特開 2025-8671 亜鉛硫化物の粒径制御方法

(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】P2025008671

(43)【公開日】2025-01-20

(54)【発明の名称】亜鉛硫化物の粒径制御方法

(51)【国際特許分類】

   C22B 23/00 20060101AFI20250109BHJP

   C22B 3/08 20060101ALI20250109BHJP

   C22B 3/44 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

C22B23/00 102

C22B3/08

C22B3/44 101B

C22B3/44 101A

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023111035

(22)【出願日】2023-07-05

(71)【出願人】

【識別番号】000183303

【氏名又は名称】住友金属鉱山株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067736

【弁理士】

【氏名又は名称】小池 晃

(74)【代理人】

【識別番号】100192212

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 貴明

(74)【代理人】

【識別番号】100200001

【弁理士】

【氏名又は名称】北原 明彦

(72)【発明者】

【氏名】山本 堅士

(72)【発明者】

【氏名】柴山 敬介

【テーマコード（参考）】

4K001

【Ｆターム（参考）】

4K001AA07

4K001AA19

4K001BA02

4K001DB03

4K001DB23

4K001DB24

(57)【要約】

【課題】形成される亜鉛硫化物のろ過性を改善するとともに、ニッケル回収率の低下を抑制することができる亜鉛硫化物の粒径制御方法を提供する。
【解決手段】ニッケル酸化鉱石の湿式製錬において分離する亜鉛硫化物の粒径制御方法であって、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬は、少なくとも、上述した浸出工程Ｓ２と、固液分離工程Ｓ４と、中和工程Ｓ５と、脱亜鉛工程Ｓ６と、ニッケル回収工程Ｓ７を有し、中和工程において、浸出液中に浸出残渣の一部を添加し、かつ中和終液のｐＨが３．０～３．５になるように調整するとともに、脱亜鉛工程における亜鉛硫化物の澱物の一部を種晶として繰り返し中和終液に添加することによって、亜鉛硫化物のメジアン径Ｄ５０が５μｍ以上の粒径の澱物となるように調整し、亜鉛硫化物の粒径の調整は、亜鉛硫化物の下記式１で表されるカルシウム品位比率を計測し、カルシウム品位比率の値に応じて中和終液の亜鉛１モル当たりに対する種晶の添加量を増減させることを特徴とする。
（カルシウム品位比率）＝（Ｃａ品位／（Ｎｉ品位＋Ｃｏ品位＋Ｃｕ品位＋Ｆｅ品位）） ・・・式１
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ニッケル酸化鉱石の湿式製錬において分離する亜鉛硫化物の粒径制御方法であって、
前記ニッケル酸化鉱石の湿式製錬は、少なくとも、
前記ニッケル酸化鉱石のスラリーに硫酸を添加して高温高圧下で浸出して浸出スラリーとする浸出工程と、
前記浸出スラリーを多段洗浄しながら、浸出残渣を分離して、ニッケル及びコバルトとともに不純物元素を含む浸出液を得る固液分離工程と、
前記浸出液のｐＨを調整し、不純物元素を含む中和澱物を分離して、ニッケル及びコバルトとともに亜鉛を含む中和終液を得る中和工程と、
前記中和終液に、硫化水素ガスを添加することにより亜鉛硫化物を形成し、該亜鉛硫化物を分離して、ニッケル及びコバルトを含むニッケル回収用母液を得る脱亜鉛工程と、
前記ニッケル回収用母液に、硫化水素ガスを添加することによりニッケル及びコバルトを含む混合硫化物を形成し、該混合硫化物を分離するニッケル回収工程
を有し、
前記中和工程において、前記浸出液中に前記浸出残渣の一部を添加し、かつ前記中和終液のｐＨが３．０～３．５になるように調整するとともに、前記脱亜鉛工程における前記亜鉛硫化物の澱物の一部を種晶として繰り返し前記中和終液に添加することによって、前記亜鉛硫化物のメジアン径Ｄ５０が５μｍ以上の粒径の澱物となるように調整し、
前記亜鉛硫化物の粒径の調整は、該亜鉛硫化物の下記式１で表されるカルシウム品位比率を計測し、該カルシウム品位比率の値に応じて前記中和終液の亜鉛１モル当たりに対する前記種晶の添加量を増減させることを特徴とする、亜鉛硫化物の粒径制御方法。
（カルシウム品位比率）＝（Ｃａ品位／（Ｎｉ品位＋Ｃｏ品位＋Ｃｕ品位＋Ｆｅ品位）） ・・・式１

【請求項2】

前記亜鉛硫化物の粒径の調整における前記種晶の添加量は、前記カルシウム品位比率の値が相対的に大きくなった時に前記種晶の添加量を増加させ、前記カルシウム品位比率の値が相対的に小さくなった時に前記種晶の添加量を減少させることを特徴とする、請求項１に記載の亜鉛硫化物の粒径制御方法。

【請求項3】

前記亜鉛硫化物の前記カルシウム品位比率と、亜鉛１モル当たりの前記種晶の添加量の関係が、下記（１）乃至（３）の基準に基づくものであることを特徴とする、請求項１に記載の亜鉛硫化物の粒径制御方法。
（１）前記亜鉛硫化物のカルシウム品位比率が０．０１以上、０．０５未満のとき、亜鉛１モル当たりの前記種晶の添加量を５ｇ／ｍｏｌ－Ｚｎ以上、５０ｇ／ｍｏｌ－Ｚｎ以下とする。
（２）前記亜鉛硫化物のカルシウム品位比率が０．０５以上、０．１未満のとき、亜鉛１モル当たりの前記種晶の添加量を１５ｇ／ｍｏｌ－Ｚｎ以上、５０ｇ／ｍｏｌ－Ｚｎ以下とする。
（３）前記亜鉛硫化物のカルシウム品位比率が０．１以上、０．５未満のとき、亜鉛１モル当たりの前記種晶の添加量を２５ｇ／ｍｏｌ－Ｚｎ以上、５０ｇ／ｍｏｌ－Ｚｎ以下とする。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬における脱亜鉛工程での亜鉛硫化物の粒径制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ニッケル酸化鉱石の湿式製錬法として、硫酸を用いた高圧酸浸出（HPAL：High Pressure Acid Leaching）法がある。この方法は、乾燥及び焙焼工程等の乾式処理工程を含まず、一貫した湿式工程からなるので、エネルギー的及びコスト的に有利であるとともに、ニッケル品位を５０質量％程度まで向上させたニッケルコバルト混合硫化物を得ることができるという利点を有している。

【0003】

高圧酸浸出（HPAL）法は、鉱石のスラリーに硫酸を添加し、２２０～２８０℃の温度条件で撹拌処理して、浸出スラリーを形成する浸出工程、浸出スラリーを多段洗浄して、ニッケル及びコバルトを含む浸出液と浸出残渣を得る固液分離工程、浸出液のｐＨを調整すると共に、不純物元素を含む中和澱物を生成した後、これをシックナーで沈降分離して中和澱物を除去するとともにニッケル及びコバルトを含む中和終液を得る中和工程、中和終液に硫化水素等の硫化剤を添加することにより亜鉛を含む混合硫化物を生成した後、これを分離除去して脱亜鉛終液を得る脱亜鉛工程、及び、脱亜鉛終液に硫化水素ガスを吹きこみ、ニッケル及びコバルトを含む硫化物と貧液を形成するニッケル回収工程、などを有する。

【0004】

脱亜鉛工程では、中和終液を硫化反応槽内に導入し、硫化水素ガスや水硫化ソーダ等の硫化剤を添加することによって中和終液中に含有される亜鉛や銅等を硫化し、その後ろ過機で固液分離して亜鉛硫化物とニッケル及びコバルトを含むニッケル回収用母液を得る。脱亜鉛工程にて生成される脱亜鉛澱物を含むスラリーには、硫化水素が含まれることから、ろ過機には、密閉型の加圧ろ過機等が使用される。ろ過機による固液分離では、ろ布の表面に脱亜鉛澱物が付着して抵抗となり、通液時間の増加に伴い流量が徐々に低下する。このため定期的に通液を停止してろ布に付着した脱亜鉛澱物を除去する必要がある。脱亜鉛澱物の粒径が小さい場合、ろ布の目詰まりが起こりやすく、通液流量が著しく低下するとともに、通液を停止して澱物を除去する頻度が増加する。したがって、安定的に操業負荷を維持する面で、粒子の粒径を大きく保つことが望ましい。

【0005】

一方、脱亜鉛工程の前段の中和工程では、脱亜鉛工程での硫化度を上昇させて亜鉛の硫化反応性を向上させ、硫化剤の添加量を低減してニッケルの共沈を防止するために、中和終液のｐＨを３．０～３．５（本明細書中において「～」は、下限以上、上限以下を意味するものとする。以下同じ）に調整することが望ましいことが知られている(例えば、特許文献３参照)。

【0006】

また、中和工程で添加されるｐＨ調整剤は、石灰石などのカルシウム塩が一般的であり、溶解度を超えない範囲で液中にカルシウムがイオンとして残存し、溶解度を越えた部分は液中の硫酸イオンと結合して石膏を形成する。中和工程では、生成した石膏をシックナーで沈降分離し、中和終液を得ているが、ｐＨが３．０～３．５の場合には、中和剤の添加量の増加に伴い、中和反応槽での未反応中和剤が増加し、微細な粒子状のものはシックナーで除去しきれず次工程に持ち込まれる。この場合、中和終液貯槽および脱亜鉛反応槽内でも石膏が生成し、脱亜鉛澱物とともにろ過機で捕集され、ろ布の目詰まりを引き起こすことが確認されていた。

【0007】

表１は、ｐＨ２．９とｐＨ３．２の中和終液を４時間保温静置した場合の濁度成分の変化を示す表である。例えば、中和工程にてシックナーで中和澱物を沈降分離した直後のｐＨが２．９と３．２の２つの中和終液を、それぞれ脱亜鉛反応槽での滞留時間並みの４時間保温静置した場合には、ｐＨ３．２の場合のみ石膏生成により濁度成分が相対比６倍にまで上昇し（表１参照）、脱亜鉛ろ過機にてろ布の目詰まりが発生し、通液流量が低下していた。したがって、中和終液のｐＨを３．０～３．５に維持しつつ、微細石膏による脱亜鉛ろ過機での目詰まりを防止する方法が求められていた。

【0008】

【表1】

【0009】

このような従来の課題に対して、例えば、特許文献１では、脱亜鉛工程での種晶添加量を制御することで、ニッケル回収用母液の亜鉛の濃度を低下させる技術が提案されている。また、特許文献２では、脱亜鉛工程の前工程である中和工程終液の濁度成分を低下させることで、脱亜鉛工程のろ布の寿命延長化を図る技術が提案されている。また、特許文献３では、中和工程終液のｐＨが３．０～３．５になるように調整するとともに、その中和終液の濁度が１００～４００ＮＴＵになるように懸濁物を残留させ、ろ過性を向上させる技術が提案されている。

【0010】

上記の特許文献１～３に示される技術により、ろ過性は向上したとされているが、その原因についての具体的な言及はなく、石膏によるろ布の目詰まりの問題についての技術的な回避は不十分であって、更なる技術開発が望まれていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特開２０１９－１３７９０３号公報

【特許文献2】特開２０１４―０７４２３３号公報

【特許文献3】特開２０１０－０３７６２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明は、このような状況を解決するためになされたものであり、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬法に係る脱亜鉛工程において、形成される亜鉛硫化物のろ過性を改善するとともに、ニッケル回収率の低下を抑制することができる亜鉛硫化物の粒径制御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】

【0013】

上記目的を達成するために、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、亜鉛硫化物（脱亜鉛澱物）のカルシウム品位比率に応じて、溶液中の亜鉛当たりの種晶添加量を変化させることで、ろ過性に優れるメジアン径５μｍ以上の澱物を生成できることを見出し、本発明を完成した。

【0014】

すなわち、本発明の一態様は、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬において分離する亜鉛硫化物の粒径制御方法であって、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬は、少なくとも、ニッケル酸化鉱石のスラリーに硫酸を添加して高温高圧下で浸出して浸出スラリーとする浸出工程と、浸出スラリーを多段洗浄しながら、浸出残渣を分離して、ニッケル及びコバルトとともに不純物元素を含む浸出液を得る固液分離工程と、浸出液のｐＨを調整し、不純物元素を含む中和澱物を分離して、ニッケル及びコバルトとともに亜鉛を含む中和終液を得る中和工程と、中和終液に、硫化水素ガスを添加することにより亜鉛硫化物を形成し、亜鉛硫化物を分離して、ニッケル及びコバルトを含むニッケル回収用母液を得る脱亜鉛工程と、ニッケル回収用母液に、硫化水素ガスを添加することによりニッケル及びコバルトを含む混合硫化物を形成し、該混合硫化物を分離するニッケル回収工程を有し、中和工程において、浸出液中に浸出残渣の一部を添加し、かつ中和終液のｐＨが３．０～３．５になるように調整するとともに、脱亜鉛工程における亜鉛硫化物の澱物の一部を種晶として繰り返し中和終液に添加することによって、亜鉛硫化物のメジアン径Ｄ５０が５μｍ以上の粒径の澱物となるように調整し、亜鉛硫化物の粒径の調整は、亜鉛硫化物の下記式１で表されるカルシウム品位比率を計測し、カルシウム品位比率の値に応じて中和終液の亜鉛１モル当たりに対する種晶の添加量を増減させることを特徴とする。
（カルシウム品位比率）＝（Ｃａ品位／（Ｎｉ品位＋Ｃｏ品位＋Ｃｕ品位＋Ｆｅ品位）） ・・・式１

【0015】

このとき、本発明の一態様では、亜鉛硫化物の粒径の調整における種晶の添加量は、カルシウム品位比率の値が相対的に大きくなった時に種晶の添加量を増加させ、カルシウム品位比率の値が相対的に小さくなった時に種晶の添加量を減少させるとしてもよい。

【0016】

また、本発明の一態様では、亜鉛硫化物のカルシウム品位比率と、亜鉛１モル当たりの種晶の添加量の関係が、下記（１）乃至（３）の基準に基づくものであるとしてもよい。
（１）亜鉛硫化物のカルシウム品位比率が０．０１以上、０．０５未満のとき、亜鉛１モル当たりの種晶の添加量を５ｇ／ｍｏｌ－Ｚｎ以上、５０ｇ／ｍｏｌ－Ｚｎ以下とする。
（２）亜鉛硫化物のカルシウム品位比率が０．０５以上、０．１未満のとき、亜鉛１モル当たりの種晶の添加量を１５ｇ／ｍｏｌ－Ｚｎ以上、５０ｇ／ｍｏｌ－Ｚｎ以下とする。
（３）亜鉛硫化物のカルシウム品位比率が０．１以上、０．５未満のとき、亜鉛１モル当たりの種晶の添加量を２５ｇ／ｍｏｌ－Ｚｎ以上、５０ｇ／ｍｏｌ－Ｚｎ以下とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬法に係る脱亜鉛工程において、形成される亜鉛硫化物のろ過性を改善するとともに、ニッケル回収率の低下を抑制することができる。すなわち、脱亜鉛工程における微細石膏による脱亜鉛澱物の粒径低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】ニッケル酸化鉱石の高圧酸浸出法による湿式製錬方法のプロセスを示す工程図である。

【図2】脱亜鉛工程における脱亜鉛澱物のカルシウム品位比率に応じた種晶添加量と脱亜鉛澱物粒径の関係を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明に係る亜鉛硫化物の粒径制御方法について図面を参照しながら以下の順序で説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更可能である。
１．ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法
２．亜鉛硫化物の粒径制御方法

【0020】

＜１．ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法＞
先ず、亜鉛硫化物の粒径制御方法のより具体的な説明に先立ち、本発明に係るニッケル亜鉛硫化物の粒径制御方法が適用されるニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法について簡単に説明する。このニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法は、高圧酸浸出法（ＨＰＡＬ法）を用いて、ニッケル酸化鉱石からニッケル及びコバルトを浸出させて回収する湿式製錬方法である。図１に、ニッケル酸化鉱石の高圧酸浸出法による湿式製錬方法の工程（プロセス）図の一例を示す。

【0021】

スラリー調製工程Ｓ１では、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石を用いて、数種類のニッケル酸化鉱石を所定のＮｉ品位、不純物品位となるように混合し、それらを水と混合してスラリー化し、篩にかけて所定の分級点で分級してオーバーサイズの鉱石粒子を除去した後に、アンダーサイズの鉱石のみを使用する。

【0022】

浸出工程Ｓ２では、スラリー調製工程Ｓ１で得られたニッケル酸化鉱石のスラリーに対して、例えば高圧酸浸出法を用いた浸出処理を施す。具体的には、原料となるニッケル酸化鉱石を混合等して得られた鉱石スラリーに硫酸を添加し、例えば耐熱耐圧容器（オートクレーブ）を用いて、２２０～２８０℃の高い温度条件下で３～５ＭＰａに加圧することによって鉱石からニッケル、コバルト等を浸出し、浸出液と浸出残渣とからなる浸出スラリーを形成する。

【0023】

浸出工程Ｓ２では、浸出率を向上させる観点から過剰の硫酸を加えるようにしている。そのため、得られた浸出スラリーには浸出反応に関与しなかった余剰の硫酸が含まれていて、そのｐＨは非常に低い。

【0024】

このことから、予備中和工程Ｓ３では、次工程の固液分離工程Ｓ４における多段洗浄時に効率よく洗浄が行われるように、浸出工程Ｓ２にて得られた浸出スラリーのｐＨを高めて所定の範囲に調整する。ｐＨの調整方法としては、例えば石灰石（炭酸カルシウム）スラリー等の中和剤を添加することによって所定の範囲のｐＨに調整する。

【0025】

固液分離工程Ｓ４では、予備中和工程Ｓ３にてｐＨ調整された浸出スラリーを多段洗浄して、ニッケル及びコバルトのほか不純物元素として亜鉛を含む浸出液と浸出残渣とを得る。

【0026】

中和工程Ｓ５では、固液分離工程Ｓ４にて分離された浸出液のｐＨを調整し、不純物元素を含む中和澱物を分離して、ニッケル及びコバルトと共に亜鉛を含む中和終液を得る。浸出液のｐＨは、石灰石（炭酸カルシウム）スラリー等の中和剤を添加することで調整される。

【0027】

脱亜鉛工程Ｓ６では、中和工程Ｓ５から得られた中和終液に硫化水素ガス等の硫化剤を添加して硫化処理を施すことにより亜鉛硫化物（脱亜鉛澱物）を生成させ、その亜鉛硫化物を分離除去してニッケル及びコバルトを含むニッケル回収用母液（脱亜鉛終液）を得る。脱亜鉛工程Ｓ６では、微加圧された反応槽にて粗硫酸ニッケル溶液に硫化水素ガス等の硫化剤を添加することで含まれる亜鉛を硫化し、亜鉛硫化物とニッケル回収用母液とを生成する。本発明に係る亜鉛硫化物の粒径制御方法は、この脱亜鉛工程Ｓ６において適用される。詳細については後述する。

【0028】

その後、ニッケル回収工程Ｓ７では、脱亜鉛工程Ｓ６後のニッケル回収用母液である脱亜鉛終液を硫化反応始液として、その硫化反応始液に対して硫化剤としての硫化水素ガスを吹き込むことによって硫化反応を生じさせ、不純物成分の少ないニッケル及びコバルトの混合硫化物と、ニッケル及びコバルトの濃度を低い水準で安定させた貧液とを生成させる。

【0029】

最終中和工程Ｓ８は、上述した固液分離工程Ｓ４から移送された遊離硫酸を含む浸出残渣と、ニッケル回収工程Ｓ７から移送されたマグネシウムやアルミニウム、鉄等の不純物を含むろ液（貧液）の中和を行う。浸出残渣やろ液は、中和剤によって所定のｐＨ範囲に調整され、廃棄スラリー（テーリング）となる。生成されたテーリングは、テーリングダム（廃棄物貯留場）に移送される。

【0030】

＜２．亜鉛硫化物の粒径制御方法＞
これまで、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法のフローを一通り説明してきたが、本発明に係る亜鉛硫化物の粒径制御方法は、主に、脱亜鉛工程Ｓ６において分離除去する亜鉛硫化物（脱亜鉛澱物）を生成させるに際して、微細粒子によるろ布の目詰まりを防止するために、亜鉛硫化物の粒径を所定の大きさ以上となるように制御するための方法である。

【0031】

本発明の一態様は、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬において分離する亜鉛硫化物の粒径制御方法であって、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬は、少なくとも、上述した浸出工程Ｓ２と、固液分離工程Ｓ４と、中和工程Ｓ５と、脱亜鉛工程Ｓ６と、ニッケル回収工程Ｓ７を有し、中和工程において、浸出液中に浸出残渣の一部を添加し、かつ中和終液のｐＨが３．０～３．５になるように調整するとともに、脱亜鉛工程における亜鉛硫化物の澱物の一部を種晶として繰り返し中和終液に添加することによって、亜鉛硫化物のメジアン径Ｄ５０が５μｍ以上の粒径の澱物となるように調整し、亜鉛硫化物の粒径の調整は、亜鉛硫化物の下記式１で表されるカルシウム品位比率を計測し、カルシウム品位比率の値に応じて中和終液の亜鉛１モル当たりに対する種晶の添加量を増減させることを特徴とする。
（カルシウム品位比率）＝（Ｃａ品位／（Ｎｉ品位＋Ｃｏ品位＋Ｃｕ品位＋Ｆｅ品位）） ・・・式１

【0032】

本発明に係る亜鉛硫化物の粒径制御方法では、中和工程Ｓ５において、浸出液中に浸出工程Ｓ２で生じた浸出残渣の一部を添加し、かつ中和終液のｐＨが３．０～３．５になるように調整する。最終のｐＨが３．０未満となる反応条件では、遊離硫酸の中和が不十分なので加水分解反応が進まず、鉄、アルミニウム、クロム等の不純物元素濃度が目標値まで低下しなくなる。また、次工程である脱亜鉛工程Ｓ６で生成する亜鉛硫化物が再溶解してしまう。一方、最終のｐＨが３．５を超える反応条件では、液中に含まれるＳＳ（微粒子成分）量の制御が難しく、脱亜鉛工程Ｓ６へ持ち込まれる粒子量が多くなる結果、脱亜鉛工程におけるスラリーのろ過性を悪化させてしまう。また、脱亜鉛工程Ｓ６において亜鉛だけではなく、ニッケル及びコバルトの一部も析出してしまう。

【0033】

浸出液中に浸出残渣を添加することによって、硫化反応が液中の懸濁物を核として進行されるので、生成される亜鉛硫化物中の微細粒子の割合としては、懸濁物がないときの亜鉛硫化物の場合と比べて少なくなる。このため、懸濁物がないときの亜鉛硫化物の場合と比べて、粘性が低い亜鉛硫化物が形成される。このように、浸出液中に浸出残渣を添加することによって、亜鉛硫化物中の微細粒子割合の低下、亜鉛硫化物の粘性の低下などにより、亜鉛硫化物のろ過性が改善されるので、ろ布の目詰まりが起こりにくくなり、ろ布の洗浄作業及び交換作業の頻度を大幅に低減することができる。浸出残渣の添加量としては、例えば、特許文献３に記載されているような、中和終液中の濁度が１００～４００ＮＴＵとなる量（浸出液１Ｌ当たり７～２２．５ｇ）とすることができる。

【0034】

脱亜鉛工程Ｓ６では、中和工程Ｓ５を経て移送された中和終液が硫化反応槽に供給されたのち、硫化反応槽の気相部に硫化水素ガスが吹き込まれることによって硫化反応が生じ、溶液中に含まれていた亜鉛硫化物（脱亜鉛澱物）が生成する。その後、亜鉛硫化物を含むスラリーがフィルタプレス等の濾過装置に供給され、濾過処理が行われる。濾過装置において、スラリー中に含まれていた亜鉛硫化物を含む残渣（脱亜鉛残渣）とニッケル回収用母液とが分離される。

【0035】

脱亜鉛澱物のメジアン径Ｄ５０は、５μｍ以上が好ましい。５μｍ未満では著しくろ過性が悪化してしまう。なお、メジアン径Ｄ５０は、それぞれの粒子の体積を粒径の小さい側から累積し、その累積体積が全粒子の合計体積の５０％となる粒径を意味する。メジアン径Ｄ５０は、レーザ光回折散乱式粒度分析計で測定した体積積算値から求めることができる。

【0036】

本発明では、分離回収された亜鉛硫化物を含む脱亜鉛残渣の一部は、脱亜鉛工程Ｓ６の硫化反応槽に繰り返して添加される。硫化反応槽に繰り返された脱亜鉛残渣中の亜鉛硫化物は、その硫化反応槽内にて生じる硫化反応の種晶として働き、始液中の亜鉛の硫化物化の効率を高める。また、種晶を添加して反応させることで、生成する亜鉛硫化物の粒径を制御することもでき、濾過装置における濾過性を向上させることができる。

【0037】

図２は、脱亜鉛工程Ｓ６における脱亜鉛澱物のカルシウム品位比率に応じた種晶添加量と脱亜鉛澱物粒径の関係を示した図である。なお、本発明におけるカルシウム品位比率は、
（カルシウム品位比率）＝（Ｃａ品位／（Ｎｉ品位＋Ｃｏ品位＋Ｃｕ品位＋Ｆｅ品位）） ・・・式１
で表される。また、脱亜鉛澱物の種晶添加量の単位である「ｇ／ｍｏｌ－Ｚｎ」は、中和終液中のＺｎ濃度１モル当たりの種晶添加量（ｇ）を示す。

【0038】

図２に示されているように、カルシウム品位比率に応じて区分した種晶添加量と脱亜鉛澱物粒径の関係には相関があることを本発明者は見出した。特に脱亜鉛澱物のカルシウム品位比率が上昇した際、すなわち石膏生成量が増加した際には、脱亜鉛澱物の粒径が相対的に低下し、ろ布目詰まりの原因となる５μｍ以下の澱物の発生頻度が増加する。このため、亜鉛硫化物（脱亜鉛澱物）中のカルシウム品位比率が高い場合には、中和終液に添加する種晶の量を増加させることによって、生成する亜鉛硫化物の粒径を大きくすることができる。

【0039】

したがって、本発明の一態様では、亜鉛硫化物の粒径の調整における種晶の添加量は、カルシウム品位比率の値が相対的に大きくなった時に種晶の添加量を増加させ、カルシウム品位比率の値が相対的に小さくなった時に種晶の添加量を減少させることが好ましい。

【0040】

より具体的には、亜鉛硫化物のカルシウム品位比率と、亜鉛１モル当たりの種晶の添加量の関係が、下記（１）乃至（３）の基準に基づくものが好ましい。
（１）亜鉛硫化物のカルシウム品位比率が０．０１以上、０．０５未満のとき、亜鉛１モル当たりの種晶の添加量を５ｇ／ｍｏｌ－Ｚｎ以上、５０ｇ／ｍｏｌ－Ｚｎ以下とする。
（２）亜鉛硫化物のカルシウム品位比率が０．０５以上、０．１未満のとき、亜鉛１モル当たりの種晶の添加量を１５ｇ／ｍｏｌ－Ｚｎ以上、５０ｇ／ｍｏｌ－Ｚｎ以下とする。
（３）亜鉛硫化物のカルシウム品位比率が０．１以上、０．５未満のとき、亜鉛１モル当たりの種晶の添加量を２５ｇ／ｍｏｌ－Ｚｎ以上、５０ｇ／ｍｏｌ－Ｚｎ以下とする。

【0041】

亜鉛硫化物中の各金属品位を測定する手段は特に限定はされないが、例えば、蛍光Ｘ線分析法やＩＣＰ発光分光分析法や原子吸光分析法を用いることができる。一例として、脱亜鉛工程Ｓ６におけるろ過後に得られる亜鉛硫化物（脱亜鉛澱物）から一部を抜き出して測定すればよい。

【0042】

以上、説明したように、本発明に係る亜鉛硫化物の粒径制御方法では、ニッケル及びコバルトとともに亜鉛を含む中和終液に、硫化水素ガスを添加することにより亜鉛硫化物を形成し、亜鉛硫化物を分離して、ニッケル及びコバルトを含むニッケル回収用母液を得る脱亜鉛工程に際して、形成される亜鉛硫化物のろ過性を改善し、ろ布の目詰まりを防止し、ろ布の洗浄作業及び交換作業の頻度を低減することができる。したがって、亜鉛硫化物に付随してロスとなっていたニッケルを回収することも可能となるため、その工業的価値は極めて大きい。

【0043】

また、本発明によれば、中和終液のｐＨを３．０～３．５に保ち、脱亜鉛工程での効率的な反応を維持しつつ、脱亜鉛澱物の粒径を粗大化させることで、ろ過機の通液流量の著しい低下及びろ布の目詰まりを防止することができる。

【実施例0044】

以下、本発明について、実施例および比較例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではない。

【0045】

様々な条件で脱亜鉛処理して得た試料のうち、６試料を抜き出し、それぞれの中和終液のｐHと、脱亜鉛澱物のカルシウム品位比率、種晶添加量（g/mol-Zn）、脱亜鉛澱物の粒子径（Ｄ５０）の関係を検討した。結果を表２に示す。

【0046】

表２に示すように、種晶添加量が２５g/mol-Zn以上の際には、脱亜鉛澱物のカルシウム品位比率が０．１～０．５と高い場合、すなわち石膏生成量が多く、脱亜鉛澱物のカルシウム品位が高い場合においても、脱亜鉛澱物粒径を５μｍ以上とすることができることが分かった。

【0047】

【表2】

【0048】

以上より、本発明の一態様に亜鉛硫化物の粒径制御方法によれば、目的とする粒径の亜鉛硫化物を生成させることができ、形成される亜鉛硫化物のろ過性を改善できることが実証された。

【0049】

なお、上記のように本発明の一実施形態および各実施例について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。

【0050】

例えば、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、亜鉛硫化物の粒径制御方法の構成も本発明の一実施形態および各実施例で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。

【符号の説明】

【0051】

Ｓ１ スラリー調製工程、Ｓ２ 浸出工程、Ｓ３ 予備中和工程、Ｓ４ 固液分離工程、Ｓ５ 中和工程、Ｓ６ 脱亜鉛工程、Ｓ７ ニッケル回収工程、Ｓ８ 最終中和工程

【図1】

【図2】