特許 7126972 Ｓｎの除去方法およびＰｂの製造方法

(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】

(24)【登録日】2022-08-19

(45)【発行日】2022-08-29

(54)【発明の名称】Ｓｎの除去方法およびＰｂの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C22B 13/02 20060101AFI20220822BHJP

   C22B 7/04 20060101ALI20220822BHJP

   C22B 9/10 20060101ALI20220822BHJP

   C22B 13/06 20060101ALI20220822BHJP

   C25C 3/34 20060101ALI20220822BHJP

【ＦＩ】

C22B13/02

C22B7/04 A

C22B9/10 101

C22B13/06

C25C3/34 B

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019047633

(22)【出願日】2019-03-14

(65)【公開番号】P2020147813

(43)【公開日】2020-09-17

【審査請求日】2021-09-09

(73)【特許権者】

【識別番号】502362758

【氏名又は名称】ＪＸ金属株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(72)【発明者】

【氏名】武井 琢真

(72)【発明者】

【氏名】小野 瑛基

(72)【発明者】

【氏名】薄井 正治郎

(72)【発明者】

【氏名】沼田 誠

【審査官】岡田 隆介

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－２１４０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２３４３５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０５９２１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１５７２４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２２Ｂ １３／０２

Ｃ２２Ｂ ７／０４

Ｃ２２Ｂ ９／１０

Ｃ２２Ｂ １３／０６

Ｃ２５Ｃ ３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハリス炉において、溶融粗Ｐｂメタルに対してソーダ処理を行うソーダ処理工程と、
前記ソーダ処理で発生するＳｎスカムを、目の大きい第１網で掬った後、前記第１網よりも目の小さい第２網で掬うことでＳｎスカムを除去する除去工程と、を含むことを特徴とするＳｎの除去方法。

【請求項2】

前記第１網は、３ｍｍ～５ｍｍの目を有し、
前記第２網は、１．５ｍｍ以下の目を有することを特徴とする請求項１記載のＳｎの除去方法。

【請求項3】

前記Ｓｎスカムを、前記第１網で複数回掬った後に、前記第２網で掬うことを特徴とする請求項１または２に記載のＳｎの除去方法。

【請求項4】

前記スカムを前記第１網で複数回掬い、前記第１網で前記スカムを掬えなくなった後に前記第２網で前記スカムを掬うことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のＳｎの除去方法。

【請求項5】

前記第１網で前記Ｓｎスカムを掬ってから前記第２網で前記Ｓｎスカムを掬うまでの間において、前記溶融粗Ｐｂメタル中のＳｎ品位を３ｍａｓｓ％以下とすることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のＳｎの除去方法。

【請求項6】

前記第１網および前記第２網で掬ったＳｎスカムのＰｂ含有量は２０ｍａｓｓ％以下であることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載のＳｎの除去方法。

【請求項7】

前記溶融粗ＰｂメタルのＳｎ品位は、３．０ｍａｓｓ％以上であることを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載のＳｎの除去方法。

【請求項8】

溶融粗Ｐｂメタルから、請求項１～７のいずれか一項に記載のＳｎの除去方法によってＳｎが除去されることで得られる精製Ｐｂメタルに対して電解工程を行うことでＰｂを製造することを特徴とするＰｂの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本件は、Ｓｎの除去方法およびＰｂの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、銅製錬などで発生する鉛（Ｐｂ）滓などの鉛原料から製品Ｐｂを製造する鉛製錬において、溶融粗Ｐｂメタルに対してソーダ処理を行うことで、錫（Ｓｎ）スカムが発生する。Ｓｎスカムを回収することでＳｎを除去することができる（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－２３４３５６号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、Ｓｎスカムを網で回収しようとすると、ＳｎスカムにＰｂなどの不純物が混入するおそれがある。Ｓｎスカムへの不純物混入量が多いと、Ｓｎスカムの浸出残渣を鉛製錬工程に繰り返す際に当該不純物の繰り返し量が増え、処理コストが増加するおそれがあり、歩留まりが悪化するおそれがある。

【0005】

本件は上記の課題に鑑み、Ｓｎスカムへの不純物混入量を抑制することができるＳｎの除去方法およびＰｂ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】

【0006】

１つの態様では、Ｓｎの除去方法は、ハリス炉において、溶融粗Ｐｂメタルに対してソーダ処理を行うソーダ処理工程と、前記ソーダ処理で発生するＳｎスカムを、目の大きい第１網で掬った後、前記第１網よりも目の小さい第２網で掬うことでＳｎスカムを除去する除去工程と、を含むことを特徴とする。

【0007】

前記第１網は、３ｍｍ～５ｍｍの目を有し、前記第２網は、１．５ｍｍ以下の目を有していてもよい。前記Ｓｎスカムを、前記第１網で複数回掬った後に、前記第２網で掬ってもよい。前記スカムを前記第１網で複数回掬い、前記第１網で前記スカムを掬えなくなった後に前記第２網で前記スカムを掬ってもよい。前記第１網で前記Ｓｎスカムを掬ってから前記第２網で前記Ｓｎスカムを掬うまでの間において、前記溶融粗Ｐｂメタル中のＳｎ品位を３ｍａｓｓ％以下としてもよい。前記第１網および前記第２網で掬ったＳｎスカムのＰｂ含有量は２０ｍａｓｓ％以下としてもよい。前記溶融粗ＰｂメタルのＳｎ品位を、３．０ｍａｓｓ％以上としてもよい。

【0008】

１つの態様では、Ｐｂの製造方法は、溶融粗Ｐｂメタルから、上記Ｓｎの除去方法によってＳｎが除去されることで得られる精製Ｐｂメタルに対して電解工程を行うことでＰｂを製造することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、Ｓｎスカムへの不純物混入量を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】製品Ｓｎおよび製品Ｐｂを製造する製造工程の一例について説明する図である。

【図2】ハリス処理工程について例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明を実施するための実施形態について説明する。

【0012】

図１は、製品Ｓｎおよび製品Ｐｂを製造する製造工程の一例について説明する図である。図１で例示するように、銅製錬工程などで発生する鉛滓、廃バッテリー等の鉛原料に対して脱銅および炭酸化が行われる。脱銅および炭酸化によって得られた炭酸鉛は、Ｐｂ原料としてＰｂ電気炉に投入される。炭酸鉛は、Ｐｂ電気炉で１０００℃～１２００℃で溶融することによって、粗Ｐｂメタルとスラグとに分離する。

【0013】

粗Ｐｂメタルには、不純物としてＳｎが含まれている。例えば、粗ＰｂメタルにおけるＳｎ品位は、６．０ｍａｓｓ％を上回り、８．０ｍａｓｓ％以上となることもある。以下で説明する工程では、Ｓｎを効果的に除去することができるため、粗ＰｂメタルにおけるＳｎ品位が１０．０ｍａｓｓ％を上回るような場合に特に有効となる。

【0014】

冷却した粗Ｐｂメタルは、ハリス炉に投入される。ハリス炉では、粗Ｐｂメタルを溶融することで得られる溶融粗Ｐｂメタルに対してソーダ処理が行われる。ソーダ処理とは、５００℃程度に加熱して溶融した溶融粗Ｐｂメタルに、例えば苛性ソーダを添加し、さらに場合により追加の苛性ソーダおよび硝酸ソーダを添加して、Ｓｎをソーダ塩（Ｎａ_２ＳｎＯ_３）化して、溶湯表面において固形化させる処理のことである。固形化したＳｎのソーダ塩は、一般にＳｎスカムと呼ばれる。Ｓｎスカムを掬い取る等して分離することでＳｎスカムを除去することができる。溶融粗Ｐｂメタル中のＳｎ品位を十分に低くするために、ソーダ処理を行う行程と、Ｓｎスカムを分離する工程と、を含む一連の工程を１以上繰り返す。当該一連の工程を１以上繰り返す工程を、ハリス処理工程と称する。

【0015】

Ｓｎスカムは、Ｓｎ製造用のＳｎ原料として利用される。具体的には、Ｓｎスカムは、Ｓｎを浸出するＳｎ浸出工程に供される。得られた浸出後液は、電解採取工程に供され、製品Ｓｎが製造される。Ｓｎ浸出工程の浸出残渣は、鉛電気炉または炭酸化工程に繰り返される。一方、ハリス処理工程によって、Ｓｎ品位が低くなった精製Ｐｂメタルが得られる。この精製Ｐｂメタルは、電解精製工程に供され、製品Ｐｂが製造される。

【0016】

図２は、ハリス処理工程について例示する図である。図２で例示するように、ハリス炉１０内に冷却した粗Ｐｂメタルが投入される。この粗Ｐｂメタルをハリス炉１０で加熱することで、溶融粗Ｐｂメタル２０が得られる。例えば、ソーダ処理前の溶融粗Ｐｂメタル２０のＳｎ品位は、３．０ｍａｓｓ％以上である。なお、黒丸は、含有されるＳｎ成分を表している。溶融粗Ｐｂメタル２０に対してソーダ処理を行うことで、溶湯表面においてＳｎスカム３０が発生する。このＳｎスカム３０を網で掬い取る等して分離することで、Ｓｎスカム３０を除去することができる。さらに溶融粗Ｐｂメタル２０に対してソーダ処理を行うことで、溶湯表面においてＳｎスカム３０が発生する。このＳｎスカム３０を網で掬い取る等して分離することで、Ｓｎスカム３０をさらに除去することができる。ハリス処理工程では、溶融粗Ｐｂメタル２０中のＳｎ濃度が十分に低くなるまで、ソーダ処理を行う行程とＳｎスカム３０を分離する工程とが繰り返されることになる。溶融粗Ｐｂメタル２０中のＳｎ濃度が十分に低くなれば、当該溶融粗Ｐｂメタル２０をメタルポンプによって吸引することで、ハリス炉１０から精製Ｐｂメタル４０を回収することができる。

【0017】

Ｓｎスカム３０には、粒径の大きいものもあれば、粒径の小さいものも含まれる。そこで、目の小さい網を使ってＳｎスカム３０を掬い取ることが考えられる。しかしながら、目の小さい網を使うと、湯切りが悪く、Ｓｎスカム３０にＰｂなどの不純物が混入するおそれがある。Ｓｎスカム３０への不純物混入量が多いと、Ｓｎスカム３０の浸出残渣を鉛製錬工程に繰り返す際に当該不純物の繰り返し量が増え、処理コストが増加するおそれがあり、歩留まりが悪化するおそれがある。

【0018】

本発明者らは、ソーダ処理を行う際のＳｎスカム３０の粒径に着目した。本発明者らは、ソーダ処理において、大きい粒径のＳｎスカム３０が生成し、その後に小さい粒径のＳｎスカム３０が生成することを突き止めた。このメカニズムは、ソーダ処理の初期にはＳｎが溶融粗Ｐｂメタル２０中にＳｎが多く含まれているために、Ｓｎスカム３０の核が多く発生して凝集してＳｎスカム３０が粗大化するからであると推測される。

【0019】

そこで、本実施形態においては、ハリス炉１０において、溶融粗Ｐｂメタル２０に対してソーダ処理を行うソーダ処理工程と、ソーダ処理で発生するＳｎスカムを、目の大きい第１網ですくった後、第１網よりも目の小さい第２網で掬うことでハリス炉１０からＳｎスカムを除去する除去工程と、を行う。この除去工程は、先のソーダ処理から次のソーダ処理までの間に行われる工程である。

【0020】

この場合、第１網でＳｎスカム３０を掬う際には、大きい粒径のＳｎスカム３０を湯切り良く掬うことができる。したがって、Ｓｎスカム３０への不純物の付着量を抑制しつつＳｎスカム３０を回収することができる。したがって、Ｓｎスカム３０への不純物の混入を抑制することができる。第２網を用いる際には大きい粒径のＳｎスカム３０は残っていないため、Ｓｎスカム３０の総量が減っている。この場合に目の小さい第２網を用いても、Ｓｎスカム３０への不純物の付着量は抑制される。以上のことから、Ｓｎスカム３０への不純物混入量を抑制しつつＳｎスカム３０を回収することができる。

【0021】

例えば、第１網は、３ｍｍ～５ｍｍの目を有していることが好ましい。この場合、第１網の目が十分に大きくなることから、大きい粒径のＳｎスカム３０を湯切り良く掬うことができる。例えば、第２網は、１．５ｍｍ以下の目を有することが好ましい。この場合、第２網の目が十分に小さくなることから、小さい粒径のＳｎスカム３０を掬うことができ、Ｓｎスカム３０を十分に回収することができるようになる。

【0022】

Ｓｎスカム３０を、第１網で複数回掬った後に、第２網で掬うことが好ましい。この場合、大きい粒径のＳｎスカム３０を第１網で十分に掬った後に第２網が用いられることになる。それにより、Ｓｎスカム３０への不純物の混入をより抑制することができるようになる。

【0023】

Ｓｎスカム３０を第１網で複数回掬い、第１網でＳｎスカムを掬えなくなった後に第２網でＳｎスカムを掬うことが好ましい。この場合、大きい粒径のＳｎスカム３０を第１網で、十分に掬った後に第２網が用いられることになる。それにより、Ｓｎスカム３０への不純物の混入をより抑制することができるようになる。

【0024】

第１網でＳｎスカム３０を掬ってから第２網でＳｎスカムを掬うまでの間において、溶融粗Ｐｂメタル２０中のＳｎ品位を３ｍａｓｓ％以下まで低下させることが好ましい。この場合、大きい粒径のＳｎスカム３０を第１網で十分に掬った後に第２網が用いられることになる。それにより、Ｓｎスカム３０への不純物の混入をより抑制することができるようになる。

【0025】

本実施形態に係るＳｎの除去方法によれば、第１網でＳｎスカム３０を掬った後に第２網でＳｎスカム３０を掬うことから、Ｓｎスカム３０への不純物の混入を抑制することができる。それにより、例えば、第１網および第２網で掬ったＳｎスカム３０のＰｂ含有量を２０ｍａｓｓ％以下とすることができる。

【実施例】

【0026】

（実施例）
実施形態に従って、第１網および第２網を用いてＳｎスカム３０を回収した。実施例では、ソーダ処理前の溶融粗Ｐｂメタル２０中のＳｎ品位は、５ｍａｓｓ％～１０ｍａｓｓ％であった。ソーダ処理によってＳｎスカム３０を発生させ、目が５ｍｍの第１網でＳｎスカム３０を掬い、その後に目が１ｍｍの第２網でＳｎスカム３０を掬った。

【0027】

（比較例）
比較例では、２種類の網を用いず、１種類の網だけを用いてＳｎスカム３０を掬った。ソーダ処理前の溶融粗Ｐｂメタル２０中のＳｎ品位は、５ｍａｓｓ％～１０ｍａｓｓ％であった。ソーダ処理によってＳｎスカム３０を発生させ、目が１ｍｍの網でＳｎスカム３０を掬った。

【0028】

実施例および比較例について、網で回収したＳｎスカム３０中のＳｎおよびＰｂ量を測定した。測定結果を表１に示す。表１に示すように、比較例では、回収されたＳｎスカム３０中のＳｎ品位は低く、Ｐｂ品位が高かった。これは、小さい目の網だけを用いたため、大きい粒径のＳｎスカム３０を掬う際に湯切りが悪く、Ｐｂなどの不純物がＳｎスカム３０に混入したからであると考えられる。これに対して、実施例では、回収されたＳｎスカム３０中のＳｎ品位が高く、Ｐｂ品位が低かった。これは、目の大きい第１網で粒径の大きいＳｎスカム３０を湯切り良く掬うことができ、第２網を用いる際にはＳｎスカム３０の総量が減ってＳｎスカム３０への不純物の付着量が抑制されたからであると考えられる。

【表1】

【0029】

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0030】

１０ ハリス炉
２０ 溶融粗Ｐｂメタル
３０ Ｓｎスカム
４０ 精製Ｐｂメタル

【図1】

【図2】