JP2008106348A - Method of separating and recovering zinc - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To separate zinc from a zinc-containing cadmium solution and to recover it in the form of high-purity metal zinc. <P>SOLUTION: The method of separating and recovering zinc comprises: a first step where a solution containing at least zinc and cadmium is subjected to pH adjustment using an alkali agent; a second step where zinc is extracted from the resultant cadmium solution into an organic phase by solvent extraction using 2-ethylhexyl phosphonic acid mono-2-ethylhexyl ester; a third step where the resultant zinc-containing organic phase is washed to remove impurities such as cadmium; a fourth step where the zinc-containing organic phase after the washing is subjected to back extraction of zinc using a zinc electrolytic solution; and a fifth step where metal zinc is obtained by electrowinning from the solution after the back extraction. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、製錬中間処理物から有価物を回収する工程で生成する溶液から亜鉛を分離回収する方法に関するものであり、より詳しく述べるならば、製錬中間処理物から湿式処理によって金属カドミウムを製造する工程で、系内のカドミウム溶液中に蓄積してくる亜鉛を分離し、分離した亜鉛を高純度の金属亜鉛として回収する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for separating and recovering zinc from a solution produced in a process of recovering valuable materials from a smelting intermediate treatment product. The present invention relates to a method for separating zinc accumulated in a cadmium solution in a system in a manufacturing process and recovering the separated zinc as high-purity metallic zinc.

一般的に亜鉛精鉱にはカドミウムが随伴しており、亜鉛製錬に付帯してカドミウムが製造されていることからもわかるように、亜鉛とカドミウムは共存しやすい。このため、亜鉛を製造する過程ではカドミウムが主な不純物となり、カドミウムを製造する過程では亜鉛が主な不純物となる。
カドミウムの製造方法の1つとして特願2006-097724(特許文献1)に開示されている方法がある。この方法ではカドミウムを電解採取後の電解液を繰返し利用する仕組みとなっているため、浄液過程で除去できなかった不純物成分が系内のカドミウム溶液に蓄積してくる。蓄積してくる主な不純物成分は、原料の硫化物中に含有する亜鉛、ナトリウム、塩素などである。
カドミウムの製造工程中に亜鉛が蓄積してくると、カドミウムの電着状態が悪化していき、操業に支障をきたす。亜鉛はカドミウムの製造過程で除去していかなければならない不純物の一つである。
Generally, cadmium accompanies zinc concentrate, and as can be seen from the fact that cadmium is produced in conjunction with zinc smelting, zinc and cadmium are likely to coexist. For this reason, cadmium becomes a main impurity in the process of manufacturing zinc, and zinc becomes a main impurity in the process of manufacturing cadmium.
One method for producing cadmium is disclosed in Japanese Patent Application No. 2006-097724 (Patent Document 1). In this method, the cadmium is used in a system that repeatedly uses the electrolytic solution after electrolytic collection, so that impurity components that could not be removed in the purification process accumulate in the cadmium solution in the system. The main impurity components that accumulate are zinc, sodium, chlorine, etc. contained in the sulfide of the raw material.
If zinc accumulates during the manufacturing process of cadmium, the electrodeposition state of cadmium deteriorates, which hinders operation. Zinc is one of the impurities that must be removed during the cadmium production process.

亜鉛とカドミウムの溶液から亜鉛を分離する方法として、特開2006-89807(特許文献2)で開示されているように沈殿pH差を利用した分離方法がある。この方法は亜鉛がカドミウムよりも低いpHで沈殿することを利用して、亜鉛を優先的に沈殿させ、カドミウム溶液から分離する方法である。この方法は簡便な方法ではあるが亜鉛と同時にカドミウムも沈殿しやすく、亜鉛とカドミウムの分離効率は高いとは言えない。 As a method for separating zinc from a solution of zinc and cadmium, there is a separation method using a precipitation pH difference as disclosed in JP-A-2006-89807 (Patent Document 2). This method is a method in which zinc is preferentially precipitated and separated from the cadmium solution by utilizing the fact that zinc precipitates at a lower pH than cadmium. Although this method is a simple method, cadmium is likely to precipitate simultaneously with zinc, and it cannot be said that the separation efficiency of zinc and cadmium is high.

一方、亜鉛とカドミウムの溶液からカドミウムを沈殿させて分離する方法もある。特開平11-12667(特許文献3)に開示されているようにカドミウム溶液の精製は亜鉛末によるセメンテーション法が一般的である。これにより溶液中のカドミウムはスポンジ状の沈殿となり溶液中から分離される。
この方法を本発明が対象としているようなカドミウム濃度が高い溶液に適用すると、亜鉛末の消費量も多くなり、また、生成するスポンジ状カドミウムも多量となり、その処理に多大な労力を要する。
さらに亜鉛末の入手は亜鉛製錬に付随していれば調達は容易であるが、それ以外の場合は外部から購入する必要がある。
On the other hand, there is a method in which cadmium is precipitated and separated from a solution of zinc and cadmium. As disclosed in JP-A-11-12667 (Patent Document 3), a cadmium solution is generally purified by a cementation method using zinc powder. As a result, cadmium in the solution becomes a spongy precipitate and is separated from the solution.
When this method is applied to a solution having a high cadmium concentration, which is the subject of the present invention, the consumption of zinc powder increases and the amount of spongy cadmium produced increases, which requires a great deal of labor for the treatment.
Furthermore, it is easy to procure zinc powder if it is associated with zinc smelting, but in other cases it is necessary to purchase it from outside.

一般的な亜鉛の溶媒抽出では多量のカドミウムが共存する溶液を想定しておらず、本発明のように高濃度のカドミウム溶液から亜鉛を分離するという状況には対応できない点がある。 In general solvent extraction of zinc, a solution in which a large amount of cadmium coexists is not assumed, and there is a point that cannot cope with the situation where zinc is separated from a high concentration cadmium solution as in the present invention.

特願2006-097724「カドミウムの製造方法」Japanese Patent Application No. 2006-097724 “Cadmium production method” 特開2006-89807「カドミウム浸出液の処理方法」JP 2006-89807 “Method of treating cadmium leachate” 特開平11-12667 「カドミウム、亜鉛を含む液の処理方法及び回収方法」Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-12667 “Method for treating and recovering liquid containing cadmium and zinc”

本発明は上記の欠点を解決したもので、亜鉛を含む高濃度のカドミウム溶液から高い分離効率で亜鉛を分離し、分離した亜鉛を純度99.99重量%以上の金属亜鉛として回収する方法を提供する。 The present invention solves the above-mentioned drawbacks and provides a method for separating zinc from a high-concentration cadmium solution containing zinc with high separation efficiency and recovering the separated zinc as metallic zinc having a purity of 99.99% by weight or more.

本発明は、上記問題点を解決するものであり、
(1) カドミウムを含む亜鉛溶液を
第1工程としてアルカリ剤でpH調整し、
第2工程として得られたカドミウム溶液から2−エチルヘキシルホスホン酸モノ−2−エチルヘキシルエステルによる溶媒抽出によって亜鉛を有機相中へ抽出し、
第3工程として得られた亜鉛を含む有機相を洗浄し、カドミウムを除去後、
第4工程として洗浄後の亜鉛を含む有機相を亜鉛電解液で逆抽出し、
第5工程で金属亜鉛を得る亜鉛の分離回収方法。
(2)上記(1)の第3工程の後、カドミウム溶液をアルカリ剤でpH調整する際のpHが2以下である亜鉛の分離回収方法。
(3)上記(1)からの(2)の何れかにおいて、亜鉛を含むカドミウム溶液として、カドミウム電解尾液、または、カドミウム溶液から脱銅を行った後の溶液を用いることを特徴とする亜鉛の分離回収方法。
(4)上記(1)からの(3)の何れかにおいて、2−エチルヘキシルホスホン酸モノ−2−エチルヘキシルエステルで亜鉛を抽出する際の溶液のpHが2以下である亜鉛の分離回収方法。
(5)上記(1)から(4)の何れかにおいて、亜鉛抽出溶媒を洗浄する際に使用する洗浄液のpHが1.5−2である亜鉛の分離回収方法。
(6)上記(1)から(5)の何れかにおいて、亜鉛抽出溶媒を2段で洗浄を行い、有機相中のカドミウムなどの不純物を洗浄除去する亜鉛の分離回収方法。
(7)上記(1)から(6)の何れかにおいて、得られた亜鉛抽出溶媒を逆抽出する際に使用する逆抽出液が亜鉛電解尾液であることを特徴とする亜鉛の分離回収方法。
(8)上記(1)から(7)の何れかにおいて、逆抽出によって得られた亜鉛溶液から亜鉛を電解採取する際に、酸化イリジウムを被覆した不溶性アノードを用いてアノードからの金属の溶出によるカソード電着物の汚染を未然に防止することを特徴とする亜鉛の分離回収方法。
である。
The present invention solves the above problems,
(1) The pH of a zinc solution containing cadmium is adjusted with an alkaline agent as the first step,
Zinc is extracted from the cadmium solution obtained as the second step by solvent extraction with 2-ethylhexylphosphonic acid mono-2-ethylhexyl ester into the organic phase,
After washing the organic phase containing zinc obtained as the third step and removing cadmium,
As a fourth step, the organic phase containing zinc after washing is back-extracted with a zinc electrolyte,
A method for separating and recovering zinc to obtain metallic zinc in the fifth step.
(2) A method for separating and recovering zinc, wherein the pH when adjusting the pH of the cadmium solution with an alkaline agent after the third step of (1) is 2 or less.
(3) In any one of the above (1) to (2), zinc as a cadmium solution containing zinc is a cadmium electrolytic tail solution or a solution after copper removal from a cadmium solution. Separation and recovery method.
(4) The method for separating and recovering zinc according to any one of (1) to (3) above, wherein the pH of the solution when extracting zinc with 2-ethylhexylphosphonic acid mono-2-ethylhexyl ester is 2 or less.
(5) The method for separating and recovering zinc according to any one of the above (1) to (4), wherein the pH of the cleaning liquid used for cleaning the zinc extraction solvent is 1.5-2.
(6) A method for separating and recovering zinc according to any one of (1) to (5) above, wherein the zinc extraction solvent is washed in two stages to wash away impurities such as cadmium in the organic phase.
(7) The method for separating and recovering zinc according to any one of (1) to (6) above, wherein the back extract used when back extracting the obtained zinc extraction solvent is a zinc electrolytic tail solution .
(8) In any one of the above (1) to (7), when electrolytically collecting zinc from the zinc solution obtained by back extraction, an insoluble anode coated with iridium oxide is used to elute the metal from the anode. A method for separating and recovering zinc, characterized by preventing contamination of cathode electrodeposits.
It is.

上記の亜鉛の分離回収方法を実施することにより、
(1)溶媒抽出によって高濃度のカドミウム溶液から亜鉛を効率よく分離することができる。
(2)分離した亜鉛を含む有機相を水洗することによって簡単に有機相中の不純物を洗浄除去できる。
(3)亜鉛の電解尾液を用いて、逆抽出することによって高純度の亜鉛溶液を得ることができる。
(4)逆抽出によって得られた亜鉛溶液から電解採取によって高純度の金属亜鉛として亜鉛を回収ことができる。
(5)上記(4)において、電解採取時にPbアノードの代わりに、金属が溶出しない不溶性アノードを用いることによって、さらに高純度の金属亜鉛を得ることができる。
という効果が得られる。
By carrying out the above zinc separation and recovery method,
(1) Zinc can be efficiently separated from a high concentration cadmium solution by solvent extraction.
(2) Impurities in the organic phase can be easily removed by washing the separated organic phase containing zinc.
(3) A high-purity zinc solution can be obtained by back extraction using an electrolytic tail solution of zinc.
(4) Zinc can be recovered as high-purity metallic zinc by electrolytic extraction from a zinc solution obtained by back extraction.
(5) In the above (4), by using an insoluble anode from which the metal does not elute instead of the Pb anode at the time of electrowinning, it is possible to obtain metallic zinc of higher purity.
The effect is obtained.

以下本発明について、詳細に説明する。
本発明の処理対象溶液は、非鉄乾式製錬で発生するダスト等の処理工程で生成する硫化物から、湿式処理により金属カドミウムを製造する過程でのカドミウム溶液である。このカドミウム溶液には操業を重ねるにつれて原料の硫化物に含まれる亜鉛、ナトリウム、塩素などが蓄積してくる。これらの不純物が一定の濃度以上に蓄積してくると金属カドミウム製造工程に悪影響を及ぼすので系外に排出する仕組みが必要である。
上記のようなカドミウム溶液から亜鉛を分離して金属亜鉛を製造し、なおかつナトリウム、塩素を系外に排出するプロセスの一態様を図1に示す。
The present invention will be described in detail below.
The solution to be treated of the present invention is a cadmium solution in the process of producing metal cadmium by a wet treatment from a sulfide generated in a treatment process such as dust generated in non-ferrous dry smelting. In this cadmium solution, zinc, sodium, chlorine, etc. contained in the raw material sulfide accumulate as operation continues. If these impurities accumulate above a certain concentration, the metal cadmium production process will be adversely affected, so a mechanism for discharging it out of the system is necessary.
FIG. 1 shows an embodiment of a process for producing zinc metal by separating zinc from the cadmium solution as described above and discharging sodium and chlorine out of the system.

第1工程(pH調整工程)
亜鉛を含むカドミウム溶液の酸濃度が高い場合(例えば、金属カドミウム製造工程におけるカドミウム電解尾液)は、溶媒抽出を行う前に、まず上記のカドミウム溶液にアルカリ剤(例えば水酸化ナトリウム溶液)を加え、溶液のpHを2程度に調整する。これは次工程で溶媒抽出時の溶液のpHを1.5-2で行う必要があるためである。
このpH調整工程ではpHを2以上にすると、亜鉛やカドミウムの水酸化物の沈殿が生じてくる。この沈殿は溶けにくいためpHを2以上にすることは好ましくない。
使用するアルカリ剤は水に溶けやすいものであれば利用できる。水酸化ナトリウム溶液が入手しやすく適当である。
カドミウム溶液の酸濃度が低い場合(例えば、図1の金属カドミウム製造工程における脱銅後液)は、このpH調整工程は必要ない。この溶液を用いる場合は、前処理なしに直接、亜鉛溶媒抽出工程に導入することができる。
First step (pH adjustment step)
When the acid concentration of the cadmium solution containing zinc is high (for example, cadmium electrolytic tail solution in the metal cadmium production process), an alkali agent (for example, sodium hydroxide solution) is first added to the cadmium solution before solvent extraction. The pH of the solution is adjusted to about 2. This is because the pH of the solution at the time of solvent extraction must be 1.5-2 in the next step.
In this pH adjusting step, when the pH is set to 2 or more, precipitation of zinc or cadmium hydroxide occurs. Since this precipitate is hardly dissolved, it is not preferable to set the pH to 2 or more.
Any alkaline agent can be used as long as it is easily soluble in water. Sodium hydroxide solution is readily available and suitable.
When the acid concentration of the cadmium solution is low (for example, after the copper removal in the metal cadmium production process of FIG. 1), this pH adjustment step is not necessary. When this solution is used, it can be directly introduced into the zinc solvent extraction step without pretreatment.

第2工程(亜鉛溶媒抽出工程)
亜鉛の抽出剤として2−エチルヘキシルホスホン酸モノ−2−エチルヘキシルエステルを用いる。この抽出剤をケロシンで希釈して調製した溶媒と、第1工程においてpH調整をした亜鉛を含むカドミウム溶液を混合し亜鉛の溶媒抽出を行う。または、酸濃度が低いカドミウム溶液(例えば、図1の金属カドミウム製造工程における脱銅後液)と混合し亜鉛の溶媒抽出を行う。
亜鉛の抽出剤としてジ(2−エチルヘキシル)リン酸なども使用できるが、2−エチルヘキシルホスホン酸モノ−2−エチルヘキシルエステルの方がカドミウムと亜鉛の分離性が高い。
抽出剤の希釈剤としてケロシン以外の希釈剤も使用できるが、ケロシンが安価で入手しやすい。
亜鉛抽出時の溶液のpHは1.5−2程度が好ましい。これよりpHが高いと亜鉛と同時に有機相へ抽出されるカドミウムの量が増えてしまう。また、これよりpHが低いとカドミウムの有機相中への抽出は低く抑えられるが、亜鉛の抽出量も低下してしまうからである。
亜鉛抽出時は抽出剤からプロトンが放出されるので、溶液のpHは低下してくる。このため水酸化ナトリウム溶液などのアルカリ剤を添加しpHを保持しながら亜鉛抽出を行う。
Second step (zinc solvent extraction step)
2-ethylhexylphosphonic acid mono-2-ethylhexyl ester is used as an extractant for zinc. A solvent prepared by diluting this extractant with kerosene and a cadmium solution containing zinc adjusted in pH in the first step are mixed to perform solvent extraction of zinc. Alternatively, it is mixed with a cadmium solution having a low acid concentration (for example, a solution after copper removal in the metal cadmium production process of FIG. 1), and zinc is subjected to solvent extraction.
Di (2-ethylhexyl) phosphoric acid or the like can be used as an extractant for zinc, but 2-ethylhexylphosphonic acid mono-2-ethylhexyl ester has higher separability between cadmium and zinc.
Although diluents other than kerosene can be used as a diluent for the extractant, kerosene is inexpensive and easily available.
The pH of the solution during zinc extraction is preferably about 1.5-2. If the pH is higher than this, the amount of cadmium extracted into the organic phase simultaneously with zinc increases. Further, if the pH is lower than this, the extraction of cadmium into the organic phase can be suppressed to a low level, but the extraction amount of zinc also decreases.
During extraction of zinc, protons are released from the extractant, and the pH of the solution decreases. Therefore, zinc extraction is performed while adding an alkaline agent such as sodium hydroxide solution and maintaining the pH.

第3工程(洗浄工程)
亜鉛を抽出後の有機相には微量の不純物が含まれており、これらを有機相から洗浄除去する必要がある。硫酸でpHを調整した水溶液を有機相とともに撹拌して、有機相中の不純物を水相へ除去する。この時用いる洗浄液のpHは1.5−2が好ましい。これよりpHが低いと不純物とともに有機相中の亜鉛が水相中へ失われる量が増える。またpHが高いと不純物の除去効率が低下する。実際には洗浄液として亜鉛電解尾液を水で希釈した溶液を用いるのが好都合である。
この洗浄を2回繰り返すことが好ましい。1回の洗浄では、一般的に販売されている亜鉛地金のカドミウム品位に匹敵する電着亜鉛が得られないからである。
洗浄を2段で行う場合は洗浄液を向流で使用して洗浄液量を削減することができる。
Third step (cleaning step)
The organic phase after extraction of zinc contains a trace amount of impurities, and these must be washed away from the organic phase. The aqueous solution adjusted to pH with sulfuric acid is stirred together with the organic phase to remove impurities in the organic phase to the aqueous phase. The pH of the cleaning solution used at this time is preferably 1.5-2. If the pH is lower than this, the amount of zinc in the organic phase lost into the aqueous phase along with impurities increases. Moreover, when pH is high, the removal efficiency of impurities falls. In practice, it is convenient to use a solution obtained by diluting a zinc electrolytic tail solution with water as a cleaning solution.
This washing is preferably repeated twice. This is because the electrodeposited zinc equivalent to the cadmium quality of the zinc bullion generally sold cannot be obtained by one washing.
When cleaning is performed in two stages, the amount of cleaning liquid can be reduced by using the cleaning liquid countercurrently.

第4工程(逆抽出工程)
この工程では洗浄後の亜鉛を含む有機相を硫酸溶液で逆抽出し、亜鉛を有機相から水相中へ逆抽出する。この際、逆抽出液として亜鉛電解尾液を用いると好都合である。亜鉛を逆抽出した後の有機相は第2工程(亜鉛溶媒抽出工程)へ戻して繰返し使用する。
Fourth step (back extraction step)
In this step, the organic phase containing zinc after washing is back-extracted with a sulfuric acid solution, and zinc is back-extracted from the organic phase into the aqueous phase. At this time, it is convenient to use a zinc electrolytic tail solution as a back extract. The organic phase after back-extracting zinc is returned to the second step (zinc solvent extraction step) and used repeatedly.

第5工程(亜鉛電解採取工程)
この工程では逆抽出で得られた亜鉛溶液から電解採取により金属亜鉛を得る。この時、不溶性アノードを使用することによって、アノードからの溶出物による電着亜鉛の汚染を防ぐことができる。亜鉛電解採取で生成した電解尾液は、本発明の第4工程で、亜鉛を含む有機相からの亜鉛の逆抽出液に供される。
5th process (zinc electrowinning process)
In this step, metallic zinc is obtained from the zinc solution obtained by back extraction by electrowinning. At this time, by using an insoluble anode, it is possible to prevent contamination of the electrodeposited zinc by the effluent from the anode. In the fourth step of the present invention, the electrolytic tail solution produced by zinc electrowinning is used as a zinc back-extraction solution from the organic phase containing zinc.

本発明の第3工程で使用した洗浄後の溶液には、有機相中に混入していたカドミウムが含まれている。このカドミウムは自家生産した電着亜鉛板を溶液中へ浸漬して撹拌することで、置換反応により除去される。カドミウム除去後の洗浄液は繰返し使用する。   The washed solution used in the third step of the present invention contains cadmium mixed in the organic phase. This cadmium is removed by a substitution reaction by dipping a self-produced electrodeposited zinc plate into the solution and stirring. Use the cleaning solution after removing cadmium repeatedly.

本発明の第2工程で亜鉛抽出後の溶液にはカドミウムと抽出されずに残った亜鉛溶液である。この溶液には金属カドミウム製造工程で蓄積したナトリウムや塩素が含まれる。この溶液にアルカリ剤を添加し、カドミウムと抽出されずに残った亜鉛を水酸化物として沈殿させ回収する。回収した水酸化物は金属カドミウム製造工程へカドミウム原料として供給される。
カドミウムを回収した後の溶液にはナトリウムイオン、塩素イオンが含まれているので、これらを系外に排出すれば、金属カドミウム製造工程に蓄積した亜鉛を回収しつつ、ナトリウム、塩素も排出できることになる。
亜鉛抽出後の溶液中のナトリウム、塩素濃度が高くなければ、アルカリ剤を加えずにそのまま金属カドミウム製造工程へ戻すことも可能である。
In the second step of the present invention, the solution after zinc extraction is the zinc solution remaining without being extracted with cadmium. This solution contains sodium and chlorine accumulated in the metal cadmium production process. An alkaline agent is added to this solution, and cadmium and zinc remaining without extraction are precipitated and recovered as hydroxides. The recovered hydroxide is supplied as a cadmium raw material to the metal cadmium production process.
Since the solution after recovering cadmium contains sodium ions and chloride ions, it is possible to discharge sodium and chlorine while recovering zinc accumulated in the metal cadmium production process if these are discharged out of the system. Become.
If the concentration of sodium and chlorine in the solution after zinc extraction is not high, it is possible to return to the metal cadmium production process without adding an alkali agent.

(実施例1)
処理対象溶液の一つである金属カドミウム製造工程におけるカドミウム電解尾液と脱銅後液の組成を表1に示す。この溶液はすでに図1に示す金属カドミウム製造工程で精製されているため、大部分の不純物は除去されている。表1において脱銅後液とは、図1に示す金属カドミウム製造工程における脱銅工程後の溶液のことであり、この溶液は、Cd電解採取工程へ電解中に供給される溶液である。したがって、Cd濃度が高い溶液となっている。
(Example 1)
Table 1 shows the compositions of the cadmium electrolytic tail solution and the post-decopperization solution in the metal cadmium production process, which is one of the treatment target solutions. Since this solution has already been purified by the metal cadmium production process shown in FIG. 1, most of the impurities have been removed. In Table 1, the post-copper removal solution is a solution after the copper removal step in the metal cadmium production process shown in FIG. 1, and this solution is supplied to the Cd electrowinning step during electrolysis. Therefore, the solution has a high Cd concentration.

表1に示す組成のカドミウム電解尾液を水酸化ナトリウムでpH 2付近に調整した後、ケロシンで33vol%に希釈調製した2−エチルヘキシルホスホン酸モノ−2−エチルヘキシルエステル溶媒と混合し、表2の条件でそれぞれの平衡pHにおいて亜鉛を抽出した。
平衡pHの調整は水酸化ナトリウム溶液を用いた。図2に各平衡pHにおける有機相中へ抽出された亜鉛とカドミウムの抽出率を示す。この結果からカドミウムの抽出を抑えながら、高い亜鉛抽出率を得るには抽出時の平衡pHを2以下で行うのが適当であることがわかる。
After adjusting the cadmium electrolytic tail solution having the composition shown in Table 1 to pH around 2 with sodium hydroxide, it was mixed with 2-ethylhexylphosphonic acid mono-2-ethylhexyl ester solvent diluted to 33 vol% with kerosene. Under the conditions, zinc was extracted at each equilibrium pH.
A sodium hydroxide solution was used to adjust the equilibrium pH. FIG. 2 shows the extraction rates of zinc and cadmium extracted into the organic phase at each equilibrium pH. From this result, it can be seen that it is appropriate to perform the equilibrium pH at the time of extraction at 2 or less in order to obtain a high zinc extraction rate while suppressing the extraction of cadmium.

(実施例2)
硫酸でpH 1-5に調整した水溶液を亜鉛抽出後の有機相と混合し、各pHの洗浄液による有機相の洗浄効果をそれぞれ調べた。供試した有機相は、実施例1の条件で平衡pH
2.5で亜鉛を抽出した有機相を用いた。その他の洗浄条件は表2に示す。
図3のグラフは各pHの洗浄液で未洗浄の有機相を1回洗浄した時の洗浄液中の亜鉛とカドミウムの濃度を表したものである。この結果から、pH
2より高い洗浄液では、有機相中のカドミウム除去効果はあまり得られなかった。pH 1.5より低い洗浄液ではカドミウム除去効果は高いが、同時に目的成分である亜鉛が洗浄液水相へ逆抽出される量が増大した。
以上の結果から、亜鉛が洗浄液水相へ抽出される量を抑えつつ、カドミウムの除去効果を得るには、洗浄液のpHは1.5−2が適当であることがわかる。
(Example 2)
An aqueous solution adjusted to pH 1-5 with sulfuric acid was mixed with the organic phase after zinc extraction, and the cleaning effect of the organic phase with each pH cleaning solution was investigated. The organic phase tested was equilibrated pH under the conditions of Example 1.
The organic phase extracted with zinc at 2.5 was used. Other cleaning conditions are shown in Table 2.
The graph of FIG. 3 represents the concentrations of zinc and cadmium in the cleaning solution when the unwashed organic phase is washed once with the cleaning solution of each pH. From this result, pH
In the cleaning solution higher than 2, the effect of removing cadmium in the organic phase was not obtained so much. The cleaning solution with a pH lower than 1.5 has a high cadmium removal effect, but at the same time, the amount of the target component zinc back-extracted into the cleaning solution aqueous phase increased.
From the above results, it is understood that the pH of the cleaning liquid is 1.5-2 in order to obtain the effect of removing cadmium while suppressing the amount of zinc extracted into the aqueous phase of the cleaning liquid.

(実施例3)
洗浄回数による有機相中の不純物除去効果について結果を図4に示す。ここで、洗浄回数0回とは未洗浄のことである。
硫酸でpH 1.5に調整した水溶液を亜鉛抽出後の有機相と混合し、有機相中のCd濃度が0.1mg/Lより低くするには何回洗浄が必要か調べた。供試した有機相は抽出剤濃度25vol%、平衡pH
2.0、液量比(有機相/水相)= 1/2の条件で亜鉛を抽出した有機相を用いた。その他の洗浄条件は表2に示す。この結果、2回以上洗浄すると、有機相中のCd濃度が0.1mg/Lより低くなった。
一般的に販売されている純度99.99重量%の亜鉛地金に含まれるCd品位は1ppm程度であり、これらに匹敵する亜鉛を得るには亜鉛抽出後の有機相中のCd濃度を0.1mg/Lより低くすることが求められる。
以上の結果から、洗浄回数は2回以上必要であることがわかる。
(Example 3)
The results of the effect of removing impurities in the organic phase depending on the number of washings are shown in FIG. Here, the number of cleaning times of 0 means uncleaned.
An aqueous solution adjusted to pH 1.5 with sulfuric acid was mixed with the organic phase after zinc extraction, and the number of washings required to make the Cd concentration in the organic phase lower than 0.1 mg / L was investigated. The organic phase used was an extractant concentration of 25 vol% and an equilibrium pH.
The organic phase from which zinc was extracted was used under the conditions of 2.0 and the liquid volume ratio (organic phase / aqueous phase) = 1/2. Other cleaning conditions are shown in Table 2. As a result, when washed twice or more, the Cd concentration in the organic phase became lower than 0.1 mg / L.
The Cd grade contained in zinc ingots with a purity of 99.99% by weight generally sold is about 1 ppm. To obtain zinc equivalent to these, the Cd concentration in the organic phase after zinc extraction is 0.1 mg / L. Lowering is required.
From the above results, it can be seen that the number of times of cleaning needs to be two or more.

(実施例4)
図1の亜鉛溶媒抽出工程で得た亜鉛溶液から、電解採取によって板状の電着亜鉛として亜鉛を回収した。この電着亜鉛中の不純物組成を表3に示す。表3中のZn抽出原液の種類とは、図1中の金属カドミウム製造工程のうち、どの工程の溶液から亜鉛を回収したかを意味する。それぞれの溶液の組成は表1に示した通りである。
Cd電解尾液、または、Cd電解尾液よりもさらにCd濃度が高い脱銅後液(図1の金属Cd製造工程における脱銅工程後の溶液)からCd含有量が3−5ppm程度の電着亜鉛を得ることができた。このように本特許では、カドミウム濃度が非常に高い溶液からも、低Cd含有量の電着亜鉛を得ることができる。
下記の表3は、以下の条件で行った。
電流密度:500A/m2 電解時間:24時間
使用アノード:酸化イリジウムを被覆した不溶性アノード
Example 4
Zinc was recovered as plate-like electrodeposited zinc from the zinc solution obtained in the zinc solvent extraction step of FIG. 1 by electrowinning. The impurity composition in this electrodeposited zinc is shown in Table 3. The type of Zn extraction stock solution in Table 3 means which step the zinc was recovered from among the metal cadmium production steps in FIG. The composition of each solution is as shown in Table 1.
Electrodeposition with Cd content of about 3-5ppm from Cd electrolytic tail solution or post-copper removal solution with higher Cd concentration than Cd electrolytic tail solution (solution after the copper removal step in the metal Cd production process of Fig. 1) Zinc could be obtained. As described above, in this patent, electrodeposited zinc having a low Cd content can be obtained from a solution having a very high cadmium concentration.
Table 3 below was performed under the following conditions.
Current density: 500A / m 2 Electrolysis time: 24 hours
Anode used: Insoluble anode coated with iridium oxide

(比較例1)
実施例4と同様の条件で、Pbアノードを用いて亜鉛電解採取を行うとPbアノードから溶出した鉛によって電着亜鉛が汚染され、通常、電着亜鉛中の鉛含有量は10-20ppmになる。酸化イリジウムを被覆した不溶性アノードを用いれば、電着亜鉛が鉛に汚染されることはなく、表3に示すようにPb
<1ppmの電着亜鉛を得ることができる。
(Comparative Example 1)
When zinc electrowinning is performed using a Pb anode under the same conditions as in Example 4, the electrodeposited zinc is contaminated by lead eluted from the Pb anode, and the lead content in the electrodeposited zinc is usually 10-20 ppm. . If an insoluble anode coated with iridium oxide is used, the electrodeposited zinc is not contaminated by lead, and as shown in Table 3, Pb
<1 ppm of electrodeposited zinc can be obtained.

亜鉛の分離回収工程とカドミウム製造工程のフローFlow of zinc separation and recovery process and cadmium production process 2−エチルヘキシルホスホン酸モノ−2−エチルヘキシルエステルによるZnとCdの抽出曲線。Extraction curves of Zn and Cd with 2-ethylhexylphosphonic acid mono-2-ethylhexyl ester. 各pHの洗浄液による亜鉛抽出後の有機相中の不純物除去効果とその時の洗浄液中への亜鉛損失量。The effect of removing impurities in the organic phase after zinc extraction with each pH cleaning solution and the amount of zinc lost in the cleaning solution at that time. 洗浄回数による亜鉛抽出後の有機相中の不純物除去効果。The effect of removing impurities in the organic phase after zinc extraction by the number of washings.

Claims (8)

少なくとも亜鉛を含むカドミウム溶液を
第1工程としてアルカリ剤でpH調整し、
第2工程として得られたカドミウム溶液から2−エチルヘキシルホスホン酸モノ−2−エチルヘキシルエステルによる溶媒抽出によって亜鉛を有機相中へ抽出し、
第3工程として得られた亜鉛を含む有機相を洗浄し、カドミウムなどの不純物を除去後、
第4工程として洗浄後の亜鉛を含む有機相を亜鉛電解液で亜鉛を逆抽出し、
第5工程で逆抽出後の溶液から電解採取によって金属亜鉛を得ることを特徴とする亜鉛の分離回収方法。
The pH of the cadmium solution containing at least zinc is adjusted with an alkaline agent as the first step,
Zinc is extracted from the cadmium solution obtained as the second step by solvent extraction with 2-ethylhexylphosphonic acid mono-2-ethylhexyl ester into the organic phase,
After washing the organic phase containing zinc obtained in the third step and removing impurities such as cadmium,
As a fourth step, the organic phase containing zinc after washing is back-extracted with zinc electrolyte,
A method for separating and recovering zinc, wherein metal zinc is obtained by electrolytic extraction from the solution after back extraction in the fifth step.
請求項1の第1工程において、亜鉛を含むカドミウム溶液をアルカリ剤でpH調整する際のpHが2以下であることを特徴とする亜鉛の分離回収方法。 2. The method for separating and recovering zinc according to claim 1, wherein the pH when adjusting the pH of the cadmium solution containing zinc with an alkaline agent is 2 or less. 請求項1から請求項2の何れかにおいて、亜鉛を含むカドミウム溶液として、カドミウム電解尾液、または、カドミウム溶液から脱銅を行った後の溶液を用いることを特徴とする亜鉛の分離回収方法。 3. The method for separating and recovering zinc according to claim 1, wherein the zinc-containing cadmium solution is a cadmium electrolytic tail solution or a solution after copper removal from the cadmium solution. 請求項1から請求項3の何れかにおいて、2−エチルヘキシルホスホン酸モノ−2−エチルヘキシルエステルで亜鉛を抽出する際の溶液の平衡pHが2以下であることを特徴とする亜鉛の分離回収方法。 The method for separating and recovering zinc according to any one of claims 1 to 3, wherein the equilibrium pH of the solution when zinc is extracted with 2-ethylhexylphosphonic acid mono-2-ethylhexyl ester is 2 or less. 請求項1から請求項4の何れかにおいて、亜鉛抽出溶媒を洗浄する際に使用する洗浄液のpHが1.5−2であることを特徴とする亜鉛の分離回収方法。 The method for separating and recovering zinc according to any one of claims 1 to 4, wherein the pH of the cleaning liquid used for cleaning the zinc extraction solvent is 1.5-2. 請求項1から請求項5の何れかにおいて、亜鉛抽出溶媒を向流2段で洗浄を行い有機相中の不純物を洗浄除去することを特徴とする亜鉛の分離回収方法。 6. The method for separating and recovering zinc according to any one of claims 1 to 5, wherein the zinc extraction solvent is washed in two countercurrent stages to remove impurities in the organic phase. 請求項1から請求項6の何れかにおいて、得られた亜鉛抽出溶媒を逆抽出する際に使用する逆抽出液が亜鉛電解尾液であることを特徴とする亜鉛の分離回収方法。 The method for separating and recovering zinc according to any one of claims 1 to 6, wherein the back-extracted solution used for back-extracting the obtained zinc-extracting solvent is a zinc electrolytic tail solution. 請求項1から請求項7の何れかにおいて、逆抽出によって得られた亜鉛溶液から亜鉛を電解採取する際に、酸化イリジウムを被覆した不溶性アノードを用いてアノードからの金属の溶出によるカソード電着物の汚染を未然に防止することを特徴とする亜鉛の分離回収方法。






















8. The electrocatalyst of a cathode electrodeposit by elution of metal from an anode using an insoluble anode coated with iridium oxide when electrolytically collecting zinc from a zinc solution obtained by back extraction according to any one of claims 1 to 7. A method for separating and collecting zinc, characterized by preventing contamination.






















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