JPS6353250B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はニツケル含有酸化物鉱石からのニツケ
ル浸出に関するものであり、更に詳細にはこのよ
うな鉱石の酸浸出に関するものである。 ニツケル含有酸化物鉱石からのニツケル浸出に
ついては幾つかの方法が公知である。一つの方法
はカナダ国トロント（Toronto）のロングマン
ス・カナダ社（Longman′s Canada Ltd.）刊行
のボルト（Boldt）及びクノー（Quenequ）著
「ニツケルの採取（The winning of Nickel）」
の第437ないし第444ページに記載してある。ボル
ト及びクノーの記述した方法はニツケル含有リモ
ナイト（高鉄低マグネシア酸化物鉱石）からニツ
ケルを浸出するためにモア・ベイ（Moa Bay）
で使用した方法である。採掘したままのニツケル
含有リモナイトを水でスラリーにし、予備加熱し
て230℃ないし約260℃にする。次に予備加熱した
スラリーを一連のオートクレーブのうちの最初の
オートクレーブに必要量の硫酸と一緒に仕込む。
次に酸性になつたスラリーを一連のオートクレー
ブの中を重力で流す。全浸出時間は１ないし２時
間である。スラリーを大気の温度及び圧力まで下
げた後に、得られた濃厚溶液を標準濃化機で残留
固形物から分離する。 モア・ベイで使用した方法ではニツケル含有リ
モナイト系鉱石からニツケル及びコバルトを有効
に採取したけれども、若干の操作上の問題に遭遇
した。例えば採掘したままの鉱石スラリーのポン
プ送りで若干の困難に遭遇した。 本発明によつて、水溶性のアルカリ金属又はア
ンモニウムの化合物を少量ではあるがニツケル採
取率を増大するのに有効な量で鉱石の水性スラリ
ーに添加して固形物の沈降速度増大し、且つスラ
リーの粘度を下げてスラリー処理特性を改善す
る、ニツケル含有酸化物鉱石を酸浸出する方法を
提供する。 スラリーに添加する水溶性アルカリ金属化合物
の量は所望する有利な結果、処理する鉱石の性
質、及び使用する浸出条件に左右される。スラリ
ーは一般に予備加熱して約230℃ないし約300℃の
浸出温度にし、且つ硫酸を予備加熱したスラリー
に添加してニツケル含有酸化物鉱石からニツケル
を実質的に全部浸出する。 ニツケル含有酸化物鉱石はすべて本発明による
方法で処理することができる。しかしながら、本
発明の方法ではニツケル含有ケイ酸塩鉱石、すな
わち多くの場合ガーニーライトと呼ばれる、比較
的低い鉄含有量及び比較的高いマグネシア含有量
を有する鉱石の処理の時に最大の有用性がある。
深海団塊も又本発明による方法で処理することが
でき、且つ用語「ニツケル含有酸化物鉱石」に収
まるものとする。 鉱山から採掘したままの鉱石は、必要があれ
ば、乾燥することなく破砕又は摩砕して、安定な
スラリーを形成し、且つ浸出溶液と容易に反応す
る仕込み物質を与える。鉱石を摩砕しなければな
らない場合には、これを摩砕してほとんど100％
が30メツシユふるい（米国ふるい寸法）を通過す
るような粒度にする。次に微粉末にした鉱石を固
形物約25％ないし約50％、有利には固形物約35％
ないし約45％を含有する水性スラリーにする。上
記の範囲内の固形物を含有するスラリーで物質処
理問題を最小にし、同時にオートクレーブ容量の
能率的使用を保証する。 スラリーにした鉱石は予備加熱容器に仕込み、
この中でスラリーを予備加熱して約230℃ないし
約300℃の浸出温度にする。予備加熱は間接に、
あるいは生の水蒸気をスラリー中に注入すること
によつて達成することができる。次に予備加熱し
たスラリーをオートクレーブに仕込み、これは乾
燥鉱石１部当り約0.15部ないし約0.8部の量の硫
酸を添加する。ニツケル含有酸化物鉱石は一般に
リモナイト系分画とケイ酸塩分画との混和物であ
り、且つ55％以下の高い鉄含有量はリモナイト系
分画の量の多いことを示している。酸は処理して
いる鉱石の性質に調子を合せて添加する。硫酸は
リモナイト系鉱石及びケイ酸塩鉱石に対して、そ
れぞれ乾燥鉱石１部当り約0.15部ないし約0.3部
の量、及び乾燥鉱石１部当り約0.45部ないし約
0.8部の量を添加し、且つリモナイト系鉱石とケ
イ酸塩鉱石との混和物である鉱石に対しては酸添
加量を特殊の混和物中のリモナイト系とケイ酸塩
との相対的な割合に従つて調節する。リモナイト
系とケイ酸塩のと混和物である大部分の酸化物鉱
石に対しては、一般に乾燥鉱石１部当り約0.1部
ないし約0.4部の量の酸添加量で十分である。オ
ートクレーブを約230℃ないし約300℃の温度に維
持して仕込み原料中に含有されるニツケル少なく
とも約90％を浸出する。方法は一連のオートクレ
ーブを使用し、予備加熱したスラリーを第一オー
トクレーブに仕込み、且つスラリーをあるオート
クレーブから別のオートクレーブに移すことによ
るか、あるいは連続操作をできるようにしてある
一連の邪摩板を有するただ１基のオートクレーブ
を使用することによつて、連続ベースで行うのが
有利である。再び、必要量の硫酸が加圧がまに添
加して、少なくともニツケル約90％を鉱石から抽
出することを確実にする。 硫酸はオートクレーブ又は数基のオートクレー
ブにただ１回だけの添加量としてか、又は少量ず
つの添加のどちらかで予備加熱したスラリーに添
加して水溶液のアルミニウム含有量を３ｇ／以
下の値に維持することができる。少量ずつの添加
量を用いる場合には、酸全量の５％ないし75％、
好ましくは40％ないし70％を最初にオートクレー
ブあるいは一連のオートクレーブの最初のオート
クレーブに添加し、次に酸の残部量を少なくとも
２つの同等な工程で、あるいは実質的に同等な量
で一連のオートクレーブの各に添加する。 浸出反応が完結すれば、反応したスラリーをそ
の沸騰点以下に冷却し、大気圧まで降下させ、次
に高マグネシアニツケル含有酸化物のような新鮮
な鉱石、あるいは他の適切な中和剤で中和するこ
とができる。高温での中和反応の反応速度を改善
するために、反応したスラリーを大気圧下での沸
騰点以下まで冷却させる前に最初に新鮮な鉱石で
中和するのが有利である。次に中和したスラリー
に通常の固・液分離技法を施して、ニツケル及び
多少のコバルトを含有する濃厚溶液及び廃棄に回
す使用済み残留物にする。 本発明の重要な特徴は下記の利点、 スラリーの処理特性の改善、ニツケル採取率の
加善、スケール形成速度の低下、 固・液分離の際の固形物の沈降速度の増大、あ
るいは圧縮率の増大、 のどれか一つ、あるいは全部を達成するために、
スラリーに水溶性のアルカリ金属又はアンモニウ
ムの化合物を添加することである。水溶性のアル
カリ金属又はアンモニウムの化合物はケイ酸塩鉱
石に対して最大の効果があり、リモナイト系鉱石
を処理する場合にこれらの特性の改善はより少な
いとはいえ、改善は依然として有意である。アル
カリ金属又はアンモニウムの化合物の添加によつ
て達成しようとする目的のいかんによつては、特
殊な目的を実現させようとする方法のその工程の
直前にスラリーに添加を行うことができる。アル
カリ金属及びアンモニウムの陽イオンは可溶化さ
れた鉄及びアルミニウムと反応して、陽イオンを
消費するジヤロサイト及びアルナイトという非常
に不溶性の種を作るので、浸出が半分以上完結し
た時に化合物を添加するのが有利である。もちろ
ん、処理特性を改善するために化合物を添加場合
には鉱石を水でパルプ化する時に化合物を添加す
る。アルカリ金属化合物の余分の量を同じく浸出
工程中に添加するができる。 鉱石の性質、並びに水溶性のアルカリ金属又は
アンモニウムの化合物の添加によつて達成しよう
とする目的で、スラリーに添加する化合物の量を
決定する。例えば処理特性の改善を望む場合、す
なわち所定の鉱石のスラリーの粘度を下げる場合
には、粘度の低下がもはや認められなくなるまで
アルカリ金属及びアンモニウムの化合物の量を
段々増してスラリーに添加する。操作上の見地か
らでは鉱石の乾燥重量基準で、約５％の無水硫酸
ナトリウム添加量に当量の量以上のアルカリ金属
又はアンモニウムの化合物の量を使用することは
めつたは必要でない。鉱石の乾燥重量を基準にし
て約0.5％ないし約2.5％の無水硫酸ナトリウムの
添加量に当量の量で、有利には約1.5％ないし約
2.5％の量で、アルカリ金属又はアンモニウムの
化合物をスラリーに添加すれば、通常、利点はす
べてほとんどの鉱石に対して達成することができ
る。 アルカリ金属又はアンモニウムのどんな水溶性
化合物でもスラリーを処理するのに使用すること
ができる。このような水溶性化合物の例には硫酸
ナトリウム、塩化ナトリウム、硝酸ナトリウム、
硫酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナ
トリウム、炭酸水素ナトリウム、リン酸ナトリウ
ム、ケイ酸ナトリウム、硫酸アンモニウム、塩化
アンモニウム、硝酸アンモニウム、硫酸水素アン
モニウム、水酸化アンモニウム、リン酸アンモニ
ウム、硫酸カリウム、塩化カリウム、硝酸カリウ
ム、リン酸カリウム、ケイ酸カリウム、及び硫酸
水素カリウムを包含する。他のアルカリ金属の化
合物も同等に有効であるが、それらのコストのた
めに、より普通のアルカリ金属化合物を使用する
のが好ましい。コスト及び入手可能性の見地か
ら、硫酸ナトリウムが好ましい化合物である。 当業界の熟達者に本発明をより良く理解しても
らうために、下記の代表的な実施例を示す。 部および％は全て重量である。 実施例 １ ニツケル3.1％を含有するガーニーライト系鉱
石を水でパルプ化して、固形物35％を含有するス
ラリーを作つた。スラリーを予備加熱して270℃
にし、且つ270℃に維持してある一連の３基のオ
ートクレーブを通してスラリーを重力搬送するに
つれて、乾燥鉱石１部当り0.69部の量で硫酸を予
備加熱してあるスラリーに少量ずつ添加した。鉱
石1000Kg当り無水硫酸ナトリウム39Kgに相当する
の量の硫酸ナトリウム溶液を一連のオートクレー
ブを通る中途のスラリーに添加した。フラツシユ
し、次に向流沈降装置で固・液分離をした後ただ
ちに第一濃化機で固形物34％を含有するアンダー
フロー残留物を得た。分析では鉱石中に含有して
いたニツケルの94.5％を抽出したことを示した。 比較のために同様な試験を硫酸ナトリウム添加
をしないで行つた。この試験では、アンダーフロ
ーは固形物をわずか22％だけ含有し、且つニツケ
ル抽出率はわずか92.5％であつた。このように硫
酸ナトリウム添加では浸出残留物中の残留ニツケ
ルを27％だけ下げ、且つアンダーフロー中の固形
物含有量を54.4％だけ増した。 実施例 ２ 鉱石全体の鉄含有量が高いために乾燥鉱石１部
当り0.46部という低い酸添加量を使用し、且つ硫
酸ナトリウム添加量は乾燥鉱石1000Kg当り無水硫
酸ナトリウム添加量を11Kgに相当する量としたこ
とを除いて、等分画のガーニーライト及びリモナ
イトを含有し、且つ総括ニツケル含有量2.1％を
有するニツケル含有酸化物鉱石を実施例１に記載
したのと同様な方法で処理した。残留物中の固形
物1000Kg当りポリアクリルアミド基質凝集剤0.21
Kgを使用した場合、向流沈降系統の第一濃化機か
ら出るアンダーフローは固形物を51％含有し、且
つ分析ではニツケル96.8％を抽出したことを示し
ている。 硫酸ナトリウム添加を行わない比較試験では凝
集剤0.56Kgでニツケル抽出率94.2％、及び固形物
41％を含有するアンダーフロー残留物を得た。こ
のように硫酸ナトリウムの添加で残留物中のニツ
ケル含有率を45％だけ下げ、アンダーフローの固
形物含有量を25％だけ増し、且つ凝集剤の消費を
65％だけ減じた。 実施例 ３ ニツケル含有量1.8％を有するニツケル含有酸
化物鉱石を水でスラリーにして固形物45％を含有
するスラリーを準備した。乾燥鉱石1000Kg当り無
水硫酸ナトリウム25Kgに相当する量の硫酸ナトリ
ウムをスラリーに添加した。 鉱石を270℃に予備加熱し、次に270℃に維持し
てある一連の重力仕込みオートクレーブに仕込ん
だ。全量で鉱石１部当り0.26部の硫酸をスラリー
がオートクレーブを順次前進するにつれて少量ず
つスラリーに添加した。 最後のオートクレーブを出た直後にスラリーを
フラツシユさせ、冷却させて環境温度にした。
固・液分離して固形物57％を含有するアンダーフ
ロー残留物を生成し、且つ分析では鉱石中に含有
されたニツケルの約95.2％を抽出したことを示し
た。 硫酸ナトリウム添加を行わない比較試験を行つ
た。固・液分離からのアンダーフローは固形物含
有量47％を有し、分析ではニツケル抽出率はわず
か94.1％であつた。 実施例 ４ 本実施例では水溶性のアルカリ金属又はアンモ
ニウムの化合物をスラリーに添加することは、こ
れらの鉱石の高温浸出で一般に遭遇するスケール
生成の速度を下げるのに有効であることを確認す
る。 ニツケル含有酸化物を水でスラリーにし、270
℃に予備加熱し、且つ一連の５基のオートクレー
ブに仕込み、このうちの最初の３基に硫酸を少量
ずつ添加した。ある試験では水溶性のアルカリ金
属又はアンモニウムの化合物をスラリーに添加し
なかつたが、一方、他の試験では鉱石1000Kg当り
無水硫酸ナトリウム14.3Kgに当量の量の硫酸ナト
リウムを連続している中の第四オートクレーブに
添加した。試験中に第四及び第五オートクレーブ
中の浸出液の試料を採取し、スチール形成を起さ
せるのに最も重要な因子であるアルミニウムの含
有量について分析した。結果を下記の第１表に示
す。試験操作を完了した時に加圧がまを開いてス
ケール生成を測定した。スケール生成の厚さ及び
試験操作の長さからスケール生成速度を計算し
て、これを下記の表に示した。

【表】 第１表に示した結果ではアルカリ金属又はアン
モニウムの化合物を添加すれば溶液のアルミニウ
ム含有量を劇的に下げ、且つスケール生成を減じ
ることを確証している。 比較例 １〜３ ４種の高温浸出試験を行なつた。２つの試験で
は浸出温度を260℃に保ち、他の２つは200℃に保
つた。浸出供給物は、ガーニーライトおよびラテ
ライトの１：１混合物であつて、その分析値は
Ni22％、Mg4.4％、Fe37.1％およびAl4.5％であ
る。酸／浸出供給物比を0.46に一定して、硫酸を
逐次添加した。45分後、ガーニーライト残渣
（Ni2.8％、Mg14.4％、Fe8.9％およびAl1.5％）
をオートクレーブ中に投入した。この残渣の量は
浸出供給物の重量の10％である。２つの試験で浸
出供給物重量の２％量の硫酸ナトリウムをガーニ
ーライト残渣中に混合した。浸出試験を更に15分
間継続後、圧力を放出し、浸出残渣を遠心機中で
沈殿させた。この遠心試験はパイロツトプラント
条件下に得られる最終圧縮と極めて近似すること
を予かじめ確認した。結果を次表に示す。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 比較的低い鉄含量のニツケル含有酸化物鉱石
   を水でスラリー化し、このスラリーを230℃〜300
   ℃の浸出温度まで予備加熱し、予備加熱したスラ
   リーに、乾燥原鉱１重量部当り0.15〜0.8重量部
   の量の硫酸を加えて前記ニツケル含有酸化物から
   ニツケル有価物を浸出し、浸出したスラリーを中
   和し、中和したスラリーを固液分離操作に供する
   ことから成り、前記浸出反応が半分以上完結した
   ときに、原鉱の乾燥重量の0.5〜５％の水溶性ア
   ルカリ金属および／またはアンモニウム化合物
   を、少量ずつ、しかもシリカの溶解を最小にする
   有効量で添加し、それによつて前記中和したスラ
   リーの沈降速度を改良することを特徴とするニツ
   ケル含有酸化物からニツケルを回収する方法。 ２ 前記浸出反応の完結後、浸出温度でスラリー
   に高マグネシアニツケル含有酸化物を添加し、浸
   出液中に含まれる遊離酸を中和し、前記高マグネ
   シアニツケル含有鉱石中に含まれるニツケルの実
   質部分を回収することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ３ 前記浸出スラリーを冷却して常圧まで降下さ
   せ、かつ新規の高マグネシアニツケル含有酸化物
   鉱石で中和し、中和残渣を浸出反応完結後の浸出
   温度にある浸出スラリー中に添加することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 前記スラリーに添加する水溶性化合物の量が
   原鉱乾燥重量の５％までである特許請求の範囲第
   １項〜第３項のいずれかに記載の方法。 ５ 前記水溶性アルカリ金属またはアンモニウム
   化合物を原鉱の乾燥重量の0.5〜2.5％の量で添加
   する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６ 前記水溶性アルカリ金属またはアンモニウム
   化合物を原鉱の乾燥重量の1.5〜2.5％の量で添加
   する特許請求の範囲第５項記載の方法。 ７ 前記水溶性化合物が硫酸ナトリウム、塩化ナ
   トリウム、硝酸ナトリウム、重硫酸ナトリウム、
   水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナト
   リウム、リン酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、
   硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硝酸アン
   モニウム、重硫酸アンモニウム、水酸化アンモニ
   ウム、リン酸アンモニウム、硫酸カリウム、塩化
   カリウム、硝酸カリウム、リン酸カリウム、ケイ
   酸カリウムまたは重硫酸カリウムである特許請求
   の範囲第１項〜第６項のいずれかに記載の方法。