| 研究概要 |
亜鉛焼鉱および酸化ニッケル鉱を撹拌槽中で硫酸抽出し, 次の結論を得た.
亜鉛焼鉱の抽出は酸化亜鉛に起因する初期の急激な抽出Aとジンクフェライトに起因する緩慢な抽出Bに分けることができる. 抽出Aは, 温度60°Cの場合100秒程度で完了し, 亜鉛, 銅, カドミウムの抽出率は一定値(それぞれ93%, 60%, 77%)に達した. 抽出速度はカドミウムがもっとも高く, 銅, 亜鉛の順に低くなった. また抽出速度に与える温度, 鉱石粒径の影響は大きく, 酸濃度の影響は小さかった. 一方, 抽出Bでは, いずれの金属の抽出速度も低く, 抽出がほぼ完了するのに90°Cで約12時間を要した. また, 鉄が抽出されると共に, 亜鉛, 銅, カドミウムも同程度の速度で抽出された.
酸化ニッケル鉱の場合, 抽出速度はクロムが極めて低いが, ニッケル, コバルト, マグネシウム, 鉄は高く, ほぼ同程度の値であった. 抽出挙動はニッケルとマグネシウム, 鉄とコバルトがそれぞれ類似しており, 抽出開始60分後における抽出率はニッケル, マグネシウムがほぼ90%, 鉄, コバルトが80%, クロムが17%であり, それぞれ一定値に近かった. 抽出速度に与える温度, 酸濃度の影響は比較的大きいが, 鉱石粒径の影響は小さかった.
実験値を用いたモデル解析の結果, 亜鉛焼鉱の抽出Aにおける亜鉛の抽出速度は, 生成物層を形成しない未反応核モデルにより説明できた(活性化エネルギー10.1kcal/mol)が, 銅, カドミウムについては適用できないことから, これらの金属は亜鉛と異なり鉱石中に偏在しているものと考えられる. 抽出Bにおける鉄, 銅, カドミウムの抽出速度, 及び酸化ニッケル鉱の抽出におけるニッケル, コバルト, クロム, マグネシウム, 鉄の抽出速度はそれぞれ反応次数を1次とした全域反応モデルにより説明でき, 活性化エネルギーが17.4-23.1kcal/molであることから, これらの金属の抽出速度は化学反応律速と考えられる.
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