湿式亜鉛製錬残渣の処理方法及び処理装置
【課題】湿式亜鉛製錬で発生する残渣中に含まれる鉛を，従来よりも効果的にシリカ，スズ及びアンチモンから分離し，品位が高くて精製コストの低い経済的な鉛を得ることを可能にする。
【解決手段】湿式亜鉛製錬で発生する残渣に水を加えてパルプにしてから遠心分離を行う湿式亜鉛製錬の残渣の処理装置１が，パルプを貯留するタンク２と，パルプを遠心分離し，パルプが含有する鉛を沈殿物として，シリカ，スズ及びアンチモンが含まれる懸濁液から分離する連続式スクリュー排出型遠心分離機３と，タンク２に貯留されたパルプを連続式スクリュー排出型遠心分離機３に定量供給するポンプ４とを有するように構成する。
【解決手段】湿式亜鉛製錬で発生する残渣に水を加えてパルプにしてから遠心分離を行う湿式亜鉛製錬の残渣の処理装置１が，パルプを貯留するタンク２と，パルプを遠心分離し，パルプが含有する鉛を沈殿物として，シリカ，スズ及びアンチモンが含まれる懸濁液から分離する連続式スクリュー排出型遠心分離機３と，タンク２に貯留されたパルプを連続式スクリュー排出型遠心分離機３に定量供給するポンプ４とを有するように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，亜鉛の湿式亜鉛製錬により発生する残渣の処理方法及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に，鉱石から亜鉛を取出す方法として湿式亜鉛製錬が実施されている。湿式亜鉛製錬では，まず，亜鉛精鉱を酸化焙焼した焼鉱を硫酸酸性の浸出液で可溶性の亜鉛を浸出する。その際に，不溶性のジンクフェライト（ＺｎＦｅ２Ｏ４）を主成分とする残渣が発生するので，この残渣から亜鉛を浸出するために，亜硫酸ガス雰囲気下で加圧浸出（以下，２次浸出と称する）を行う。
【０００３】
２次浸出で発生する残渣は，硫酸鉛，シリカ等を主成分としており，鉱石中に含まれるスズ，アンチモン等も含まれる。この残渣は鉛を含んでいるため，鉛製錬工程に供給され，有価金属が回収される。次いで，残渣を乾燥した後，電気炉等で還元して粗鉛にする。さらに，この粗鉛を酸化，溶離等の手法でスズ，アンチモンを除去した後，アノードを鋳造し，電解精製を経て電気鉛を生産する。
【０００４】
ところが，上述した残渣は鉛の品位が低く，鉛原料としてそのまま使用すると非経済的である。特に，残渣に含まれるシリカは，電気炉で還元する際に，溶融電力を上昇させてしまう。また，スズ，アンチモンは，粗鉛の精製工程で，精製時間の延長，精製コストの上昇，鉛の回収率の低下等の原因になる。このため，事前に残渣からこれらシリカ，スズ及びアンチモンを除去しておくことが望ましい。
【０００５】
特許文献１には，鉛及びシリカの比重差を利用し，湿式亜鉛製錬で発生する残渣を鉛とシリカに分離する処理方法が開示されている。上記特許文献１では，湿式亜鉛製錬で発生する残渣に水を加えてパルプにしてから，このパルプを自然沈降，遠心分離又は湿式サイクロンによる遠心処理を行っている。鉛は比重が大きく，結晶性の高い硫酸鉛であるため，沈降速度が速い。これに対し，シリカは非結晶のコロイド状になっているため沈降速度が遅い。即ち，上記特許文献１では，この沈降速度の差を利用し，パルプ中に沈殿物として含まれる鉛をシリカから分離している。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１２４６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら，上記特許文献１に記載の処理方法では，湿式亜鉛製錬で発生する残渣を鉛とシリカに分離することは可能であるが，鉛をシリカ以外のスズ及びアンチモンから効果的に分離することが困難である。
【０００８】
また，鉛とシリカの分離についても，条件によっては十分な分離ができない恐れがある。例えば，残渣の粒径及びパルプ濃度等の条件が変化すると鉛及びシリカの沈降速度も変化するため，安定した分離挙動を得ることが難しい。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり，湿式亜鉛製錬で発生する残渣中に含まれる鉛を，従来よりも効果的にシリカ，スズ及びアンチモンから分離し，シリカ，スズ及びアンチモンの各品位が鉛の品位よりも相対的に低く，精製コストの低減化された経済的な鉛の沈殿物を得ることが可能な湿式亜鉛製錬の残渣の処理方法及び処理装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らが，遠心分離を用いた従来の湿式亜鉛製錬の残渣の処理技術について，効果的な分離を実現するために種々検討した結果，湿式亜鉛製錬で発生する残渣に水を加えてパルプにしてから遠心分離した際の鉛，シリカ，スズ及びアンチモンの各分離率と，沈殿物全体の分離率との関係が，各元素毎に異なっていることが分かった。即ち，遠心分離による沈殿物の分離率の変化に対して，各元素の分離率の挙動が一定でなく，所定の範囲では，シリカ，スズ及びアンチモンの分離率は，鉛の分離率よりも相対的に非常に低くなっていることが分かった。
【００１１】
本発明は，かかる知見に基づいてなされたものである。即ち，本発明によれば，湿式亜鉛製錬で発生する残渣に水を加えてパルプにしてから遠心分離を行う湿式亜鉛製錬の残渣の処理方法であって，前記遠心分離による分離率を所定の範囲とすることによって，シリカ，スズ及びアンチモンの各品位が鉛の品位よりも相対的に低い沈殿物を得ることを特徴とする，湿式亜鉛製錬の残渣の処理方法が提供される。
【００１２】
上記湿式亜鉛製錬の残渣の処理方法において，前記分離率が５０〜９０質量％になるように遠心分離を行うようにしてもよい。さらに，好ましくは，前記分離率が５５〜７５質量％になるようにすると鉛のロス率が低く，鉛とシリカ，スズ及びアンチモンとの分離性が高くなるため都合がよい。
【００１３】
上記湿式亜鉛製錬の残渣の処理方法において，連続式スクリュー排出型遠心分離機を用いて遠心分離を行うようにしてもよい。
【００１４】
上記湿式亜鉛製錬の残渣の処理方法において，６００〜２４００Ｇの重力加速度で遠心分離を行うようにしてもよい。
【００１５】
また，本発明によれば，湿式亜鉛製錬で発生する残渣に水を加えてパルプにしてから遠心分離を行う湿式亜鉛製錬の残渣の処理装置であって，前記パルプを貯留するタンクと，前記パルプを遠心分離し，前記パルプが含有する鉛を沈殿物として，シリカ，スズ及びアンチモンが含まれる懸濁液から分離する連続式スクリュー排出型遠心分離機と，前記タンクに貯留された前記パルプを前記連続式スクリュー排出型遠心分離機に定量供給するポンプと，を有することを特徴とする，湿式亜鉛製錬の残渣の処理装置が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば，湿式亜鉛製錬で発生する残渣に水を加えてパルプにしてから遠心分離を行い，パルプ中の鉛を沈殿物としてシリカ，スズ及びアンチモンを含む懸濁液から分離する際に，遠心分離による分離率を所定の範囲とすることによって，シリカ，スズ及びアンチモンの各品位が鉛の品位よりも相対的に低い沈殿物を得ることができる。この沈殿物は，鉛の原料として，精製する際の精製時間，精製コストが従来よりも低く，鉛の回収率が高いため，非常に経済的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下，図面を参照しながら，本発明の好適な実施形態について説明をする。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
図１は，本発明の実施の形態に係る残渣の処理装置１の構成図である。処理装置１は，湿式亜鉛製錬で発生する残渣に水を加えて得られるパルプを，沈降しないように撹拌しながら貯留する撹拌機付タンク２と，該撹拌機付タンク２にポンプ４を介して配管５で接続された連続式スクリュー排出型遠心分離機としてのスクリューデカンタ３とを備えている。ポンプ４は，パルプ流量を調整可能であり，所定のパルプ流量でスクリューデカンタ３にパルプを定量供給するように構成されている。
【００１９】
スクリューデカンタ３は，撹拌機付タンク２からポンプ４により定量供給されたパルプを遠心分離し，このパルプが含有する全固形物のうちの一部を沈殿物として分離させるように構成されている。本実施の形態では，鉛，シリカ，スズ及びアンチモンを含有するパルプを遠心分離することによって，沈降速度が速い鉛をより多く沈殿させ，鉛の品位が高い沈殿物を得るようになっている。スクリューデカンタ３には，遠心分離により得られた沈殿物を貯留するリパルプタンク１０が配管１１を介して接続されている。また，スクリューデカンタ３には，遠心分離後に沈殿物と分離させた懸濁液を貯留するクッションタンク１２が配管１３を介して接続されている。
【００２０】
リパルプタンク１０は，沈殿物に水を加え，再度パルプにしてから貯留するように構成されている。リパルプタンク１０には，貯留したパルプをねじ機構によって圧縮し，鉛濃縮物と濾液に固液分離するフィルタープレス１５が配管１６で接続されている。フィルタープレス１５は，固液分離によって得た濾液をリパルプタンク１０に戻すように，リパルプタンク１０と配管１７で接続されている。また，フィルタープレス１５には，固液分離によって得た鉛濃縮物を外部に排出する排出管１８が設けられている。
【００２１】
クッションタンク１２には，貯留した懸濁液をねじ機構によって圧縮し，シリカ，スズ及びアンチモン等と濾液とに固液分離するフィルタープレス２０が配管２１で接続されている。フィルタープレス２０は，撹拌機付タンク２と配管２２で接続され，固液分離によって得た濾液を撹拌機付タンク２に戻して銅製錬の溶剤として使用できるようになっている。また，フィルタープレス２０には，固液分離によって得たシリカ，スズ及びアンチモン等を外部に排出する排出管２３が設けられている。
【００２２】
次に，本発明の実施の形態を実施するのに用いるスクリューデカンタ３の構成について詳述する。図２は，スクリューデカンタ３を側面から視た構成図である。図２に示すように，スクリューデカンタ３は，略円筒形状の中空のボール３０と，その内部に設けたスクリューコンベア３１とが，水平方向の回転軸を中心に同軸に回転するようになっている。ボール３０及びスクリューコンベア３１はいずれも，スクリューデカンタ３の前端側が縮径された円錐形状になっており，後端側は径が一定の円筒形状になっている。ボール３０の内周面とスクリューコンベア３１の外周面との間には，軸方向に沿って環状の内部空間３５が形成されている。この内部空間３５は，スクリューデカンタ３の後端側の円筒形状の部分では，ボール３０の回転によりパルプを沈殿物Ｐ及び懸濁液Ｓに遠心分離する遠心分離部３６になっており，前端側の円錐形状の部分では，遠心分離した沈殿物Ｐに随伴する懸濁液Ｓを脱液する脱液部３７になっている。
【００２３】
ボール３０，スクリューコンベア３１は共に，その前端が支持体３９上の軸受４０で回転可能に支持され，且つその後端が支持体３９上の軸受４１で回転可能に支持されている。ボール３０，スクリューコンベア３１の前端には，各々，ボール側プーリ４５，スクリュー側プーリ４６が設けられている。これらのボール側プーリ４５，スクリュー側プーリ４６とモータ５０のシャフトとには伝動ベルト５１が巻掛けられている。これにより，モータ５０の回転駆動力が伝動ベルト５１を介してボール側プーリ４５，スクリュー側プーリ４６に伝達され，ボール３０，スクリューコンベア３１を同一方向に回転できるようになっている。なお，ボール３０，スクリューコンベア３１の前端には，スクリューコンベア３１の回転速度をボール３０の回転速度よりも小さく設定することが可能なギアボックス等の減速装置５５が設けられている。
【００２４】
スクリューコンベア３１の内部には，給液管６５が軸方向に貫通して配設されている。スクリューデカンタ３の後端側にある給液管６５の一端には，パルプが供給される給液口６６が設けられている。スクリューデカンタ３の前端側にある給液管６５の他端は径方向に複数分岐し，吐出口６７を介して内部空間３５に連通している。本実施の形態では，スクリューデカンタ３の給液口６６には，一端が図１に示すポンプ４に接続された配管５の他端が接続されている。
【００２５】
スクリューコンベア３１の外周面にはスクリュー羽根７０が螺旋状に設けられており，後端側の遠心分離部３６においてボール３０の回転によりパルプから遠心分離した沈殿物Ｐを，前端側の脱液部３７に搬送するようになっている。ボール３０の前端側には，脱液部３７に搬送されて脱液された沈殿物Ｐをボール３０の外部に排出する排出孔７５が設けられている。ボール３０の外側には，排出孔７５を覆うケーシング７６が支持体３９を貫通して設けられている。ケーシング７６の下部には，排出孔７５を介してボール３０からケーシング７６内に排出された沈殿物Ｐをスクリューデカンタ３の外部に排出する排出口７７が設けられている。本実施の形態では，スクリューデカンタ３の排出口７７から排出された沈殿物Ｐは，水を加えて再度パルプにされてから，図１に示すリパルプタンク１０に貯留されるようになっている。
【００２６】
ボール３０の内部には，内部空間３５の遠心分離部３６よりさらに後端側に，遠心分離した懸濁液Ｓがオーバーフローして進行する排液室８０が設けられている。排液室８０内には，懸濁液Ｓを排液口８５からボール３０の外部に排液する例えばポンプ式のインペラー８１が設けられている。本実施の形態では，スクリューデカンタ３の排液口８５には，一端が図１に示すクッションタンク１２に接続された配管１３の他端が接続されている。
【００２７】
以上のように構成された処理装置１を用いて実施する本発明の実施の形態に係る湿式亜鉛製錬の残渣の処理方法を図１及び図２を用いて説明する。
【００２８】
まず，図１に示す処理装置１を用いて処理する残渣について説明する。処理装置１で処理する残渣は，亜鉛の湿式亜鉛製錬において，２次浸出で発生する残渣であり，例えば，以下のようにして得ることができる。亜鉛製錬の原料となる亜鉛含有量が５０質量％前後の硫化亜鉛精鉱を焙焼炉で空気を吹込んで酸化焙焼した焼鉱を，硫酸酸性の浸出液で亜鉛を浸出（即ち，１次浸出）する。この際に，発生する不溶性のジンクフェライト（ＺｎＦｅ２Ｏ４）を主成分とする残渣から亜鉛を浸出するように，亜硫酸ガス雰囲気下でこの残渣を加圧浸出（即ち，２次浸出）する。この２次浸出によって，硫酸鉛，シリカ，スズ及びアンチモンを含有する残渣が発生する。
【００２９】
次に，上述のようにして２次浸出で発生した残渣を，図１に示す処理装置１で処理する手順を説明する。２次浸出で発生した残渣に水を添加し，パルプにする。本実施の形態では，この際のパルプ濃度を３００〜５００ｇ／ｌにすると，鉛のロス率が低く，鉛とシリカ，スズ及びアンチモンとの分離性が高くなるため都合がよい。また，ｐＨ，温度等は特に調整していない。
【００３０】
上記パルプを，図１の点線矢印で示すように撹拌機付タンク２に供給する。撹拌機付タンク２では，供給されたパルプを沈降しないように撹拌しながら貯留する。撹拌機付タンク２に貯留したパルプは，ポンプ４によって圧送され，配管５経由でスクリューデカンタ３に定量供給される。
【００３１】
パルプが定量供給されるスクリューデカンタ３のボール３０及びスクリューコンベア３１は，モータ５０によって同一方向に各々所定の回転速度で回転させておく。なお，スクリューコンベア３１の回転速度は，減速装置５５を用いてボール３０の回転速度よりも小さくなるように設定する。
【００３２】
配管５から給液口６６を介してスクリューデカンタ３に定量供給されたパルプは，図２の実線矢印で示すように，給液管６５内をスクリューデカンタ３の前端側に軸方向に沿って進行する。そして，吐出口６７から内部空間３５内に吐出される。吐出されたパルプは，ボール３０の回転によって遠心分離部３６で沈殿物Ｐ及び懸濁液Ｓに遠心分離される。ボール３０の回転による遠心分離によって沈殿した沈殿物Ｐには，鉛の沈殿物を主体として，シリカ，スズ及びアンチモンの沈殿物も含まれている。一方，遠心分離によって分離された懸濁液Ｓは，沈殿しなかった鉛，シリカ，スズ及びアンチモン等の固形物と液体を含んでいる。
【００３３】
本実施の形態では，上述した遠心分離を行う際に，パルプが含有する全固形物に対して沈殿物Ｐ（全体）の分離率が５０〜９０質量％になるように調整する。この分離率の調整は，ボール３０の回転速度（即ち，重力加速度）及びパルプ流量（即ち，滞留時間）を調整することによって行っている。なお，沈殿物Ｐの分離率とは，パルプが含有する全固形物の質量に対して，遠心分離により沈殿した沈殿物Ｐの質量の比率を意味する。本実施の形態では，パルプに６００〜２４００Ｇの重力加速度が加わるようにボール３０の回転速度を調整すると共に，沈殿物Ｐがスクリューデカンタ３内に滞留する時間が３０〜６０ｓｅｃになるようにポンプ４でパルプ流量を制御することによって，沈殿物Ｐの分離率が５０〜９０質量％になるように設定している。なお，本実施の形態では，沈殿物Ｐの分離率の値は，パルプが含有する全固形物の質量と，スクリューデカンタ３の排出口７７から排出される沈殿物Ｐの質量とを，各々実際に乾量で測定することによって算出している。
【００３４】
遠心分離で沈殿した沈殿物Ｐは，ボール３０の回転による遠心力でボール３０の円錐形状の内面に付着する。付着した沈殿物Ｐは，回転するスクリューコンベア３１のスクリュー羽根７０によって掻出されながらスクリューデカンタ３の前端側に搬送される。スクリュー羽根７０によって沈殿物Ｐが搬送される際には，遠心分離部３６から随伴する懸濁液Ｓが，沈殿物Ｐが脱液部３７を前端側に進行するに従い，次第に脱液される。その結果，ボール３０の前端側の排出孔７５には，沈殿物Ｐだけが搬送される。そして，排出孔７５に到達した沈殿物Ｐは，排出孔７５からケーシング７６内に排出される。さらに，ケーシング７６内から排出口７７を介してスクリューデカンタ３から排出される。
【００３５】
排出口７７から排出された沈殿物Ｐには，水が加えられ，再度パルプにされてから，配管１１経由でリパルプタンク１０に貯留される。リパルプタンク１０に貯留されたパルプは，配管１６経由でフィルタープレス１５に供給され，ねじ機構を利用した圧縮によって鉛濃縮物と濾液に固液分離される。固液分離によって得られた濾液は，フィルタープレス１５から配管１７経由でリパルプタンク１０に戻される。一方，鉛濃縮物は，排出管１８から外部に排出され，回収される。
【００３６】
一方，スクリューデカンタ３の遠心分離部３６の懸濁液Ｓは，オーバーフローしてスクリューデカンタ３の後端側に進行し，排液室８０に進入する。そして排液室８０内の懸濁液Ｓは，インペラー８１によって排液口８５からボール３０の外部に排液される。
【００３７】
排液口８５から排液された懸濁液Ｓは，配管１３経由でクッションタンク１２に貯留される。クッションタンク１２に貯留された懸濁液Ｓは，配管２１経由でフィルタープレス２０に供給され，ねじ機構を利用した圧縮によってシリカ，スズ及びアンチモン等と濾液に固液分離される。固液分離によって得られた濾液は，フィルタープレス２０から配管２２経由で撹拌機付タンク２に戻される。一方，シリカ，スズ及びアンチモン等は，排出管２３から外部に排出され，回収される。
【００３８】
以上の実施の形態によれば，湿式亜鉛製錬で発生する残渣に水を加えてパルプにしてから遠心分離する際に，沈殿物Ｐの分離率が５０〜９０質量％になるように設定したことによって，鉛の分離率をシリカ，スズ及びアンチモンの各分離率よりも大きくすることができる。これにより，シリカ，スズ及びアンチモンの各品位が鉛の品位よりも相対的に低い沈殿物を得ることができ，鉛原料として用いる場合に，精製時間及び精製コストの低い経済的な沈殿物を得ることが可能になる。なお，鉛の分離率は，パルプが含有する全ての鉛の質量に対して，沈殿した鉛沈殿物の質量の比率を意味し，鉛の沈殿率と同義である。シリカ，スズ及びアンチモンの沈殿率についても同様である。
【００３９】
また，遠心分離機として連続式スクリュー排出型遠心分離機であるスクリューデカンタ３を用いたことによって，多量のパルプを連続的に処理することが可能になりバッチ式で処理する場合よりも経済的且つ効率的である。さらに，ボール３０の回転速度を調整することによって，パルプを遠心分離する際の重力加速度を容易に変更できるため，沈殿物Ｐの分離率の調整が容易化される。本実施の形態では，重力加速度が６００〜２４００Ｇになるようにボール３０の回転速度を調整することによって，沈殿物Ｐの分離率を５０〜９０質量％に設定することができている。
【００４０】
本発明の第２の実施の形態として，上述した第１の実施の形態の遠心分離を行う際に，遠心分離による沈殿物Ｐの分離率の値を，鉛の分離率とシリカ，スズ及びアンチモンの分離率との比が全て最小になる６０質量％程度に近い値に設定してもよい。これにより，遠心分離によってパルプが含有する鉛を沈殿物としてシリカ，スズ及びアンチモンを含む懸濁液から分離する際に，より高い分離効果を得ることが可能になる。さらに，沈殿物Ｐの分離率を６０質量％程度に近い値に設定すると共に，できるだけ大きな値に設定することによって，鉛原料として用いる場合に精製時間及び精製コストが低い上に，さらに，鉛の品位が高く回収率の向上した沈殿物Ｐを効率的に得ることが可能になる。
【００４１】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において，各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４２】
上述した実施形態においては，パルプを遠心分離する遠心分離機として連続式スクリュー排出型遠心分離機（即ち，スクリューデカンタ）を用いる場合について説明したが，連続式スクリュー排出型遠心分離機以外の遠心分離機が用いられてもよい。
【実施例１】
【００４３】
以下に，本発明を検証した実施例を説明する。
【００４４】
湿式亜鉛製錬の２次浸出で発生した残渣に水を添加し，パルプ濃度が４８５ｇ／ｌ（乾量）のパルプにして，撹拌しながら撹拌機付タンクに保持した。ポンプを用いて撹拌機付タンクのパルプを，パルプ流量が２５００ｌ／ｈになるようにして，スクリューデカンタに定量供給した。スクリューデカンタは，遠心分離の重力加速度が５００Ｇになるように，ボールの回転速度を予め設定した。この条件で，スクリューデカンタから排出された沈殿物の質量と，パルプが含有する全固形物の質量を測定し，その質量比率を算出したところ，（沈殿物の質量）／（全固形物の質量）×１００＝５４．３％であった。
【００４５】
上述した初期状態から，パルプ流量（即ち，滞留時間）及びスクリューデカンタのボールの回転速度（即ち，重力加速度）を調整し，パルプが含有する全固形物に対しての全沈殿物の質量比率（以下，沈殿物の分離率と称する）を種々変更した場合についての鉛（Ｐｂ），シリカ（ＳｉＯ２），スズ（Ｓｎ）及びアンチモン（Ｓｂ）の各沈殿率（即ち，各分離率）の結果を表１に示す。また，表２は，表１のデータを，横軸を沈殿物の分離率，縦軸を各元素の沈殿率とする座標上にプロットしたグラフである。表２では，各データについて鉛，シリカ，スズ及びアンチモンの沈殿率を各々，四角形，ひし形，三角形及び丸で示した。なお，表１，２において，沈殿物の分離率が１００％であるデータは，実測値ではなく参照用に記載したデータである。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【表２】
【００４８】
表１，２に示すように，参照用データを除く全データのうちで，沈殿物の分離率の値が本発明の特許請求の範囲に記載した５０〜９０％の範囲に入っている各データ（即ち，データ番号１〜６，８〜１４，１６〜１９，２１〜２９のデータ）は，鉛の沈殿率とシリカ，スズ及びアンチモンの各沈殿率との差が十分に大きく，鉛をシリカ，スズ及びアンチモンから効果的に分離することが可能になっていた。また，遠心分離を行う際の重力加速度の値が本発明の特許請求の範囲に記載した６００〜２４００Ｇに入っている各データ（即ち，データ番号１，２，５，６，８〜１１，１３，１４，１６〜１８，２１〜２３，２５，２６のデータ）は，いずれも沈殿物の分離率が５０〜９０質量％に設定できている。
【００４９】
【表３】
【００５０】
【表４】
【００５１】
表３は，各元素と鉛の沈殿率の差をより明確化するように，表１に示すシリカ，スズ及びアンチモンの沈殿率と，鉛の沈殿率の比を示したものである。表４は，表３に示す各データを，表１に示す鉛の沈殿率と共に，横軸を沈殿物の分離率，縦軸を各元素と鉛の沈殿率の比とする座標上にプロットしたグラフである。表４では，シリカ，スズ及びアンチモンの（鉛の沈殿率に対する）沈殿率の比を各々，ひし形，三角形及び丸で示した。また，参考用に鉛の沈殿率も四角形で示した。なお，表３，４において，沈殿物の分離率が１００％であるデータは，実測値ではなく参照用に記載したデータである。
【００５２】
表３，４に示すように，各元素と鉛の沈殿率の比（即ち，（各元素の沈殿率）／（鉛の沈殿率））は，その値が小さいほど鉛との分離度合いが大きいことを示している。表４に示すように，沈殿物の分離率が６０質量％程度である場合に各元素と鉛の沈殿率の比が最小になっており，鉛とシリカ，スズ及びアンチモンとが最も分離されていた。
【実施例２】
【００５３】
以下に，本発明を検証した実施例を説明する。
【００５４】
湿式亜鉛製錬の２次浸出で発生した残渣に水を添加し，パルプにして，撹拌しながら撹拌機付タンクに保持した。ポンプを用いて撹拌機付タンクのパルプをスクリューデカンタに定量供給しながら，供給されたパルプをスクリューデカンタでボールの回転により遠心分離した。遠心分離を行う際には，スクリューデカンタに供給されるパルプ流量と，パルプに加えられる重力加速度とを種々変更して行った。その際の種々のパルプ流量及び重力加速度について，パルプが含有する全固形物と，沈殿物として沈殿する固形物との質量比率（以下，沈殿物の分離率と称する）の結果を表５に示す。表６は，表５のデータを，横軸をパルプ流量，縦軸を沈殿物の分離率とする座標上にプロットしたグラフである。表６では，重力加速度が５００，１０００及び１５００Ｇであるデータを各々，ひし形，四角形及び三角形で示した。
【００５５】
【表５】
【００５６】
【表６】
【００５７】
表５，６に示すように，遠心分離を行う際に，重力加速度の値が本発明の特許請求の範囲に記載した６００〜２４００Ｇの範囲に入っているようにボール３０の回転速度を調整することによって，沈殿物の分離率を５０〜９０質量％に設定できた。その結果，シリカ，スズ及びアンチモンから従来よりも効果的に分離された鉛を含有する沈殿物を得ることができた。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は，湿式亜鉛製錬で発生する残渣から亜鉛を回収する際に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態に係る残渣の処理装置１の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態を実施するのに用いるスクリューデカンタ３を側面から視た構成図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 湿式亜鉛製錬で発生する残渣の処理装置
２ 撹拌機付タンク
３ スクリューデカンタ
４ ポンプ
５，１１，１３，１６，１７，２１，２２ 配管
１０ リパルプタンク
１２ クッションタンク
１５，２０ フィルタープレス
１８，２３ 排出管
３０ ボール
３１ スクリューコンベア
３５ 内部空間
３６ 遠心分離部
３７ 脱液部
３９ 支持体
４０，４１ 軸受
４５ ボール側プーリ
４６ スクリュー側プーリ
５０ モータ
５１ 伝動ベルト
５５ 減速装置
６５ 給液管
６６ 給液口
６７ 吐出口
７０ スクリュー羽根
７５ 排出孔
７６ ケーシング
７７ 排出口
８０ 排液室
８１ インペラー
８５ 排液口
Ｐ 沈殿物
Ｓ 懸濁物
【技術分野】
【０００１】
本発明は，亜鉛の湿式亜鉛製錬により発生する残渣の処理方法及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に，鉱石から亜鉛を取出す方法として湿式亜鉛製錬が実施されている。湿式亜鉛製錬では，まず，亜鉛精鉱を酸化焙焼した焼鉱を硫酸酸性の浸出液で可溶性の亜鉛を浸出する。その際に，不溶性のジンクフェライト（ＺｎＦｅ２Ｏ４）を主成分とする残渣が発生するので，この残渣から亜鉛を浸出するために，亜硫酸ガス雰囲気下で加圧浸出（以下，２次浸出と称する）を行う。
【０００３】
２次浸出で発生する残渣は，硫酸鉛，シリカ等を主成分としており，鉱石中に含まれるスズ，アンチモン等も含まれる。この残渣は鉛を含んでいるため，鉛製錬工程に供給され，有価金属が回収される。次いで，残渣を乾燥した後，電気炉等で還元して粗鉛にする。さらに，この粗鉛を酸化，溶離等の手法でスズ，アンチモンを除去した後，アノードを鋳造し，電解精製を経て電気鉛を生産する。
【０００４】
ところが，上述した残渣は鉛の品位が低く，鉛原料としてそのまま使用すると非経済的である。特に，残渣に含まれるシリカは，電気炉で還元する際に，溶融電力を上昇させてしまう。また，スズ，アンチモンは，粗鉛の精製工程で，精製時間の延長，精製コストの上昇，鉛の回収率の低下等の原因になる。このため，事前に残渣からこれらシリカ，スズ及びアンチモンを除去しておくことが望ましい。
【０００５】
特許文献１には，鉛及びシリカの比重差を利用し，湿式亜鉛製錬で発生する残渣を鉛とシリカに分離する処理方法が開示されている。上記特許文献１では，湿式亜鉛製錬で発生する残渣に水を加えてパルプにしてから，このパルプを自然沈降，遠心分離又は湿式サイクロンによる遠心処理を行っている。鉛は比重が大きく，結晶性の高い硫酸鉛であるため，沈降速度が速い。これに対し，シリカは非結晶のコロイド状になっているため沈降速度が遅い。即ち，上記特許文献１では，この沈降速度の差を利用し，パルプ中に沈殿物として含まれる鉛をシリカから分離している。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１２４６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら，上記特許文献１に記載の処理方法では，湿式亜鉛製錬で発生する残渣を鉛とシリカに分離することは可能であるが，鉛をシリカ以外のスズ及びアンチモンから効果的に分離することが困難である。
【０００８】
また，鉛とシリカの分離についても，条件によっては十分な分離ができない恐れがある。例えば，残渣の粒径及びパルプ濃度等の条件が変化すると鉛及びシリカの沈降速度も変化するため，安定した分離挙動を得ることが難しい。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり，湿式亜鉛製錬で発生する残渣中に含まれる鉛を，従来よりも効果的にシリカ，スズ及びアンチモンから分離し，シリカ，スズ及びアンチモンの各品位が鉛の品位よりも相対的に低く，精製コストの低減化された経済的な鉛の沈殿物を得ることが可能な湿式亜鉛製錬の残渣の処理方法及び処理装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らが，遠心分離を用いた従来の湿式亜鉛製錬の残渣の処理技術について，効果的な分離を実現するために種々検討した結果，湿式亜鉛製錬で発生する残渣に水を加えてパルプにしてから遠心分離した際の鉛，シリカ，スズ及びアンチモンの各分離率と，沈殿物全体の分離率との関係が，各元素毎に異なっていることが分かった。即ち，遠心分離による沈殿物の分離率の変化に対して，各元素の分離率の挙動が一定でなく，所定の範囲では，シリカ，スズ及びアンチモンの分離率は，鉛の分離率よりも相対的に非常に低くなっていることが分かった。
【００１１】
本発明は，かかる知見に基づいてなされたものである。即ち，本発明によれば，湿式亜鉛製錬で発生する残渣に水を加えてパルプにしてから遠心分離を行う湿式亜鉛製錬の残渣の処理方法であって，前記遠心分離による分離率を所定の範囲とすることによって，シリカ，スズ及びアンチモンの各品位が鉛の品位よりも相対的に低い沈殿物を得ることを特徴とする，湿式亜鉛製錬の残渣の処理方法が提供される。
【００１２】
上記湿式亜鉛製錬の残渣の処理方法において，前記分離率が５０〜９０質量％になるように遠心分離を行うようにしてもよい。さらに，好ましくは，前記分離率が５５〜７５質量％になるようにすると鉛のロス率が低く，鉛とシリカ，スズ及びアンチモンとの分離性が高くなるため都合がよい。
【００１３】
上記湿式亜鉛製錬の残渣の処理方法において，連続式スクリュー排出型遠心分離機を用いて遠心分離を行うようにしてもよい。
【００１４】
上記湿式亜鉛製錬の残渣の処理方法において，６００〜２４００Ｇの重力加速度で遠心分離を行うようにしてもよい。
【００１５】
また，本発明によれば，湿式亜鉛製錬で発生する残渣に水を加えてパルプにしてから遠心分離を行う湿式亜鉛製錬の残渣の処理装置であって，前記パルプを貯留するタンクと，前記パルプを遠心分離し，前記パルプが含有する鉛を沈殿物として，シリカ，スズ及びアンチモンが含まれる懸濁液から分離する連続式スクリュー排出型遠心分離機と，前記タンクに貯留された前記パルプを前記連続式スクリュー排出型遠心分離機に定量供給するポンプと，を有することを特徴とする，湿式亜鉛製錬の残渣の処理装置が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば，湿式亜鉛製錬で発生する残渣に水を加えてパルプにしてから遠心分離を行い，パルプ中の鉛を沈殿物としてシリカ，スズ及びアンチモンを含む懸濁液から分離する際に，遠心分離による分離率を所定の範囲とすることによって，シリカ，スズ及びアンチモンの各品位が鉛の品位よりも相対的に低い沈殿物を得ることができる。この沈殿物は，鉛の原料として，精製する際の精製時間，精製コストが従来よりも低く，鉛の回収率が高いため，非常に経済的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下，図面を参照しながら，本発明の好適な実施形態について説明をする。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
図１は，本発明の実施の形態に係る残渣の処理装置１の構成図である。処理装置１は，湿式亜鉛製錬で発生する残渣に水を加えて得られるパルプを，沈降しないように撹拌しながら貯留する撹拌機付タンク２と，該撹拌機付タンク２にポンプ４を介して配管５で接続された連続式スクリュー排出型遠心分離機としてのスクリューデカンタ３とを備えている。ポンプ４は，パルプ流量を調整可能であり，所定のパルプ流量でスクリューデカンタ３にパルプを定量供給するように構成されている。
【００１９】
スクリューデカンタ３は，撹拌機付タンク２からポンプ４により定量供給されたパルプを遠心分離し，このパルプが含有する全固形物のうちの一部を沈殿物として分離させるように構成されている。本実施の形態では，鉛，シリカ，スズ及びアンチモンを含有するパルプを遠心分離することによって，沈降速度が速い鉛をより多く沈殿させ，鉛の品位が高い沈殿物を得るようになっている。スクリューデカンタ３には，遠心分離により得られた沈殿物を貯留するリパルプタンク１０が配管１１を介して接続されている。また，スクリューデカンタ３には，遠心分離後に沈殿物と分離させた懸濁液を貯留するクッションタンク１２が配管１３を介して接続されている。
【００２０】
リパルプタンク１０は，沈殿物に水を加え，再度パルプにしてから貯留するように構成されている。リパルプタンク１０には，貯留したパルプをねじ機構によって圧縮し，鉛濃縮物と濾液に固液分離するフィルタープレス１５が配管１６で接続されている。フィルタープレス１５は，固液分離によって得た濾液をリパルプタンク１０に戻すように，リパルプタンク１０と配管１７で接続されている。また，フィルタープレス１５には，固液分離によって得た鉛濃縮物を外部に排出する排出管１８が設けられている。
【００２１】
クッションタンク１２には，貯留した懸濁液をねじ機構によって圧縮し，シリカ，スズ及びアンチモン等と濾液とに固液分離するフィルタープレス２０が配管２１で接続されている。フィルタープレス２０は，撹拌機付タンク２と配管２２で接続され，固液分離によって得た濾液を撹拌機付タンク２に戻して銅製錬の溶剤として使用できるようになっている。また，フィルタープレス２０には，固液分離によって得たシリカ，スズ及びアンチモン等を外部に排出する排出管２３が設けられている。
【００２２】
次に，本発明の実施の形態を実施するのに用いるスクリューデカンタ３の構成について詳述する。図２は，スクリューデカンタ３を側面から視た構成図である。図２に示すように，スクリューデカンタ３は，略円筒形状の中空のボール３０と，その内部に設けたスクリューコンベア３１とが，水平方向の回転軸を中心に同軸に回転するようになっている。ボール３０及びスクリューコンベア３１はいずれも，スクリューデカンタ３の前端側が縮径された円錐形状になっており，後端側は径が一定の円筒形状になっている。ボール３０の内周面とスクリューコンベア３１の外周面との間には，軸方向に沿って環状の内部空間３５が形成されている。この内部空間３５は，スクリューデカンタ３の後端側の円筒形状の部分では，ボール３０の回転によりパルプを沈殿物Ｐ及び懸濁液Ｓに遠心分離する遠心分離部３６になっており，前端側の円錐形状の部分では，遠心分離した沈殿物Ｐに随伴する懸濁液Ｓを脱液する脱液部３７になっている。
【００２３】
ボール３０，スクリューコンベア３１は共に，その前端が支持体３９上の軸受４０で回転可能に支持され，且つその後端が支持体３９上の軸受４１で回転可能に支持されている。ボール３０，スクリューコンベア３１の前端には，各々，ボール側プーリ４５，スクリュー側プーリ４６が設けられている。これらのボール側プーリ４５，スクリュー側プーリ４６とモータ５０のシャフトとには伝動ベルト５１が巻掛けられている。これにより，モータ５０の回転駆動力が伝動ベルト５１を介してボール側プーリ４５，スクリュー側プーリ４６に伝達され，ボール３０，スクリューコンベア３１を同一方向に回転できるようになっている。なお，ボール３０，スクリューコンベア３１の前端には，スクリューコンベア３１の回転速度をボール３０の回転速度よりも小さく設定することが可能なギアボックス等の減速装置５５が設けられている。
【００２４】
スクリューコンベア３１の内部には，給液管６５が軸方向に貫通して配設されている。スクリューデカンタ３の後端側にある給液管６５の一端には，パルプが供給される給液口６６が設けられている。スクリューデカンタ３の前端側にある給液管６５の他端は径方向に複数分岐し，吐出口６７を介して内部空間３５に連通している。本実施の形態では，スクリューデカンタ３の給液口６６には，一端が図１に示すポンプ４に接続された配管５の他端が接続されている。
【００２５】
スクリューコンベア３１の外周面にはスクリュー羽根７０が螺旋状に設けられており，後端側の遠心分離部３６においてボール３０の回転によりパルプから遠心分離した沈殿物Ｐを，前端側の脱液部３７に搬送するようになっている。ボール３０の前端側には，脱液部３７に搬送されて脱液された沈殿物Ｐをボール３０の外部に排出する排出孔７５が設けられている。ボール３０の外側には，排出孔７５を覆うケーシング７６が支持体３９を貫通して設けられている。ケーシング７６の下部には，排出孔７５を介してボール３０からケーシング７６内に排出された沈殿物Ｐをスクリューデカンタ３の外部に排出する排出口７７が設けられている。本実施の形態では，スクリューデカンタ３の排出口７７から排出された沈殿物Ｐは，水を加えて再度パルプにされてから，図１に示すリパルプタンク１０に貯留されるようになっている。
【００２６】
ボール３０の内部には，内部空間３５の遠心分離部３６よりさらに後端側に，遠心分離した懸濁液Ｓがオーバーフローして進行する排液室８０が設けられている。排液室８０内には，懸濁液Ｓを排液口８５からボール３０の外部に排液する例えばポンプ式のインペラー８１が設けられている。本実施の形態では，スクリューデカンタ３の排液口８５には，一端が図１に示すクッションタンク１２に接続された配管１３の他端が接続されている。
【００２７】
以上のように構成された処理装置１を用いて実施する本発明の実施の形態に係る湿式亜鉛製錬の残渣の処理方法を図１及び図２を用いて説明する。
【００２８】
まず，図１に示す処理装置１を用いて処理する残渣について説明する。処理装置１で処理する残渣は，亜鉛の湿式亜鉛製錬において，２次浸出で発生する残渣であり，例えば，以下のようにして得ることができる。亜鉛製錬の原料となる亜鉛含有量が５０質量％前後の硫化亜鉛精鉱を焙焼炉で空気を吹込んで酸化焙焼した焼鉱を，硫酸酸性の浸出液で亜鉛を浸出（即ち，１次浸出）する。この際に，発生する不溶性のジンクフェライト（ＺｎＦｅ２Ｏ４）を主成分とする残渣から亜鉛を浸出するように，亜硫酸ガス雰囲気下でこの残渣を加圧浸出（即ち，２次浸出）する。この２次浸出によって，硫酸鉛，シリカ，スズ及びアンチモンを含有する残渣が発生する。
【００２９】
次に，上述のようにして２次浸出で発生した残渣を，図１に示す処理装置１で処理する手順を説明する。２次浸出で発生した残渣に水を添加し，パルプにする。本実施の形態では，この際のパルプ濃度を３００〜５００ｇ／ｌにすると，鉛のロス率が低く，鉛とシリカ，スズ及びアンチモンとの分離性が高くなるため都合がよい。また，ｐＨ，温度等は特に調整していない。
【００３０】
上記パルプを，図１の点線矢印で示すように撹拌機付タンク２に供給する。撹拌機付タンク２では，供給されたパルプを沈降しないように撹拌しながら貯留する。撹拌機付タンク２に貯留したパルプは，ポンプ４によって圧送され，配管５経由でスクリューデカンタ３に定量供給される。
【００３１】
パルプが定量供給されるスクリューデカンタ３のボール３０及びスクリューコンベア３１は，モータ５０によって同一方向に各々所定の回転速度で回転させておく。なお，スクリューコンベア３１の回転速度は，減速装置５５を用いてボール３０の回転速度よりも小さくなるように設定する。
【００３２】
配管５から給液口６６を介してスクリューデカンタ３に定量供給されたパルプは，図２の実線矢印で示すように，給液管６５内をスクリューデカンタ３の前端側に軸方向に沿って進行する。そして，吐出口６７から内部空間３５内に吐出される。吐出されたパルプは，ボール３０の回転によって遠心分離部３６で沈殿物Ｐ及び懸濁液Ｓに遠心分離される。ボール３０の回転による遠心分離によって沈殿した沈殿物Ｐには，鉛の沈殿物を主体として，シリカ，スズ及びアンチモンの沈殿物も含まれている。一方，遠心分離によって分離された懸濁液Ｓは，沈殿しなかった鉛，シリカ，スズ及びアンチモン等の固形物と液体を含んでいる。
【００３３】
本実施の形態では，上述した遠心分離を行う際に，パルプが含有する全固形物に対して沈殿物Ｐ（全体）の分離率が５０〜９０質量％になるように調整する。この分離率の調整は，ボール３０の回転速度（即ち，重力加速度）及びパルプ流量（即ち，滞留時間）を調整することによって行っている。なお，沈殿物Ｐの分離率とは，パルプが含有する全固形物の質量に対して，遠心分離により沈殿した沈殿物Ｐの質量の比率を意味する。本実施の形態では，パルプに６００〜２４００Ｇの重力加速度が加わるようにボール３０の回転速度を調整すると共に，沈殿物Ｐがスクリューデカンタ３内に滞留する時間が３０〜６０ｓｅｃになるようにポンプ４でパルプ流量を制御することによって，沈殿物Ｐの分離率が５０〜９０質量％になるように設定している。なお，本実施の形態では，沈殿物Ｐの分離率の値は，パルプが含有する全固形物の質量と，スクリューデカンタ３の排出口７７から排出される沈殿物Ｐの質量とを，各々実際に乾量で測定することによって算出している。
【００３４】
遠心分離で沈殿した沈殿物Ｐは，ボール３０の回転による遠心力でボール３０の円錐形状の内面に付着する。付着した沈殿物Ｐは，回転するスクリューコンベア３１のスクリュー羽根７０によって掻出されながらスクリューデカンタ３の前端側に搬送される。スクリュー羽根７０によって沈殿物Ｐが搬送される際には，遠心分離部３６から随伴する懸濁液Ｓが，沈殿物Ｐが脱液部３７を前端側に進行するに従い，次第に脱液される。その結果，ボール３０の前端側の排出孔７５には，沈殿物Ｐだけが搬送される。そして，排出孔７５に到達した沈殿物Ｐは，排出孔７５からケーシング７６内に排出される。さらに，ケーシング７６内から排出口７７を介してスクリューデカンタ３から排出される。
【００３５】
排出口７７から排出された沈殿物Ｐには，水が加えられ，再度パルプにされてから，配管１１経由でリパルプタンク１０に貯留される。リパルプタンク１０に貯留されたパルプは，配管１６経由でフィルタープレス１５に供給され，ねじ機構を利用した圧縮によって鉛濃縮物と濾液に固液分離される。固液分離によって得られた濾液は，フィルタープレス１５から配管１７経由でリパルプタンク１０に戻される。一方，鉛濃縮物は，排出管１８から外部に排出され，回収される。
【００３６】
一方，スクリューデカンタ３の遠心分離部３６の懸濁液Ｓは，オーバーフローしてスクリューデカンタ３の後端側に進行し，排液室８０に進入する。そして排液室８０内の懸濁液Ｓは，インペラー８１によって排液口８５からボール３０の外部に排液される。
【００３７】
排液口８５から排液された懸濁液Ｓは，配管１３経由でクッションタンク１２に貯留される。クッションタンク１２に貯留された懸濁液Ｓは，配管２１経由でフィルタープレス２０に供給され，ねじ機構を利用した圧縮によってシリカ，スズ及びアンチモン等と濾液に固液分離される。固液分離によって得られた濾液は，フィルタープレス２０から配管２２経由で撹拌機付タンク２に戻される。一方，シリカ，スズ及びアンチモン等は，排出管２３から外部に排出され，回収される。
【００３８】
以上の実施の形態によれば，湿式亜鉛製錬で発生する残渣に水を加えてパルプにしてから遠心分離する際に，沈殿物Ｐの分離率が５０〜９０質量％になるように設定したことによって，鉛の分離率をシリカ，スズ及びアンチモンの各分離率よりも大きくすることができる。これにより，シリカ，スズ及びアンチモンの各品位が鉛の品位よりも相対的に低い沈殿物を得ることができ，鉛原料として用いる場合に，精製時間及び精製コストの低い経済的な沈殿物を得ることが可能になる。なお，鉛の分離率は，パルプが含有する全ての鉛の質量に対して，沈殿した鉛沈殿物の質量の比率を意味し，鉛の沈殿率と同義である。シリカ，スズ及びアンチモンの沈殿率についても同様である。
【００３９】
また，遠心分離機として連続式スクリュー排出型遠心分離機であるスクリューデカンタ３を用いたことによって，多量のパルプを連続的に処理することが可能になりバッチ式で処理する場合よりも経済的且つ効率的である。さらに，ボール３０の回転速度を調整することによって，パルプを遠心分離する際の重力加速度を容易に変更できるため，沈殿物Ｐの分離率の調整が容易化される。本実施の形態では，重力加速度が６００〜２４００Ｇになるようにボール３０の回転速度を調整することによって，沈殿物Ｐの分離率を５０〜９０質量％に設定することができている。
【００４０】
本発明の第２の実施の形態として，上述した第１の実施の形態の遠心分離を行う際に，遠心分離による沈殿物Ｐの分離率の値を，鉛の分離率とシリカ，スズ及びアンチモンの分離率との比が全て最小になる６０質量％程度に近い値に設定してもよい。これにより，遠心分離によってパルプが含有する鉛を沈殿物としてシリカ，スズ及びアンチモンを含む懸濁液から分離する際に，より高い分離効果を得ることが可能になる。さらに，沈殿物Ｐの分離率を６０質量％程度に近い値に設定すると共に，できるだけ大きな値に設定することによって，鉛原料として用いる場合に精製時間及び精製コストが低い上に，さらに，鉛の品位が高く回収率の向上した沈殿物Ｐを効率的に得ることが可能になる。
【００４１】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において，各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４２】
上述した実施形態においては，パルプを遠心分離する遠心分離機として連続式スクリュー排出型遠心分離機（即ち，スクリューデカンタ）を用いる場合について説明したが，連続式スクリュー排出型遠心分離機以外の遠心分離機が用いられてもよい。
【実施例１】
【００４３】
以下に，本発明を検証した実施例を説明する。
【００４４】
湿式亜鉛製錬の２次浸出で発生した残渣に水を添加し，パルプ濃度が４８５ｇ／ｌ（乾量）のパルプにして，撹拌しながら撹拌機付タンクに保持した。ポンプを用いて撹拌機付タンクのパルプを，パルプ流量が２５００ｌ／ｈになるようにして，スクリューデカンタに定量供給した。スクリューデカンタは，遠心分離の重力加速度が５００Ｇになるように，ボールの回転速度を予め設定した。この条件で，スクリューデカンタから排出された沈殿物の質量と，パルプが含有する全固形物の質量を測定し，その質量比率を算出したところ，（沈殿物の質量）／（全固形物の質量）×１００＝５４．３％であった。
【００４５】
上述した初期状態から，パルプ流量（即ち，滞留時間）及びスクリューデカンタのボールの回転速度（即ち，重力加速度）を調整し，パルプが含有する全固形物に対しての全沈殿物の質量比率（以下，沈殿物の分離率と称する）を種々変更した場合についての鉛（Ｐｂ），シリカ（ＳｉＯ２），スズ（Ｓｎ）及びアンチモン（Ｓｂ）の各沈殿率（即ち，各分離率）の結果を表１に示す。また，表２は，表１のデータを，横軸を沈殿物の分離率，縦軸を各元素の沈殿率とする座標上にプロットしたグラフである。表２では，各データについて鉛，シリカ，スズ及びアンチモンの沈殿率を各々，四角形，ひし形，三角形及び丸で示した。なお，表１，２において，沈殿物の分離率が１００％であるデータは，実測値ではなく参照用に記載したデータである。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【表２】
【００４８】
表１，２に示すように，参照用データを除く全データのうちで，沈殿物の分離率の値が本発明の特許請求の範囲に記載した５０〜９０％の範囲に入っている各データ（即ち，データ番号１〜６，８〜１４，１６〜１９，２１〜２９のデータ）は，鉛の沈殿率とシリカ，スズ及びアンチモンの各沈殿率との差が十分に大きく，鉛をシリカ，スズ及びアンチモンから効果的に分離することが可能になっていた。また，遠心分離を行う際の重力加速度の値が本発明の特許請求の範囲に記載した６００〜２４００Ｇに入っている各データ（即ち，データ番号１，２，５，６，８〜１１，１３，１４，１６〜１８，２１〜２３，２５，２６のデータ）は，いずれも沈殿物の分離率が５０〜９０質量％に設定できている。
【００４９】
【表３】
【００５０】
【表４】
【００５１】
表３は，各元素と鉛の沈殿率の差をより明確化するように，表１に示すシリカ，スズ及びアンチモンの沈殿率と，鉛の沈殿率の比を示したものである。表４は，表３に示す各データを，表１に示す鉛の沈殿率と共に，横軸を沈殿物の分離率，縦軸を各元素と鉛の沈殿率の比とする座標上にプロットしたグラフである。表４では，シリカ，スズ及びアンチモンの（鉛の沈殿率に対する）沈殿率の比を各々，ひし形，三角形及び丸で示した。また，参考用に鉛の沈殿率も四角形で示した。なお，表３，４において，沈殿物の分離率が１００％であるデータは，実測値ではなく参照用に記載したデータである。
【００５２】
表３，４に示すように，各元素と鉛の沈殿率の比（即ち，（各元素の沈殿率）／（鉛の沈殿率））は，その値が小さいほど鉛との分離度合いが大きいことを示している。表４に示すように，沈殿物の分離率が６０質量％程度である場合に各元素と鉛の沈殿率の比が最小になっており，鉛とシリカ，スズ及びアンチモンとが最も分離されていた。
【実施例２】
【００５３】
以下に，本発明を検証した実施例を説明する。
【００５４】
湿式亜鉛製錬の２次浸出で発生した残渣に水を添加し，パルプにして，撹拌しながら撹拌機付タンクに保持した。ポンプを用いて撹拌機付タンクのパルプをスクリューデカンタに定量供給しながら，供給されたパルプをスクリューデカンタでボールの回転により遠心分離した。遠心分離を行う際には，スクリューデカンタに供給されるパルプ流量と，パルプに加えられる重力加速度とを種々変更して行った。その際の種々のパルプ流量及び重力加速度について，パルプが含有する全固形物と，沈殿物として沈殿する固形物との質量比率（以下，沈殿物の分離率と称する）の結果を表５に示す。表６は，表５のデータを，横軸をパルプ流量，縦軸を沈殿物の分離率とする座標上にプロットしたグラフである。表６では，重力加速度が５００，１０００及び１５００Ｇであるデータを各々，ひし形，四角形及び三角形で示した。
【００５５】
【表５】
【００５６】
【表６】
【００５７】
表５，６に示すように，遠心分離を行う際に，重力加速度の値が本発明の特許請求の範囲に記載した６００〜２４００Ｇの範囲に入っているようにボール３０の回転速度を調整することによって，沈殿物の分離率を５０〜９０質量％に設定できた。その結果，シリカ，スズ及びアンチモンから従来よりも効果的に分離された鉛を含有する沈殿物を得ることができた。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は，湿式亜鉛製錬で発生する残渣から亜鉛を回収する際に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態に係る残渣の処理装置１の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態を実施するのに用いるスクリューデカンタ３を側面から視た構成図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 湿式亜鉛製錬で発生する残渣の処理装置
２ 撹拌機付タンク
３ スクリューデカンタ
４ ポンプ
５，１１，１３，１６，１７，２１，２２ 配管
１０ リパルプタンク
１２ クッションタンク
１５，２０ フィルタープレス
１８，２３ 排出管
３０ ボール
３１ スクリューコンベア
３５ 内部空間
３６ 遠心分離部
３７ 脱液部
３９ 支持体
４０，４１ 軸受
４５ ボール側プーリ
４６ スクリュー側プーリ
５０ モータ
５１ 伝動ベルト
５５ 減速装置
６５ 給液管
６６ 給液口
６７ 吐出口
７０ スクリュー羽根
７５ 排出孔
７６ ケーシング
７７ 排出口
８０ 排液室
８１ インペラー
８５ 排液口
Ｐ 沈殿物
Ｓ 懸濁物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿式亜鉛製錬で発生する残渣に水を加えてパルプにしてから遠心分離を行う湿式亜鉛製錬の残渣の処理方法であって，
前記遠心分離による分離率を所定の範囲とすることによって，シリカ，スズ及びアンチモンの各品位が鉛の品位よりも相対的に低い沈殿物を得ることを特徴とする，湿式亜鉛製錬の残渣の処理方法。
【請求項２】
前記分離率が５０〜９０質量％になるように遠心分離を行うことを特徴とする，請求項１に記載の湿式亜鉛製錬の残渣の処理方法。
【請求項３】
連続式スクリュー排出型遠心分離機を用いて遠心分離を行うことを特徴とする，請求項１又は２に記載の湿式亜鉛製錬の残渣の処理方法。
【請求項４】
６００〜２４００Ｇの重力加速度で遠心分離を行うことを特徴とする，請求項１〜３のいずれかに記載の湿式亜鉛製錬の残渣の処理方法。
【請求項５】
湿式亜鉛製錬で発生する残渣に水を加えてパルプにしてから遠心分離を行う湿式亜鉛製錬の残渣の処理装置であって，
前記パルプを貯留するタンクと，
前記パルプを遠心分離し，前記パルプが含有する鉛を沈殿物として，シリカ，スズ及びアンチモンが含まれる懸濁液から分離する連続式スクリュー排出型遠心分離機と，
前記タンクに貯留された前記パルプを前記連続式スクリュー排出型遠心分離機に定量供給するポンプと，を有することを特徴とする，湿式亜鉛製錬の残渣の処理装置。
【請求項１】
湿式亜鉛製錬で発生する残渣に水を加えてパルプにしてから遠心分離を行う湿式亜鉛製錬の残渣の処理方法であって，
前記遠心分離による分離率を所定の範囲とすることによって，シリカ，スズ及びアンチモンの各品位が鉛の品位よりも相対的に低い沈殿物を得ることを特徴とする，湿式亜鉛製錬の残渣の処理方法。
【請求項２】
前記分離率が５０〜９０質量％になるように遠心分離を行うことを特徴とする，請求項１に記載の湿式亜鉛製錬の残渣の処理方法。
【請求項３】
連続式スクリュー排出型遠心分離機を用いて遠心分離を行うことを特徴とする，請求項１又は２に記載の湿式亜鉛製錬の残渣の処理方法。
【請求項４】
６００〜２４００Ｇの重力加速度で遠心分離を行うことを特徴とする，請求項１〜３のいずれかに記載の湿式亜鉛製錬の残渣の処理方法。
【請求項５】
湿式亜鉛製錬で発生する残渣に水を加えてパルプにしてから遠心分離を行う湿式亜鉛製錬の残渣の処理装置であって，
前記パルプを貯留するタンクと，
前記パルプを遠心分離し，前記パルプが含有する鉛を沈殿物として，シリカ，スズ及びアンチモンが含まれる懸濁液から分離する連続式スクリュー排出型遠心分離機と，
前記タンクに貯留された前記パルプを前記連続式スクリュー排出型遠心分離機に定量供給するポンプと，を有することを特徴とする，湿式亜鉛製錬の残渣の処理装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−２６２５６４（Ｐ２００７−２６２５６４Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９３２８５（Ｐ２００６−９３２８５）
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【出願人】（０００２２４７９８）ＤＯＷＡホールディングス株式会社 (550)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【出願人】（０００２２４７９８）ＤＯＷＡホールディングス株式会社 (550)
【Ｆターム（参考）】
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