遠心抽出機は湿式冶金における銅の湿式精錬に利用される

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湿式冶金とは、浸出剤を用いて鉱石、精鉱、焙砂およびその他の物質中の有価金属成分を溶液に溶解させるか、新たな固相として析出させることにより、金属の分離・濃縮・抽出を行う科学技術である。このような冶金プロセスはほとんどが水溶液中で行われるため、湿式冶金と呼ばれる。湿式冶金における工程は比較的複雑であり、本稿では主に湿式冶金における銅の抽出工程で用いられる遠心抽出機について解説する。 湿式冶金の歴史 湿式冶金の歴史は紀元前200年に遡り、中国の西漢時代には胆礬法を用いて銅を抽出した記録がある。しかし、湿式冶金の近代的な発展は、湿式製錬による亜鉛の生産の成功、バイエル法によるアルミナの製造法の発明、ウラン産業の発展、そして1960年代にヒドロキシム系抽出剤が発明されて湿式製錬の銅処理に応用されたことと切り離せないものである。 湿式冶金の工程と現状 矿石の品位が低下し、環境保護に対する要求が厳しくなるにつれて、非鉄金属の生産において湿式冶金の役割はますます重要になっている。湿式冶金は、主に浸出、液固分離、溶液の精製、溶液中からの金属抽出、および廃水処理といった工程から構成される。 湿式銅精錬工程の応用として、溶剤を用いて銅鉱石または精鉱を浸出し、その後浸出液から銅を抽出する。主な工程には、浸出（浸出処理を参照）、精製、抽出などの工程が含まれます。現在、世界における湿式製銅の生産量は、全生産量の約12％を占めている。1960年代以降、SO2汚染を除去するために、銅硫化鉱の湿式製錬に関する多くの研究が行われたが、経済的な面で火式法に劣っていたため、湿式プロセスはほとんどが試験や小規模生産の段階に留まった。 湿式製銅は現在、酸化銅鉱の処理に主に用いられている。酸による直接浸出やアンモニアによる浸出（または還元焙煎後のアンモニア浸出）などがある；酸処理は広く用いられ、アンモニア処理はカルシウムやマグネシウムを多く含む結合性酸化鉱石の処理に限られる。硫化鉱石の処理には、硫酸化焙煎－浸出法や、アンモニアまたは塩化物溶液を用いた直接浸出法などがよく用いられる。①硫酸化焙焼－浸出法とは、精鉱中の銅を溶解性の硫酸銅に変換して浸出する方法である；②アンモニア溶液浸出法とは、銅を銅アンモニウム錯体に変換して溶出させ、その浸出液を高圧釜内で水素還元して銅粉を製造するか、あるいは溶媒抽出－電着法によって電解銅を得る方法である；塩化物浸出法とは、銅を銅塩錯体に変えて溶液中に溶かし、その後セパレーター電解によって電解銅を得る方法です。 遠心抽出機を用いた溶剤抽出法による湿式冶金プロセスは、水溶液中のある金属が有機溶剤と水溶液中で異なる分配比率を持つことを利用しています。有機相と水相が十分に接触すると、水相中のある金属が選択的に有機相へ移行します。この金属の移行過程を抽出と呼びます。湿式冶金においては、水溶液から貴金属を抽出したり、溶液を浄化する手段としてよく用いられる。接触する水溶液と有機溶液はどちらも液相であるため、溶媒抽出はしばしば液液抽出と呼ばれる。 沈殿法やイオン交換法といった他の分離法と比較して、溶媒抽出法は抽出・分離効率が高く、フィルタリングが不要で、試薬の消費量が少なく、回収率が高く、生産能力が大きく、自動化や連続化が容易であるという利点がある。近年、湿式冶金、石油、化学工業、環境保護などの分野で広く利用されている。 抽出系統は、通常、互いに溶け合わない有機相と水相で構成されている。有機相は抽出剤と希釈剤で構成され、水相には通常、抽出または分離される1種類以上の金属イオンが含まれている。抽出された物質が有機相から水溶液へ移行する過程を逆抽出と呼びます。水相の溶液に固体懸濁物が含まれるかどうかにより、清液抽出とスラリー抽出に分けられる。抽出過程において2種類以上の抽出剤を用いる場合、それを協同抽出および逆協同抽出と呼ぶ。