湿式精錬プロセスにおける物質フローの解析とゼロエミッション化の検討

酸化鉱と硫化鉱との同時浸出は、個別のプロセスに比較すると酸化剤や還元剤の使用量を低減できるためにゼロエミッション型のプロセスに向いている。同時浸出を多くの系に適用し、プロセスの設計を行うためには、それぞれの鉱石を単独で浸出した場合の速度などの基礎データに基づいた同時浸出系での結果の予測や最適な条件の検討を可能とする必要がある。本年度の研究の目的は酸化マンガン/硫化亜鉛の系において鉄酸化細菌の作用を含む反応モデルを作成し、定量的な検討を行うことであった。同時浸出は多くの反応を含むため、それぞれの反応速度式および速度パラメータを単純な系における実験により求めた。使用した鉄酸化細菌は同和鉱業柵原鉱山の地下水から分離したThiobacillus ferrooxidansである。鉄イオンを含まない場合の単独の浸出においては酸化マンガンも硫化亜鉛もほとんど溶解しないが、同時浸出においては浸出速度は非常に大きくなる。同時浸出において鉄イオンが存在すると、鉄イオンを媒体とした酸化還元反応も生じ、酸化マンガン、硫化亜鉛、それぞれの溶解が促進された。鉄酸化細菌を添加すると特に硫化亜鉛の浸出が促進されることもわかった。以上の実験結果と個別の反応から求めた速度パラメータを組み合わせたモデルによる計算結果との比較を行った。その結果、酸化マンガンと硫化亜鉛の比率を変えた場合についても反応モデルにより推算できることがわかった。モデルにおいては第一鉄イオンを基質とした場合と硫化亜鉛を基質とした場合のバクテリアの増殖に関するパラメータも考慮しており、鉄酸化細菌の添加による浸出率の向上も実験データとほぼ合致した。以上の解析から、それぞれの独立した浸出速度の基礎データがあれば、鉄酸化細菌を含む同時浸出の系での浸出率の推算は可能であることがわかった。

酸化鉱と硫化鉱との同時浸出は、個別のプロセスに比較すると酸化剤や還元剤の使用量を低減できるためにゼロエミッション型のプロセスに向いている。同時浸出を多くの系に適用し、プロセスの設計を行うためには、それぞれの鉱石を単独で浸出した場合の速度などの基礎データに基づいた同時浸出系での結果の予測や最適な条件の検討を可能とする必要がある。本年度の研究の目的は酸化マンガン/硫化亜鉛の系において鉄酸化細菌の作用を含む反応モデルを作成し、定量的な検討を行うことであった。同時浸出は多くの反応を含むため、それぞれの反応速度式および速度パラメータを単純な系における実験により求めた。使用した鉄酸化細菌は同和鉱業柵原鉱山の地下水から分離したThiobacillus ferrooxidansである。鉄イオンを含まない場合の単独の浸出においては酸化マンガンも硫化亜鉛もほとんど溶解しないが、同時浸出においては浸出速度は非常に大きくなる。同時浸出において鉄イオンが存在すると、鉄イオンを媒体とした酸化還元反応も生じ、酸化マンガン、硫化亜鉛、それぞれの溶解が促進された。鉄酸化細菌を添加すると特に硫化亜鉛の浸出が促進されることもわかった。以上の実験結果と個別の反応から求めた速度パラメータを組み合わせたモデルによる計算結果との比較を行った。その結果、酸化マンガンと硫化亜鉛の比率を変えた場合についても反応モデルにより推算できることがわかった。モデルにおいては第一鉄イオンを基質とした場合と硫化亜鉛を基質とした場合のバクテリアの増殖に関するパラメータも考慮しており、鉄酸化細菌の添加による浸出率の向上も実験データとほぼ合致した。以上の解析から、それぞれの独立した浸出速度の基礎データがあれば、鉄酸化細菌を含む同時浸出の系での浸出率の推算は可能であることがわかった。