JPS5912732B2 - 海底団塊原料の浸出方法 - Google Patents
海底団塊原料の浸出方法Info
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Y02P10/20—Recycling
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は多量のマンガンおよび鉄および少量の非鉄金属
分たとえばニッケル、コバルト、銅およびモリブデンを
含有するマンガン含有酸化物鉱石から金属分を抽出する
湿式冶金法に関し、さらに詳細にはそのような鉱石から
ニッケル、コバルト。
分たとえばニッケル、コバルト、銅およびモリブデンを
含有するマンガン含有酸化物鉱石から金属分を抽出する
湿式冶金法に関し、さらに詳細にはそのような鉱石から
ニッケル、コバルト。
モリブデンおよび銅を選択的に抽出、分離する方法に関
する。
する。
発明の背景
1 発明の分野
本発明による方法は一般に多量の4価状態のマンガンお
よび鉄および少量の金属ニッケル、コバルト、モリブデ
ンまたは銅を少なくとも1つ含む非鉄金属を含有するマ
ンガン含有酸化物鉱石に適用することが出来る。
よび鉄および少量の金属ニッケル、コバルト、モリブデ
ンまたは銅を少なくとも1つ含む非鉄金属を含有するマ
ンガン含有酸化物鉱石に適用することが出来る。
しかしながら、本発明の方法は深海団塊と関連して述べ
られる。
られる。
団塊鉱床は海底に多量に見出され、潜在的な金属源であ
る。
る。
これら鉱床の物理的および化学的性質はその位置により
変化する。
変化する。
典型的な鉱床はたとえば最大約2係ニツケル、最大約2
係銅、最大約1係コバルト、最大約25係鉄および最大
約40係マンガンを含有することが出来る。
係銅、最大約1係コバルト、最大約25係鉄および最大
約40係マンガンを含有することが出来る。
成分は緊密にかつ複雑に組合さって結合されているので
、通常の選鉱方法では容易に分離することが出来ない。
、通常の選鉱方法では容易に分離することが出来ない。
同じ理由から、価値ある金属の抽出は困難である。
2 従来技術
海底団塊から金属分を抽出する方法は多数提案されてい
る。
る。
その中には、中性または酸性媒体中でニッケル、銅およ
びコバルトを抽出するために二酸化硫黄を用いる方法が
ある。
びコバルトを抽出するために二酸化硫黄を用いる方法が
ある。
たとえば、米国特許第3169856号明細書はマンガ
ン相中の有価分を選択的に溶解し、残渣に鉄相を残して
その後の処理にかけるために二酸化硫黄または二酸化窒
素を用いる。
ン相中の有価分を選択的に溶解し、残渣に鉄相を残して
その後の処理にかけるために二酸化硫黄または二酸化窒
素を用いる。
同様に、ドイツ特許第2150785号明細書は鉱石を
好ましくは添加MnSO4の存在下で802で浸出して
マンガン相を選択的に溶解し、残渣に鉄相を残してさら
に酸処理にかげる。
好ましくは添加MnSO4の存在下で802で浸出して
マンガン相を選択的に溶解し、残渣に鉄相を残してさら
に酸処理にかげる。
米国特許第3810827号明細書では、団塊は酸素の
不在下で流動床で802で処理され、団塊のマンガン含
量は選択的に硫酸塩化される。
不在下で流動床で802で処理され、団塊のマンガン含
量は選択的に硫酸塩化される。
硫酸塩化団塊を浸出するとマンガンが溶解し、残渣に残
留非鉄分が残りその後の処理で溶解される。
留非鉄分が残りその後の処理で溶解される。
これらの各方法では、団塊のマンガン含量のほとんどは
団塊に存在する銅、ニッケルまたはコバルトの少な(と
も1部を含有する弱酸性液に溶解される。
団塊に存在する銅、ニッケルまたはコバルトの少な(と
も1部を含有する弱酸性液に溶解される。
これら溶液からの価値ある非鉄金属およびマンガンの分
離および取得は複雑でありかつ高価であり得る。
離および取得は複雑でありかつ高価であり得る。
浸出なアンモニア性溶液中で行って貴重な非鉄金属を抽
出し、残渣にマンガンおよび鉄を残す他の方法が知られ
ている。
出し、残渣にマンガンおよび鉄を残す他の方法が知られ
ている。
これらの中には米国特許第3471285号明細書のよ
うな方法があり、これらの方法は団塊をアンモニア性媒
体で浸出する前に高温選択還元を行う。
うな方法があり、これらの方法は団塊をアンモニア性媒
体で浸出する前に高温選択還元を行う。
これらの方法は団塊を乾燥および加熱するのに大きなエ
ネルギー量を必要とするので魅力が少ない。
ネルギー量を必要とするので魅力が少ない。
他の方法、米国特許第3728105号明細書では団塊
をアンモニア性媒体中で全圧2.1〜7MPa (30
0〜1000 psig)のH2および(または)CO
を含む雰囲気下で100〜300℃で浸出し、Mnを還
元し、Cu、NiおよびCoを選択的に抽出する。
をアンモニア性媒体中で全圧2.1〜7MPa (30
0〜1000 psig)のH2および(または)CO
を含む雰囲気下で100〜300℃で浸出し、Mnを還
元し、Cu、NiおよびCoを選択的に抽出する。
スラリーを加熱するのに必要な大きなエネルギー量の他
にこのような高温および高圧に耐える圧力容器の費用の
ため、この方法は魅力的ではない。
にこのような高温および高圧に耐える圧力容器の費用の
ため、この方法は魅力的ではない。
本発明の目的は、酸化マンガン鉱、特にマンガン含有海
底団塊を処理する改良方法を提供することであり、この
方法では銅、ニッケル、モリブデンおよびコバルトがマ
ンガンと選択的に分離される。
底団塊を処理する改良方法を提供することであり、この
方法では銅、ニッケル、モリブデンおよびコバルトがマ
ンガンと選択的に分離される。
本発明の他の目的は、鉱石の熱予備処理もまた乾燥も必
要としない方法を提供することである。
要としない方法を提供することである。
他の目的は、鉱石の浸出を本質的に大気圧下で行う湿式
冶金法を提供することである。
冶金法を提供することである。
他の目的は、銅、ニッケル、モリブデンおよび(または
)コバルトを含む金属のマンガンからの早期分離を行っ
て複雑な分離方法を避ける酸化マンガン鉱から金属分を
抽出する方法を提供することである。
)コバルトを含む金属のマンガンからの早期分離を行っ
て複雑な分離方法を避ける酸化マンガン鉱から金属分を
抽出する方法を提供することである。
他の目的は、それからマンガン取得を簡単な方法で行う
ことが出来る浸出残渣を提供することである。
ことが出来る浸出残渣を提供することである。
これらおよび他の目的は、添附図面を参照とする下記の
記載から明らかになるであろう。
記載から明らかになるであろう。
本発明
本発明によれば、多量のマンガンおよび少量の非鉄金属
ニッケル、銅、コバルトおよびモリブデンの少なくとも
1つを含有するマンガン含有鉱たとえば深海団塊が還元
剤および炭酸第一マンガン沈殿剤の存在下で水性アンモ
ニア性媒体中で浸出される。
ニッケル、銅、コバルトおよびモリブデンの少なくとも
1つを含有するマンガン含有鉱たとえば深海団塊が還元
剤および炭酸第一マンガン沈殿剤の存在下で水性アンモ
ニア性媒体中で浸出される。
マンガンは鉱石中に主として4価の状態でたとえばMn
O2として存在し、還元剤の主目的は4価マンガンを2
価状態に還元することである。
O2として存在し、還元剤の主目的は4価マンガンを2
価状態に還元することである。
非鉄金属分たとえばニッケル、コバルト、銅およびモリ
ブデンの少なくとも1つは浸出溶液に抽出され、鉄およ
びマンガンは残渣中に分離される。
ブデンの少なくとも1つは浸出溶液に抽出され、鉄およ
びマンガンは残渣中に分離される。
ニッケル、コバルト、銅およびモリブデン分はアンモニ
ア性媒体中にアミン錯体として抽出される。
ア性媒体中にアミン錯体として抽出される。
NH4+の他に、アンモニア媒体は還元されたマンガン
を炭酸第一マンガンとして沈殿せしめる炭酸塩を含有す
る。
を炭酸第一マンガンとして沈殿せしめる炭酸塩を含有す
る。
炭酸塩沈殿剤はたとえばCO2,(NH4)2CO3ま
たはアルカリ金属炭酸塩である。
たはアルカリ金属炭酸塩である。
CO2および(N H4) 2 COsが好ましい試剤
である。
である。
炭酸塩の存在下で、結晶炭酸第一マンガンが沈殿し、浸
出液中で50ppm以下の所望のマンガン濃度が容易に
達成される。
出液中で50ppm以下の所望のマンガン濃度が容易に
達成される。
また、所望なら炭酸第一マンガンは通常の浮選技術によ
る浸出残渣から回収することが出来る。
る浸出残渣から回収することが出来る。
炭酸塩が存在しない場合、非結晶性水酸化第1マンガン
がゆっくり沈殿し、浸出液中で低マンガン濃度が容易に
得られない。
がゆっくり沈殿し、浸出液中で低マンガン濃度が容易に
得られない。
さらに、所望なら水酸化第一マンガンとして存在するマ
ンガンの浸出残渣からの分離はより複雑な技術を必要と
する。
ンガンの浸出残渣からの分離はより複雑な技術を必要と
する。
適当な還元剤は、アンモニア性媒体中で本質的に大気圧
または比較的低圧で4価のマンガンを2価の状態に還元
し得ること、および所望の金属分たとえば銅、ニッケル
、モリブデンおよびコバルトを浸出液中に抽出し得るこ
とを特徴とする。
または比較的低圧で4価のマンガンを2価の状態に還元
し得ること、および所望の金属分たとえば銅、ニッケル
、モリブデンおよびコバルトを浸出液中に抽出し得るこ
とを特徴とする。
適当な還元剤の例はS02、元素状硫黄、硫化物たとえ
ばH2Sまたは(NH4)2S、NO2、および金属鉄
またはこれらの組合せである。
ばH2Sまたは(NH4)2S、NO2、および金属鉄
またはこれらの組合せである。
S02は有価金属の高抽出を温和な浸出条件下で行い得
るので好ましい還元剤である。
るので好ましい還元剤である。
また、CO□は効果的で、普通に入手され、経済的であ
り、またその酸化形たとえばS04で最/」碩境影響を
もって処分することが出来る。
り、またその酸化形たとえばS04で最/」碩境影響を
もって処分することが出来る。
SO2を還元剤として用いる場合、4価のマンガンにつ
いて次のような全体反応が起ると考えられる二MnO2
+S02+(NH4)2CO3→MnCO3+(NH4
)2SO4 他9好ましい還元剤である元素状硫黄はややより厳しい
浸出条件を必要とするがしかし硫黄は廉価な試剤であり
、全体の硫黄必要量は著しく低い。
いて次のような全体反応が起ると考えられる二MnO2
+S02+(NH4)2CO3→MnCO3+(NH4
)2SO4 他9好ましい還元剤である元素状硫黄はややより厳しい
浸出条件を必要とするがしかし硫黄は廉価な試剤であり
、全体の硫黄必要量は著しく低い。
元素状硫黄を還元剤として用いる場合、4価のマンガン
について下記の全体反応が起ると考えられる。
について下記の全体反応が起ると考えられる。
3Mn02+80+ 3 (NH4)2Co3+ 2H
20−+3MnCO3+(NH4) 2So4+4NH
40H他の姓ましい還元剤である硫化物は比較的高価で
あり、必要とされる浸出条件は元素状硫黄の場合と同じ
である。
20−+3MnCO3+(NH4) 2So4+4NH
40H他の姓ましい還元剤である硫化物は比較的高価で
あり、必要とされる浸出条件は元素状硫黄の場合と同じ
である。
Z、しかし全体の硫黄消費量はなお低い。
還元剤として(NH4)2Sを用いる場合、4価のマン
ガンに関して次の全体反応が起ると考えられる。
ガンに関して次の全体反応が起ると考えられる。
4MnO2+ (NH4) 2 S +4 (NH4)
2 CO3+4H20→4MnCO3+(NH4)2
SO4+8NH40H 有利には、アンモニア性硫化アンモニウム溶液に硫化物
1モル当り元素状硫黄最大4モルを溶解することにより
元素状硫黄と硫化物の使用を組合せ、可溶性ポリ硫化ア
ンモニウムを形成することが出来る。
2 CO3+4H20→4MnCO3+(NH4)2
SO4+8NH40H 有利には、アンモニア性硫化アンモニウム溶液に硫化物
1モル当り元素状硫黄最大4モルを溶解することにより
元素状硫黄と硫化物の使用を組合せ、可溶性ポリ硫化ア
ンモニウムを形成することが出来る。
この試剤は元素状硫黄の低コストという有利性が大でか
つアンモニア性媒体に可溶性である。
つアンモニア性媒体に可溶性である。
浸出条件および試剤添加は残渣がアンモニア消費の最大
経済学および最小限の有害な環境影響を実現するために
実質的にアンモニア化合物を含有しないように制御され
る。
経済学および最小限の有害な環境影響を実現するために
実質的にアンモニア化合物を含有しないように制御され
る。
一般に、還元剤はマンガン量にNLで実質的に化学量論
的量で添加され、浸出の開始時に浸出媒体に導入するこ
とが出来あるいは複数の工程でまたは浸出工程中連続的
に添加することが出来る。
的量で添加され、浸出の開始時に浸出媒体に導入するこ
とが出来あるいは複数の工程でまたは浸出工程中連続的
に添加することが出来る。
浸出媒体のpHは約8以下に保持され、好捷しくはpH
は約8.5〜約9に保持される。
は約8.5〜約9に保持される。
約8以下のpHでは、ニッケル、コバルト、モリブデン
および銅は浸出液から沈殿しやすい。
および銅は浸出液から沈殿しやすい。
余り低過ぎる場合、pHはNH3で適宜調節される。
約9以上のpHでは、浸出液中のマンガン溶解度は増大
する。
する。
余り高過ぎる場合、pHはCO2で適宜調節され 。
一般に、浸出媒体には約50乃至200%のNH3およ
び約40乃至150%のCO2(または当量のCO3)
が約8.5乃至約9のpHを保持するのに適当な割合で
与えられる。
び約40乃至150%のCO2(または当量のCO3)
が約8.5乃至約9のpHを保持するのに適当な割合で
与えられる。
抽出すべき非鉄金属たとえばCu、NiおよびCOのす
べてを錯化するのに十分量のNH3が必要である。
べてを錯化するのに十分量のNH3が必要である。
しかしながら、所要量のCO3、すなわち団塊中のすべ
てのマンガンを炭酸第一マンガンとして沈殿させるのに
必要な少なくとも化学量論的量、好ましくはその過剰量
のCO3の存在下および約8.5以上のpHでは、抽出
すべき非鉄金属を錯化するのに十分以上のNH3が存在
する。
てのマンガンを炭酸第一マンガンとして沈殿させるのに
必要な少なくとも化学量論的量、好ましくはその過剰量
のCO3の存在下および約8.5以上のpHでは、抽出
すべき非鉄金属を錯化するのに十分以上のNH3が存在
する。
還元浸出を比較的穏やかな条件で行うことが出来、した
がって高温−高圧装置が必要でないことは本方法の利点
である。
がって高温−高圧装置が必要でないことは本方法の利点
である。
一般に、浸出スラリーの温度は約25乃至約100℃ま
たは130°Cに保持される、好ましい条件はある程度
還元剤に左右される。
たは130°Cに保持される、好ましい条件はある程度
還元剤に左右される。
たとえばSO2′還元剤の場合、浸出工程は約25乃至
約100°C1好捷しくは約5.0乃至約80℃で行わ
れる。
約100°C1好捷しくは約5.0乃至約80℃で行わ
れる。
元素状硫黄の場合、好ましい浸出温度は約100乃至1
25°Cである。
25°Cである。
圧力は反応温度におけるガス成分(たとえば水蒸気、N
H3およびCO2)に依存し、好ましくは反応は大気圧
で行われる。
H3およびCO2)に依存し、好ましくは反応は大気圧
で行われる。
しかしながら、反応が100°Cで行われる場合、圧力
は約50 psig(0,35MPa)であり、約12
5°Cの場合圧力は約1100psi (0,7MP
a )であろう。
は約50 psig(0,35MPa)であり、約12
5°Cの場合圧力は約1100psi (0,7MP
a )であろう。
125℃または130℃でさえ、圧力は高価な高圧装置
を必要としない程度であることが観察されるであろう。
を必要としない程度であることが観察されるであろう。
好捷しくは、スラリーは非鉄金属たとえばNi、Cu捷
たはCoの可溶化およびマンガンおよび鉄分の沈殿が実
質的に最大限になるまで反応条件下に保持される。
たはCoの可溶化およびマンガンおよび鉄分の沈殿が実
質的に最大限になるまで反応条件下に保持される。
適当には、NH3およびCO2:1.−よび(または)
(NH4)2CO2および還元剤たとえばSO2,so
tたはポリ硫化アンモニウムを含有するスラリーが反応
条件で約4乃至10時間保持される。
(NH4)2CO2および還元剤たとえばSO2,so
tたはポリ硫化アンモニウムを含有するスラリーが反応
条件で約4乃至10時間保持される。
浸出残渣は処押してマンガンおよび(−または)鉄を回
収することが出来、非鉄金属は浸出溶液から公知方法に
より回収することが出来る。
収することが出来、非鉄金属は浸出溶液から公知方法に
より回収することが出来る。
図面に説明されるように、海底団塊原料は比較的穏やか
な条件下で還元浸出に直接かげられる。
な条件下で還元浸出に直接かげられる。
浸出工程前に、団塊の粒度を減少させることが有利であ
る。
る。
団塊を破砕、粉砕または他の方法で微細な粒度たとえH
95%(48メツシユ(TSS)、好ましくは95’Z
(100メツシユにする。
95%(48メツシユ(TSS)、好ましくは95’Z
(100メツシユにする。
団塊は多孔性でかつ比較的大きな表面積を有するが、団
塊中の細孔は非常に曲りくねっているので反応剤および
生成物の拡散が妨げられる。
塊中の細孔は非常に曲りくねっているので反応剤および
生成物の拡散が妨げられる。
したがって、団塊の寸法を低減し、それにより団塊に完
全で急速な反応を受けさせるようにすることが有利であ
る。
全で急速な反応を受けさせるようにすることが有利であ
る。
団塊を還元浸出にかける前に乾燥することは不必要であ
ることが認められるであろう。
ることが認められるであろう。
湿った団塊原料を粉砕し、直接水性媒体に送り、浸出媒
体中でマンガンの還元および沈殿が行われる。
体中でマンガンの還元および沈殿が行われる。
第1図を参照するに、約マイナス100メツシユ(TS
S)に粉砕された海底団塊原料を水と混合して約10乃
至30係固体を含有するスラリーを与える。
S)に粉砕された海底団塊原料を水と混合して約10乃
至30係固体を含有するスラリーを与える。
このスラリーにNH3およびCO2を泡立たせ約150
%NH3および100%CO2を与える。
%NH3および100%CO2を与える。
温度は約50乃至80℃に保持され、pHは約8.5乃
至9に保持される。
至9に保持される。
還元剤SO2をスラリーに供給して海底団塊の重量に基
づいて約30乃至50重重量、たとえば約45重量係を
与えるようにする。
づいて約30乃至50重重量、たとえば約45重量係を
与えるようにする。
雰囲気は中性または穏やかな還元性であり、SO2の酸
化を防止するために空気を除去する。
化を防止するために空気を除去する。
全浸出時間は約4乃至10時間である。
上記試剤および条件を用いることにより、最大90係の
Cu、Co、MoおよびNiを実際にMnおよび鉄を含
まない溶液に抽出することが出来る。
Cu、Co、MoおよびNiを実際にMnおよび鉄を含
まない溶液に抽出することが出来る。
浸出液と残渣を分離した後、浸出液から公知技術を用い
てNi、Co5MoおよびCu分を取得することが出来
る。
てNi、Co5MoおよびCu分を取得することが出来
る。
たとえば、遊離NH3を溶液から蒸留してCueNi、
MoおよびCoを塩基性炭酸塩として沈殿させることが
出来る。
MoおよびCoを塩基性炭酸塩として沈殿させることが
出来る。
固/液分離および洗浄後、塩基性炭酸塩沈殿なH2SO
4で再溶解することが出来る。
4で再溶解することが出来る。
次に、この溶液を処理してたとえば溶媒抽出、イオン交
換、加水分解、硫化物沈殿および電気分解を含む数種の
周知技術によりCut Nis MoおよびCoを分離
、取得することが出来る。
換、加水分解、硫化物沈殿および電気分解を含む数種の
周知技術によりCut Nis MoおよびCoを分離
、取得することが出来る。
有価分を含まない溶液と塩基性炭酸塩沈殿とを分離後、
溶液中のSO4はたとえば石灰で石膏として沈殿され、
NH3およびCO2は蒸留により回収される。
溶液中のSO4はたとえば石灰で石膏として沈殿され、
NH3およびCO2は蒸留により回収される。
浸出残渣はたとえば周知の浮選技術により処理して高松
炭酸第一マンガン精鉱を取得することが出来る。
炭酸第一マンガン精鉱を取得することが出来る。
この精鉱を乾式冶金技術または溶解および電解採集によ
り処理してマンガンを取得することが出来る。
り処理してマンガンを取得することが出来る。
第2図に示すようなポリ硫緩物が還元剤である本発明の
実施態様では、浸出工程は約15係固体を含有する水性
スラリーで行われ、NH3およびC02は各々約150
および100%の量も与えられる。
実施態様では、浸出工程は約15係固体を含有する水性
スラリーで行われ、NH3およびC02は各々約150
および100%の量も与えられる。
約85%NH3,68%H2Sおよび56%S0を含有
するポリ硫イ1物試剤は団塊の約1重量係のH2Sをア
ンモニス水に20℃で溶解し、次いで団塊の約4重量係
ア硫黄をアンモーア性硫化アンモニウム溶液に溶解する
ことにより別個につくられる。
するポリ硫イ1物試剤は団塊の約1重量係のH2Sをア
ンモニス水に20℃で溶解し、次いで団塊の約4重量係
ア硫黄をアンモーア性硫化アンモニウム溶液に溶解する
ことにより別個につくられる。
海底団塊スラリーにポリ硫化物試剤を添加後、反応混合
物を約100乃至125°Cで約6乃至10時間保持す
る。
物を約100乃至125°Cで約6乃至10時間保持す
る。
得られた浸出液と残渣を分離後、マンガン以外の非鉄金
属分バとえばNi、coおよびCu分を溶液から取得す
ることが出来る。
属分バとえばNi、coおよびCu分を溶液から取得す
ることが出来る。
残渣はたとえば浮選により処理して未反応元素状硫黄を
回収することが出来、回収された元素状硫化物試剤の製
造に再循環することが出来る。
回収することが出来、回収された元素状硫化物試剤の製
造に再循環することが出来る。
残留生成物は処理してたとえばMnCO3および(また
は)フェロマンガンを取得することが出来る。
は)フェロマンガンを取得することが出来る。
下記の例示的例は当業者に本発明をより良く理解しても
らうために与えられる。
らうために与えられる。
例1
一連の試験で、100メツシユ(TSS)を通過するよ
うに粉砕された海底団塊原料を水性アンモニア性媒体を
含有する囲いをされた容器に添加してパルプ濃度約15
係固体を与える。
うに粉砕された海底団塊原料を水性アンモニア性媒体を
含有する囲いをされた容器に添加してパルプ濃度約15
係固体を与える。
団塊は1.22%Ni、0.97%Cu、0.20%C
o。
o。
25.01Mnおよび5.35%Feを含有し、各試験
に対する水性アンモニア性媒体の組成は表1に示される
。
に対する水性アンモニア性媒体の組成は表1に示される
。
スラリーの温度を60°Cに上げた後、S02を300
m71!/分の速度で1乃至3時間浴に泡立て、浸出液
をCu、Ni、CoおよびMnについて分析する。
m71!/分の速度で1乃至3時間浴に泡立て、浸出液
をCu、Ni、CoおよびMnについて分析する。
典型的な試験の結果を表1に示す。試験CおよびDは2
回行ったものである。
回行ったものである。
表1の試験A、R,CおよびDのデータの比較によれば
、(NH4)2SO4またはCO2の存在下でNH4O
HおよびSO2による浸出は、NH4OHおよびSO2
の単独の浸出よりニッケルおよび銅の抽出に効果的であ
ることが分る。
、(NH4)2SO4またはCO2の存在下でNH4O
HおよびSO2による浸出は、NH4OHおよびSO2
の単独の浸出よりニッケルおよび銅の抽出に効果的であ
ることが分る。
試験Bを試験CおよびDとさらに比較すると、ニッケル
および銅の抽出には(NH4)2SO4よりCO2が効
果的であることが分る。
および銅の抽出には(NH4)2SO4よりCO2が効
果的であることが分る。
さらに、炭酸塩の存在下で浸出液中に非常に低いマンガ
ン濃度がより容易に達成される。
ン濃度がより容易に達成される。
炭酸塩沈殿の他の利点は前に指摘した。例2
一連の3つの試験で、100メツシユ(TSS)を通過
するように粉砕された海底団塊原料を水性アンモニア性
媒体を含む囲いのきれた容器に添加し、パルプ濃度約1
5係固体を与える。
するように粉砕された海底団塊原料を水性アンモニア性
媒体を含む囲いのきれた容器に添加し、パルプ濃度約1
5係固体を与える。
団塊は1.22%Ni、0.97%Cu、0.20%C
o。
o。
25.0係Mnおよび5.35係Feを含有する。
水性アンモニア性媒体は150%NH3,100%CO
2および添加された団塊の30.36または42重重量
SO2を含有する。
2および添加された団塊の30.36または42重重量
SO2を含有する。
スラリーを攪拌し、75℃で6時間保持する。
沢過および洗浄後、残渣および溶液を分析する。
その結果を表Hに示す。これらの試験結果は、SO2の
添加量にょるC u * N iおよびCo抽出率変化
を示す。
添加量にょるC u * N iおよびCo抽出率変化
を示す。
SO2が30係から42qI)に増大すると、Cu、N
jおよびCoの抽出率が増大する。
jおよびCoの抽出率が増大する。
例3
水性アンモニア性媒体中で還元剤として元素状硫黄を用
いる一連の試験で、0.83係Cu、 1.10%Ni
、0.24%Co、7.33%Feおよび21.9%M
nを含有する太平洋海底団塊を湿式粉砕し、反応媒体中
でスラリー化してパルプ濃度15または30係にする。
いる一連の試験で、0.83係Cu、 1.10%Ni
、0.24%Co、7.33%Feおよび21.9%M
nを含有する太平洋海底団塊を湿式粉砕し、反応媒体中
でスラリー化してパルプ濃度15または30係にする。
媒体は150%NH3゜100%CO2および化学量論
的量から35係過剰量にわたる種々の量の元素硫黄を含
有する。
的量から35係過剰量にわたる種々の量の元素硫黄を含
有する。
化学量論的硫黄は下記の反応に基づいて団塊の4.25
係重量係である。
係重量係である。
3Mn02+80+3 (NH4)2 CO3+ 2H
20→3MnCO3+(NH4)2SO4+4NH40
Hこれらの試験で用いた元素状硫黄は92係−200メ
ツシユ(TSS)粒度の試薬級昇華硫黄であった。
20→3MnCO3+(NH4)2SO4+4NH40
Hこれらの試験で用いた元素状硫黄は92係−200メ
ツシユ(TSS)粒度の試薬級昇華硫黄であった。
反応は100℃または125°Cで6時間保持し、反応
混合物の試料は種々の間隔で引抜いて分析した。
混合物の試料は種々の間隔で引抜いて分析した。
2つの試験(S−Eおよび5−F)では、6時間の反応
後酸素を浸出スラリーに適用して過剰の元素状硫黄との
反応により沈殿したかも知れない銅硫化物およびニッケ
ル硫化物のいかなるものも酸化し、再溶解した。
後酸素を浸出スラリーに適用して過剰の元素状硫黄との
反応により沈殿したかも知れない銅硫化物およびニッケ
ル硫化物のいかなるものも酸化し、再溶解した。
条件および試剤の変化が結果に及ぼす影響を■に示した
典型的試験で示す。
典型的試験で示す。
表■の結果は次のようなことを示している:試剤の使用
水準で30係固体での浸出は15係固体浸出の場合より
劣った抽出率を与える。
水準で30係固体での浸出は15係固体浸出の場合より
劣った抽出率を与える。
100°Cで80を化学量論酌量から5係増大させると
、NiおよびCu抽出率は増大し、125°Cで5.7
51は4.25%または5係Sよりも優れた抽出率を与
える。
、NiおよびCu抽出率は増大し、125°Cで5.7
51は4.25%または5係Sよりも優れた抽出率を与
える。
スラリーのその後の酸化は抽出率を増加させず、このこ
とは化学量論的硫黄量より最大35係過剰量では銅およ
びニッケルは硫化物として沈殿しないことを示す。
とは化学量論的硫黄量より最大35係過剰量では銅およ
びニッケルは硫化物として沈殿しないことを示す。
約6係過剰の硫黄添加を用いても利点は得られない。
100乃至125℃の間では銅およびニッケル抽出率の
大きな差は明らかではない。
大きな差は明らかではない。
一般に、125℃における浸出は100℃浸出より大き
いニッケル抽出率および低い銅抽出率を与える。
いニッケル抽出率および低い銅抽出率を与える。
浸出時間を6時間以上に延ばすとどちらの温度でも有利
であり得る。
であり得る。
最初のS04濃度・をたとえば0,20および40%S
O4といろいろ変えた同じ試験では、ニッケルまたは銅
の有効な抽出には硫酸塩の添加が必要でなく、約20%
以上ではS04は反応を抑制するようであることが分る
。
O4といろいろ変えた同じ試験では、ニッケルまたは銅
の有効な抽出には硫酸塩の添加が必要でなく、約20%
以上ではS04は反応を抑制するようであることが分る
。
また、これらの試験は、CuおよびNi抽出率を最大限
にするにはCO2またはCO3が必要であることを示す
。
にするにはCO2またはCO3が必要であることを示す
。
例4
例3と同じような一連の試験で、団塊を湿式粉砕してマ
イナス100メツシユとし、還元アンモニア性炭酸アン
モニウム浸出にかげる。
イナス100メツシユとし、還元アンモニア性炭酸アン
モニウム浸出にかげる。
還元剤は団塊(乾燥基準)の5重量幅S0である。
反応性を改良するためには、試薬級昇華硫黄(92%−
200メツシユTSS )を硫黄の0.4重量係しクソ
ール(REXOL)25J (市販のノニルフェノール
ポリエトキシエタノール表面活性剤、オンタリオ州カナ
ダのハートケミカルリミテッドの製品)で湿潤し、次い
でスラリー団塊に添加した。
200メツシユTSS )を硫黄の0.4重量係しクソ
ール(REXOL)25J (市販のノニルフェノール
ポリエトキシエタノール表面活性剤、オンタリオ州カナ
ダのハートケミカルリミテッドの製品)で湿潤し、次い
でスラリー団塊に添加した。
反応混合物は中性捷たは穏やかな還元雰囲気中で温度に
依存して0.35または0.7MPa(50または10
0 psig) NH3+水蒸気の圧力で100℃およ
び125°Cにて6時間保持する。
依存して0.35または0.7MPa(50または10
0 psig) NH3+水蒸気の圧力で100℃およ
び125°Cにて6時間保持する。
典型的試験のデータを表■に示す。
結果によれば、各Ni、CuおよびCo分の最大91q
/)、78%および59係がアンモニア性溶液に抽出出
来ることが分る。
/)、78%および59係がアンモニア性溶液に抽出出
来ることが分る。
アンモニア性媒体中では、MnおよびFe分が浸出残渣
に脈石相と共に定量的に保持される。
に脈石相と共に定量的に保持される。
したがって、過剰の元素状硫黄を除去するための浮選後
、残渣を還元し、製錬してフェロマンガンをつくること
が出来る。
、残渣を還元し、製錬してフェロマンガンをつくること
が出来る。
あるいは、所望なら炭酸マンガンを回収することが出来
る。
る。
例5
例3と同じ一連の試験で、湿式粉砕団塊を還元剤として
硫化アンモニウムまたはポリ硫化アンモニウム(試薬級
昇華硫黄をアンモニア性硫化アンモニウム溶液に溶解す
ることによりつくられる)を用いて還元アンモニア性炭
酸塩塩浸出に付す。
硫化アンモニウムまたはポリ硫化アンモニウム(試薬級
昇華硫黄をアンモニア性硫化アンモニウム溶液に溶解す
ることによりつくられる)を用いて還元アンモニア性炭
酸塩塩浸出に付す。
結果を表■に示すが、この表は硫化アンモニウムおよび
ポリ硫化アンモニウムが本方法で有効な還元剤であるこ
とを示す。
ポリ硫化アンモニウムが本方法で有効な還元剤であるこ
とを示す。
本発明は好ましい実施態様と関連して記載したが、もち
ろん本発明の精神および範囲から逸脱することなく修正
および変更が可能なことは当業者に容易に分るであろう
。
ろん本発明の精神および範囲から逸脱することなく修正
および変更が可能なことは当業者に容易に分るであろう
。
このような修正および変形は本発明の範囲に入ると考え
られる。
られる。
第1図および2図は本発明方法のフローシートである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 多量の4価の形で存在するマンガンおよび鉄と少量
の非鉄金属ニッケル、コバルト、モリブデンおよび銅の
少なくとも1つを含有するマンガン含有鉱石から金属分
を抽出する方法において、上記鉱石を水性アンモニア性
媒中で群SO2,NO2、硫化物、元素状硫黄、金属鉄
およびその組合せの一員である還元剤の存在下で4価の
マンガンを2価の状態に変換させる反応条件においてか
つアンモニア性媒体中で実質的に不溶性の炭酸第一マン
ガンを形成し得る炭酸塩の存在下で浸出し、それにより
非鉄金属分ニッケル、コバルト、モリブデンおよび銅の
少なくとも1つを浸出溶液中に抽出し、マンガンおよび
鉄分を浸出残渣中に分離させることを特徴とする、抽出
方法。 2 マンガン含有鉱石が海底団塊を包含し、上記、団塊
が粉砕され、生の状態で浸出媒体に導入される、特許請
求の範囲第1項に記載の方法。 3 炭酸塩がCO2,(NH4)2CO3およびアルカ
リ金属炭酸塩から選ばれる試剤により与えられる、特許
請求の範囲第1項に記載の方法。 4 浸出反応体が25乃至130℃でニッケル、コバル
ト、モリブデンおよび銅分の溶液中への上記抽出および
マンガンおよび鉄分の残渣中への分離を最大限にするの
に十分な時間保持される、特許請求の範囲第1項に記載
の方法。 5 アンモニア性浸出媒体が8乃至9のpHで保持され
る、特許請求の範囲第1項に記載の方法。 6 還元剤が海底団塊の重量に基づいて30乃至50係
の全量で与えられるS02である、特許請求の範囲第2
項に記載の方法。 1 スラリーの固形分が10乃至30係である、特許請
求の範囲第2項に記載の方法。 8 NH3およびC03がアンモニア性媒体および炭酸
塩試剤を与え、上記NH3が60乃至200%を与える
量および上記CO2が40乃至150%を与える量で浸
出媒体に供給される、特許請求の範囲第2項に記載の方
法。 9 還元剤がS02を包含し、温度が実質的に大気圧で
50乃至80℃に保持される、特許請求の範囲第1項に
記載の方法。 10還元剤が元素状硫黄、H2S、および(NH4)2
Sからなる群より選ばれる試剤の少なくとも1つであり
、温度が100乃至125°Cに保持される、特許請求
の範囲第1項に記載の方法。 11 多量の4価の形で存在するマンガンおよび鉄ト少
量の非鉄金属ニッケル、コバルト、モリブデンおよび銅
の少なくとも1つを含有する海底団塊原料から金属分を
抽出する方法において、上記団塊原料を水性アンモニア
性媒体中でSO2,NO,。 H2S、(NH4)2S、元素状硫黄、金属鉄およびそ
の組合せから選ばれる4価マンガン用の還元剤の存在下
でかつCO2,(NH4)2CO3およびアルカリ金属
炭酸塩から選ばれる炭酸第一マンガン沈殿剤の存在下で
50乃至125°Cの温度および大気圧乃至0.7 M
Oa (100psig)の圧力にて浸出し、4価のマ
ンガンを2価の状態に変換し、ニッケル、コバルト、モ
リブデンおよび銅分を浸出液中に抽出しそしてマンガン
および鉄分を浸出残渣中に分離することからなり、上記
浸出反応条件がニッケル、コバルト、モリブデンおよび
銅分の溶液中への上記浸出およびマンガンおよび鉄分の
浸出残渣中への分離を最大限にするのに十分な時間維持
されることを特徴とする、抽出方法。 12還元剤がSO2を包含し、炭酸塩およびアンモニア
性分がCO2およびNH3として媒体に与えられ、上記
SO2が海底団塊の重量に基づいて30乃至50幅の量
で与えられ、上記CO2およびNH3が60乃至200
%NH3および40乃至150%CO2を与える量で供
給され、海底団塊が実質的に大気圧乃至0.35 MP
a (50psig)および8.5乃至9のPHで50
乃至80℃で4乃至10時間浸出される、特許請求の範
囲第11項に記載の方法。 13還元剤が群元素状硫黄、H2Sおよび(NH4)2
Sから選ばれる少なくとも1つの試剤であり、炭酸塩お
よびアンモニア性分がCO2およびNH3として媒体に
与えられ、上記元素状硫黄は海底団塊の重量に基づいて
はソ化学量論酌量乃至35係過剰の量で与えられ、上記
CO2およびNH3は60乃至200%NH3および4
0乃至150%C02を与える量で供給され、海底団塊
が0.35乃至0.7MPa(50乃至100 psi
g)の圧力で100乃至125℃で6乃至10時間浸出
される、特許請求の範囲第11項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA222,914A CA1060219A (en) | 1975-03-24 | 1975-03-24 | Process for leaching raw sea nodules |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS51139519A JPS51139519A (en) | 1976-12-01 |
| JPS5912732B2 true JPS5912732B2 (ja) | 1984-03-26 |
Family
ID=4102629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51032406A Expired JPS5912732B2 (ja) | 1975-03-24 | 1976-03-24 | 海底団塊原料の浸出方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5912732B2 (ja) |
| CA (1) | CA1060219A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4274866A (en) * | 1978-07-24 | 1981-06-23 | Kennecott Copper Corporation | Flotation and sintering of synthetic manganese carbonate |
| JPS56114804A (en) * | 1980-02-07 | 1981-09-09 | Kyodo Sanso Kk | Hydrogen separator by metal hydride |
| JPS60190537A (ja) * | 1984-03-08 | 1985-09-28 | Agency Of Ind Science & Technol | マンガン団塊からニツケル、コバルトおよび銅を抽出する方法 |
| CA2878528C (en) * | 2012-10-23 | 2016-10-11 | Deepgreen Engineering Pte. Ltd. | Recovering metal values from oxides of manganese-containing materials |
| DK4010506T3 (da) * | 2019-08-09 | 2023-07-31 | Umicore Nv | Fremgangsmåde til udvinding af metaller fra oxidiske malme |
-
1975
- 1975-03-24 CA CA222,914A patent/CA1060219A/en not_active Expired
-
1976
- 1976-03-24 JP JP51032406A patent/JPS5912732B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS51139519A (en) | 1976-12-01 |
| CA1060219A (en) | 1979-08-14 |
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