程１０９と、置換工程を経た精製塩化亜鉛水溶液を蒸発して濃縮する濃縮工程１１０と、を更に有するものであるため、より高純度の亜鉛地金を歩留まりよく安定して量産することができる。
【0086】
図５は、本実施形態に係る亜鉛地金の製造方法の工程を示す図である。
【0087】
本実施の形態に係る亜鉛地金の製造方法は、第４の実施形態に係る亜鉛地金の製造方法と比較して、亜鉛塩化工程１０３と置換工程１０９との間に、精製塩化亜鉛生成工程の一部として脱鉄脱マンガン工程１１１を有し、かつ電解工程１０５の後段に付加的に塩素吸収工程１０８を有していることが、主たる相違点である。本実施の形態においては、かかる相違点に着目して説明するものとし、同一な構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。
【0088】
具体的には、亜鉛塩化工程１０３に続く脱鉄脱マンガン工程１１１では、亜鉛塩化工程１０３で生成された亜鉛成分を含む精製塩化亜鉛１４の水溶液に含まれる鉄成分及び溶解性マンガンを除去するために、かかる精製塩化亜鉛１４の水溶液に含まれる鉄又は溶解性マンガン成分を酸化することによるｐＨ調整を行うと共に、精製塩化亜鉛１４の水溶液中の鉄及びマンガン成分を不溶解性の沈殿物のスラッジ８として分離除去して精製塩化亜鉛１４’’を得る。具体的には、アルカリ剤水溶液３０に過マンガン酸塩、塩素酸塩、二酸化塩素等の酸化剤１１を添加してアルカリ剤水溶液３０中の第１鉄成分を第２鉄成分に酸化し、溶解性マンガンを酸化して不溶解性の二酸化マンガンに転換しスラッジ８として分離除去する。
【0089】
なお、酸化剤１１として過マンガン酸塩を用いる場合、過剰の過マンガン酸が精製塩化亜鉛１４の水溶液に残存するまで過マンガン酸塩を供給して脱マンガンの終点を判断することができ、また、残存した過マンガン酸は、それを活性炭と接触させて不溶解性の二酸化マンガンに転換して除去される。
【0090】
次に、置換工程１０９では、脱鉄脱マンガン工程１１１を経由した精製塩化亜鉛１４’’の水溶液を、亜鉛微粒子等の金属亜鉛９に接触させて、精製塩化亜鉛１４’’の水溶液中における亜鉛よりも貴な銅、鉛、カドミウム等の金属不純物成分１０を還元析出して、精製塩化亜鉛１４’’の水溶液中の不純物成分の濃度を低減した精製塩化亜鉛１４’’’を得る。
【0091】
次に、濃縮工程１１０では、置換工程１０９を経由した精製塩化亜鉛１４’’’の水溶液を蒸発して濃縮した精製塩化亜鉛１４’’’’を生成する。
【0092】
次に、脱水工程１０４では、濃縮工程１１０を経由した精製塩化亜鉛１４’’’’を加熱して溶融した後に、溶融された精製塩化亜鉛１４’’’’と、塩素ガス１５と、を接触させて無水化して、無水溶融精製塩化亜鉛１４’を生成する。
【0093】
また、塩素吸収工程１０８では、水酸化ナトリウム７に電解工程１０５の電解により得た塩素ガス１５を吸収させて次亜塩素酸ナトリウム１８を生成し、脱鉄脱マンガン工程１１１で酸化剤として使用することができる。
【0094】
以上の本実施の形態の亜鉛地金の製造方法によれば、第４の実施形態の構成に加えて、亜鉛塩化工程１０３で生成された精製塩化亜鉛水溶液に酸化剤を接触させて、塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程１１１を更に有すると共に、置換工程１０９では、脱鉄脱マンガン工程を経た精製亜鉛含有水溶液に金属亜鉛を接触させるものであるため、より高純度の亜鉛地金を歩留まりよく安定して量産することができる。
【0096】
図６は、本実施形態に係る亜鉛地金の製造方法の工程を示す図である。
【0097】
図６に示すように、本実施形態では、選択塩化工程２０１、溶解工程２０２、脱鉄脱マンガン工程２０３、亜鉛分離工程２０４、アルカリ再生工程２０５、置換工程２０６、濃縮工程２０７、脱水工程２０８、電解工程２０９及び塩素吸収工程２１０を実行する。選択塩化工程２０１及び溶解工程２０２が亜鉛含有水溶液生成工程に相当し、脱鉄脱マンガン工程２０３、亜鉛分離工程２０４、置換工程２０６及び濃縮工程２０７が精製塩化亜鉛生成工程に相当し、脱水工程２０８が無水溶融精製塩化亜鉛生成工程に相当し、電解工程２０９が亜鉛地金生成工程に相当するもので、原料としての電炉ダスト又は２次ダストから亜鉛含有化合物としての塩化亜鉛を水溶液として優先して生成し、その原料中の亜鉛成分から生成した炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物を用いて塩化亜鉛を精製して亜鉛地金を生成するという製造コンセプトに基づいている。なお、アルカリ再生工程２０５及び塩素吸収工程２１０は、付加的な工程である。
【0098】
具体的には、まず、選択塩化工程２０１では、酸化亜鉛等である亜鉛含有化合物及び酸化鉄等である鉄化合物を含む原料としての電炉ダスト１と、塩素ガス１５及び酸素含有ガスである空気１７の混合ガスと、を高温下で直接接触させて電炉ダスト１を塩化し、主として塩化亜鉛成分から成り蒸気である粗塩化亜鉛３及び酸素ガス２を生成する共に、不揮発性である固形分を、酸化鉄を主成分とする残渣４とした。なお、選択塩化工程２０１を簡素化する観点からは、塩素ガス１５及び酸素含有ガスである空気１７の混合ガスに代えて、塩素ガス１５のみを用いてもよい。また、選択塩化工程２０１で用いる原料としては、電炉ダスト１の代わりに電炉ダストを還元炉で還元して得られる２次ダストを用いてもよい。
【0099】
次に、溶解工程２０２では、選択塩化工程２０１で生成された粗塩化亜鉛３を脱塩水等の水１３に溶解して、塩化亜鉛水溶液６を生成すると共に、吸引及びろ過によりろ別された固形分を、塩化鉛及び酸化第２鉄（ヘマタイト）を主成分とする不溶解スラッジ５とした。
【0100】
次に、脱鉄脱マンガン工程２０３では、溶解工程２０２で生成された塩化亜鉛水溶液６に苛性アルカリ、アルカリ性アンモニア水等のアルカリ剤７を添加してｐＨ調整を行い、塩化亜鉛水溶液６中の塩化第２鉄成分を水酸化物、酸化物等の不溶解性の沈殿物として分離除去すると共に、かかる塩化亜鉛水溶液６に過マンガン酸塩、塩素酸塩、二酸化塩素等の酸化剤１１を添加して塩化亜鉛水溶液６中の溶解性マンガンを酸化し、不溶解性の二酸化マンガンに転換して分離除去する。なお、かかるアルカリ剤７については、苛性アルカリ又はアンモニア水の添加に代えて、アンモニアガスとの接触、又は消石灰、生石灰、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム等の添加を行ってもよい。
【0101】
ここで、脱鉄のためのｐＨ調整が、アルカリ剤と塩素と、アルカリ剤と次亜塩素酸塩（例えば食品添加物の次亜塩素酸ナトリウム）と、又はアルカリ性の次亜塩素酸塩１８を添加することによって行われれば、脱鉄と脱マンガンとを同時に実施することができるのみならず、不溶解性の含鉄沈殿物をろ過性のよい水和酸化鉄にできて好都合である。また、酸化剤１１として過マンガン酸塩を用いる場合、過剰の過マンガン酸がアルカリ剤水溶液３０に残存するまで過マンガン酸塩を供給して脱マンガンの終点を判断することができ、また、残存した過マンガン酸は、それを活性炭と接触させて不溶解性の二酸化マンガンに転換して除去される。
【0102】
次に、置換工程２０６では、脱鉄脱マンガン工程２０３で不純物成分の濃度を低減された塩化亜鉛水溶液６’と、亜鉛微粒子等の金属亜鉛９と、を接触させて、亜鉛よりも貴な銅、鉛、カドミウム等の金属不純物成分１０を還元析出して、塩化亜鉛水溶液６’中の不純物成分の濃度を更に低減している。
【0103】
次に、濃縮工程２０７では、置換工程２０６で不純物成分の濃度を低減された塩化亜鉛水溶液６’’を蒸発して濃縮した精製塩化亜鉛１４を生成すると共に、その残余の水分は蒸発水１３とした。また、蒸発水１３は、溶解工程２０２に戻している。
【0104】
次に、脱水工程２０８では、濃縮工程２０７で生成された溶融状態の精製塩化亜鉛１４と、塩素ガス１５と、を接触させて無水化して、無水溶融精製塩化亜鉛１４’を生成すると共に、その残余の水分は蒸発水１３とした。また、蒸発水１３は、溶解工程２０２に戻している。
【0105】
次に、電解工程２０９では、脱水工程２０８で生成された無水溶融精製塩化亜鉛１４’を溶融塩電解浴として電解をし、亜鉛地金１６を生成する。なお、電解工程２０９におけるその他の内容については、第１から第５の実施形態における電解工程１０５と同様である。
【0106】
ここで、亜鉛分離工程２０４では、脱鉄脱マンガン工程２０３で不純物成分の濃度を低減された塩化亜鉛水溶液６’と、アルカリ剤７として炭酸ナトリウムと、を接触させて、塩化亜鉛水溶液６’から炭酸亜鉛２１を析出させ、それを固液分離して固体物として回収し脱鉄脱マンガン工程２０３に戻すことで、炭酸亜鉛２１をアルカリ剤として利用し、アルカリ剤成分を塩化亜鉛水溶液に残存させることなく塩化亜鉛水溶液６’中の亜鉛成分の濃度を高めることができる。この際、アルカリ剤７として用いる炭酸ナトリウムは、脱鉄脱マンガン工程２０３でアルカリ剤７として用いてもよい。また、亜鉛分離工程２０４では、炭酸亜鉛２１の代わりに又は炭酸亜鉛と共に、水酸化亜鉛を析出させてもよい（水酸化亜鉛分離工程又は炭酸亜鉛・水酸化亜鉛分離工程）。
【0107】
付言すれば、アルカリ再生工程２０５では、亜鉛分離工程２０４で炭酸亜鉛を分離後の塩化ナトリウムを主成分とするろ液２２に炭酸アンモニウム２４を添加して炭酸ナトリウムを析出させ、それを固液分離し、固体物として回収しアルカリ剤７として亜鉛分離工程２０４に戻すと共に、固液分離後のろ液２５は排出している。なお、ろ液２５中に塩化アンモニウムが含まれる場合には、塩化アンモニウムにアルカリ剤を加えてストリッピング工程により揮散させて捕集しアンモニア成分が必要な工程で再利用してもよい。
【0108】
また、塩素吸収工程２１０では、第３及び第５の実施形態の塩素吸収工程１０８と同様に、水酸化ナトリウム７に電解工程２０９の電解により得た塩素ガス１５を吸収させて次亜塩素酸ナトリウム１８を生成し、脱鉄脱マンガン工程２０３で酸化剤として使用することができる。
【0109】
以上の本実施の形態の亜鉛地金の製造方法によれば、電炉ダスト又は電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、亜鉛含有水溶液中の亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、を備えるものであるため、スペシャルハイグレードの９９．９９５％相当の純度を有する亜鉛地金を歩留まりよく安定して量産することができ、特に、亜鉛含有水溶液生成工程が、原料に塩素ガスを接触させて蒸発させ亜鉛成分を選択的に塩化し塩化亜鉛を生成する選択塩化工程２０１と、塩化亜鉛を水に溶解して塩化亜鉛水溶液を生成する溶解工程２０２と、を有し、精製塩化亜鉛生成工程が、塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程２０３と、鉄成分及びマンガン成分が分離された塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程２０６と、金属不純物成分が還元析出された塩化亜鉛水溶液を蒸発して濃縮し精製塩化亜鉛を生成する濃縮工程２０７と、鉄成分及びマンガン成分が分離された塩化亜鉛水溶液から亜鉛成分を亜鉛含有化合物として分離して脱鉄脱マンガン工程に戻す亜鉛分離工程２０４と、を有し、無水溶融精製塩化亜鉛生成工程が、精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程２０８を有し、亜鉛地金生成工程が、無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程２０９を有するものであるため、原料としての電炉ダスト又は２次ダストから亜鉛含有化合物としての塩化亜鉛を水溶液として優先して生成し、その原料中の亜鉛成分から生成した炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物を用いて塩化亜鉛を精製して亜鉛地金を生成するという製造コンセプトに基づいて、９９．９９５％相当の純度を有する亜鉛地金を歩留まりよく安定して量産することができる。
【0111】
図７は、本実施形態に係る亜鉛地金の製造方法の工程を示す図である。
【0112】
本実施の形態に係る亜鉛地金の製造方法は、第６の実施形態に係る亜鉛地金の製造方法と比較して、亜鉛分離工程２０４の後段に亜鉛塩化工程２１１を有していることが、主たる相違点である。本実施の形態においては、かかる相違点に着目して説明するものとし、同一な構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。
【0113】
具体的には、亜鉛分離工程２０４の後段の亜鉛塩化工程２１１では、亜鉛分離工程２０４で回収された炭酸亜鉛２１に塩化剤１５を接触させて精製塩化亜鉛１４を生成すると共に、精製塩化亜鉛１４を脱水工程２０８に送る。なお、亜鉛塩化工程２１１におけるその他の内容については、第１から第５の実施形態における亜鉛塩化工程１０３と同様である。また、亜鉛分離工程２０４は、必要に応じて、炭酸亜鉛２１を脱鉄脱マンガン工程２０３に戻すことなく亜鉛塩化工程２１１に送ってもよい。
【0114】
以上の本実施の形態の亜鉛地金の製造方法によれば、第６の実施形態の構成に加えて、亜鉛分離工程２０４で得られた亜鉛含有化合物中の亜鉛成分を塩化して精製塩化亜鉛を生成して脱水工程２０８に送る亜鉛塩化工程２１１を更に有するものであるため、より高純度の亜鉛地金をより歩留まりよく安定して量産することができる。
【0116】
図８は、本実施形態に係る亜鉛地金の製造方法の工程を示す図である。
【0117】
本実施の形態に係る亜鉛地金の製造方法は、第６の実施形態に係る亜鉛地金の製造方法と比較して、選択塩化工程２０１の前段に亜鉛抽出工程２１２を有し、これに伴って亜鉛分離工程２１３が亜鉛抽出工程２１２の後段に設けられると共に、アルカリ再生工程２０５が設けられないことが、主たる相違点である。本実施の形態においては、かかる相違点に着目して説明するものとし、同一な構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。
【0118】
具体的には、亜鉛抽出工程２１２では、酸化亜鉛等である亜鉛含有化合物及び酸化鉄等である鉄化合物を含む原料としての電炉ダスト１と、アルカリ剤７の水溶液と、を直接接触させて、かかる亜鉛含有化合物から亜鉛成分を選択的に抽出した亜鉛抽出液として、亜鉛成分を含むアルカリ剤水溶液３０を生成すると共に、アルカリ剤７の水溶液に溶解しない固形分を残渣２０とした。なお、亜鉛抽出工程２１２におけるその他の内容については、第１から第５の実施形態の亜鉛抽出工程１０１と同様である。
【0119】
次に、選択塩化工程２０１では、亜鉛抽出工程２１２で生成された残渣２０と、塩素ガス１５及び酸素含有ガスである空気１７の混合ガスと、を高温下で直接接触させて電炉ダスト１を塩化し、主として塩化亜鉛成分から成り蒸気である粗塩化亜鉛３及び酸素ガス２を生成する共に、不揮発性である固形分を、酸化鉄を主成分とする残渣４とした。
【0120】
一方で、亜鉛分離工程２１３では、亜鉛抽出工程２１２で抽出された亜鉛成分を含むアルカリ剤水溶液３０と、二酸化炭素２３と、を接触させて、亜鉛抽出工程２１２で抽出された亜鉛成分を含むアルカリ剤水溶液３０から炭酸亜鉛２１を析出させ、それを固液分離して固体物として回収し脱鉄脱マンガン工程３０２に送る。亜鉛分離工程２１３での固液分離後のろ液は、亜鉛抽出工程２１２で亜鉛成分を選択的に抽出するためのアルカリ剤７として、繰り返し使用することができる。なお、亜鉛分離工程２１３におけるその他の内容については、第１から第７の実施形態の亜鉛分離工程１０２及び２０４と同様である。
【0121】
以上の本実施の形態の亜鉛地金の製造方法によれば、第６の実施形態の構成に加えて、選択塩化工程２０１の前段に、原料から亜鉛成分を選択的に抽出して亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程２１２と、亜鉛含有水溶液から亜鉛成分を亜鉛含有化合物として分離し脱鉄脱マンガン工程２０３に戻す亜鉛分離工程２１３と、を有するものであるため、より高純度の亜鉛地金を歩留まりよく安定して量産することができる。
【0123】
図９は、本実施形態に係る亜鉛地金の製造方法の工程を示す図である。
【0124】
本実施の形態に係る亜鉛地金の製造方法は、第８の実施形態に係る亜鉛地金の製造方法と比較して、亜鉛分離工程２１３の後段に亜鉛塩化工程２１４を有していることが、主たる相違点である。本実施の形態においては、かかる相違点に着目して説明するものとし、同一な構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。
【0125】
具体的には、亜鉛分離工程２１３の後段の亜鉛塩化工程２１４では、亜鉛分離工程２１３で回収された炭酸亜鉛２１に塩化剤１５を接触させて精製塩化亜鉛１４を生成すると共に、精製塩化亜鉛１４を脱水工程２０８に送る。なお、亜鉛塩化工程２１４におけるその他の内容については、第１から第５及び第７の実施形態における亜鉛塩化工程１０３及び２１１と同様である。
【0126】
以上の本実施の形態の亜鉛地金の製造方法によれば、第８の実施形態の構成に加えて、亜鉛分離工程２１３で得られた亜鉛含有化合物中の亜鉛成分を塩化して精製塩化亜鉛を生成し脱水工程２０８に送る亜鉛塩化工程２１４を更に有するものであるため、より高純度の亜鉛地金をより歩留まりよく安定して量産することができる。
【0128】
図１０は、本実施形態に係る亜鉛地金の製造方法の工程を示す図である。
【0129】
本実施の形態に係る亜鉛地金の製造方法は、第６の実施形態に係る亜鉛地金の製造方法と比較して、置換工程２０６及び脱水工程２０８の間に亜鉛分離工程２１５及び亜鉛塩化工程２１６を有し、これに伴って濃縮工程２０７が省略され、また付加的にアルカリ再生工程２１７が設けられていることが、主たる相違点である。本実施の形態においては、かかる相違点に着目して説明するものとし、同一な構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。
【0130】
具体的には、置換工程２０６の後段の亜鉛分離工程２１５では、置換工程２０６で不純物成分の濃度を低減された塩化亜鉛水溶液６’’と、アルカリ剤７として炭酸ナトリウムと、を接触させて、塩化亜鉛水溶液６’’から炭酸亜鉛２１を析出させ、それを固液分離して固体物として回収する。なお、亜鉛分離工程２１５におけるその他の内容については、第１から第９の実施形態の亜鉛分離工程１０２、２０４及び２１３と同様である。
【0131】
次に、亜鉛塩化工程２１６では、亜鉛分離工程２１５で回収された炭酸亜鉛２１に塩化剤１５としての塩素ガスを接触させ、炭酸亜鉛２１を塩化して精製塩化亜鉛１４を生成する。なお、亜鉛塩化工程２１６におけるその他の内容については、第１から第５、第７及び第９の実施形態における亜鉛塩化工程１０３、２１１及び２１４と同様である。
【0132】
また、アルカリ再生工程２１７では、亜鉛分離工程２１５で炭酸亜鉛を分離後の塩化ナトリウムを主成分とするろ液２２に炭酸アンモニウム２４を添加して炭酸ナトリウムを析出させ、それを固液分離して固体物として回収しアルカリ剤７として脱鉄脱マンガン工程２０３及び亜鉛分離工程２１５に戻すと共に、固液分離後のろ液２５は排出している。なお、アルカリ再生工程２１７におけるその他の内容については、第６及び第７の実施形態におけるアルカリ再生工程２０５と同様である。
【0133】
以上の本実施の形態の亜鉛地金の製造方法によれば、第６の実施形態の構成に加えて、精製塩化亜鉛生成工程において、亜鉛分離工程２１５が、置換工程２０６を経た塩化亜鉛水溶液から亜鉛成分を亜鉛含有化合物として分離する構成となり、亜鉛含有化合物中の亜鉛成分を塩化して精製塩化亜鉛を生成する亜鉛塩化工程２１６を有するものであるため、より高純度の亜鉛地金をより歩留まりよく安定して量産することができる。
【0135】
図１１は、本実施形態に係る亜鉛地金の製造方法の工程を示す図である。
【0136】
本実施の形態に係る亜鉛地金の製造方法は、第１０の実施形態に係る亜鉛地金の製造方法と比較して、選択塩化工程２０１の前段に亜鉛抽出工程２１２を有することが、主たる相違点である。本実施の形態においては、かかる相違点に着目して説明するものとし、同一な構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。
【0137】
具体的には、亜鉛抽出工程２１２では、酸化亜鉛等である亜鉛含有化合物及び酸化鉄等である鉄化合物を含む原料としての電炉ダスト１と、アルカリ剤７の水溶液と、を直接接触させて、かかる亜鉛含有化合物から亜鉛成分を選択的に抽出した亜鉛抽出液として、亜鉛成分を含むアルカリ剤水溶液３０を生成すると共に、アルカリ剤７の水溶液に溶解しない固形分を残渣２０とした。ここで、残渣２０は、選択塩化工程２０１に送られる。
【0138】
次に、選択塩化工程２０１では、亜鉛抽出工程２１２で生成された残渣２０と、塩素ガス１５及び酸素含有ガスである空気１７の混合ガスと、を高温下で直接接触させて電炉ダスト１を塩化し、主として塩化亜鉛成分から成り蒸気である粗塩化亜鉛３及び酸素ガス２を生成する共に、不揮発性である固形分を、酸化鉄を主成分とする残渣４とした。
【0139】
一方で、亜鉛分離工程２１３では、亜鉛抽出工程２１２で抽出された亜鉛成分を含むアルカリ剤水溶液３０と、二酸化炭素２３と、を接触させて、亜鉛抽出工程２１２で抽出された亜鉛成分を含むアルカリ剤水溶液３０から炭酸亜鉛２１を析出させ、それを固液分離して固体物として回収し脱鉄脱マンガン工程２０３に送る。亜鉛分離工程２１３での固液分離後のろ液は、亜鉛抽出工程２１２で亜鉛成分を選択的に抽出するためのアルカリ剤７として、繰り返し使用することができる。なお、亜鉛分離工程２１３におけるその他の内容については、第１から第７の実施形態の亜鉛分離工程１０２及び２０４と同様である。
【0140】
以上の本実施の形態の亜鉛地金の製造方法によれば、第１０の実施形態の構成に加えて、選択塩化工程２０１の前段に、原料から亜鉛成分を選択的に抽出して亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程２１２を有するものであるため、より高純度の亜鉛地金を歩留まりよく安定して量産することができる。
【0142】
図１２は、本実施形態に係る亜鉛地金の製造方法の工程を示す図である。
【0143】
図１２に示すように、本実施の形態に係る亜鉛地金の製造方法は、第６の実施形態に係る亜鉛地金の製造方法と比較して、第６の実施形態における選択塩化工程２０１及び溶解工程２０２を塩酸浸出工程３０１に置換した構成を有する。
【0144】
つまり、本実施形態では、塩酸浸出工程３０１、脱鉄脱マンガン工程３０２、亜鉛分離工程３０３、アルカリ再生工程３０４、置換工程３０５、濃縮工程３０６、脱水工程３０７、電解工程３０８及び塩素吸収工程３０９を実行する。塩酸浸出工程３０１が亜鉛含有水溶液生成工程に相当し、脱鉄脱マンガン工程３０２、亜鉛分離工程３０３、置換工程３０５及び濃縮工程３０６が精製塩化亜鉛生成工程に相当し、脱水工程３０７が無水溶融精製塩化亜鉛生成工程に相当し、電解工程３０８が亜鉛地金生成工程に相当するもので、原料としての電炉ダスト又は２次ダストから亜鉛含有化合物としての塩化亜鉛を水溶液として優先して生成し、その原料中の亜鉛成分から生成した炭酸塩、水酸化物の少なくとも一方の形態の亜鉛含有化合物を用いて塩化亜鉛を精製して亜鉛地金を生成するという製造コンセプトに基づいている。なお、アルカリ再生工程３０４及び塩素吸収工程３０９は、付加的な工程である。
【0145】
具体的には、まず、塩酸浸出工程３０１では、酸化亜鉛等である亜鉛含有化合物及び酸化鉄等である鉄化合物を含む原料としての電炉ダスト１と、塩酸１９の水溶液と、を直接接触させて電炉ダスト１を塩化し、主として塩化亜鉛成分及び塩化鉄成分から成る塩化亜鉛水溶液６を生成する共に、塩酸１９の水溶液に溶解しない固形分を残渣２０とした。なお、塩酸浸出工程３０１で用いる原料としては、電炉ダスト１の代わりに電炉ダストを還元炉で還元して得られる２次ダストを用いてもよい。
【0146】
次に、脱鉄脱マンガン工程３０２では、塩酸浸出工程３０１で生成された塩化亜鉛水溶液６に苛性アルカリ、アンモニア水等のアルカリ剤７を添加してｐＨ調整を行い、塩化亜鉛水溶液６中の塩化第２鉄成分を水酸化物、酸化物等の不溶解性の沈殿物として分離除去すると共に、かかる塩化亜鉛水溶液６に過マンガン酸塩、塩素酸塩、二酸化塩素等の酸化剤１１を添加して塩化亜鉛水溶液６中の溶解性マンガンを酸化し不溶解性の二酸化マンガンに転換して分離除去する。なお、脱鉄脱マンガン工程３０２におけるその他の内容については、第３、第５から第９の実施形態における脱鉄脱マンガン工程１０７、１１１及び２０３と同様である。
【0147】
また、脱鉄脱マンガン工程３０２以降の置換工程３０５、濃縮工程３０６、脱水工程３０７、電解工程３０８及び塩素吸収工程３０９は、第２から第１１の実施形態における置換工程１０６、１０９及び２０６、第４から第９の実施形態における濃縮工程１１０及び２０７、第１から第１１の実施形態における脱水工程１０４及び２０８、第１から第１１の実施形態における電解工程１０５及び２０９、並びに第３、第５から第１１の実施形態における塩素吸収工程１０８及び２１０と同様であり、亜鉛分離工程３０３及びアルカリ再生工程３０４は、第１から第１１の実施形態の亜鉛分離工程１０２、２０４、２１３及び２１５、並びに第６、第７、第１０及び第１１の実施形態におけるアルカリ再生工程２０５及び２１７と同様である。
【0148】
以上の本実施の亜鉛地金の製造方法によれば、電炉ダスト又は電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、原料中の亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程と、亜鉛含有水溶液中の亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、亜鉛含有化合物を用いながら、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程と、精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程と、無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程と、を備えるものであるため、スペシャルハイグレードの９９．９９５％相当の純度を有する亜鉛地金を歩留まりよく安定して量産することができ、特に、亜鉛含有水溶液生成工程が、原料に塩酸の水溶液を接触させて亜鉛成分を塩化した塩化亜鉛水溶液を生成する塩酸浸出工程３０１を有し、精製塩化亜鉛生成工程が、塩化亜鉛水溶液にアルカリ剤及び酸化剤を接触させて、塩化亜鉛水溶液中における鉄成分及びマンガン成分を分離する脱鉄脱マンガン工程３０２と、鉄成分及びマンガン成分が分離された塩化亜鉛水溶液中における亜鉛よりも貴な金属不純物成分を還元析出する置換工程３０５と、金属不純物成分が還元析出された塩化亜鉛水溶液を蒸発して濃縮し精製塩化亜鉛を生成する濃縮工程３０６と、鉄成分及びマンガン成分が分離された塩化亜鉛水溶液から亜鉛成分を亜鉛含有化合物として分離し脱鉄脱マンガン工程３０２に戻す亜鉛分離工程３０３と、を有し、無水溶融精製塩化亜鉛生成工程が、精製塩化亜鉛を溶融状態で脱水して無水溶融精製塩化亜鉛を生成する脱水工程３０７を有し、亜鉛地金生成工程が、無水溶融精製塩化亜鉛を電解浴として電気分解する電解工程３０８を有するものであるため、原料としての電炉ダスト又は２次ダストから亜鉛含有化合物としての塩化亜鉛を水溶液として優先して生成し、その原料中の亜鉛成分から生成した炭酸塩、水酸化物の少なくとも一方の形態の亜鉛含有化合物を用いて塩化亜鉛を精製して亜鉛地金を生成するという製造コンセプトに基づいて、９９．９９５％相当の純度を有する亜鉛地金を歩留まりよく安定して量産することができる。
【0150】
図１３は、本実施形態に係る亜鉛地金の製造方法の工程を示す図である。
【0151】
本実施の形態に係る亜鉛地金の製造方法は、第１２の実施形態に係る亜鉛地金の製造方法と比較して、亜鉛分離工程３０３の後段に亜鉛塩化工程３１０を有していることが、主たる相違点である。本実施の形態においては、かかる相違点に着目して説明するものとし、同一な構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。
【0152】
具体的には、亜鉛分離工程３０３の後段の亜鉛塩化工程３１０では、亜鉛分離工程３０３で回収された炭酸亜鉛２１に塩化剤１５を接触させて精製塩化亜鉛１４を生成すると共に、精製塩化亜鉛１４を脱水工程３０７に送る。なお、亜鉛塩化工程３１０におけるその他の内容については、第１から第５、第７及び第９から第１１の実施形態における亜鉛塩化工程１０３、２１１、２１４及び２１６と同様である。
【0153】
以上の本実施の形態の亜鉛地金の製造方法によれば、第１２の実施形態の構成に加えて、亜鉛分離工程３０３で得られた亜鉛含有化合物中の亜鉛成分を塩化して精製塩化亜鉛を生成し脱水工程３０７に送る亜鉛塩化工程３１０を更に有するものであるため、より高純度の亜鉛地金をより歩留まりよく安定して量産することができる。
【0155】
図１４は、本実施形態に係る亜鉛地金の製造方法の工程を示す図である。
【0156】
本実施の形態に係る亜鉛地金の製造方法は、第１２の実施形態に係る亜鉛地金の製造方法と比較して、塩酸浸出工程３０１の前段に亜鉛抽出工程３１１を有し、これに伴って亜鉛分離工程３１２が亜鉛抽出工程３１１の後段に設けられると共に、アルカリ再生工程が設けられないことが、主たる相違点である。本実施の形態においては、かかる相違点に着目して説明するものとし、同一な構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。
【0157】
具体的には、亜鉛抽出工程３１１では、酸化亜鉛等である亜鉛含有化合物及び酸化鉄等である鉄化合物を含む原料としての電炉ダスト１と、アルカリ剤７の水溶液と、を直接接触させて、かかる亜鉛含有化合物から亜鉛成分を選択的に抽出した亜鉛抽出液として、亜鉛成分を含むアルカリ剤水溶液３０を生成すると共に、アルカリ剤７の水溶液に溶解しない固形分を残渣２０とした。なお、亜鉛抽出工程３１１におけるその他の内容については、第１から第５、第８、第９及び第１１の実施形態の亜鉛抽出工程１０１及び２１２と同様である。
【0158】
次に、塩酸浸出工程３０１では、亜鉛抽出工程３１１で生成された残渣２０と、塩酸１９の水溶液と、を直接接触させて電炉ダスト１を塩化し、主として塩化亜鉛成分から成る塩化亜鉛水溶液６を生成する共に、塩酸１９の水溶液に溶解しない固形分を残渣２０とした。
【0159】
一方で、亜鉛分離工程３１２では、亜鉛抽出工程３１１で抽出された亜鉛成分を含むアルカリ剤水溶液３０と、二酸化炭素２３と、を接触させて、亜鉛抽出工程３１１で抽出された亜鉛成分を含むアルカリ剤水溶液３０から炭酸亜鉛２１を析出させ、それを固液分離して固体物として回収し脱鉄脱マンガン工程３０２に送る。亜鉛分離工程３１２での固液分離後のろ液は、亜鉛抽出工程３１１で亜鉛成分を選択的に抽出するためのアルカリ剤７として、繰り返し使用することができる。なお、亜鉛分離工程３１２におけるその他の内容については、第１から第１３の実施形態の亜鉛分離工程１０２、２０４、２１３、２１５及び３０３と同様である。
【0160】
以上の本実施の形態の亜鉛地金の製造方法によれば、第１３の実施形態の構成に加えて、塩酸浸出工程３０１の前段に、原料から亜鉛成分を選択的に抽出して亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程３１１と、亜鉛含有水溶液から亜鉛成分を亜鉛含有化合物として分離し脱鉄脱マンガン工程３０２に戻す亜鉛分離工程３１２と、を有するものであるため、より高純度の亜鉛地金を歩留まりよく安定して量産することができる。
【0162】
図１５は、本実施形態に係る亜鉛地金の製造方法の工程を示す図である。
【0163】
本実施の形態に係る亜鉛地金の製造方法は、第１４の実施形態に係る亜鉛地金の製造方法と比較して、亜鉛分離工程３１２の後段に亜鉛塩化工程３１３を有していることが、主たる相違点である。本実施の形態においては、かかる相違点に着目して説明するものとし、同一な構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。
【0164】
具体的には、亜鉛分離工程３１２の後段の亜鉛塩化工程３１３では、亜鉛分離工程３１２で回収された炭酸亜鉛２１に塩化剤１５を接触させて精製塩化亜鉛１４を生成すると共に、精製塩化亜鉛１４を脱水工程３０７に送る。なお、亜鉛塩化工程３１３におけるその他の内容については、第１から第５、第７、第９、１１及び第１３の実施形態における亜鉛塩化工程１０３、２１１、２１４、２１６及び３１０と同様である。
【0165】
以上の本実施の形態の亜鉛地金の製造方法によれば、第１４の実施形態の構成に加えて、亜鉛分離工程３１２で得られた亜鉛含有化合物中の亜鉛成分を塩化して精製塩化亜鉛を生成し脱水工程３０７に送る亜鉛塩化工程３１３を更に有するものであるため、より高純度の亜鉛地金をより歩留まりよく安定して量産することができる。
【0167】
図１６は、本実施形態に係る亜鉛地金の製造方法の工程を示す図である。
【0168】
本実施の形態に係る亜鉛地金の製造方法は、第１２の実施形態に係る亜鉛地金の製造方法と比較して、置換工程３０５及び脱水工程３０７の間に亜鉛分離工程３１４及び亜鉛塩化工程３１５を有し、これに伴って濃縮工程３０６が省略され、また付加的にアルカリ再生工程３１６が設けられていることが、主たる相違点である。本実施の形態においては、かかる相違点に着目して説明するものとし、同一な構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。
【0169】
具体的には、置換工程３０５の後段の亜鉛分離工程３１４では、置換工程３０５で不純物成分の濃度を低減された塩化亜鉛水溶液６’’と、アルカリ剤７として炭酸ナトリウムと、を接触させて、塩化亜鉛水溶液６’’から炭酸亜鉛２１を析出させ、それを固液分離して固体物として回収する。なお、亜鉛分離工程３１４におけるその他の内容については、第１から第１５の実施形態の亜鉛分離工程１０２、２０４、２１３、２１５、３０３及び３１２と同様である。
【0170】
次に、亜鉛塩化工程３１５では、亜鉛分離工程３１４で回収された炭酸亜鉛２１に塩化剤１５としての塩素ガスを接触させ、炭酸亜鉛２１を塩化して精製塩化亜鉛１４を生成する。なお、亜鉛塩化工程３１５におけるその他の内容については、第１から第５、第７、第９、１１、１３及び第１５の実施形態における亜鉛塩化工程１０３、２１１、２１４、２１６、３１０及び３１３と同様である。
【0171】
また、アルカリ再生工程３１６では、亜鉛分離工程３１４で炭酸亜鉛を分離後の塩化ナトリウムを主成分とするろ液２２に炭酸アンモニウム２４を添加して炭酸ナトリウムを析出させ、それを固液分離して固体物として回収しアルカリ剤７として脱鉄脱マンガン工程３０２及び亜鉛分離工程３１４に戻すと共に、固液分離後のろ液２５は排出している。なお、アルカリ再生工程２１７におけるその他の内容については、第６第７、第１０から第１３の実施形態におけるアルカリ再生工程２０５、２１７及び３０４と同様である。
【0172】
以上の本実施の形態の亜鉛地金の製造方法によれば、第１２の実施形態の構成に加えて、精製塩化亜鉛生成工程において、亜鉛分離工程３１４が、置換工程３０６を経た塩化亜鉛水溶液から亜鉛成分を亜鉛含有化合物として分離する構成となり、亜鉛含有化合物中の亜鉛成分を塩化して精製塩化亜鉛を生成する亜鉛塩化工程３１５を有するものであるため、より高純度の亜鉛地金をより歩留まりよく安定して量産することができる。
【0174】
図１７は、本実施形態に係る亜鉛地金の製造方法の工程を示す図である。
【0175】
本実施の形態に係る亜鉛地金の製造方法は、第１６の実施形態に係る亜鉛地金の製造方法と比較して、塩酸浸出工程３０１の前段に亜鉛抽出工程３１１及び亜鉛分離工程３１２を有することが、主たる相違点である。本実施の形態においては、かかる相違点に着目して説明するものとし、同一な構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。
【0176】
具体的には、亜鉛抽出工程３１１では、酸化亜鉛等である亜鉛含有化合物及び酸化鉄等である鉄化合物を含む原料としての電炉ダスト１と、アルカリ剤７の水溶液と、を直接接触させて、かかる亜鉛含有化合物から亜鉛成分を選択的に抽出した亜鉛抽出液として、亜鉛成分を含むアルカリ剤水溶液３０を生成すると共に、アルカリ剤７の水溶液に溶解しない固形分を残渣２０とした。ここで、残渣２０は、塩酸浸出工程３０１に送られる。
【0177】
一方で、亜鉛分離工程３１２では、亜鉛抽出工程３１１で抽出された亜鉛成分を含むアルカリ剤水溶液３０と、二酸化炭素２３と、を接触させて、亜鉛抽出工程３１１で抽出された亜鉛成分を含むアルカリ剤水溶液３０から炭酸亜鉛２１を析出させ、それを固液分離して固体物として回収し脱鉄脱マンガン工程３０２に送る。亜鉛分離工程３１２での固液分離後のろ液は、亜鉛抽出工程３１１で亜鉛成分を選択的に抽出するためのアルカリ剤７として、繰り返し使用することができる。なお、亜鉛分離工程３１２におけるその他の内容については、第１から第７の実施形態の亜鉛分離工程１０２及び２０４と同様である。
【0178】
次に、塩酸浸出工程３０１では、亜鉛抽出工程２１２で生成された残渣２０と、塩酸１９の水溶液と、を直接接触させて電炉ダスト１を塩化し、主として塩化亜鉛成分及び塩化鉄成分から成る塩化亜鉛水溶液６を生成する共に、塩酸１９の水溶液に溶解しない固形分を残渣２０とした。
【0179】
以上の本実施の形態の亜鉛地金の製造方法によれば、第１６の実施形態の構成に加えて、選択塩化工程３０１の前段に、原料から亜鉛成分を選択的に抽出して亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛抽出工程３１１を有するものであるため、より高純度の亜鉛地金を歩留まりよく安定して量産することができる。
【0180】
まとめれば、以上の各実施形態の亜鉛地金の製造方法によれば、電炉ダスト又は電炉ダストを還元炉で還元した際に発生する２次ダストを原料として、亜鉛成分を含有する亜鉛含有水溶液を生成する亜鉛含有水溶液生成工程１０１、２０１、２０２、２１２、３０１、３１１と、亜鉛含有水溶液中の亜鉛成分を炭酸塩、水酸化物及び酸化物の少なくとも１つの形態の亜鉛含有化合物とし、亜鉛含有化合物の亜鉛成分を塩化することにより、精製された塩化亜鉛を含有する精製塩化亜鉛を生成する精製塩化亜鉛生成工程１０２、１０３、１０６、１０７、１１０、２０３、２０４、２０６、２０７、２１１、２１３から２１６、３０２、３０３、３０５、３０６、３１０、３１２から３１５と、精製塩化亜鉛を無水化することにより、無水化された溶融精製塩化亜鉛を含有する無水溶融精製塩化亜鉛を生成する無水溶融精製塩化亜鉛生成工程１０４、２０８、３０７と、無水溶融精製塩化亜鉛を電気分解することにより、亜鉛地金を電解生成物として生成する亜鉛地金生成工程１０５、２０９、３０８と、を備えるものであるため、スペシャルハイグレードの９９．９９５％相当の純度を有する亜鉛地金を歩留まりよく安定して量産することができるものである。
【0182】
図１８は、本発明の第１の実施形態の実験例１の結果を対応して示す表１であり、図１９及び図２０は、本発明の第２の実施形態の２つの実験例２及び３の結果を示す表２及び３であり、図２１は、本発明の第３の実施形態の実験例４の結果を示す表４であり、図２２は、本発明の第５の実施形態の実験例の結果を示す表５であり、図２３は、本発明の第６の実施形態の実験例の結果を示す表６であり、また、図２４は、本発明の第１６の実施形態の実験例の結果を示す表７である。なお、表中のＮＤは、検出せずであることを示す。また、表中の空欄は、電炉ダスト及び残渣については、検出限界未満又は検出せずであることを示し、電炉ダスト及び残渣以外については、分析項目外であることを示す。
【0184】
まず、亜鉛抽出工程１０１では、予め、４４１ｇの重量の炭酸カルシウムと、７６２．８ｇの重量の電炉ダスト１と、を混合しか焼して得た８７０ｇの電炉ダスト（ＥＡＦＤ）から８８．５ｇの重量のＥＡＦＤを分取し、分取したＥＡＦＤと、中性アンモニウム塩２９として２０．４％の濃度のＮＨ４Ｃｌ水溶液と、を接触させ、中性アンモニウム塩２９の水溶液に溶解しない固形分をろ過により分離した残りの液体として、４１３ｍｌの体積の亜鉛抽出液３０を得た。また、中性アンモニウム塩２９の水溶液に溶解しない固形分をろ過して純水で洗浄した後に乾燥して、５２．８ｇの重量の残渣２０を得た。亜鉛抽出工程１０１における抽出条件では、温度が９５℃及び圧力が常圧であり、中性アンモニウム塩２９の水溶液とＥＡＦＤとの接触時間は、８時間とした。
【0185】
次に、亜鉛分離工程１０２では、亜鉛抽出液３０に二酸化炭素２３を吹込み、炭酸亜鉛２１を析出させ、Ｃろ紙を使用した吸引及びろ過により炭酸亜鉛２１を分離した。炭酸亜鉛２１を分離した後のろ液は、亜鉛抽出工程１０１で中性アンモニウム塩２９の水溶液として繰り返し循環使用した。二酸化炭素２３は、亜鉛抽出工程１０１の電炉ダスト１のか焼において炭酸カルシウムの分解により発生したものを利用した。
【0186】
次に、亜鉛塩化工程１０３では、亜鉛分離工程１０２で固形分として分離した炭酸亜鉛２１をＣろ紙上で水洗した後に塩素ガス１５と接触させて精製塩化亜鉛１４に転換した。塩素ガス１５については、電解工程１０５で得たものを利用した。また、塩素ガス１５については、脱水工程１０４において精製塩化亜鉛１４に含まれる水分を吸収した後の塩素ガス１５を主成分とする排ガスも有効利用した。亜鉛塩化工程１０３における塩化条件では、温度が８００℃及び圧力が常圧であり、かかる条件下で固体の炭酸亜鉛２１と塩素ガス１５とを反応させて発生した塩化亜鉛ガスを冷却し固化して精製塩化亜鉛１４を得た。
【0187】
次に、脱水工程１０４では、精製塩化亜鉛１４を加熱して溶融した後に、溶融した精製塩化亜鉛１４と、電解工程１０５で得た塩素ガス１５と、を接触させて脱水し、亜鉛地金１６を製造するための無水溶融精製塩化亜鉛１４’から成る溶融塩電解浴を得た。
【0188】
最後に、電解工程１０５では、無水溶融精製塩化亜鉛１４’から成る溶融塩電解浴を、炭素電極を収納した電解槽で、５００℃の浴温度で電解し、融液状態の亜鉛地金１６を得た。かかる亜鉛地金１６の純度は、９９．９９５％であり、更に複数回の同条件の実験で確認したところ９９．９９５％を下回ることはなかった。
【0190】
まず、亜鉛抽出工程１０１では、予め、４４１ｇの重量の炭酸カルシウムと、７６２．８ｇの重量の電炉ダスト１と、を混合しか焼して得た８７０ｇの重量の電炉ダスト（ＥＡＦＤ）から１８６ｇの重量のＥＡＦＤを分取し、分取したＥＡＦＤと、中性アンモニウム塩２９として８０．２ｇの重量のＮＨ４Ｃｌ及び６６ｇの重量の（ＮＨ４）２ＳＯ４を溶解して体積５００ｍｌにメスアップした水溶液と、を接触させ、中性アンモニウム塩２９の水溶液に溶解しない固形分をろ過により分離した残りの液体として、体積３６２．５ｍｌの亜鉛抽出液３０を得た。また、中性アンモニウム塩２９の水溶液に溶解しない固形分をろ過して純水で洗浄した後に乾燥し、６２．９ｇの残渣２０を得た。このように中性アンモニウム塩２９に（ＮＨ４）２ＳＯ４を混合したことにより、実験例１でＮＨ４Ｃｌ水溶液を用いた場合に亜鉛抽出液３０中に濃度１１．６ｍｇ／ｌで抽出された鉛及び濃度８９１０ｍｇ／ｌで抽出されたカルシウムは、対応して検出下限値濃度５ｍｇ／ｌ未満及び濃度６１９ｍｇ／ｌになった。なお、本実験例の亜鉛抽出工程１０１における温度等の抽出条件は、実験例１のものと同じにした。
【0191】
次に、置換工程１０６では、亜鉛抽出液３０に平均粒子径が約６μｍの粉末状の亜鉛粒子９を５ｇ投入した後に加熱して撹拌し、この撹拌物をろ過精度０．１μｍのメンブレンフィルタで吸引しろ過して、そのろ液として亜鉛抽出液３０’を得た。また、メンブレンフィルタ上の固形分を脱塩水で洗浄した後に吸引及び脱水し乾燥した固形分は、亜鉛粒子９の溶解に伴い還元されて析出した金属粉１０と、溶解せず残った粉末状亜鉛と、の混合物であった。
【0192】
次に、置換工程１０６に引き続く亜鉛分離工程１０２、亜鉛塩化工程１０３、脱水工程１０４及び電解工程１０５は、亜鉛抽出液３０’を用いて実験例１のものと同じ内容で実行した。本実験例で得られた亜鉛地金１６の純度は、９９．９９８９％であり、更に複数回の同条件の実験で確認したところ９９．９９５％を下回ることはなかった。
【0194】
まず、亜鉛抽出工程１０１では、予め、４４１ｇの重量の炭酸カルシウムと、７６２．８ｇの重量の電炉ダスト１と、を混合しか焼して得た８７０ｇの重量の電炉ダスト（ＥＡＦＤ）から３００ｇの重量のＥＡＦＤを分取し、分取したＥＡＦＤと、中性アンモニウム塩２９として２０．４％の濃度のＮＨ４Ｃｌ水溶液と、を接触させ、中性アンモニウム塩２９の水溶液に溶解しない固形分をろ過により分離した残りの液体として、６０１５ｍｌの体積の亜鉛抽出液３０を得た。また、中性アンモニウム塩２９の水溶液に溶解しない固形分の抽出可能な成分と、２４００ｍｌの濃度２０．４％のＮＨ４Ｃｌ水溶液と、を接触させてかかる固形分を抽出した後に、それを純水で洗浄した後ろ過して、乾燥重量９４．７ｇの残渣２０を得た。なお、本実験例の亜鉛抽出工程１０１における温度等の抽出条件は、実験例１のものと同じにした。また、残渣２０をろ別した後のろ液(不溶解固形分から抽出可能な成分を抽出した後の中性アンモニウム塩の水溶液)は、次にＥＡＦＤを溶解するための中性アンモニウム塩水溶液２９として利用し、残渣２０を純水で洗浄した後の洗浄水は、補給水として利用した。
【0195】
次に、亜鉛抽出工程１０１に引き続く置換工程１０６は、実験例２のものと同じ内容で実行し、また、亜鉛分離工程１０２、亜鉛塩化工程１０３、脱水工程１０４及び電解工程１０５は、実験例１及び実験例２のものと同じ内容で実行した。本実験例で得られた亜鉛地金１６の純度は、９９．９９５％であり、更に複数回の同条件の実験で確認したところ９９．９９５％を下回ることはなかった。
【0197】
まず、亜鉛抽出工程１０１では、予め、４４１ｇの重量の炭酸カルシウムと、７６２．８ｇの重量の電炉ダスト１と、を混合しか焼して得た８７０ｇの重量の電炉ダスト（ＥＡＦＤ）から６０．５ｇの重量のＥＡＦＤを分取し、分取したＥＡＦＤと、アルカリ剤７として１６．５％の濃度の水酸化ナトリウム水溶液と、を接触させ、アルカリ剤７の水溶液に溶解しない固形分をろ過により分離した残りの液体として３９５ｍｌの亜鉛抽出液３０を得た。アルカリ剤７の水溶液に溶解しない固形分の抽出可能な成分と、８６６ｍｌの体積の濃度１６．５５％の水酸化ナトリウム水溶液と、を接触させてかかる固形分を抽出した後に、それを純水で洗浄した後ろ過して、乾燥重量４３．３ｇの残渣２０を得た。なお、本実験例の亜鉛抽出工程１０１における温度等の抽出条件は、実験例１のものと同じにした。また、残渣２０をろ別した後のろ液（不溶解固形分から抽出可能な成分を抽出した後のアルカリ剤の水溶液）は、次にＥＡＦＤを溶解するためのアルカリ剤７として利用し、残渣２０を純水で洗浄した後の洗浄水は、希釈水として利用した。
【0198】
次に、亜鉛抽出工程１０１に引き続く脱鉄脱マンガン工程１０７では、亜鉛抽出液３０に酸化剤１１として０．１ｇの重量のＫＭｎＯ４結晶を添加した赤色の液に、加熱下で１０ｇの重量の活性炭を加えてその液色が透明になったことを確認後、ろ過精度が０．１μｍのメンブレンフィルタで吸引しろ過したろ液（脱鉄及び脱マンガンした亜鉛抽出液３０’’）を得た。ろ紙上の固形分は、脱塩水で洗浄後乾燥し、２６３ｇの重量の脱鉄脱マンガンスラッジ８を得た。なお、残りの脱塩水は、ろ液に混合した。
【0199】
次に、脱鉄脱マンガン工程１０７に引き続く置換工程１０６は、亜鉛抽出液３０’’を用いて実験例２及び実験例３のものと同じ内容で実行し、また、亜鉛分離工程１０２、亜鉛塩化工程１０３、脱水工程１０４及び電解工程１０５は、実験例１から実験例３のものと同じ内容で実行した。本実験例で得られた亜鉛地金１６の純度は、９９．９９９％であり、更に複数回の同条件の実験で確認したところ９９．９９５％を下回ることはなかった。なお、本実験例では、炭酸亜鉛の分析値は、加熱乾燥時に酸化亜鉛に転換したものを分析したものである。
【0201】
まず、亜鉛抽出工程１０１では、予め、４４１ｇの重量の炭酸カルシウムと、７６２．８ｇの重量の電炉ダスト１と、を混合しか焼して得た８７０ｇの重量の電炉ダスト（ＥＡＦＤ）から２２８．３ｇの重量のＥＡＦＤを分取し、分取したＥＡＦＤと、中性アンモニウム塩２９として２０．４％の濃度のＮＨ４Ｃｌ水溶液と、を接触させ、中性アンモニウム塩２９の水溶液に溶解しない固形分をろ過により分離した残りの液体として、１２８０ｍｌの体積の亜鉛抽出液３０を得た。中性アンモニウム塩２９の水溶液に溶解しない固形分をろ過して純水で洗浄した後に乾燥し、１５４．５ｇの重量の残渣２０を得た。なお、本実験例の亜鉛抽出工程１０１における温度等の抽出条件は、実験例１のものと同じにした。
【0202】
次に、亜鉛分離工程１０２は、実験例１から実験例４のものと同じ内容で実行した。
【0203】
次に、亜鉛塩化工程１０３では、亜鉛分離工程１０２で固形分として分離した炭酸亜鉛２１を希塩酸に溶解して精製塩化亜鉛１４の水溶液を得た。
【0204】
次に、亜鉛塩化工程１０３に引き続く脱鉄脱マンガン工程１１１では、精製塩化亜鉛１４の水溶液に酸化剤１１として次亜塩素酸ナトリウム水溶液を添加し、ろ過精度が０．１μｍのメンブレンフィルタ吸引しろ過したろ液（脱鉄及び脱マンガンした精製塩化亜鉛１４’’の水溶液）を得た。ろ紙上の固形分は、脱塩水で洗浄後乾燥して脱鉄脱マンガンスラッジ８を得た。脱鉄脱マンガン工程１１１では鉄やマンガン以外にクロムも除去された。なお、残りの脱塩水は、ろ液に混合した。
【0205】
次に、置換工程１０９では、精製塩化亜鉛１４’’の水溶液に平均粒子径が約６μｍの粉末状の亜鉛粒子９を５ｇ投入した後に加熱して撹拌し、この撹拌物をろ過精度が０．１μｍのメンブレンフィルタで吸引しろ過して、そのろ液として精製塩化亜鉛１４’’’の水溶液を得た。メンブレンフィルタ上の固形分を脱塩水で洗浄した後に吸引脱水し乾燥した固形分は、亜鉛粒子９の溶解に伴い還元されて析出した金属粉１０と、溶解せず残った粉末状亜鉛と、の混合物であった。
【0206】
次に、濃縮工程１１０では、精製塩化亜鉛１４’’’の水溶液を、石英セパラブルフラスコを使って減圧下で水を蒸発させて濃縮後、常圧下で４００℃の温度まで加熱し乾固して白色の精製塩化亜鉛１４’’’’及び蒸発水１３を得た。
【0207】
次に、脱水工程１０４では、精製塩化亜鉛１４’’’’を加熱して溶融した後に、溶融した精製塩化亜鉛１４と、電解工程１０５で得た塩素ガス１５と、を接触させて脱水し、亜鉛地金１６を製造するための無水溶融精製塩化亜鉛１４’から成る溶融塩電解浴を得た。
【0208】
最後に、電解工程１０５では、無水溶融精製塩化亜鉛１４’から成る溶融塩電解浴を、炭素電極を収納した電解槽で、浴温度５００℃で電解し、融液状態の亜鉛地金１６を得た。かかる亜鉛地金１６の純度は、９９．９９８９％であり、更に複数回の同条件の実験で確認したところ９９．９９５％を下回ることはなかった。
【0210】
まず、選択塩化工程２０１では、竪型の管状炉（反応管）内で反応温度が９００℃の条件下で、電炉ダスト１を塩素ガス１５及び酸素ガス１７の混合ガスと接触させ、管状炉内の電炉ダスト１から、主として塩化亜鉛成分からなる粗塩化亜鉛３及び酸素２を蒸発させた。管状炉の下部には不揮発性の酸化鉄を主成分とする残渣４が残った。
【0211】
次に、溶解工程２０２では、粗塩化亜鉛３を脱塩水１３に溶解して吸引及びろ過し塩化亜鉛水溶液６を得た。ここで、ＰｂＣｌ２とＦｅ２Ｏ３とを主成分とし吸引及びろ過によりろ別された不溶解スラッジ５を水洗して得られた水溶液から、０．７３ｇの鉛を回収した。一方で、水洗により溶解しないＦｅ２Ｏ３を主成分とする固形分における乾燥重量は、０．１ｇであった。そして、塩化亜鉛水溶液６を分取してアルカリ剤として利用するための炭酸亜鉛をも得た。
【0212】
次に、脱鉄脱マンガン工程２０３では、亜鉛分離工程２０７で使う以外の塩化亜鉛水溶液６を脱塩水で希釈してその体積を２６８０ｍｌとし、これに対して酸化剤１１として塩素ガスを吹込むと共にｐＨ調整剤７として亜鉛分離工程２０７で得た水酸化亜鉛を添加してｐＨを４．１６とし、これをＣろ紙で吸引及びろ過してろ液（脱鉄脱マンガンした塩化亜鉛水溶液６’）を得た。この塩化亜鉛水溶液６’の初期ｐＨは、１．８であった。アルカリ剤７として水酸化亜鉛を添加した際の酸化還元電位（ＯＲＰ）の測定値は、１１３０ｍＶから１１５０ｍＶの範囲内になるように塩素ガスの吹込み量を制御した。また、ろ紙上の固形分を脱塩水で洗浄し乾燥して、重量が２６３ｇの脱鉄脱マンガンスラッジ８を得た。脱鉄脱マンガン工程２０３では鉄やマンガン以外にクロムも除去された。なお、洗浄水は、ろ液に混合した。
【0213】
次に、置換工程２０６では、洗浄水を含むろ液（脱鉄脱マンガンした塩化亜鉛水溶液６’）に平均粒子径が約６μｍで粉末状の亜鉛粒子９を２５ｇ投入した後に加熱し撹拌して、この撹拌物をろ過精度が０．１μｍのメンブレンフィルタで吸引及びろ過してろ液（塩化亜鉛水溶液６’’）を得た。また、メンブレンフィルタ上の固形分を脱塩水で洗浄した後に吸引及び脱水して乾燥した固形分は、亜鉛粒子９の溶解に伴って還元されて析出した金属粉１０と、溶解せず残った粉末状亜鉛と、の混合物であった。
【0214】
ここで、亜鉛分離工程２０４では、塩化亜鉛水溶液６’にアルカリ剤７として炭酸ナトリウムを添加して炭酸亜鉛２１を析出させ、これをＣろ紙を使用した吸引及びろ過により分離した。この炭酸亜鉛２１は、加熱及び乾燥されると同時に水酸化亜鉛と二酸化炭素とに分解してしまうため、得られた水酸化亜鉛を脱鉄脱マンガン工程でアルカリ剤の代わりに利用した。
【0215】
また、アルカリ再生工程２０５では、炭酸亜鉛２１を分離後の塩化ナトリウムを主成分とするろ液２２に炭酸アンモニウム２４を添加して炭酸ナトリウムを析出させ、これをろ過することにより炭酸ナトリウムを回収して、この回収した炭酸ナトリウムを亜鉛分離工程２０７でのアルカリ剤７として使用した。また、このように炭酸ナトリウムをろ過したろ液２５は、排出した。
【0216】
次に、濃縮工程２０７では、塩化亜鉛水溶液６’’を、石英セパラブルフラスコを使って減圧下で水を蒸発させて濃縮後、常圧にして４００℃まで加熱して乾固し、白色の精製塩化亜鉛１４と蒸発水１３とを得た。
【0217】
次に、脱水工程２０８では、精製塩化亜鉛１４を加熱して溶融した後、電解工程で得た塩素ガス１５と接触させて脱水し亜鉛地金１６を製造するための無水溶融精製塩化亜鉛１４から成る溶融塩電解浴とした。
【0218】
次に、電解工程２０９では、無水溶融精製塩化亜鉛１４から成る溶融塩電解浴を、炭素電極を収納した電解槽で、浴温度が５００℃の条件下で電解し、融液状態の亜鉛地金１６を得た。本実験例で得られた亜鉛地金１６の純度は、９９．９９９２％であり、更に複数回の同条件の実験で確認したところ９９．９９５％を下回ることはなかった。
【0220】
まず、塩酸浸出工程３０１では、５００ｇの重量の電炉ダスト１を塩化剤１５として１０００ｍｌの体積の濃度３５％の塩酸水溶液に溶解し、塩酸に溶解しない固形分をろ過により分離して塩化亜鉛水溶液６を得た。塩酸に溶解しない固形分は、純水で洗浄後ろ過して乾燥重量５０．５ｇの残渣２０を得た。このときの溶解、抽出条件は、温度が９５℃、圧力が常圧で、塩酸と電炉ダスト１との接触時間が８時間とした。
【0221】
次に、脱鉄脱マンガン工程３０２では、塩化亜鉛水溶液６を脱塩水で希釈してその体積を２５００ｍｌとし、それに対してｐＨ調整剤７として水酸化ナトリウムと酸化剤１１として次亜塩素酸ナトリウムとを添加してｐＨを４．０５とし、これをＣろ紙で吸引及びろ過したろ液（脱鉄脱マンガンした塩化亜鉛水溶液６’）を得た。この塩化亜鉛水溶液６’の初期ｐＨは０．５３であった。アルカリ剤７及び酸化剤１１の添加時の酸化還元電位（ＯＲＰ）の測定値は、１１３０ｍＶから１１５０ｍＶの範囲内になるよう塩素ガスの吹込み量を制御した。また、ろ紙上の固形分は、脱塩水で洗浄し乾燥して、重量が２６３ｇの脱鉄脱マンガン８を得た。脱鉄脱マンガン工程３０２では鉄やマンガン以外にクロムも除去された。なお、洗浄水は、ろ液に混合した。
【0222】
次に、置換工程３０５では、洗浄水を含むろ液（脱鉄脱マンガンした塩化亜鉛水溶液６’）に平均粒子径が約６μｍで粉末状の亜鉛粒子９を２５ｇ投入した後に加熱し撹拌して、この撹拌物をろ過精度が０．１μｍのメンブレンフィルタで吸引及びろ過してろ液（ろ過後の塩化亜鉛水溶液６’’）を得た。また、メンブレンフィルタ上の固形分を脱塩水で洗浄した後に吸引及び脱水して乾燥した３６．６ｇの重量の固形分は、亜鉛粒子９の溶解に伴って還元されて析出した金属粉１０と、この際に溶解せず残った粉末状亜鉛と、の混合物であった。
【0223】
次に、亜鉛分離工程３１４では、ろ過後の塩化亜鉛水溶液６’’にアルカリ剤７として炭酸ナトリウムを添加して炭酸亜鉛２１を析出させ、これをＣろ紙を使用しての吸引及びろ過により分離した。この炭酸亜鉛２１は、加熱及び乾燥して亜鉛塩化工程３１５において塩化するための炭酸亜鉛２１とした。
【0224】
ここで、アルカリ再生工程３１６では、炭酸亜鉛を分離後の塩化ナトリウムを主成分とするろ液２２に炭酸アンモニウム２４を添加して、炭酸ナトリウムを析出させてろ過することにより炭酸ナトリウムを回収して、これを亜鉛分離工程３１４でアルカリ剤７として使用した。なお、炭酸ナトリウムを析出させてろ過した後のろ液２５は、排出した。
【0225】
次に、亜鉛塩化工程３１５では、亜鉛分離工程３１４で固形分として得た炭酸亜鉛２１をＣろ紙上で水洗した後に、温度が８００℃で圧力が常圧の条件下で、固体の炭酸亜鉛２１を塩素ガス１５と接触させて反応させ、発生する塩化亜鉛ガスを冷却し固化して精製塩化亜鉛１４を得た。この際、塩素ガス１５は、電解工程３０８で得たものを利用し、併せて、脱水工程３０７で精製塩化亜鉛１４に含まれる水分を吸収した塩素ガスを主成分とする排ガスも有効利用した。
【0226】
次に、脱水工程３０７では、精製塩化亜鉛１４を加熱して溶融した後、これに電解工程３０８で得た塩素ガス１５と接触させて脱水し、亜鉛地金１６を製造するための無水溶融精製塩化亜鉛１４’から成る溶融塩電解浴とした。
【0227】
次に、電解工程３０８では、無水溶融精製塩化亜鉛１４’から成る溶融塩電解浴を、炭素電極を収納した電解槽で、浴温度が５００℃の条件下で電解し、融液状態の亜鉛地金１６を得た。本実験例で得られた亜鉛地金１６の純度は、９９．９９７％であり、更に複数回の同条件の実験で確認したところ９９．９９５％を下回ることはなかった。
【0228】
なお、詳細な説明は省略するが、本発明の残余の実施形態に対応した実験例によれば、亜鉛塩化工程を有さない構成では亜鉛地金１６の純度が９９．９９５％を下回る例も中には見受けられたが、その発生頻度は減少しており、亜鉛地金１６の純度が９９．９９５％以上となる歩留まりは、特許文献１及び２におけるものから格段に向上していた。
【0229】
また、本発明は、構成要素の形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、かかる構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【0230】
以上のように、本発明においては、スペシャルハイグレードの９９．９９５％相当の純度を有する亜鉛地金を歩留まりよく安定して量産することのできる亜鉛地金の製造方法を提供することができるものであるため、その汎用普遍的な性格から広範に製鉄プロセスの一つである電炉法においてスクラップの溶解製錬時に発生する電炉ダスト、又は電炉ダストの一部を製鉄原料としてリサイクルする際に還元炉で発生する２次ダストを原料とする亜鉛地金の製造方法に適用され得るものと期待される。
【符号の説明】
【0231】
１…電炉ダスト又は２次ダスト２…酸素ガス
３…粗塩化亜鉛
４…残さ
５、８…スラッジ
６、６’、６’’…塩化亜鉛水溶液
７…アルカリ剤
９…亜鉛粒子
１０…金属不純物成分
１１…酸化剤
１３…蒸発水
１４、１４’、１４’’、１４’’’、１４’’’’…精製塩化亜鉛
１４’…無水溶融精製塩化亜鉛
１５…塩化剤
１６…亜鉛地金
１７…空気
１８…次亜塩素酸塩
１９…塩酸
２０…残渣
２１…炭酸亜鉛
２２、２５…ろ液
２３…二酸化炭素
２４…炭酸アンモニウム
２９…中性アンモニウム塩
３０、３０‘、３０’‘…アルカリ剤水溶液
１０１、２１２、３１１…亜鉛抽出工程
１０２、２０４、２１３、２１５、３０３、３１２、３１４…亜鉛分離工程
１０３、２１１、２１４、２１６、３１０、３１３、３１５…亜鉛塩化工程
１０４、２０８、３０７…脱水工程
１０５、２０９、３０８…電解工程
１０６、１０９、２０６、３０５…置換工程
１０７、１１１、２０３、３０２…脱鉄脱マンガン工程
１０８、２１０、３０９…塩素吸収工程
２０１…選択塩化工程
２０２…溶解工程
２０５、２１７、３０４、３１６…アルカリ再生工程
１１０、２０７、３０６…濃縮工程
３０１…塩酸浸出工程