銅の溶媒抽出方法
【課題】第１銅イオンと第１鉄イオンを含む塩化物水溶液からトリブチルフォスフェイトを主成分とする抽出剤を用いて、第１銅イオンを選択的に抽出し分離回収する溶媒抽出方法において、高抽出率が得られる工業的に効率的な銅の溶媒抽出方法を提供する。
【解決手段】
抽出開始時における塩化物水溶液のｐＨ（室温）を１．０以下にするとともに、該塩化物水溶液中の第１鉄イオン濃度を９０〜２００ｇ／Ｌに調整することを特徴とする銅の溶媒抽出方法などによって提供する。
【解決手段】
抽出開始時における塩化物水溶液のｐＨ（室温）を１．０以下にするとともに、該塩化物水溶液中の第１鉄イオン濃度を９０〜２００ｇ／Ｌに調整することを特徴とする銅の溶媒抽出方法などによって提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅の溶媒抽出方法に関し、さらに詳しくは、第１銅イオンと第１鉄イオンを含む塩化物水溶液からトリブチルフォスフェイトを主成分とする抽出剤を用いて、第１銅イオンを選択的に抽出し分離回収する溶媒抽出方法において、高抽出率が得られる工業的に効率的な銅の溶媒抽出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非鉄金属精錬、銅を含む鉄鋼精錬の副産物、及び金属質廃棄物処理において、銅と種々の共存元素を分離する技術は、銅の収率と品質の向上、鉄の高純度化などにとって重要な技術課題であった。この一般的な方法としては、銅と鉄等が溶液中に共存するときには、鉄を酸化して沈殿除去する方法が行われていた。しかし、沈殿された水酸化鉄は一般に含水率が高く、銅のほか、他の共存元素も含み純度が低いので、利用先が限られ多くは廃棄となる。このとき共沈殿した銅も同時に廃棄されて損失となっていた。
【０００３】
この解決策として、液中に低濃度に含まれる元素を濃縮し、また他の元素との分離が工業的に可能である有機溶媒からなる抽出剤を用いる溶媒抽出法が有効な方法であることが知られている。
銅と鉄を溶媒抽出法によって分離する代表的な方法として、以下の方法が挙げられる。 例えば、一部硫化銅鉱物を含む酸化銅鉱石の硫酸浸出法において得られる２価の銅イオン（第２銅イオン）、２価の鉄イオン（第１鉄イオン）及び３価の鉄イオン（第２鉄イオン）を含む浸出生成液から第２銅イオンを商品名ＬＩＸ６４等の酸性抽出剤を用いて溶媒抽出する方法が行われている。また、自動車、家電製品等の廃棄物処理過程で、アンモニア浸出液中の第２銅イオンをＬＩＸ５４で抽出する方法（例えば、特許文献１参照）が提案されている。
【０００４】
一般に、上記酸性抽出剤による抽出では、銅が抽出されるにしたがって液のｐＨが下がるので、液のｐＨを１．５〜２．５に保つため水酸化ナトリウムやアンモニア等の中和剤の添加が必要となり、これら中和剤の成分の浸出液への蓄積が問題となる。また、抽出後の抽出剤から銅を逆抽出するためには強酸性領域で行う必要がある。したがって、銅や鉄等が強酸性領域で浸出された浸出生成液の場合には、抽出及び逆抽出工程において酸やアルカリを大量に消費するという問題がある。
【０００５】
一方、鉄イオンの分離に従来から使われているトリブチルフォスフェイト（ＴＢＰ）やトリオクチルフォスフィンオキシド（ＴＯＰＯ）等のような中性抽出剤では、液のｐＨにかかわらず金属イオンを抽出できるので、塩化物水溶液では、抽出及び逆抽出において酸及びアルカリをほとんど必要としない。しかしながら、中性抽出剤は、第２銅イオンに対する抽出性がない。したがって、第２銅イオン、第１鉄イオン及び第２鉄イオンを含む塩化物水溶液に中性抽出剤による溶媒抽出法を適用する場合には、中性抽出剤に第２鉄イオンを抽出させ、抽出残液に第２銅イオンを残留させることで銅と鉄を分離することができる。しかしながら、第１鉄イオンの存在は鉄の抽出を不安定にするので、第１鉄イオンを第２鉄イオンに酸化しておくことが必要であった。
【０００６】
ところで、近年、銅硫化鉱物の湿式精錬法において、塩化物水溶液から銅を電解採取する方法が注目されている。これは、硫酸水溶液と異なり、塩化物水溶液では第１銅イオンが安定に存在できるので、第１銅イオンを含む電解始液を用いると、通常の２価の銅の電解と比べて電解電力が半減される効果があるからである。この際、電解始液としては、第１銅イオンを含み、鉄等の不純物元素を含まない塩化物水溶液が望ましい。したがって、上記塩化物水溶液を効率的に得る方法が求められていた。
【０００７】
この解決策として、本発明者らは、第２銅イオン、第１鉄イオン及び第２鉄イオンを含む塩化物水溶液を還元し、第１銅イオンと第１鉄イオンを含む液を得て、これをトリブチルフォスフェイトを主成分とする有機溶媒からなる抽出剤と接触させて第１銅イオンを該抽出剤中に抽出した後、該抽出剤に水溶液を接触させて第１銅イオンを水溶液中に逆抽出することからなる方法（例えば、特許文献２参照。）を提案している。この方法により、第１銅イオンを含み、鉄等の不純物元素を含まない塩化物水溶液が得られる。しかしながら、上記方法において、単位溶媒当たりに抽出できる第１銅イオン量には限りがあり、その抽出率が低いとその分より多くの溶媒量を必要とする。
【０００８】
このような状況から、第１銅イオンと第１鉄イオンを含む塩化物水溶液から第１銅イオンを選択的に抽出し分離回収する溶媒抽出方法において、前記塩化物水溶液にトリブチルフォスフェイトを主成分とする有機溶媒からなる抽出剤を接触混合させて第１銅イオンを抽出するにあたり、単位溶媒当たりに抽出できる第１銅イオン量をより多くすることができる、すなわち高抽出率が得られる工業的に効率的な銅溶媒抽出方法が求められている。
【０００９】
【特許文献１】特開平０６−２４０３７３号公報（第１頁、第２頁）
【特許文献２】特開２００４−１６２１３５号公報（第１頁、第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、上記の従来技術の問題点に鑑み、第１銅イオンと第１鉄イオンを含む塩化物水溶液からトリブチルフォスフェイトを主成分とする抽出剤を用いて、第１銅イオンを選択的に抽出し分離回収する溶媒抽出方法において、高抽出率が得られる工業的に効率的な銅の溶媒抽出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記目的を達成するために、第１銅イオンと第１鉄イオンを含む塩化物水溶液の溶媒抽出方法について、鋭意研究を重ねた結果、前記塩化物水溶液にトリブチルフォスフェイトを主成分とする有機溶媒からなる抽出剤を接触混合させて第１銅イオンを抽出する際に、抽出始液として特定の条件に調整した塩化物水溶液を用いることによって、より多くの第１銅イオンを抽出剤中に抽出させることができることを見出し、本発明を完成した。これによって、第１銅イオンを高抽出率で分離することができる。
【００１２】
すなわち、本発明の第１の発明によれば、第１銅イオンと第１鉄イオンを含む塩化物水溶液からトリブチルフォスフェイトを主成分とする抽出剤を用いて、第１銅イオンを選択的に抽出し分離回収する溶媒抽出方法において、
抽出開始時における塩化物水溶液のｐＨ（室温）を１．０以下にするとともに、該塩化物水溶液中の第１鉄イオン濃度を９０〜２００ｇ／Ｌに調整することを特徴とする銅の溶媒抽出方法が提供される。
【００１３】
また、本発明の第２の発明によれば、第１の発明において、前記抽出開始時のｐＨ（室温）は、０．５以下であることを特徴とする銅の溶媒抽出方法が提供される。
【００１４】
また、本発明の第３の発明によれば、第１の発明において、前記塩化物水溶液中の第１鉄イオン濃度は、１００〜２００ｇ／Ｌであることを特徴とする銅の溶媒抽出方法が提供される。
【００１５】
また、本発明の第４の発明によれば、第１の発明において、前記塩化物水溶液の酸化還元電位（銀／塩化銀電極規準）は、０〜４００ｍＶであることを特徴とする銅の溶媒抽出方法が提供される。
【００１６】
また、本発明の第５の発明によれば、第１〜４の発明において、前記塩化物水溶液中の第１銅イオン濃度は、１０〜７０ｇ／Ｌであることを特徴とする銅の溶媒抽出方法が提供される
【発明の効果】
【００１７】
本発明の銅の溶媒抽出方法は、第１銅イオンと第１鉄イオンを含む塩化物水溶液からトリブチルフォスフェイトを主成分とする抽出剤を用いて、第１銅イオンを選択的に抽出し分離回収する溶媒抽出方法において、抽出剤中に高抽出率で第１銅イオンを抽出させることができるので、その工業的価値は極めて大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の銅の溶媒抽出方法を詳細に説明する。
本発明の銅の溶媒抽出方法は、第１銅イオンと第１鉄イオンを含む塩化物水溶液からトリブチルフォスフェイトを主成分とする抽出剤を用いて、第１銅イオンを選択的に抽出し分離回収する溶媒抽出方法において、抽出開始時の塩化物水溶液のｐＨ（室温）を１．０以下にするとともに、該塩化物水溶液中の第１鉄イオン濃度を９０〜２００ｇ／Ｌに調整することを特徴とする。
【００１９】
本発明において、抽出開始時の塩化物水溶液のｐＨ（室温）を１．０以下に調整することに重要な意義を有しており、これにより、抽出剤中への第１銅イオンの高抽出率が得られる。さらに、同時に、塩化物水溶液中の第１鉄イオン濃度を９０〜２００ｇ／Ｌの高濃度に調整することによって、より高い抽出率が得られることが重要である。
【００２０】
本発明において、塩化物水溶液からの銅イオンの抽出は、塩化物水溶液とトリブチルフォスフェイトを主成分とする有機溶媒からなる抽出剤（以下、トリブチルフォスフェイト抽出剤と呼称する場合がある。）とを接触混合することによって行うことができる。接触混合には、工業的には通常のミキサーセトラー方式、パルスカラム方式等の溶媒抽出装置が使用される。ここで、トリブチルフォスフェイトは、塩化物水溶液中の第１銅イオン及び第２鉄イオンを第１鉄イオンに対して選択的に抽出する特性を有する。したがって、塩化物水溶液中の銅イオンと鉄イオンが、第１銅イオンと第１鉄イオンである場合には、トリブチルフォスフェイト抽出剤は第１銅イオンを選択的に抽出する。
【００２１】
本発明に用いる抽出剤において、トリブチルフォスフェイトは、流動性を保つために、ケロシン等の希釈剤で希釈されても良いが、銅イオンの抽出率は接触混合させるトリブチルフォスフェイトの濃度に依存するので、トリブチルフォスフェイトの希釈は極力行わない方が好ましい。しかしながら、トリブチルフォスフェイト濃度を、好ましくは４０〜１００容量％、さらに好ましくは５０〜１００容量％に調整することにより、工業的に満足されるＣｕ／Ｆｅの分離係数を得ることができる。
【００２２】
本発明で用いる第１銅イオンと第１鉄イオンを含む塩化物水溶液としては、主に非鉄金属精錬工程などから産出する銅、鉄等を含む浸出生成液である塩化物水溶液、銅メッキ被覆鉄系材料などからの銅、鉄等の回収用塩化物水溶液、自動車、家電製品等のシュレッダー処理産出物からの銅、貴金属、鉄等の分離回収用塩化物水溶液等を原料溶液として用いて、必要に応じて液中の銅イオンと鉄イオンを還元処理して得られたものが挙げられる。この中で、特に、銅硫化精鉱の塩素浸出法から産出される浸出生成液が好ましく用いられる。
【００２３】
上記塩化物水溶液の酸化還元電位（銀／塩化銀電極規準）としては、特に限定されるものではなく、銅イオンと鉄イオンの還元条件によって異なるが、好ましくは０〜４００ｍＶ、より好ましくは０〜３５０ｍＶ、特に好ましくは２５０〜３００ｍＶである。
例えば、銅硫化精鉱の塩素浸出法から産出される浸出生成液は、一般に第２銅イオン、第１鉄イオン及び第２鉄イオン等を含む溶液であり、これに還元剤を添加し、酸化還元電位（銀／塩化銀電極規準）を０〜４００ｍＶに調整して、第２銅イオンを第１銅イオンに、及び第２鉄イオンを第１鉄イオンに還元する。
【００２４】
上記酸化還元電位の調整方法としては、特に限定されるものではなく、従来公知の方法、例えば、不活性雰囲気で金属銅、あるいは銅より卑な金属鉄等を加える方法、二酸化硫黄ガスを添加する方法、銅硫化精鉱の塩素浸出法において黄銅鉱等の銅硫化鉱物を還元剤として用いる方法等によって行うことができる。
【００２５】
上記塩化物水溶液中の第１銅イオン濃度としては、特に限定されるものではないが、例えば、銅硫化精鉱の塩素浸出法において得られる浸出生成液の場合には、１０〜７０ｇ／Ｌが用いられる。すなわち、第１銅イオン濃度が１０ｇ／Ｌ未満では、液濃度が薄いので設備効率が悪い。一方、第１銅イオン濃度が７０ｇ／Ｌを超えると、溶媒抽出において銅の抽出効率が低下する。
【００２６】
本発明で用いる抽出開始時の塩化物水溶液（抽出始液）のｐＨとしては、室温において１．０以下、好ましくは０．５以下に調整される。すなわち、ｐＨが低い程、第１銅イオンの抽出率が上昇するので、十分な高銅抽出率を得るためには１．０以下にまで、好ましくは０．５以下にまでｐＨを低下させる。また、ｐＨが１．０を超えると、水溶液中に高濃度で存在する鉄の水酸化物沈殿の生成により、クラッド等の発生の恐れがある。
【００２７】
上記ｐＨの調整方法としては、特に限定されるものではないが、上記塩化物水溶液のｐＨが高い場合には、液性を変えないため塩酸の添加が好ましい。
【００２８】
本発明に用いる塩化物水溶液中の第１鉄イオン濃度としては、９０〜２００ｇ／Ｌ、好ましくは１００〜２００ｇ／Ｌに調整する。すなわち、第１鉄イオン濃度が高い程、第１銅イオンの抽出率が上昇するので、十分な高銅抽出率を得るためには第１鉄イオン濃度を９０ｇ／Ｌ以上の高濃度に調整することが望ましい。一方、第１鉄イオン濃度が２００ｇ／Ｌを超えると、塩化物水溶液の塩濃度そのものが上昇することになるため、溶解度の関係で液中に含まれている塩化第１鉄、食塩、塩化銅等の一部が析出し、配管に詰まる等の不具合が多発することになる。
【００２９】
ここで、第１銅イオンの抽出率に対する抽出始液の鉄濃度の影響を明確にするため、以下の具体例で説明する。
抽出始液として、銅精鉱を塩化浴中で浸出し、金属銅粉を用いて酸化還元電位（銀／塩化銀電極規準）を３００ｍＶ以下になるように調節した後、ｐＨを１．０に調整したものを用いた。なお、第１銅濃度は約３０ｇ／Ｌ及び塩素イオン濃度は約１６０〜１９０ｇ／Ｌであった。このとき、第１鉄濃度を２０〜１６０ｇ／Ｌと変化させた。抽出剤としては、希釈剤としてドデカン相当であるテクリーンＮ２０（新日本石油製、炭化水素系無極性洗浄剤）を使用して、トリブチルフォスフェイト（ＴＢＰ）を８０容量％に調整したものを用いた。上記抽出剤と抽出始液とを２００ｍＬビーカーの中に容量比で２：１で混合し、約２５℃の室温で１０分間、マグネチックスターラーで攪拌した。なお、攪拌時は液の酸化を防止する意味で、ビーカー内を窒素でパージした。
【００３０】
図１に、抽出始液中の鉄濃度と銅抽出率の関係を表す。なお、抽出率は（抽出始液の銅濃度−抽出残液の銅濃度）／抽出始液の銅濃度×１００（％）で計算を行なった。
図１より、抽出始液の鉄濃度が上昇するにつれて、銅のトリブチルフォスフェイトへの抽出率が上昇し、特に、鉄濃度９０ｇ／Ｌ以上で７５％以上の高銅抽出率が得られることが分かる
【００３１】
上記塩化物水溶液中の第１鉄イオン濃度の調整方法としては、特に限定されるものではなく、塩化物水溶液に塩化鉄、金属鉄等を投入して調整することができるが、塩化物水溶液が銅硫化精鉱の塩素浸出法からの浸出生成液の場合には、プロセス全体としての経済的に効率的な第１鉄イオン濃度の調整方法が用いられる。
【００３２】
以下に、図面を用いて、銅硫化精鉱の塩素浸出法における銅溶媒抽出工程での第１鉄イオン濃度の調整について説明する。
図２は、銅硫化精鉱の塩素浸出法の一例を表す工程フロー図の概要である。図２において、銅硫化精鉱６は、塩素浸出工程１、還元工程２、溶媒抽出工程３、銅電解工程４、及び鉄電解工程５からなる一連の工程で処理される。
塩素浸出工程１からの浸出生成液７中には、原料の銅硫化精鉱６中から銅と鉄が塩化銅と塩化鉄の形で浸出され、溶存している。塩化銅は、還元工程２で塩化第１銅に還元され、本発明に係る溶媒抽出工程３によって抽出され、その後逆抽出液９として回収され、銅電解工程４で電解銅１１として回収される。一方、抽出残液１０中の塩化鉄は、その後、鉄電解工程５に送られ、その一部を電解鉄１２あるいは他の方法により分離された後、酸化性の液体である電解廃液１３として塩素浸出工程１に繰り返され、再び使用されることなる。
【００３３】
このため、本発明に用いる抽出始液中では、一般に塩化第１銅イオン濃度より塩化第１鉄イオン濃度の方が高くなっている。また、鉄電解工程で抜き取られる鉄量を調節することによって、繰り返される鉄量を調節し、抽出始液中に含まれる第１鉄イオン濃度を調節することもできる。鉄電解工程で抜き取られる鉄量を減らせば、繰り返しの鉄量が多くなり、結果として抽出始液中の第１鉄イオン濃度を高く保つことになる。また、一時的であれば、塩化第１鉄の結晶を抽出始液に投入することによって第１鉄イオンの濃度を上昇させることができる。
【００３４】
以上の方法でトリブチルフォスフェイト抽出剤中に抽出された銅は、逆抽出操作において、トリブチルフォスフェイト抽出剤を酸性水溶液と接触混合させ、銅イオンを水溶液側に逆抽出することにより回収される。この逆抽出条件としては、特に限定されるものではなく、通常の条件を用いて行なわれる。例えば、逆抽出に用いられる酸性水溶液としては、銅濃度が７０ｇ／Ｌ以下、塩素イオン濃度が５０〜３５０ｇ／Ｌであることが望ましい。また、逆抽出の温度は、４０〜９０℃であることが望ましい。
【実施例】
【００３５】
以下に、本発明の実施例及び比較例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例及び比較例で用いた銅、鉄の分析方法は、蛍光Ｘ線定量分析方法（ＸＲＦ）で行なった。
【００３６】
また、実施例及び比較例で用いた抽出始液、抽出剤とその調整方法は、以下の通りであった。
（１）抽出始液：銅精鉱を塩化浴中で浸出し、金属銅粉を用いて酸化還元電位（銀／塩化銀電極）を３００ｍＶ以下になるように調節した試料を塩酸でｐＨを調整した。
（２）トリブチルフォスフェイト抽出剤：希釈剤としてドデカン相当であるテクリーンＮ２０（新日本石油製、炭化水素系無極性洗浄剤）を使用して、抽出剤中のトリブチルフォスフェイト（ＴＢＰ）を８０容量％に調整した。
【００３７】
（実施例１）
まず、抽出始液として、上記調整方法で、第１銅イオン濃度３０ｇ／Ｌ、第１鉄イオン濃度９０ｇ／Ｌ及び塩素イオン濃度１９０ｇ／Ｌを含有する水溶液を用意し、塩酸にてｐＨを１．０に調整したものを用いた。
次に、上記抽出剤と前記抽出始液とを２００ｍＬビーカーの中に容量比で２：１で混合し、約２５℃の室温で１０分間、マグネチックスターラーで攪拌した。なお、攪拌時は液の酸化を防止する意味で、ビーカー内を窒素でパージした。その後、得られた抽出残液の銅を分析し、トリブチルフォスフェイト抽出剤への銅の抽出率を求めた。なお、抽出率は（抽出始液の銅濃度−抽出残液の銅濃度）／抽出始液の銅濃度×１００（％）で計算を行った。結果を表１に示す。
【００３８】
（実施例２）
抽出始液として、塩素イオン濃度１９６ｇ／Ｌを含有する水溶液を用意したこと、及び塩酸にてｐＨを０．０に調整したものを用いたこと以外は実施例１と同様に行ない、得られた抽出残液の銅を分析し、トリブチルフォスフェイト抽出剤への銅の抽出率を求めた。なお、抽出率は（抽出始液の銅濃度−抽出残液の銅濃度）／抽出始液の銅濃度×１００（％）で計算を行った。結果を表１に示す。
【００３９】
（実施例３）
抽出始液として、塩素イオン濃度１７５ｇ／Ｌを含有する水溶液を用意したこと、及び塩酸にてｐＨを０．０に調整したものを用いたこと以外は実施例１と同様に行ない、得られた抽出残液の銅を分析し、トリブチルフォスフェイト抽出剤への銅の抽出率を求めた。なお、抽出率は（抽出始液の銅濃度−抽出残液の銅濃度）／抽出始液の銅濃度×１００（％）で計算を行った。結果を表１に示す。
【００４０】
（実施例４）
抽出始液として、塩素イオン濃度１６８ｇ／Ｌを含有する水溶液を用意したこと、及び塩酸にてｐＨを−０．２に調整したものを用いたこと以外は実施例１と同様に行ない、得られた抽出残液の銅を分析し、トリブチルフォスフェイト抽出剤への銅の抽出率を求めた。なお、抽出率は（抽出始液の銅濃度−抽出残液の銅濃度）／抽出始液の銅濃度×１００（％）で計算を行った。結果を表１に示す。
【００４１】
（実施例５）
抽出始液の第１鉄イオン濃度を１１０ｇ／Ｌ、及び塩素イオン濃度を２１０ｇ／Ｌとした以外は、実施例１と同様におこない、得られた抽出残液の銅を分析し、銅の抽出率を求めた。なお、抽出率は（抽出始液の銅濃度−抽出残液の銅濃度）／抽出始液の銅濃度×１００（％）で計算を行った。結果を表１に示す。
【００４２】
（実施例６）
抽出始液の第１鉄イオン濃度を１６０ｇ／Ｌ、及び塩素イオン濃度を２５０ｇ／Ｌとした以外は、実施例１と同様におこない、得られた抽出残液の銅を分析し、銅の抽出率を求めた。なお、抽出率は（抽出始液の銅濃度−抽出残液の銅濃度）／抽出始液の銅濃度×１００（％）で計算を行った。結果を表１に示す。
【００４３】
（実施例７）
抽出始液の第１鉄イオン濃度を９０ｇ／Ｌ、及び塩素イオン濃度を１７５ｇ／Ｌとした以外は、実施例１と同様におこない、得られた抽出残液の銅を分析し、銅の抽出率を求めた。なお、抽出率は（抽出始液の銅濃度−抽出残液の銅濃度）／抽出始液の銅濃度×１００（％）で計算を行った。結果を表１に示す。
【００４４】
（比較例１）
抽出始液の第１鉄イオン濃度を２０ｇ／Ｌ、及び塩素イオン濃度を１７５ｇ／Ｌとした以外は、実施例１と同様におこない、得られた抽出残液の銅を分析し、銅の抽出率を求めた。なお、抽出率は（抽出始液の銅濃度−抽出残液の銅濃度）／抽出始液の銅濃度×１００（％）で計算を行った。結果を表１に示す。
【００４５】
（比較例２）
抽出始液の第１鉄イオン濃度を４５ｇ／Ｌ、及び塩素イオン濃度を１８０ｇ／Ｌとした以外は、実施例１と同様におこない、得られた抽出残液の銅を分析し、銅の抽出率を求めた。なお、抽出率は（抽出始液の銅濃度−抽出残液の銅濃度）／抽出始液の銅濃度×１００（％）で計算を行った。結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
表１より、実施例１〜７では、抽出開始時の塩化物水溶液（抽出始液）のｐＨ（室温）と第１鉄イオン濃度において本発明に従って調整されているので、銅の高抽出率が得られることが分かる、これに対して、比較例１又は２では、第１鉄イオン濃度がこれらの条件に合わないため、銅の抽出率において満足すべき結果が得られないことが分かる。なお、塩素イオン濃度と銅の抽出率の相関は見られない。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上より明らかなように、本発明の本発明の銅の溶媒抽出方法は、塩化物水溶液に含有される銅、鉄などの有価金属を分離回収する製錬プロセス分野において効果的に利用されるものである。特に、第１銅イオンを含む電解始液を製造する方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】抽出始液中の鉄濃度と銅抽出率の関係を表す図である。
【図２】銅硫化精鉱の塩素浸出法の一例を表す工程フローの概要を表す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 塩素浸出工程
２ 還元工程
３ 溶媒抽出工程
４ 銅電解工程
５ 鉄電解工程
６ 銅硫化精鉱
７ 浸出生成液
８ 浸出残渣
９ 逆抽出液
１０ 抽出残液
１１ 電解銅
１２ 電解鉄
１３ 電解廃液
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅の溶媒抽出方法に関し、さらに詳しくは、第１銅イオンと第１鉄イオンを含む塩化物水溶液からトリブチルフォスフェイトを主成分とする抽出剤を用いて、第１銅イオンを選択的に抽出し分離回収する溶媒抽出方法において、高抽出率が得られる工業的に効率的な銅の溶媒抽出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非鉄金属精錬、銅を含む鉄鋼精錬の副産物、及び金属質廃棄物処理において、銅と種々の共存元素を分離する技術は、銅の収率と品質の向上、鉄の高純度化などにとって重要な技術課題であった。この一般的な方法としては、銅と鉄等が溶液中に共存するときには、鉄を酸化して沈殿除去する方法が行われていた。しかし、沈殿された水酸化鉄は一般に含水率が高く、銅のほか、他の共存元素も含み純度が低いので、利用先が限られ多くは廃棄となる。このとき共沈殿した銅も同時に廃棄されて損失となっていた。
【０００３】
この解決策として、液中に低濃度に含まれる元素を濃縮し、また他の元素との分離が工業的に可能である有機溶媒からなる抽出剤を用いる溶媒抽出法が有効な方法であることが知られている。
銅と鉄を溶媒抽出法によって分離する代表的な方法として、以下の方法が挙げられる。 例えば、一部硫化銅鉱物を含む酸化銅鉱石の硫酸浸出法において得られる２価の銅イオン（第２銅イオン）、２価の鉄イオン（第１鉄イオン）及び３価の鉄イオン（第２鉄イオン）を含む浸出生成液から第２銅イオンを商品名ＬＩＸ６４等の酸性抽出剤を用いて溶媒抽出する方法が行われている。また、自動車、家電製品等の廃棄物処理過程で、アンモニア浸出液中の第２銅イオンをＬＩＸ５４で抽出する方法（例えば、特許文献１参照）が提案されている。
【０００４】
一般に、上記酸性抽出剤による抽出では、銅が抽出されるにしたがって液のｐＨが下がるので、液のｐＨを１．５〜２．５に保つため水酸化ナトリウムやアンモニア等の中和剤の添加が必要となり、これら中和剤の成分の浸出液への蓄積が問題となる。また、抽出後の抽出剤から銅を逆抽出するためには強酸性領域で行う必要がある。したがって、銅や鉄等が強酸性領域で浸出された浸出生成液の場合には、抽出及び逆抽出工程において酸やアルカリを大量に消費するという問題がある。
【０００５】
一方、鉄イオンの分離に従来から使われているトリブチルフォスフェイト（ＴＢＰ）やトリオクチルフォスフィンオキシド（ＴＯＰＯ）等のような中性抽出剤では、液のｐＨにかかわらず金属イオンを抽出できるので、塩化物水溶液では、抽出及び逆抽出において酸及びアルカリをほとんど必要としない。しかしながら、中性抽出剤は、第２銅イオンに対する抽出性がない。したがって、第２銅イオン、第１鉄イオン及び第２鉄イオンを含む塩化物水溶液に中性抽出剤による溶媒抽出法を適用する場合には、中性抽出剤に第２鉄イオンを抽出させ、抽出残液に第２銅イオンを残留させることで銅と鉄を分離することができる。しかしながら、第１鉄イオンの存在は鉄の抽出を不安定にするので、第１鉄イオンを第２鉄イオンに酸化しておくことが必要であった。
【０００６】
ところで、近年、銅硫化鉱物の湿式精錬法において、塩化物水溶液から銅を電解採取する方法が注目されている。これは、硫酸水溶液と異なり、塩化物水溶液では第１銅イオンが安定に存在できるので、第１銅イオンを含む電解始液を用いると、通常の２価の銅の電解と比べて電解電力が半減される効果があるからである。この際、電解始液としては、第１銅イオンを含み、鉄等の不純物元素を含まない塩化物水溶液が望ましい。したがって、上記塩化物水溶液を効率的に得る方法が求められていた。
【０００７】
この解決策として、本発明者らは、第２銅イオン、第１鉄イオン及び第２鉄イオンを含む塩化物水溶液を還元し、第１銅イオンと第１鉄イオンを含む液を得て、これをトリブチルフォスフェイトを主成分とする有機溶媒からなる抽出剤と接触させて第１銅イオンを該抽出剤中に抽出した後、該抽出剤に水溶液を接触させて第１銅イオンを水溶液中に逆抽出することからなる方法（例えば、特許文献２参照。）を提案している。この方法により、第１銅イオンを含み、鉄等の不純物元素を含まない塩化物水溶液が得られる。しかしながら、上記方法において、単位溶媒当たりに抽出できる第１銅イオン量には限りがあり、その抽出率が低いとその分より多くの溶媒量を必要とする。
【０００８】
このような状況から、第１銅イオンと第１鉄イオンを含む塩化物水溶液から第１銅イオンを選択的に抽出し分離回収する溶媒抽出方法において、前記塩化物水溶液にトリブチルフォスフェイトを主成分とする有機溶媒からなる抽出剤を接触混合させて第１銅イオンを抽出するにあたり、単位溶媒当たりに抽出できる第１銅イオン量をより多くすることができる、すなわち高抽出率が得られる工業的に効率的な銅溶媒抽出方法が求められている。
【０００９】
【特許文献１】特開平０６−２４０３７３号公報（第１頁、第２頁）
【特許文献２】特開２００４−１６２１３５号公報（第１頁、第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、上記の従来技術の問題点に鑑み、第１銅イオンと第１鉄イオンを含む塩化物水溶液からトリブチルフォスフェイトを主成分とする抽出剤を用いて、第１銅イオンを選択的に抽出し分離回収する溶媒抽出方法において、高抽出率が得られる工業的に効率的な銅の溶媒抽出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記目的を達成するために、第１銅イオンと第１鉄イオンを含む塩化物水溶液の溶媒抽出方法について、鋭意研究を重ねた結果、前記塩化物水溶液にトリブチルフォスフェイトを主成分とする有機溶媒からなる抽出剤を接触混合させて第１銅イオンを抽出する際に、抽出始液として特定の条件に調整した塩化物水溶液を用いることによって、より多くの第１銅イオンを抽出剤中に抽出させることができることを見出し、本発明を完成した。これによって、第１銅イオンを高抽出率で分離することができる。
【００１２】
すなわち、本発明の第１の発明によれば、第１銅イオンと第１鉄イオンを含む塩化物水溶液からトリブチルフォスフェイトを主成分とする抽出剤を用いて、第１銅イオンを選択的に抽出し分離回収する溶媒抽出方法において、
抽出開始時における塩化物水溶液のｐＨ（室温）を１．０以下にするとともに、該塩化物水溶液中の第１鉄イオン濃度を９０〜２００ｇ／Ｌに調整することを特徴とする銅の溶媒抽出方法が提供される。
【００１３】
また、本発明の第２の発明によれば、第１の発明において、前記抽出開始時のｐＨ（室温）は、０．５以下であることを特徴とする銅の溶媒抽出方法が提供される。
【００１４】
また、本発明の第３の発明によれば、第１の発明において、前記塩化物水溶液中の第１鉄イオン濃度は、１００〜２００ｇ／Ｌであることを特徴とする銅の溶媒抽出方法が提供される。
【００１５】
また、本発明の第４の発明によれば、第１の発明において、前記塩化物水溶液の酸化還元電位（銀／塩化銀電極規準）は、０〜４００ｍＶであることを特徴とする銅の溶媒抽出方法が提供される。
【００１６】
また、本発明の第５の発明によれば、第１〜４の発明において、前記塩化物水溶液中の第１銅イオン濃度は、１０〜７０ｇ／Ｌであることを特徴とする銅の溶媒抽出方法が提供される
【発明の効果】
【００１７】
本発明の銅の溶媒抽出方法は、第１銅イオンと第１鉄イオンを含む塩化物水溶液からトリブチルフォスフェイトを主成分とする抽出剤を用いて、第１銅イオンを選択的に抽出し分離回収する溶媒抽出方法において、抽出剤中に高抽出率で第１銅イオンを抽出させることができるので、その工業的価値は極めて大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の銅の溶媒抽出方法を詳細に説明する。
本発明の銅の溶媒抽出方法は、第１銅イオンと第１鉄イオンを含む塩化物水溶液からトリブチルフォスフェイトを主成分とする抽出剤を用いて、第１銅イオンを選択的に抽出し分離回収する溶媒抽出方法において、抽出開始時の塩化物水溶液のｐＨ（室温）を１．０以下にするとともに、該塩化物水溶液中の第１鉄イオン濃度を９０〜２００ｇ／Ｌに調整することを特徴とする。
【００１９】
本発明において、抽出開始時の塩化物水溶液のｐＨ（室温）を１．０以下に調整することに重要な意義を有しており、これにより、抽出剤中への第１銅イオンの高抽出率が得られる。さらに、同時に、塩化物水溶液中の第１鉄イオン濃度を９０〜２００ｇ／Ｌの高濃度に調整することによって、より高い抽出率が得られることが重要である。
【００２０】
本発明において、塩化物水溶液からの銅イオンの抽出は、塩化物水溶液とトリブチルフォスフェイトを主成分とする有機溶媒からなる抽出剤（以下、トリブチルフォスフェイト抽出剤と呼称する場合がある。）とを接触混合することによって行うことができる。接触混合には、工業的には通常のミキサーセトラー方式、パルスカラム方式等の溶媒抽出装置が使用される。ここで、トリブチルフォスフェイトは、塩化物水溶液中の第１銅イオン及び第２鉄イオンを第１鉄イオンに対して選択的に抽出する特性を有する。したがって、塩化物水溶液中の銅イオンと鉄イオンが、第１銅イオンと第１鉄イオンである場合には、トリブチルフォスフェイト抽出剤は第１銅イオンを選択的に抽出する。
【００２１】
本発明に用いる抽出剤において、トリブチルフォスフェイトは、流動性を保つために、ケロシン等の希釈剤で希釈されても良いが、銅イオンの抽出率は接触混合させるトリブチルフォスフェイトの濃度に依存するので、トリブチルフォスフェイトの希釈は極力行わない方が好ましい。しかしながら、トリブチルフォスフェイト濃度を、好ましくは４０〜１００容量％、さらに好ましくは５０〜１００容量％に調整することにより、工業的に満足されるＣｕ／Ｆｅの分離係数を得ることができる。
【００２２】
本発明で用いる第１銅イオンと第１鉄イオンを含む塩化物水溶液としては、主に非鉄金属精錬工程などから産出する銅、鉄等を含む浸出生成液である塩化物水溶液、銅メッキ被覆鉄系材料などからの銅、鉄等の回収用塩化物水溶液、自動車、家電製品等のシュレッダー処理産出物からの銅、貴金属、鉄等の分離回収用塩化物水溶液等を原料溶液として用いて、必要に応じて液中の銅イオンと鉄イオンを還元処理して得られたものが挙げられる。この中で、特に、銅硫化精鉱の塩素浸出法から産出される浸出生成液が好ましく用いられる。
【００２３】
上記塩化物水溶液の酸化還元電位（銀／塩化銀電極規準）としては、特に限定されるものではなく、銅イオンと鉄イオンの還元条件によって異なるが、好ましくは０〜４００ｍＶ、より好ましくは０〜３５０ｍＶ、特に好ましくは２５０〜３００ｍＶである。
例えば、銅硫化精鉱の塩素浸出法から産出される浸出生成液は、一般に第２銅イオン、第１鉄イオン及び第２鉄イオン等を含む溶液であり、これに還元剤を添加し、酸化還元電位（銀／塩化銀電極規準）を０〜４００ｍＶに調整して、第２銅イオンを第１銅イオンに、及び第２鉄イオンを第１鉄イオンに還元する。
【００２４】
上記酸化還元電位の調整方法としては、特に限定されるものではなく、従来公知の方法、例えば、不活性雰囲気で金属銅、あるいは銅より卑な金属鉄等を加える方法、二酸化硫黄ガスを添加する方法、銅硫化精鉱の塩素浸出法において黄銅鉱等の銅硫化鉱物を還元剤として用いる方法等によって行うことができる。
【００２５】
上記塩化物水溶液中の第１銅イオン濃度としては、特に限定されるものではないが、例えば、銅硫化精鉱の塩素浸出法において得られる浸出生成液の場合には、１０〜７０ｇ／Ｌが用いられる。すなわち、第１銅イオン濃度が１０ｇ／Ｌ未満では、液濃度が薄いので設備効率が悪い。一方、第１銅イオン濃度が７０ｇ／Ｌを超えると、溶媒抽出において銅の抽出効率が低下する。
【００２６】
本発明で用いる抽出開始時の塩化物水溶液（抽出始液）のｐＨとしては、室温において１．０以下、好ましくは０．５以下に調整される。すなわち、ｐＨが低い程、第１銅イオンの抽出率が上昇するので、十分な高銅抽出率を得るためには１．０以下にまで、好ましくは０．５以下にまでｐＨを低下させる。また、ｐＨが１．０を超えると、水溶液中に高濃度で存在する鉄の水酸化物沈殿の生成により、クラッド等の発生の恐れがある。
【００２７】
上記ｐＨの調整方法としては、特に限定されるものではないが、上記塩化物水溶液のｐＨが高い場合には、液性を変えないため塩酸の添加が好ましい。
【００２８】
本発明に用いる塩化物水溶液中の第１鉄イオン濃度としては、９０〜２００ｇ／Ｌ、好ましくは１００〜２００ｇ／Ｌに調整する。すなわち、第１鉄イオン濃度が高い程、第１銅イオンの抽出率が上昇するので、十分な高銅抽出率を得るためには第１鉄イオン濃度を９０ｇ／Ｌ以上の高濃度に調整することが望ましい。一方、第１鉄イオン濃度が２００ｇ／Ｌを超えると、塩化物水溶液の塩濃度そのものが上昇することになるため、溶解度の関係で液中に含まれている塩化第１鉄、食塩、塩化銅等の一部が析出し、配管に詰まる等の不具合が多発することになる。
【００２９】
ここで、第１銅イオンの抽出率に対する抽出始液の鉄濃度の影響を明確にするため、以下の具体例で説明する。
抽出始液として、銅精鉱を塩化浴中で浸出し、金属銅粉を用いて酸化還元電位（銀／塩化銀電極規準）を３００ｍＶ以下になるように調節した後、ｐＨを１．０に調整したものを用いた。なお、第１銅濃度は約３０ｇ／Ｌ及び塩素イオン濃度は約１６０〜１９０ｇ／Ｌであった。このとき、第１鉄濃度を２０〜１６０ｇ／Ｌと変化させた。抽出剤としては、希釈剤としてドデカン相当であるテクリーンＮ２０（新日本石油製、炭化水素系無極性洗浄剤）を使用して、トリブチルフォスフェイト（ＴＢＰ）を８０容量％に調整したものを用いた。上記抽出剤と抽出始液とを２００ｍＬビーカーの中に容量比で２：１で混合し、約２５℃の室温で１０分間、マグネチックスターラーで攪拌した。なお、攪拌時は液の酸化を防止する意味で、ビーカー内を窒素でパージした。
【００３０】
図１に、抽出始液中の鉄濃度と銅抽出率の関係を表す。なお、抽出率は（抽出始液の銅濃度−抽出残液の銅濃度）／抽出始液の銅濃度×１００（％）で計算を行なった。
図１より、抽出始液の鉄濃度が上昇するにつれて、銅のトリブチルフォスフェイトへの抽出率が上昇し、特に、鉄濃度９０ｇ／Ｌ以上で７５％以上の高銅抽出率が得られることが分かる
【００３１】
上記塩化物水溶液中の第１鉄イオン濃度の調整方法としては、特に限定されるものではなく、塩化物水溶液に塩化鉄、金属鉄等を投入して調整することができるが、塩化物水溶液が銅硫化精鉱の塩素浸出法からの浸出生成液の場合には、プロセス全体としての経済的に効率的な第１鉄イオン濃度の調整方法が用いられる。
【００３２】
以下に、図面を用いて、銅硫化精鉱の塩素浸出法における銅溶媒抽出工程での第１鉄イオン濃度の調整について説明する。
図２は、銅硫化精鉱の塩素浸出法の一例を表す工程フロー図の概要である。図２において、銅硫化精鉱６は、塩素浸出工程１、還元工程２、溶媒抽出工程３、銅電解工程４、及び鉄電解工程５からなる一連の工程で処理される。
塩素浸出工程１からの浸出生成液７中には、原料の銅硫化精鉱６中から銅と鉄が塩化銅と塩化鉄の形で浸出され、溶存している。塩化銅は、還元工程２で塩化第１銅に還元され、本発明に係る溶媒抽出工程３によって抽出され、その後逆抽出液９として回収され、銅電解工程４で電解銅１１として回収される。一方、抽出残液１０中の塩化鉄は、その後、鉄電解工程５に送られ、その一部を電解鉄１２あるいは他の方法により分離された後、酸化性の液体である電解廃液１３として塩素浸出工程１に繰り返され、再び使用されることなる。
【００３３】
このため、本発明に用いる抽出始液中では、一般に塩化第１銅イオン濃度より塩化第１鉄イオン濃度の方が高くなっている。また、鉄電解工程で抜き取られる鉄量を調節することによって、繰り返される鉄量を調節し、抽出始液中に含まれる第１鉄イオン濃度を調節することもできる。鉄電解工程で抜き取られる鉄量を減らせば、繰り返しの鉄量が多くなり、結果として抽出始液中の第１鉄イオン濃度を高く保つことになる。また、一時的であれば、塩化第１鉄の結晶を抽出始液に投入することによって第１鉄イオンの濃度を上昇させることができる。
【００３４】
以上の方法でトリブチルフォスフェイト抽出剤中に抽出された銅は、逆抽出操作において、トリブチルフォスフェイト抽出剤を酸性水溶液と接触混合させ、銅イオンを水溶液側に逆抽出することにより回収される。この逆抽出条件としては、特に限定されるものではなく、通常の条件を用いて行なわれる。例えば、逆抽出に用いられる酸性水溶液としては、銅濃度が７０ｇ／Ｌ以下、塩素イオン濃度が５０〜３５０ｇ／Ｌであることが望ましい。また、逆抽出の温度は、４０〜９０℃であることが望ましい。
【実施例】
【００３５】
以下に、本発明の実施例及び比較例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例及び比較例で用いた銅、鉄の分析方法は、蛍光Ｘ線定量分析方法（ＸＲＦ）で行なった。
【００３６】
また、実施例及び比較例で用いた抽出始液、抽出剤とその調整方法は、以下の通りであった。
（１）抽出始液：銅精鉱を塩化浴中で浸出し、金属銅粉を用いて酸化還元電位（銀／塩化銀電極）を３００ｍＶ以下になるように調節した試料を塩酸でｐＨを調整した。
（２）トリブチルフォスフェイト抽出剤：希釈剤としてドデカン相当であるテクリーンＮ２０（新日本石油製、炭化水素系無極性洗浄剤）を使用して、抽出剤中のトリブチルフォスフェイト（ＴＢＰ）を８０容量％に調整した。
【００３７】
（実施例１）
まず、抽出始液として、上記調整方法で、第１銅イオン濃度３０ｇ／Ｌ、第１鉄イオン濃度９０ｇ／Ｌ及び塩素イオン濃度１９０ｇ／Ｌを含有する水溶液を用意し、塩酸にてｐＨを１．０に調整したものを用いた。
次に、上記抽出剤と前記抽出始液とを２００ｍＬビーカーの中に容量比で２：１で混合し、約２５℃の室温で１０分間、マグネチックスターラーで攪拌した。なお、攪拌時は液の酸化を防止する意味で、ビーカー内を窒素でパージした。その後、得られた抽出残液の銅を分析し、トリブチルフォスフェイト抽出剤への銅の抽出率を求めた。なお、抽出率は（抽出始液の銅濃度−抽出残液の銅濃度）／抽出始液の銅濃度×１００（％）で計算を行った。結果を表１に示す。
【００３８】
（実施例２）
抽出始液として、塩素イオン濃度１９６ｇ／Ｌを含有する水溶液を用意したこと、及び塩酸にてｐＨを０．０に調整したものを用いたこと以外は実施例１と同様に行ない、得られた抽出残液の銅を分析し、トリブチルフォスフェイト抽出剤への銅の抽出率を求めた。なお、抽出率は（抽出始液の銅濃度−抽出残液の銅濃度）／抽出始液の銅濃度×１００（％）で計算を行った。結果を表１に示す。
【００３９】
（実施例３）
抽出始液として、塩素イオン濃度１７５ｇ／Ｌを含有する水溶液を用意したこと、及び塩酸にてｐＨを０．０に調整したものを用いたこと以外は実施例１と同様に行ない、得られた抽出残液の銅を分析し、トリブチルフォスフェイト抽出剤への銅の抽出率を求めた。なお、抽出率は（抽出始液の銅濃度−抽出残液の銅濃度）／抽出始液の銅濃度×１００（％）で計算を行った。結果を表１に示す。
【００４０】
（実施例４）
抽出始液として、塩素イオン濃度１６８ｇ／Ｌを含有する水溶液を用意したこと、及び塩酸にてｐＨを−０．２に調整したものを用いたこと以外は実施例１と同様に行ない、得られた抽出残液の銅を分析し、トリブチルフォスフェイト抽出剤への銅の抽出率を求めた。なお、抽出率は（抽出始液の銅濃度−抽出残液の銅濃度）／抽出始液の銅濃度×１００（％）で計算を行った。結果を表１に示す。
【００４１】
（実施例５）
抽出始液の第１鉄イオン濃度を１１０ｇ／Ｌ、及び塩素イオン濃度を２１０ｇ／Ｌとした以外は、実施例１と同様におこない、得られた抽出残液の銅を分析し、銅の抽出率を求めた。なお、抽出率は（抽出始液の銅濃度−抽出残液の銅濃度）／抽出始液の銅濃度×１００（％）で計算を行った。結果を表１に示す。
【００４２】
（実施例６）
抽出始液の第１鉄イオン濃度を１６０ｇ／Ｌ、及び塩素イオン濃度を２５０ｇ／Ｌとした以外は、実施例１と同様におこない、得られた抽出残液の銅を分析し、銅の抽出率を求めた。なお、抽出率は（抽出始液の銅濃度−抽出残液の銅濃度）／抽出始液の銅濃度×１００（％）で計算を行った。結果を表１に示す。
【００４３】
（実施例７）
抽出始液の第１鉄イオン濃度を９０ｇ／Ｌ、及び塩素イオン濃度を１７５ｇ／Ｌとした以外は、実施例１と同様におこない、得られた抽出残液の銅を分析し、銅の抽出率を求めた。なお、抽出率は（抽出始液の銅濃度−抽出残液の銅濃度）／抽出始液の銅濃度×１００（％）で計算を行った。結果を表１に示す。
【００４４】
（比較例１）
抽出始液の第１鉄イオン濃度を２０ｇ／Ｌ、及び塩素イオン濃度を１７５ｇ／Ｌとした以外は、実施例１と同様におこない、得られた抽出残液の銅を分析し、銅の抽出率を求めた。なお、抽出率は（抽出始液の銅濃度−抽出残液の銅濃度）／抽出始液の銅濃度×１００（％）で計算を行った。結果を表１に示す。
【００４５】
（比較例２）
抽出始液の第１鉄イオン濃度を４５ｇ／Ｌ、及び塩素イオン濃度を１８０ｇ／Ｌとした以外は、実施例１と同様におこない、得られた抽出残液の銅を分析し、銅の抽出率を求めた。なお、抽出率は（抽出始液の銅濃度−抽出残液の銅濃度）／抽出始液の銅濃度×１００（％）で計算を行った。結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
表１より、実施例１〜７では、抽出開始時の塩化物水溶液（抽出始液）のｐＨ（室温）と第１鉄イオン濃度において本発明に従って調整されているので、銅の高抽出率が得られることが分かる、これに対して、比較例１又は２では、第１鉄イオン濃度がこれらの条件に合わないため、銅の抽出率において満足すべき結果が得られないことが分かる。なお、塩素イオン濃度と銅の抽出率の相関は見られない。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上より明らかなように、本発明の本発明の銅の溶媒抽出方法は、塩化物水溶液に含有される銅、鉄などの有価金属を分離回収する製錬プロセス分野において効果的に利用されるものである。特に、第１銅イオンを含む電解始液を製造する方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】抽出始液中の鉄濃度と銅抽出率の関係を表す図である。
【図２】銅硫化精鉱の塩素浸出法の一例を表す工程フローの概要を表す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 塩素浸出工程
２ 還元工程
３ 溶媒抽出工程
４ 銅電解工程
５ 鉄電解工程
６ 銅硫化精鉱
７ 浸出生成液
８ 浸出残渣
９ 逆抽出液
１０ 抽出残液
１１ 電解銅
１２ 電解鉄
１３ 電解廃液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１銅イオンと第１鉄イオンを含む塩化物水溶液からトリブチルフォスフェイトを主成分とする抽出剤を用いて、第１銅イオンを選択的に抽出し分離回収する溶媒抽出方法において、
抽出開始時における塩化物水溶液のｐＨ（室温）を１．０以下にするとともに、該塩化物水溶液中の第１鉄イオン濃度を９０〜２００ｇ／Ｌに調整することを特徴とする銅の溶媒抽出方法。
【請求項２】
前記抽出開始時のｐＨ（室温）は、０．５以下であることを特徴とする請求項１に記載の銅の溶媒抽出方法。
【請求項３】
前記塩化物水溶液中の第１鉄イオン濃度は、１００〜２００ｇ／Ｌであることを特徴とする請求項１に記載の銅の溶媒抽出方法。
【請求項４】
前記塩化物水溶液の酸化還元電位（銀／塩化銀電極規準）は、０〜４００ｍＶであることを特徴とする請求項１に記載の銅の溶媒抽出方法。
【請求項５】
前記塩化物水溶液中の第１銅イオン濃度は、１０〜７０ｇ／Ｌであることを特徴とする請求項１〜４に記載の銅の溶媒抽出方法。
【請求項１】
第１銅イオンと第１鉄イオンを含む塩化物水溶液からトリブチルフォスフェイトを主成分とする抽出剤を用いて、第１銅イオンを選択的に抽出し分離回収する溶媒抽出方法において、
抽出開始時における塩化物水溶液のｐＨ（室温）を１．０以下にするとともに、該塩化物水溶液中の第１鉄イオン濃度を９０〜２００ｇ／Ｌに調整することを特徴とする銅の溶媒抽出方法。
【請求項２】
前記抽出開始時のｐＨ（室温）は、０．５以下であることを特徴とする請求項１に記載の銅の溶媒抽出方法。
【請求項３】
前記塩化物水溶液中の第１鉄イオン濃度は、１００〜２００ｇ／Ｌであることを特徴とする請求項１に記載の銅の溶媒抽出方法。
【請求項４】
前記塩化物水溶液の酸化還元電位（銀／塩化銀電極規準）は、０〜４００ｍＶであることを特徴とする請求項１に記載の銅の溶媒抽出方法。
【請求項５】
前記塩化物水溶液中の第１銅イオン濃度は、１０〜７０ｇ／Ｌであることを特徴とする請求項１〜４に記載の銅の溶媒抽出方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−２１９７０４（Ｐ２００６−２１９７０４Ａ）
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３２６２１（Ｐ２００５−３２６２１）
【出願日】平成１７年２月９日（２００５．２．９）
【出願人】（０００１８３３０３）住友金属鉱山株式会社 (2,015)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月９日（２００５．２．９）
【出願人】（０００１８３３０３）住友金属鉱山株式会社 (2,015)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]