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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025101724
(43)【公開日】2025-07-07
(54)【発明の名称】亜鉛回収方法
(51)【国際特許分類】
C22B 19/30 20060101AFI20250630BHJP
C22B 7/02 20060101ALI20250630BHJP
C22B 3/06 20060101ALI20250630BHJP
C22B 3/44 20060101ALI20250630BHJP
C22B 3/46 20060101ALI20250630BHJP
C22B 3/20 20060101ALI20250630BHJP
C25C 1/16 20060101ALI20250630BHJP
【ＦＩ】
C22B19/30
C22B7/02 B
C22B3/06
C22B3/44 101Z
C22B3/46
C22B3/20
C25C1/16 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024179943
(22)【出願日】2024-10-15
(31)【優先権主張番号】P 2023218306
(32)【優先日】2023-12-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000001258
【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100152984
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 秀明
(74)【代理人】
【識別番号】100168985
【弁理士】
【氏名又は名称】蜂谷 浩久
(72)【発明者】
【氏名】山口 東洋司
(72)【発明者】
【氏名】山田 令
(72)【発明者】
【氏名】篠田 万里子
【テーマコード（参考）】
4K001
4K058
【Ｆターム（参考）】
4K001AA30
4K001BA14
4K001CA05
4K001CA08
4K001DB02
4K001DB03
4K001DB17
4K001DB18
4K001DB22
4K058AA21
4K058BA25
4K058BB04
4K058CA22
4K058EB15
4K058ED04
4K058FC07
(57)【要約】
【課題】製鉄ダストから亜鉛を回収する新規な方法を提供する。
【解決手段】亜鉛およびハロゲンを含有する製鉄ダストに、洗浄液を用いた洗浄を施して、ハロゲンを除去する。上記洗浄が施された上記製鉄ダストを、酸液を用いて溶解させて、亜鉛および鉄を含有する亜鉛溶液を得る。上記亜鉛溶液に金属亜鉛を添加して、上記亜鉛溶液に含有される不純物元素を上記金属亜鉛の表面に析出させる。上記亜鉛溶液に含有される鉄を、鉄沈殿物として析出させる。上記亜鉛溶液に電極を入れて電解することにより、上記亜鉛溶液に含有される亜鉛を上記電極の表面に析出させる。上記亜鉛溶液を得る際に、上記酸液のｐＨおよび酸化還元電位を調整することにより、上記製鉄ダストから上記酸液への鉄の浸出を抑制する。
【選択図】図１
【解決手段】亜鉛およびハロゲンを含有する製鉄ダストに、洗浄液を用いた洗浄を施して、ハロゲンを除去する。上記洗浄が施された上記製鉄ダストを、酸液を用いて溶解させて、亜鉛および鉄を含有する亜鉛溶液を得る。上記亜鉛溶液に金属亜鉛を添加して、上記亜鉛溶液に含有される不純物元素を上記金属亜鉛の表面に析出させる。上記亜鉛溶液に含有される鉄を、鉄沈殿物として析出させる。上記亜鉛溶液に電極を入れて電解することにより、上記亜鉛溶液に含有される亜鉛を上記電極の表面に析出させる。上記亜鉛溶液を得る際に、上記酸液のｐＨおよび酸化還元電位を調整することにより、上記製鉄ダストから上記酸液への鉄の浸出を抑制する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
亜鉛およびハロゲンを含有する製鉄ダストに、洗浄液を用いた洗浄を施して、ハロゲンを除去し、
前記洗浄が施された前記製鉄ダストを、酸液を用いて溶解させて、亜鉛および鉄を含有する亜鉛溶液を得て、
前記亜鉛溶液に金属亜鉛を添加して、前記亜鉛溶液に含有される不純物元素を前記金属亜鉛の表面に析出させ、
前記亜鉛溶液に含有される鉄を、鉄沈殿物として析出させ、
前記亜鉛溶液に電極を入れて電解することにより、前記亜鉛溶液に含有される亜鉛を前記電極の表面に析出させ、
前記亜鉛溶液を得る際に、前記酸液のｐＨおよび酸化還元電位を調整することにより、前記製鉄ダストから前記酸液への鉄の浸出を抑制する、亜鉛回収方法。
前記洗浄が施された前記製鉄ダストを、酸液を用いて溶解させて、亜鉛および鉄を含有する亜鉛溶液を得て、
前記亜鉛溶液に金属亜鉛を添加して、前記亜鉛溶液に含有される不純物元素を前記金属亜鉛の表面に析出させ、
前記亜鉛溶液に含有される鉄を、鉄沈殿物として析出させ、
前記亜鉛溶液に電極を入れて電解することにより、前記亜鉛溶液に含有される亜鉛を前記電極の表面に析出させ、
前記亜鉛溶液を得る際に、前記酸液のｐＨおよび酸化還元電位を調整することにより、前記製鉄ダストから前記酸液への鉄の浸出を抑制する、亜鉛回収方法。
【請求項2】
前記亜鉛溶液を得る際に、前記酸液のｐＨを２．０～５．０に調整し、前記酸液の酸化還元電位を－０．１Ｖ以上に調整する、請求項１に記載の亜鉛回収方法。
【請求項3】
前記亜鉛溶液を得る際に、前記酸液のｐＨよりも先に、前記酸液の酸化還元電位を調整する、請求項１または２に記載の亜鉛回収方法。
【請求項4】
前記洗浄液の温度が５０℃以上である、請求項１または２に記載の亜鉛回収方法。
【請求項5】
前記洗浄液がアルカリ性である、請求項１または２に記載の亜鉛回収方法。
【請求項6】
前記製鉄ダストが、製鉄炉から回収された１次ダストを還元して得られた２次ダストである、請求項１または２に記載の亜鉛回収方法。
【請求項7】
前記製鉄ダストが、電気炉ダストである、請求項１または２に記載の亜鉛回収方法。
【請求項8】
前記製鉄ダストと前記洗浄液との質量比（製鉄ダスト／洗浄液）が、１／１００～１／１である、請求項１または２に記載の亜鉛回収方法。
【請求項9】
前記金属亜鉛の添加量が、前記亜鉛溶液に対して、１～１０ｇ／Ｌである、請求項１または２に記載の亜鉛回収方法。
【請求項10】
前記金属亜鉛を添加する際、前記亜鉛溶液のｐＨを、２．５～６．５に調整する、請求項１または２に記載の亜鉛回収方法。
【請求項11】
前記亜鉛溶液に前記金属亜鉛を添加して前記不純物元素を析出させる回数が、２回以上である、請求項１または２に記載の亜鉛回収方法。
【請求項12】
前記鉄沈殿物として水酸化鉄を析出させ、析出した前記水酸化鉄を前記亜鉛溶液から分離することにより、前記亜鉛溶液に含有される鉄を除去する、請求項１または２に記載の亜鉛回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、亜鉛回収方法に関する。
【背景技術】
【0002】
製鉄プロセスで生じる微粉末は、集塵機などの捕集装置を用いて、製鉄ダストとして回収される。製鉄ダストは、亜鉛を多く含有するため、資源として着目されており、従来、製鉄ダストから亜鉛を回収する方法が提示されている（特許文献１～２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第２０１５／０１６０８６号
【特許文献2】国際公開第２０２２／１３０４６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明者らは、製鉄ダストから亜鉛を回収する方法として、酸液を用いて製鉄ダストを溶解させ、得られた亜鉛溶液に陰極（アルミニウム電極）および陽極（鉛電極）を入れて電解することにより、亜鉛を陰極表面に析出させる方法について検討した。
【0005】
その結果、製鉄ダストは、ハロゲン（フッ素、塩素など）を多く含有し、このハロゲンが種々の不具合を生じさせ得ることが見出された。
例えば、フッ素（Ｆ）は、陰極表面を腐食させて、陰極表面と析出亜鉛との密着を引き起こし、析出亜鉛を陰極表面から剥離することを困難にする。
また、塩素（Ｃｌ）は、陽極（鉛電極）を腐食させて、鉛の亜鉛溶液（ひいては析出亜鉛）への混入を引き起こし、回収される亜鉛の純度を低下させる。
例えば、フッ素（Ｆ）は、陰極表面を腐食させて、陰極表面と析出亜鉛との密着を引き起こし、析出亜鉛を陰極表面から剥離することを困難にする。
また、塩素（Ｃｌ）は、陽極（鉛電極）を腐食させて、鉛の亜鉛溶液（ひいては析出亜鉛）への混入を引き起こし、回収される亜鉛の純度を低下させる。
【0006】
また、製鉄ダストを溶解させて得られる亜鉛溶液には、製鉄ダストから浸出した鉄（Ｆｅ）も含有されるが、これも不純物元素であるため、Ｆｅの浸出は、なるべく抑制されることが好ましい。
【0007】
本発明は、以上の点を鑑みてなされたものであり、製鉄ダストから亜鉛を回収する新規な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】
【0008】
本発明者らは、鋭意検討した結果、下記構成を採用することにより、上記目的が達成ささることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の［１］～［１２］を提供する。
［１］亜鉛およびハロゲンを含有する製鉄ダストに、洗浄液を用いた洗浄を施して、ハロゲンを除去し、上記洗浄が施された上記製鉄ダストを、酸液を用いて溶解させて、亜鉛および鉄を含有する亜鉛溶液を得て、上記亜鉛溶液に金属亜鉛を添加して、上記亜鉛溶液に含有される不純物元素を上記金属亜鉛の表面に析出させ、上記亜鉛溶液に含有される鉄を、鉄沈殿物として析出させ、上記亜鉛溶液に電極を入れて電解することにより、上記亜鉛溶液に含有される亜鉛を上記電極の表面に析出させ、上記亜鉛溶液を得る際に、上記酸液のｐＨおよび酸化還元電位を調整することにより、上記製鉄ダストから上記酸液への鉄の浸出を抑制する、亜鉛回収方法。
［２］上記亜鉛溶液を得る際に、上記酸液のｐＨを２．０～５．０に調整し、上記酸液の酸化還元電位を－０．１Ｖ以上に調整する、上記［１］に記載の亜鉛回収方法。
［３］上記亜鉛溶液を得る際に、上記酸液のｐＨよりも先に、上記酸液の酸化還元電位を調整する、上記［１］または［２］に記載の亜鉛回収方法。
［４］上記洗浄液の温度が５０℃以上である、上記［１］～［３］のいずれかに記載の亜鉛回収方法。
［５］上記洗浄液がアルカリ性である、上記［１］～［４］のいずれかに記載の亜鉛回収方法。
［６］上記製鉄ダストが、製鉄炉から回収された１次ダストを還元して得られた２次ダストである、上記［１］～［５］のいずれかに記載の亜鉛回収方法。
［７］上記製鉄ダストが、電気炉ダストである、上記［１］～［６］のいずれかに記載の亜鉛回収方法。
［８］上記製鉄ダストと上記洗浄液との質量比（製鉄ダスト／洗浄液）が、１／１００～１／１である、上記［１］～［７］のいずれかに記載の亜鉛回収方法。
［９］上記金属亜鉛の添加量が、上記亜鉛溶液に対して、１～１０ｇ／Ｌである、上記［１］～［８］のいずれかに記載の亜鉛回収方法。
［１０］上記金属亜鉛を添加する際、上記亜鉛溶液のｐＨを、２．５～６．５に調整する、上記［１］～［９］のいずれかに記載の亜鉛回収方法。
［１１］上記亜鉛溶液に上記金属亜鉛を添加して上記不純物元素を析出させる回数が、２回以上である、上記［１］～［１０］のいずれかに記載の亜鉛回収方法。
［１２］上記鉄沈殿物として水酸化鉄を析出させ、析出した上記水酸化鉄を上記亜鉛溶液から分離することにより、上記亜鉛溶液に含有される鉄を除去する、上記［１］～［１１］のいずれかに記載の亜鉛回収方法。
すなわち、本発明は、以下の［１］～［１２］を提供する。
［１］亜鉛およびハロゲンを含有する製鉄ダストに、洗浄液を用いた洗浄を施して、ハロゲンを除去し、上記洗浄が施された上記製鉄ダストを、酸液を用いて溶解させて、亜鉛および鉄を含有する亜鉛溶液を得て、上記亜鉛溶液に金属亜鉛を添加して、上記亜鉛溶液に含有される不純物元素を上記金属亜鉛の表面に析出させ、上記亜鉛溶液に含有される鉄を、鉄沈殿物として析出させ、上記亜鉛溶液に電極を入れて電解することにより、上記亜鉛溶液に含有される亜鉛を上記電極の表面に析出させ、上記亜鉛溶液を得る際に、上記酸液のｐＨおよび酸化還元電位を調整することにより、上記製鉄ダストから上記酸液への鉄の浸出を抑制する、亜鉛回収方法。
［２］上記亜鉛溶液を得る際に、上記酸液のｐＨを２．０～５．０に調整し、上記酸液の酸化還元電位を－０．１Ｖ以上に調整する、上記［１］に記載の亜鉛回収方法。
［３］上記亜鉛溶液を得る際に、上記酸液のｐＨよりも先に、上記酸液の酸化還元電位を調整する、上記［１］または［２］に記載の亜鉛回収方法。
［４］上記洗浄液の温度が５０℃以上である、上記［１］～［３］のいずれかに記載の亜鉛回収方法。
［５］上記洗浄液がアルカリ性である、上記［１］～［４］のいずれかに記載の亜鉛回収方法。
［６］上記製鉄ダストが、製鉄炉から回収された１次ダストを還元して得られた２次ダストである、上記［１］～［５］のいずれかに記載の亜鉛回収方法。
［７］上記製鉄ダストが、電気炉ダストである、上記［１］～［６］のいずれかに記載の亜鉛回収方法。
［８］上記製鉄ダストと上記洗浄液との質量比（製鉄ダスト／洗浄液）が、１／１００～１／１である、上記［１］～［７］のいずれかに記載の亜鉛回収方法。
［９］上記金属亜鉛の添加量が、上記亜鉛溶液に対して、１～１０ｇ／Ｌである、上記［１］～［８］のいずれかに記載の亜鉛回収方法。
［１０］上記金属亜鉛を添加する際、上記亜鉛溶液のｐＨを、２．５～６．５に調整する、上記［１］～［９］のいずれかに記載の亜鉛回収方法。
［１１］上記亜鉛溶液に上記金属亜鉛を添加して上記不純物元素を析出させる回数が、２回以上である、上記［１］～［１０］のいずれかに記載の亜鉛回収方法。
［１２］上記鉄沈殿物として水酸化鉄を析出させ、析出した上記水酸化鉄を上記亜鉛溶液から分離することにより、上記亜鉛溶液に含有される鉄を除去する、上記［１］～［１１］のいずれかに記載の亜鉛回収方法。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、製鉄ダストから亜鉛を回収する新規な方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
【0012】
〈製鉄ダストの準備〉
まず、亜鉛を回収する対象である製鉄ダストを準備する。
製鉄ダストは、高炉などの製鉄炉を用いた製鉄プロセスで生じた微粉末を、集塵機などの捕集装置を用いて、回収したダストである。
製鉄ダストとしては、例えば、高炉から回収される高炉ダスト；転炉から回収される転炉ダスト；電気炉から回収される電気炉ダスト；これらの製鉄炉から回収された製鉄ダスト（１次ダスト）を、還元炉を用いて還元して得られた２次ダスト；等が挙げられる。
まず、亜鉛を回収する対象である製鉄ダストを準備する。
製鉄ダストは、高炉などの製鉄炉を用いた製鉄プロセスで生じた微粉末を、集塵機などの捕集装置を用いて、回収したダストである。
製鉄ダストとしては、例えば、高炉から回収される高炉ダスト；転炉から回収される転炉ダスト；電気炉から回収される電気炉ダスト；これらの製鉄炉から回収された製鉄ダスト（１次ダスト）を、還元炉を用いて還元して得られた２次ダスト；等が挙げられる。
【0013】
《洗浄前の製鉄ダストの成分組成》
製鉄ダストは、鉄（Ｆｅ）を含有するほか、亜鉛（Ｚｎ）を含有する。
例えば、電気炉では、鉄スクラップ等を溶融させて溶鉄を製造するが、鉄スクラップには亜鉛めっきが含まれるため、電気炉ダストは、これに由来する亜鉛を多く含有する。
製鉄ダストは、鉄（Ｆｅ）を含有するほか、亜鉛（Ｚｎ）を含有する。
例えば、電気炉では、鉄スクラップ等を溶融させて溶鉄を製造するが、鉄スクラップには亜鉛めっきが含まれるため、電気炉ダストは、これに由来する亜鉛を多く含有する。
【0014】
製鉄ダストは、更に、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）などのハロゲンを含有する。
製鉄ダストは、ハロゲン含有量が多いため、上述した不具合を生じさせ得る。
製鉄ダストは、ハロゲン含有量が多いため、上述した不具合を生じさせ得る。
【0015】
（洗浄前の製鉄ダストのＦ含有量）
洗浄前の製鉄ダストのフッ素（Ｆ）含有量は、例えば０．０５０質量％以上であり、０．０８０質量％以上が好ましく、０．１１０質量％以上がより好ましく、０．１４０質量％以上が更に好ましく、０．１７０質量％以上が特に好ましい。
上限は特に限定されないが、洗浄前の製鉄ダストのＦ含有量は、例えば０．４００質量％以下であり、０．３００質量％以下であってもよい。
洗浄前の製鉄ダストのフッ素（Ｆ）含有量は、例えば０．０５０質量％以上であり、０．０８０質量％以上が好ましく、０．１１０質量％以上がより好ましく、０．１４０質量％以上が更に好ましく、０．１７０質量％以上が特に好ましい。
上限は特に限定されないが、洗浄前の製鉄ダストのＦ含有量は、例えば０．４００質量％以下であり、０．３００質量％以下であってもよい。
【0016】
（洗浄前の製鉄ダストのＣｌ含有量）
洗浄前の製鉄ダストの塩素（Ｃｌ）含有量は、例えば０．４００質量％以上であり、０．６００質量％以上が好ましく、０．８００質量％以上がより好ましく、１．０００質量％以上が更に好ましく、１．２００質量％以上が特に好ましい。
上限は特に限定されないが、洗浄前の製鉄ダストのＦ含有量は、例えば４．５００質量％以下であり、３．５００質量％以下であってもよい。
洗浄前の製鉄ダストの塩素（Ｃｌ）含有量は、例えば０．４００質量％以上であり、０．６００質量％以上が好ましく、０．８００質量％以上がより好ましく、１．０００質量％以上が更に好ましく、１．２００質量％以上が特に好ましい。
上限は特に限定されないが、洗浄前の製鉄ダストのＦ含有量は、例えば４．５００質量％以下であり、３．５００質量％以下であってもよい。
【0017】
なお、製鉄ダストなどの固体、および、後述する亜鉛溶液などの液体の成分組成は、特に断りの無い限り、金属元素はＩＣＰ－ＯＥＳ（誘導結合プラズマ発光分析法）を用いて定量し、フッ素、塩素などの元素はイオンクロマトグラフィー（対象が固体である場合は燃焼イオンクロマトグラフィー）を用いて求める（以下、同様）。
【0018】
本実施形態においては、亜鉛を回収する対象（亜鉛源）として、製鉄ダストのみを用いることが好ましい。
すなわち、本実施形態においては、閃亜鉛鉱、異極鉱などの亜鉛鉱石；亜鉛鉱石と製鉄ダストとの混合物；等は使用せずに、製鉄ダストのみを、後述する洗浄に供することが好ましい。
すなわち、本実施形態においては、閃亜鉛鉱、異極鉱などの亜鉛鉱石；亜鉛鉱石と製鉄ダストとの混合物；等は使用せずに、製鉄ダストのみを、後述する洗浄に供することが好ましい。
【0019】
〈製鉄ダストの洗浄：ハロゲンの除去〉
本実施形態においては、上述した製鉄ダストに対して、洗浄液を用いた洗浄を施す。
これにより、製鉄ダストからハロゲン（Ｆ、Ｃｌなど）が除去されるので、得られる亜鉛溶液のハロゲン含有量が減少し、上述した不具合の発生を抑制できる。
本実施形態においては、上述した製鉄ダストに対して、洗浄液を用いた洗浄を施す。
これにより、製鉄ダストからハロゲン（Ｆ、Ｃｌなど）が除去されるので、得られる亜鉛溶液のハロゲン含有量が減少し、上述した不具合の発生を抑制できる。
【0020】
《洗浄の態様》
洗浄液としては、例えば、水または水溶液が用いられる。
洗浄の方法としては、例えば、製鉄ダストと洗浄液との混合物（スラリー）を攪拌し、その後、スラリーから製鉄ダストを分離する方法が挙げられる。
この場合、攪拌時間は、例えば０．５～１０時間であるが、これに限定されず、洗浄効果などに応じて適宜調整される。
攪拌後にスラリーから製鉄ダストを分離（固液分離）する方法は、特に限定されず、従来公知の方法（例えば、ろ過）を採用できる。
分離後の製鉄ダストを、更に、洗浄液を用いてリンスしてもよい。
洗浄液としては、例えば、水または水溶液が用いられる。
洗浄の方法としては、例えば、製鉄ダストと洗浄液との混合物（スラリー）を攪拌し、その後、スラリーから製鉄ダストを分離する方法が挙げられる。
この場合、攪拌時間は、例えば０．５～１０時間であるが、これに限定されず、洗浄効果などに応じて適宜調整される。
攪拌後にスラリーから製鉄ダストを分離（固液分離）する方法は、特に限定されず、従来公知の方法（例えば、ろ過）を採用できる。
分離後の製鉄ダストを、更に、洗浄液を用いてリンスしてもよい。
【0021】
《洗浄液の温度》
洗浄液の温度は、例えば常温（５～３５℃）である。
もっとも、洗浄効果がより優れるという理由から、洗浄液の温度は、４０℃以上が好ましく、５０℃以上がより好ましく、６０℃以上が更に好ましい。
一方、温度維持に要するエネルギーを抑える観点からは、洗浄液の温度は、９０℃以下が好ましく、８０℃以下がより好ましく、７０℃以下が更に好ましい。
洗浄液の温度は、例えば常温（５～３５℃）である。
もっとも、洗浄効果がより優れるという理由から、洗浄液の温度は、４０℃以上が好ましく、５０℃以上がより好ましく、６０℃以上が更に好ましい。
一方、温度維持に要するエネルギーを抑える観点からは、洗浄液の温度は、９０℃以下が好ましく、８０℃以下がより好ましく、７０℃以下が更に好ましい。
【0022】
なお、洗浄液の温度は、実際には、洗浄時における洗浄液の温度を意味するから、上述した態様（スラリーを攪拌する態様）で洗浄する場合は、実際には、スラリーの温度を意味する。これは、後述する洗浄液のｐＨについても同様である。
【0023】
《洗浄液のｐＨ》
洗浄効果（特に、Ｆを除去する効果）がより優れるという理由から、洗浄液は、アルカリ性であることが好ましい。具体的には、洗浄液のｐＨは、７．０超が好ましく、８．０以上がより好ましく、９．０以上が更に好ましく、９．５以上が特に好ましく、１０．０以上が最も好ましい。
一方、洗浄液のｐＨが高すぎると、コストが上昇するほか、両性金属である亜鉛も洗浄液に溶出してロスが生じ得る。このため、洗浄液のｐＨは、１３．０以下が好ましく、１２．０以下がより好ましい。
洗浄効果（特に、Ｆを除去する効果）がより優れるという理由から、洗浄液は、アルカリ性であることが好ましい。具体的には、洗浄液のｐＨは、７．０超が好ましく、８．０以上がより好ましく、９．０以上が更に好ましく、９．５以上が特に好ましく、１０．０以上が最も好ましい。
一方、洗浄液のｐＨが高すぎると、コストが上昇するほか、両性金属である亜鉛も洗浄液に溶出してロスが生じ得る。このため、洗浄液のｐＨは、１３．０以下が好ましく、１２．０以下がより好ましい。
【0024】
本実施形態においては、ｐＨの調整には、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウムなどのアルカリ性薬剤；硫酸（希硫酸、濃硫酸）、塩酸（希塩酸、濃塩酸）などの酸性薬剤；等が用いられる（以下、同様）。
【0025】
なお、用いる製鉄ダストによっては、製鉄ダストに含有されるカルシウム（Ｃａ）成分などにより、製鉄ダストを洗浄液に混合させた時点で、洗浄液（スラリー）のｐＨが高い場合もあり得る。その場合には、更にｐＨ調整しなくてもよい。
【0026】
《質量比（製鉄ダスト／洗浄液）》
製鉄ダストに対する洗浄液の量が少なすぎると、洗浄効果を効率的に得ることが難しい場合がある。一方、この量が多すぎると、例えば洗浄時におけるスラリーの総量が過大となり、ハンドリング性に支障をきたす場合がある。
このため、製鉄ダストと洗浄液との質量比（製鉄ダスト／洗浄液）は、１／１００～１／１が好ましく、１／６０～１／２がより好ましく、１／４０～１／３が更に好ましく、１／１６～１／４が特に好ましく、１／１２～１／６が最も好ましい。
製鉄ダストに対する洗浄液の量が少なすぎると、洗浄効果を効率的に得ることが難しい場合がある。一方、この量が多すぎると、例えば洗浄時におけるスラリーの総量が過大となり、ハンドリング性に支障をきたす場合がある。
このため、製鉄ダストと洗浄液との質量比（製鉄ダスト／洗浄液）は、１／１００～１／１が好ましく、１／６０～１／２がより好ましく、１／４０～１／３が更に好ましく、１／１６～１／４が特に好ましく、１／１２～１／６が最も好ましい。
【0027】
《洗浄後の製鉄ダストの成分組成》
上述したように、製鉄ダストは、洗浄によりハロゲンが除去されて、ハロゲン含有量が減少する。
上述したように、製鉄ダストは、洗浄によりハロゲンが除去されて、ハロゲン含有量が減少する。
【0028】
（洗浄後の製鉄ダストのＦ含有量）
洗浄後の製鉄ダストのフッ素（Ｆ）含有量は、０．０４５質量％以下が好ましく、０．０４０質量％以下がより好ましく、０．０３０質量％以下が更に好ましく、０．０２５質量％以下が特に好ましい。
洗浄後の製鉄ダストのフッ素（Ｆ）含有量は、０．０４５質量％以下が好ましく、０．０４０質量％以下がより好ましく、０．０３０質量％以下が更に好ましく、０．０２５質量％以下が特に好ましい。
【0029】
（洗浄後の製鉄ダストのＣｌ含有量）
洗浄後の製鉄ダストの塩素（Ｃｌ）含有量は、０．０５０質量％以下が好ましく、０．０３０質量％以下がより好ましく、０．０１２質量％以下が更に好ましく、０．０１０質量％以下がより更に好ましく、０．００８質量％以下が特に好ましく、０．００６質量％以下が最も好ましい。
洗浄後の製鉄ダストの塩素（Ｃｌ）含有量は、０．０５０質量％以下が好ましく、０．０３０質量％以下がより好ましく、０．０１２質量％以下が更に好ましく、０．０１０質量％以下がより更に好ましく、０．００８質量％以下が特に好ましく、０．００６質量％以下が最も好ましい。
【0030】
〈製鉄ダストの溶解：亜鉛溶液の取得〉
次に、洗浄後における製鉄ダストを、酸液を用いて溶解させて、亜鉛溶液を得る。
得られる亜鉛溶液は、製鉄ダストから浸出した元素として、少なくとも、亜鉛（Ｚｎ）および鉄（Ｆｅ）を含有する。すなわち、製鉄ダストからＺｎおよびＦｅが酸液に浸出し、ＺｎおよびＦｅが浸出した酸液を、亜鉛溶液として取得する。
次に、洗浄後における製鉄ダストを、酸液を用いて溶解させて、亜鉛溶液を得る。
得られる亜鉛溶液は、製鉄ダストから浸出した元素として、少なくとも、亜鉛（Ｚｎ）および鉄（Ｆｅ）を含有する。すなわち、製鉄ダストからＺｎおよびＦｅが酸液に浸出し、ＺｎおよびＦｅが浸出した酸液を、亜鉛溶液として取得する。
【0031】
酸液は、例えば、上述した洗浄液（ただし未使用）に、上述した酸性薬剤（硫酸など）を添加することにより調製される。
【0032】
溶解の方法としては、例えば、製鉄ダストと酸液との混合物（スラリー）を攪拌し、その後、スラリーから製鉄ダストを分離する方法が挙げられる。
この場合、攪拌時間は、例えば０．５～５時間である。スラリーの温度は、例えば３０～７０℃であり、４０～６０℃であってもよい。製鉄ダストと酸液との質量比（製鉄ダスト／酸液）は、１／１０～８／１０が好ましく、２／１０～５／１０がより好ましい。
ただし、これらの条件は一例であり、適宜変更される。
攪拌後にスラリーから製鉄ダストを分離（固液分離）する方法は、特に限定されず、従来公知の方法（例えば、ろ過）を採用できる。ろ過を採用する場合は、ろ液が亜鉛溶液として取得される。
この場合、攪拌時間は、例えば０．５～５時間である。スラリーの温度は、例えば３０～７０℃であり、４０～６０℃であってもよい。製鉄ダストと酸液との質量比（製鉄ダスト／酸液）は、１／１０～８／１０が好ましく、２／１０～５／１０がより好ましい。
ただし、これらの条件は一例であり、適宜変更される。
攪拌後にスラリーから製鉄ダストを分離（固液分離）する方法は、特に限定されず、従来公知の方法（例えば、ろ過）を採用できる。ろ過を採用する場合は、ろ液が亜鉛溶液として取得される。
【0033】
ところで、亜鉛溶液に含有される鉄（Ｆｅ）は不純物元素であるから、製鉄ダストから酸液へのＦｅの浸出は、なるべく抑制されることが好ましい。
そこで、本発明者らが、亜鉛の電位－ｐＨ図および鉄の電位－ｐＨ図（いずれも図示せず）を参照して検討したところ、以下の事項を見出した。
まず、亜鉛は、水の安定領域においては、ｐＨの高低に応じて溶解または沈殿するのみであり、酸化還元電位の影響は、ほとんど受けない。
一方、鉄は、酸性の領域において、酸化還元電位の影響を受けやすく、酸化還元電位が高い（すなわち、酸化力が高い）領域では、かなり低いｐＨまで溶解せず、固形物（酸化物）の状態が安定である。
そこで、本発明者らが、亜鉛の電位－ｐＨ図および鉄の電位－ｐＨ図（いずれも図示せず）を参照して検討したところ、以下の事項を見出した。
まず、亜鉛は、水の安定領域においては、ｐＨの高低に応じて溶解または沈殿するのみであり、酸化還元電位の影響は、ほとんど受けない。
一方、鉄は、酸性の領域において、酸化還元電位の影響を受けやすく、酸化還元電位が高い（すなわち、酸化力が高い）領域では、かなり低いｐＨまで溶解せず、固形物（酸化物）の状態が安定である。
【0034】
本発明者らは更に検討した。その結果、亜鉛溶液を得る際に、酸液のｐＨおよび酸化還元電位を特定の範囲に調整することにより、製鉄ダストから酸液への鉄（Ｆｅ）の浸出を抑制しつつ、亜鉛（Ｚｎ）を浸出できることを見出した。これにより、Ｆｅ濃度が低い亜鉛溶液が得られる。
【0035】
なお、酸液のｐＨおよび酸化還元電位は、上述した態様（スラリーを攪拌する態様）で製鉄ダストを溶解する場合は、実際には、それぞれ、スラリーのｐＨおよび酸化還元電位を意味する。
【0036】
具体的には、鉄（Ｆｅ）の浸出を抑制する観点から、酸液のｐＨは、２．０以上であり、２．５以上が好ましく、２．５超がより好ましく、２．６以上が更に好ましく、２．７以上がより更に好ましく、２．８以上が特に好ましい。
一方で、ｐＨが高すぎると、亜鉛（Ｚｎ）が浸出しにくい。このため、Ｚｎを浸出させる観点からは、酸液のｐＨは、５．０以下であり、４．５以下が好ましく、４．０以下がより好ましく、３．５以下が更に好ましい。
一方で、ｐＨが高すぎると、亜鉛（Ｚｎ）が浸出しにくい。このため、Ｚｎを浸出させる観点からは、酸液のｐＨは、５．０以下であり、４．５以下が好ましく、４．０以下がより好ましく、３．５以下が更に好ましい。
【0037】
また、酸化還元電位が低すぎると、比較的に高いｐＨ領域で、鉄が浸出しやすい。
これを抑制するため、酸液の酸化還元電位は、－０．１Ｖ以上であり、０．２Ｖ以上が好ましく、０．５Ｖ以上がより好ましく、０．８Ｖ以上が更に好ましい。
一方、上限は特に限定されないが、酸化還元電位を調整する（上昇させる）際のコストを低減する観点からは、酸液の酸化還元電位は、１．８Ｖ以下が好ましく、１．５Ｖ以下がより好ましく、１．２Ｖ以下が更に好ましい。
これを抑制するため、酸液の酸化還元電位は、－０．１Ｖ以上であり、０．２Ｖ以上が好ましく、０．５Ｖ以上がより好ましく、０．８Ｖ以上が更に好ましい。
一方、上限は特に限定されないが、酸化還元電位を調整する（上昇させる）際のコストを低減する観点からは、酸液の酸化還元電位は、１．８Ｖ以下が好ましく、１．５Ｖ以下がより好ましく、１．２Ｖ以下が更に好ましい。
【0038】
酸化還元電位は、標準水素電極を用いて測定される値である。
酸液の酸化還元電位を調整する（上昇させる）方法としては、過酸化水素などの酸化剤を酸液に添加する方法が挙げられる。
酸液の酸化還元電位を調整する（上昇させる）方法としては、過酸化水素などの酸化剤を酸液に添加する方法が挙げられる。
【0039】
ところで、酸液は、上述したように、例えば、硫酸などの酸性薬剤を洗浄液に添加することにより調製され、酸液のｐＨも、このようにして調整される。
このとき、以下の理由から、ｐＨよりも先に酸化還元電位を調整することが好ましい。
先に酸性薬剤を添加してｐＨを下げると、鉄（Ｆｅ）の溶解が始まる。その後、酸化剤を添加して酸化還元電位を上昇させると、鉄沈殿物（水酸化鉄）が生成し、水酸化物イオンが消費されて、ｐＨが上昇する。この場合、再び、酸性薬剤を添加してｐＨを低下させることを要するが、そうすると、再びＦｅが溶解し、酸化還元電位が低下する。
このような繰り返しが発生すると、酸性薬剤および酸化剤の消費量が増大してコストが増えるほか、Ｆｅの浸出を抑制する効果も不十分となりやすい。
このとき、以下の理由から、ｐＨよりも先に酸化還元電位を調整することが好ましい。
先に酸性薬剤を添加してｐＨを下げると、鉄（Ｆｅ）の溶解が始まる。その後、酸化剤を添加して酸化還元電位を上昇させると、鉄沈殿物（水酸化鉄）が生成し、水酸化物イオンが消費されて、ｐＨが上昇する。この場合、再び、酸性薬剤を添加してｐＨを低下させることを要するが、そうすると、再びＦｅが溶解し、酸化還元電位が低下する。
このような繰り返しが発生すると、酸性薬剤および酸化剤の消費量が増大してコストが増えるほか、Ｆｅの浸出を抑制する効果も不十分となりやすい。
【0040】
以上の理由から、酸液のｐＨよりも先に、酸液の酸化還元電位を調整することが好ましい。具体的には、例えば、まず、酸液（または、酸液となる洗浄液）に酸化剤を添加して、酸化還元電位を上昇させる。次いで、硫酸などの酸性薬剤を添加して、ｐＨを低下させる。これにより、コストを抑えつつ、製鉄ダストから酸液へのＦｅの浸出を抑制する効果を最大化できる。
なお、ｐＨを低下させる途中で、酸化還元電位の多少の低下が見られる場合もある。その場合は、酸化剤の追加で添加して、酸化還元電位を安定させることが好ましい。
なお、ｐＨを低下させる途中で、酸化還元電位の多少の低下が見られる場合もある。その場合は、酸化剤の追加で添加して、酸化還元電位を安定させることが好ましい。
【0041】
《洗浄後の製鉄ダストを溶解させて得られる亜鉛溶液の成分組成》
洗浄後の製鉄ダストを溶解させて得られる亜鉛溶液は、上述したように、少なくとも亜鉛（Ｚｎ）を含有するほか、洗浄後の製鉄ダストはハロゲンが除去されているため、ハロゲン（Ｆ、Ｃｌ）などが少ない。
洗浄後の製鉄ダストを溶解させて得られる亜鉛溶液は、上述したように、少なくとも亜鉛（Ｚｎ）を含有するほか、洗浄後の製鉄ダストはハロゲンが除去されているため、ハロゲン（Ｆ、Ｃｌ）などが少ない。
【0042】
（Ｚｎ濃度）
洗浄後の製鉄ダストを溶解させて得られる亜鉛溶液の亜鉛（Ｚｎ）濃度は、５０，０００～１５０，０００ｍｇ／Ｌが好ましく、１００，０００～１４０，０００ｍｇ／Ｌがより好ましい。
洗浄後の製鉄ダストを溶解させて得られる亜鉛溶液の亜鉛（Ｚｎ）濃度は、５０，０００～１５０，０００ｍｇ／Ｌが好ましく、１００，０００～１４０，０００ｍｇ／Ｌがより好ましい。
【0043】
（Ｆ濃度）
洗浄後の製鉄ダストを溶解させて得られる亜鉛溶液のフッ素（Ｆ）濃度は、２８０ｍｇ／Ｌ以下が好ましく、１４０ｍｇ／Ｌ以下がより好ましく、８０ｍｇ／Ｌ以下が更に好ましく、６０ｍｇ／Ｌ以下がより更に好ましく、４０ｍｇ／Ｌ以下が特に好ましく、２５ｍｇ／Ｌ以下が最も好ましい。
洗浄後の製鉄ダストを溶解させて得られる亜鉛溶液のフッ素（Ｆ）濃度は、２８０ｍｇ／Ｌ以下が好ましく、１４０ｍｇ／Ｌ以下がより好ましく、８０ｍｇ／Ｌ以下が更に好ましく、６０ｍｇ／Ｌ以下がより更に好ましく、４０ｍｇ／Ｌ以下が特に好ましく、２５ｍｇ／Ｌ以下が最も好ましい。
【0044】
（Ｃｌ濃度）
洗浄後の製鉄ダストを溶解させて得られる亜鉛溶液の塩素（Ｃｌ）濃度は、２６０ｍｇ／Ｌ以下が好ましく、１５０ｍｇ／Ｌ以下がより好ましく、１００ｍｇ／Ｌ以下が更に好ましく、８０ｍｇ／Ｌ以下がより更に好ましく、６０ｍｇ／Ｌ以下が特に好ましく、４０ｍｇ／Ｌ以下が最も好ましい。
洗浄後の製鉄ダストを溶解させて得られる亜鉛溶液の塩素（Ｃｌ）濃度は、２６０ｍｇ／Ｌ以下が好ましく、１５０ｍｇ／Ｌ以下がより好ましく、１００ｍｇ／Ｌ以下が更に好ましく、８０ｍｇ／Ｌ以下がより更に好ましく、６０ｍｇ／Ｌ以下が特に好ましく、４０ｍｇ／Ｌ以下が最も好ましい。
【0045】
〈金属亜鉛の添加：不純物元素の析出〉
次に、亜鉛溶液に金属亜鉛を添加する。金属亜鉛としては、例えば、亜鉛粉末、亜鉛粒、亜鉛板などが用いられる。
これにより、亜鉛溶液に含有される不純物元素を、イオン化傾向を利用して、添加した金属亜鉛の表面に析出させる。これを、「セメンテーション」ともいう。
次に、亜鉛溶液に金属亜鉛を添加する。金属亜鉛としては、例えば、亜鉛粉末、亜鉛粒、亜鉛板などが用いられる。
これにより、亜鉛溶液に含有される不純物元素を、イオン化傾向を利用して、添加した金属亜鉛の表面に析出させる。これを、「セメンテーション」ともいう。
【0046】
ここで、不純物元素は、基本的には、亜鉛（Ｚｎ）よりもイオン化傾向の小さい元素であり、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、銅（Ｃｕ）等である。
すなわち、亜鉛溶液に金属亜鉛を添加することにより、亜鉛溶液に含有される不純物元素（亜鉛よりもイオン化傾向の小さい元素）のイオンが還元されて金属亜鉛の表面に析出し、代わりに、金属亜鉛の一部がイオン化（溶解）して亜鉛溶液に放出される。
その後、不純物元素が表面に析出した金属亜鉛を、亜鉛溶液から分離（固液分離）する。固液分離の方法は、特に限定されず、従来公知の方法（例えば、ろ過）を採用できる。
こうして、亜鉛溶液に含有される不純物元素の少なくとも一部が除去される。
すなわち、亜鉛溶液に金属亜鉛を添加することにより、亜鉛溶液に含有される不純物元素（亜鉛よりもイオン化傾向の小さい元素）のイオンが還元されて金属亜鉛の表面に析出し、代わりに、金属亜鉛の一部がイオン化（溶解）して亜鉛溶液に放出される。
その後、不純物元素が表面に析出した金属亜鉛を、亜鉛溶液から分離（固液分離）する。固液分離の方法は、特に限定されず、従来公知の方法（例えば、ろ過）を採用できる。
こうして、亜鉛溶液に含有される不純物元素の少なくとも一部が除去される。
【0047】
《金属亜鉛を添加する際の亜鉛溶液のｐＨ》
金属亜鉛を添加する際に、亜鉛溶液のｐＨを調整することが好ましい。
このとき、亜鉛溶液のｐＨが高すぎると、不純物元素を析出させる効果が得られにくい場合がある。このため、亜鉛溶液のｐＨは、６．５以下が好ましく、５．０以下がより好ましく、４．５以下が更に好ましい。
一方、亜鉛溶液のｐＨが低すぎると、添加した金属亜鉛の溶解が優勢となり、やはり、不純物元素を析出させる効果が得られにくい。このため、亜鉛溶液のｐＨは、２．５以上が好ましく、３．０以上がより好ましく、３．５以上が更に好ましい。
金属亜鉛を添加する際に、亜鉛溶液のｐＨを調整することが好ましい。
このとき、亜鉛溶液のｐＨが高すぎると、不純物元素を析出させる効果が得られにくい場合がある。このため、亜鉛溶液のｐＨは、６．５以下が好ましく、５．０以下がより好ましく、４．５以下が更に好ましい。
一方、亜鉛溶液のｐＨが低すぎると、添加した金属亜鉛の溶解が優勢となり、やはり、不純物元素を析出させる効果が得られにくい。このため、亜鉛溶液のｐＨは、２．５以上が好ましく、３．０以上がより好ましく、３．５以上が更に好ましい。
【0048】
《金属亜鉛を添加する際の亜鉛溶液の温度》
不純物元素を析出させる効果を促進する観点から、金属亜鉛を添加する際、亜鉛溶液の温度は、２０℃以上が好ましく、３０℃以上がより好ましく、４０℃以上が更に好ましい。上限は特に限定されず、例えば８０℃であり、７０℃であってもよい。
不純物元素を析出させる効果を促進する観点から、金属亜鉛を添加する際、亜鉛溶液の温度は、２０℃以上が好ましく、３０℃以上がより好ましく、４０℃以上が更に好ましい。上限は特に限定されず、例えば８０℃であり、７０℃であってもよい。
【0049】
《金属亜鉛の添加量》
亜鉛溶液に金属亜鉛を添加する量が少なすぎると、金属亜鉛の全量が溶解しやすく、不純物元素を析出させる効果が得られにくい場合がある。このため、金属亜鉛の添加量は、亜鉛溶液に対して、１ｇ／Ｌ以上が好ましく、３ｇ／Ｌ以上がより好ましい。
一方、金属亜鉛は高価であるため、コストの観点から、金属亜鉛の添加量は、亜鉛溶液に対して、１０ｇ／Ｌ以下が好ましく、８ｇ／Ｌ以下がより好ましく、６ｇ／Ｌ以下が更に好ましい。
亜鉛溶液に金属亜鉛を添加する量が少なすぎると、金属亜鉛の全量が溶解しやすく、不純物元素を析出させる効果が得られにくい場合がある。このため、金属亜鉛の添加量は、亜鉛溶液に対して、１ｇ／Ｌ以上が好ましく、３ｇ／Ｌ以上がより好ましい。
一方、金属亜鉛は高価であるため、コストの観点から、金属亜鉛の添加量は、亜鉛溶液に対して、１０ｇ／Ｌ以下が好ましく、８ｇ／Ｌ以下がより好ましく、６ｇ／Ｌ以下が更に好ましい。
【0050】
《添加回数》
金属亜鉛の添加（その後の固液分離も含む）の回数は、１回に限定されず、不純物元素を十分に除去する観点から、２回以上が好ましく、３回以上であってもよい。
金属亜鉛の添加（その後の固液分離も含む）の回数は、１回に限定されず、不純物元素を十分に除去する観点から、２回以上が好ましく、３回以上であってもよい。
【0051】
〈鉄沈殿物の析出〉
上述したように、本実施形態において、製鉄ダストから得られる亜鉛溶液は、Ｆｅ濃度が低い。もっとも、製鉄ダストからのＦｅ浸出を完全に防ぐことはできず、亜鉛溶液には、微量の鉄（Ｆｅ）が含有される。
そして、亜鉛溶液に含有される鉄（Ｆｅ）は、亜鉛（Ｚｎ）よりもイオン化傾向の小さい不純物元素であるが、上述した金属亜鉛の添加だけでは十分に除去されず、残存する。
そこで、亜鉛溶液に残存する鉄を、鉄沈殿物として析出させ、析出した鉄沈殿物を分離（固液分離）する。固液分離の方法は、特に限定されず、従来公知の方法（例えば、ろ過）を採用できる。
こうして、亜鉛溶液に含有される鉄が、更に除去される。
上述したように、本実施形態において、製鉄ダストから得られる亜鉛溶液は、Ｆｅ濃度が低い。もっとも、製鉄ダストからのＦｅ浸出を完全に防ぐことはできず、亜鉛溶液には、微量の鉄（Ｆｅ）が含有される。
そして、亜鉛溶液に含有される鉄（Ｆｅ）は、亜鉛（Ｚｎ）よりもイオン化傾向の小さい不純物元素であるが、上述した金属亜鉛の添加だけでは十分に除去されず、残存する。
そこで、亜鉛溶液に残存する鉄を、鉄沈殿物として析出させ、析出した鉄沈殿物を分離（固液分離）する。固液分離の方法は、特に限定されず、従来公知の方法（例えば、ろ過）を採用できる。
こうして、亜鉛溶液に含有される鉄が、更に除去される。
【0052】
鉄沈殿物は、例えば、水酸化鉄（III）などの水酸化鉄である。
水酸化鉄を析出させる方法としては、従来公知の方法を適宜採用でき、例えば、電位－ｐＨ図を参照して、亜鉛溶液のｐＨおよび酸化還元電位（ＯＲＰ）を調整し、撹拌する方法が挙げられる。酸化還元電位を調整する方法としては、例えば、過酸化水素を添加する方法が挙げられる。これにより、亜鉛溶液に含有される亜鉛（Ｚｎ）および鉄（Ｆｅ）のうち、鉄のみを沈殿させる。
水酸化鉄を析出させる方法としては、従来公知の方法を適宜採用でき、例えば、電位－ｐＨ図を参照して、亜鉛溶液のｐＨおよび酸化還元電位（ＯＲＰ）を調整し、撹拌する方法が挙げられる。酸化還元電位を調整する方法としては、例えば、過酸化水素を添加する方法が挙げられる。これにより、亜鉛溶液に含有される亜鉛（Ｚｎ）および鉄（Ｆｅ）のうち、鉄のみを沈殿させる。
【0053】
なお、上述したように、亜鉛溶液のＦｅ濃度は低く、除去すべき鉄の量は極端に少ないことから、固液分離の負荷、鉄沈殿物（水酸化鉄）の含水率に起因する液ロス、歩留の悪化などは、最小限に抑えられる。
【0054】
〈亜鉛溶液の電解：亜鉛の析出〉
次に、鉄などの不純物元素が除去された亜鉛溶液に電極（陰極および陽極）を入れて電解する。これにより、亜鉛溶液に含有される亜鉛（Ｚｎ）を、陰極表面に析出させる。
次に、鉄などの不純物元素が除去された亜鉛溶液に電極（陰極および陽極）を入れて電解する。これにより、亜鉛溶液に含有される亜鉛（Ｚｎ）を、陰極表面に析出させる。
【0055】
電極の条件は、特に限定されない。
例えば、陰極として、アルミニウム電極、陽極として、鉛－銀電極を用いる。
電極の際に、亜鉛溶液を水で希釈して、亜鉛濃度を例えば３０～８０ｇ／Ｌに調整してもよい。亜鉛溶液の硫酸濃度は、例えば１５０～２００ｇ／Ｌであり、亜鉛溶液の温度（液温）は、３０～５０℃が好ましい。亜鉛溶液には、にかわ、ゼラチン等の添加剤を添加してもよい。電解は、例えば３００～７００Ａ／ｍ２の電流密度で、定電流電解として実施する。
例えば、陰極として、アルミニウム電極、陽極として、鉛－銀電極を用いる。
電極の際に、亜鉛溶液を水で希釈して、亜鉛濃度を例えば３０～８０ｇ／Ｌに調整してもよい。亜鉛溶液の硫酸濃度は、例えば１５０～２００ｇ／Ｌであり、亜鉛溶液の温度（液温）は、３０～５０℃が好ましい。亜鉛溶液には、にかわ、ゼラチン等の添加剤を添加してもよい。電解は、例えば３００～７００Ａ／ｍ２の電流密度で、定電流電解として実施する。
【0056】
その後、析出した亜鉛（析出亜鉛）を陰極表面から剥離する。こうして、製鉄ダストから、亜鉛を回収できる。
このとき、上述したように、事前に、洗浄によって製鉄ダストからハロゲン（Ｆ、Ｃｌなど）が除去されているため、製鉄ダストから得られる亜鉛溶液のハロゲン濃度も少ない。その結果、ハロゲンに起因する不具合（陰極表面と析出亜鉛との密着、析出亜鉛の純度低下など）の発生が抑制される。
このとき、上述したように、事前に、洗浄によって製鉄ダストからハロゲン（Ｆ、Ｃｌなど）が除去されているため、製鉄ダストから得られる亜鉛溶液のハロゲン濃度も少ない。その結果、ハロゲンに起因する不具合（陰極表面と析出亜鉛との密着、析出亜鉛の純度低下など）の発生が抑制される。
【実施例0057】
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施例に限定されない。
【0058】
〈製鉄ダストの準備〉
製鉄ダストとして、１次ダストを還元して得られた２次ダストであるダストＥ１を用いた。ダストＥ１の成分組成の一部を下記表１に示す。
製鉄ダストとして、１次ダストを還元して得られた２次ダストであるダストＥ１を用いた。ダストＥ１の成分組成の一部を下記表１に示す。
【0059】
【表1】
【0060】
〈製鉄ダストの洗浄〉
次に、ダストＥ１を、洗浄液を用いて洗浄した。
より詳細には、まず、ダストＥ１と洗浄液とを、１／１０の質量比（ダストＥ１／洗浄液）で混合し、スラリーを得た。洗浄液としては、ｐＨ無調整の水を用いた。
得られたスラリーを、温度７０℃に制御しながら１時間攪拌した。その後、スラリーからダストＥ１を固液分離した。
洗浄（混合から固液分離までの処理）は、３回繰り返して実施した。洗浄後におけるダストＥ１の成分組成（ＦおよびＣｌのみ）を下記表２に示す。
次に、ダストＥ１を、洗浄液を用いて洗浄した。
より詳細には、まず、ダストＥ１と洗浄液とを、１／１０の質量比（ダストＥ１／洗浄液）で混合し、スラリーを得た。洗浄液としては、ｐＨ無調整の水を用いた。
得られたスラリーを、温度７０℃に制御しながら１時間攪拌した。その後、スラリーからダストＥ１を固液分離した。
洗浄（混合から固液分離までの処理）は、３回繰り返して実施した。洗浄後におけるダストＥ１の成分組成（ＦおよびＣｌのみ）を下記表２に示す。
【0061】
【表2】
【0062】
上記表１および表２に示す結果から、ダストＥ１を洗浄することにより、ダストＥ１のハロゲン（ＦおよびＣｌ）含有量が減少しており、ダストＥ１からハロゲンが除去されたことが分かった。また、洗浄の回数を増やすことにより、ハロゲンを除去する効果が増加する傾向が見られた。
【0063】
次に、洗浄液として、上述したｐＨ無調整の水のほか、水に水酸化ナトリウムを添加した複数種類のアルカリ性水溶液を用いて、上記と同様の条件（温度７０℃など）で、ダストＥ１を洗浄した。洗浄後における洗浄液の成分組成として、代表的に、Ｆ濃度（単位：ｍｇ／Ｌ）を測定した。結果を図２に示す。
【0064】
図２は、洗浄液のｐＨと洗浄後の洗浄液のＦ濃度との関係を示すグラフである。
図２のグラフに示すように、洗浄液のｐＨが上昇するに従い、洗浄後における洗浄液のＦ濃度が上昇しており、ダストＥ１からより多くのハロゲン（Ｆなど）が除去されたことが分かった。
図２のグラフに示すように、洗浄液のｐＨが上昇するに従い、洗浄後における洗浄液のＦ濃度が上昇しており、ダストＥ１からより多くのハロゲン（Ｆなど）が除去されたことが分かった。
【0065】
上記結果を踏まえて、改めて、ダストＥ１を洗浄した。
具体的には、ｐＨが１１．０のアルカリ水溶液を洗浄液として用いて、ダストＥ１と洗浄液とを、１／１０の質量比（ダストＥ１／洗浄液）で混合し、得られたスラリーを、温度７０℃に制御しながら１時間攪拌した。その後、スラリーからダストＥ１を固液分離した。洗浄（混合から固液分離までの処理）は、３回繰り返して実施した。
具体的には、ｐＨが１１．０のアルカリ水溶液を洗浄液として用いて、ダストＥ１と洗浄液とを、１／１０の質量比（ダストＥ１／洗浄液）で混合し、得られたスラリーを、温度７０℃に制御しながら１時間攪拌した。その後、スラリーからダストＥ１を固液分離した。洗浄（混合から固液分離までの処理）は、３回繰り返して実施した。
【0066】
〈製鉄ダストの溶解〉
次に、洗浄後のダストＥ１を、３／１０の質量比（ダストＥ１／酸液）で酸液に溶解させて、亜鉛溶液Ｆ１を得た。
より詳細には、まず、ダストＥ１を、上述した洗浄液（未使用）に再び添加し、次いで、過酸化水素を添加した。過酸化水素は、酸化還元電位の上昇が鈍り、頭打ちとなるまで添加した。具体的には、酸化還元電位を１．０Ｖまで上昇させた。その後、硫酸を添加してｐＨを３．０まで低下させた。このようにして得られたスラリーを、ｐＨを維持しつつ、温度５０℃に制御しながら１時間攪拌した。その後、ダストＥ１の残渣を固液分離し、ろ液を亜鉛溶液Ｆ１として回収した。
亜鉛溶液Ｆ１の成分組成の一部を下記表３に示す。
次に、洗浄後のダストＥ１を、３／１０の質量比（ダストＥ１／酸液）で酸液に溶解させて、亜鉛溶液Ｆ１を得た。
より詳細には、まず、ダストＥ１を、上述した洗浄液（未使用）に再び添加し、次いで、過酸化水素を添加した。過酸化水素は、酸化還元電位の上昇が鈍り、頭打ちとなるまで添加した。具体的には、酸化還元電位を１．０Ｖまで上昇させた。その後、硫酸を添加してｐＨを３．０まで低下させた。このようにして得られたスラリーを、ｐＨを維持しつつ、温度５０℃に制御しながら１時間攪拌した。その後、ダストＥ１の残渣を固液分離し、ろ液を亜鉛溶液Ｆ１として回収した。
亜鉛溶液Ｆ１の成分組成の一部を下記表３に示す。
【0067】
なお、下記表３には、比較のため、亜鉛溶液Ｆ２の成分組成も、併せて示す。
亜鉛溶液Ｆ２は、ｐＨが１．９の酸液を用い、かつ、酸化還元電位の調整を実施しないで、ダストＥ１の溶解をさせて得られた亜鉛溶液である。
亜鉛溶液Ｆ２は、ｐＨが１．９の酸液を用い、かつ、酸化還元電位の調整を実施しないで、ダストＥ１の溶解をさせて得られた亜鉛溶液である。
【0068】
また、下記表３には、比較のため、亜鉛溶液Ｆ３の成分組成も、併せて示す。
亜鉛溶液Ｆ３は、亜鉛溶液Ｆ１とは異なる手順によって得られた亜鉛溶液である。
すなわち、過酸化水素を添加する前に、まず、硫酸を添加してｐＨを３．０まで低下させた。このとき、上述したように、ダストＥ１のＦｅの溶解が生じたと考えられる。その後に、過酸化水素を添加したが、酸化還元電位は上昇せず、ｐＨが上昇した。
次いで、再び硫酸を添加してｐＨを低下させ、その後に、再び過酸化水素を添加したが、同様の挙動を示した。
更に、硫酸および過酸化水素を同様の手順で繰り返し添加したことで、最終的に、酸化還元電位の上昇が見られた。これはＦｅの溶解が、ほぼ終了したためと考えられる。
亜鉛溶液Ｆ３は、亜鉛溶液Ｆ１とは異なる手順によって得られた亜鉛溶液である。
すなわち、過酸化水素を添加する前に、まず、硫酸を添加してｐＨを３．０まで低下させた。このとき、上述したように、ダストＥ１のＦｅの溶解が生じたと考えられる。その後に、過酸化水素を添加したが、酸化還元電位は上昇せず、ｐＨが上昇した。
次いで、再び硫酸を添加してｐＨを低下させ、その後に、再び過酸化水素を添加したが、同様の挙動を示した。
更に、硫酸および過酸化水素を同様の手順で繰り返し添加したことで、最終的に、酸化還元電位の上昇が見られた。これはＦｅの溶解が、ほぼ終了したためと考えられる。
【0069】
【表3】
【0070】
上記表３に示す結果から分かるように、亜鉛溶液Ｆ１は、亜鉛溶液Ｆ２および亜鉛溶液Ｆ３と比較して、Ｆｅ濃度が低く、ダストＥ１からのＦｅの浸出を抑制できていることが分かった。
【0071】
〈金属亜鉛の添加および鉄沈殿物の析出〉
次に、亜鉛溶液Ｆ１に、金属亜鉛を添加して、セメンテーションを実施した。
具体的には、亜鉛溶液Ｆ１のｐＨを４．０に調整してから、亜鉛溶液Ｆ１の温度を７０℃に制御しながら、金属亜鉛として亜鉛粉末を添加して、２時間撹拌した。金属亜鉛の添加量は、亜鉛溶液Ｆ１に対して、５ｇ／Ｌとした。
こうして、亜鉛溶液Ｆ１に含有される鉛（Ｐｂ）などの不純物元素を、添加した金属亜鉛（亜鉛粉末）の表面に析出させた。その後、亜鉛溶液Ｆ１から、不純物元素が析出した金属亜鉛（亜鉛粉末）を固液分離した。
金属亜鉛の添加（その後の固液分離も含む）は、２回繰り返して実施した。
次に、亜鉛溶液Ｆ１に、金属亜鉛を添加して、セメンテーションを実施した。
具体的には、亜鉛溶液Ｆ１のｐＨを４．０に調整してから、亜鉛溶液Ｆ１の温度を７０℃に制御しながら、金属亜鉛として亜鉛粉末を添加して、２時間撹拌した。金属亜鉛の添加量は、亜鉛溶液Ｆ１に対して、５ｇ／Ｌとした。
こうして、亜鉛溶液Ｆ１に含有される鉛（Ｐｂ）などの不純物元素を、添加した金属亜鉛（亜鉛粉末）の表面に析出させた。その後、亜鉛溶液Ｆ１から、不純物元素が析出した金属亜鉛（亜鉛粉末）を固液分離した。
金属亜鉛の添加（その後の固液分離も含む）は、２回繰り返して実施した。
【0072】
次に、亜鉛溶液Ｆ１に、鉄沈殿物を析出させた。
具体的には、亜鉛溶液Ｆ１のｐＨを４．３まで上昇させてから、過酸化水素を添加した。このとき、ＯＲＰ計を用いて測定される酸化還元電位が上がり切るまで、過酸化水素を添加した。その後、３０分間撹拌し、鉄沈殿物として、水酸化鉄を析出させた。その後、亜鉛溶液Ｆ１から、鉄沈殿物（水酸化鉄）を固液分離した。
鉄沈殿物の析出（その後の固液分離も含む）後における亜鉛溶液Ｆ１の成分組成の一部を、下記表４に示す。
具体的には、亜鉛溶液Ｆ１のｐＨを４．３まで上昇させてから、過酸化水素を添加した。このとき、ＯＲＰ計を用いて測定される酸化還元電位が上がり切るまで、過酸化水素を添加した。その後、３０分間撹拌し、鉄沈殿物として、水酸化鉄を析出させた。その後、亜鉛溶液Ｆ１から、鉄沈殿物（水酸化鉄）を固液分離した。
鉄沈殿物の析出（その後の固液分離も含む）後における亜鉛溶液Ｆ１の成分組成の一部を、下記表４に示す。
【0073】
【表4】
【0074】
上記表４に示すように、金属亜鉛の添加および鉄沈殿物の析出の実施によって、その実施前（表３参照）と比較して、鉛（Ｐｂ）、スズ（Ｓｎ）、鉄（Ｆｅ）などが減少しており、これらの不純物元素が亜鉛溶液Ｆ１から除去されたことが分かった。
なお、亜鉛（Ｚｎ）が増えているのは、添加した金属亜鉛（亜鉛粉末）の一部が亜鉛溶液Ｆ１に溶解して溶出したためである。
なお、亜鉛（Ｚｎ）が増えているのは、添加した金属亜鉛（亜鉛粉末）の一部が亜鉛溶液Ｆ１に溶解して溶出したためである。
【0075】
ダストＥ１の成分組成（表１参照）と、亜鉛溶液Ｆ１の成分組成（表３参照）とに基づいて算出される亜鉛の浸出率は、９１質量％であった。
【0076】
ところで、亜鉛溶液Ｆ１よりもＦｅ濃度が高い亜鉛溶液Ｆ２（表３参照）についても、亜鉛溶液Ｆ１と同様にして、不純物元素を除去した。
しかし、亜鉛溶液Ｆ１と同程度のＦｅ濃度（表４参照）となるまでＦｅを除去するためには、亜鉛溶液Ｆ１と比べて、多量の鉄沈殿物（水酸化鉄）を析出させる必要があり、固液分離の際に液ロスが多く発生した。
これに対して、亜鉛溶液Ｆ１においては、鉄沈殿物の析出量が少なく、その結果、固液分離の際の負荷が少なく、また、液ロスも少量に抑制できた。
しかし、亜鉛溶液Ｆ１と同程度のＦｅ濃度（表４参照）となるまでＦｅを除去するためには、亜鉛溶液Ｆ１と比べて、多量の鉄沈殿物（水酸化鉄）を析出させる必要があり、固液分離の際に液ロスが多く発生した。
これに対して、亜鉛溶液Ｆ１においては、鉄沈殿物の析出量が少なく、その結果、固液分離の際の負荷が少なく、また、液ロスも少量に抑制できた。
【0077】
〈亜鉛溶液の電解〉
次に、亜鉛溶液Ｆ１に、電極（陰極および陽極）を入れて、電解を実施した。
具体的には、純水で希釈して亜鉛濃度を４５ｇ／Ｌに調整した亜鉛溶液Ｆ１を電解液として、５００ｍＬの電解槽に投入し、これに、有効な電極面積が約５０ｍｍ×５０ｍｍである板状の電極（陰極および陽極）を入れた。陰極としては、アルミニウム電極を用い、かつ、陽極としては、０．８質量％の銀が添加された鉛電極（鉛－銀電極）を用いた。電極間距離は、３０ｍｍとした。ゼラチンを０．１ｇ／Ｌの添加量で添加し、液温を４０℃に制御して、５００Ａ／ｍ２の電流密度で、定電流電解を２４時間連続で実施した。電解を開始してから６および１２時間経過後に、電解液の半分を抜き出し、亜鉛濃度を９０ｇ／Ｌに調整した亜鉛溶液Ｆ１と入れ替えて、電解液の亜鉛濃度を維持した。
次に、亜鉛溶液Ｆ１に、電極（陰極および陽極）を入れて、電解を実施した。
具体的には、純水で希釈して亜鉛濃度を４５ｇ／Ｌに調整した亜鉛溶液Ｆ１を電解液として、５００ｍＬの電解槽に投入し、これに、有効な電極面積が約５０ｍｍ×５０ｍｍである板状の電極（陰極および陽極）を入れた。陰極としては、アルミニウム電極を用い、かつ、陽極としては、０．８質量％の銀が添加された鉛電極（鉛－銀電極）を用いた。電極間距離は、３０ｍｍとした。ゼラチンを０．１ｇ／Ｌの添加量で添加し、液温を４０℃に制御して、５００Ａ／ｍ２の電流密度で、定電流電解を２４時間連続で実施した。電解を開始してから６および１２時間経過後に、電解液の半分を抜き出し、亜鉛濃度を９０ｇ／Ｌに調整した亜鉛溶液Ｆ１と入れ替えて、電解液の亜鉛濃度を維持した。
【0078】
こうして、２４時間の連続電解を実施することにより、陰極（アルミニウム電極）表面に亜鉛を析出させた。その後、析出亜鉛を陰極表面から剥離した。
このとき、陰極表面と析出亜鉛との過剰な密着は認められず、析出亜鉛を、陰極表面から容易に剥離して、回収できた。回収した析出亜鉛の質量は、４２．３ｇであった。
このとき、陰極表面と析出亜鉛との過剰な密着は認められず、析出亜鉛を、陰極表面から容易に剥離して、回収できた。回収した析出亜鉛の質量は、４２．３ｇであった。
【0079】
回収した析出亜鉛（析出亜鉛Ｇ１）を、ＩＣＰ－ＭＳを用いて定性分析し、微量の金属元素を同定し、その後、定量分析した。検出した微量の金属元素の含有量を１００質量％から減じる差分法により、回収した析出亜鉛Ｇ１のＺｎ含有量を算出した。結果を下記表５に示す。
【0080】
【表5】
【0081】
上記表５に示すように、回収した析出亜鉛Ｇ１のＺｎ含有量は、非常に高く、製鉄ダスト（ダストＥ１）のみから、高純度の亜鉛を回収できたことが分かった。
【図1】
【図2】