BRPI0506127B1 - Processo para a recuperação de níquel ou de cobalto - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO PARA A RECUPERAÇÃO DE NÍQUEL OU DE COBALTO".

CAMPO TÉCNICO A presente invenção refere-se a um processo para a recupera- ção de níquel ou de cobalto de um minério de óxido.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

Como processos para a lixiviação de níquel ou de cobalto de um minério de óxido que contém o metal usando-se ácido sulfúrico, um proces- so de lixiviação atmosférica em que é obtida uma solução de ácido sulfúrico contendo níquel ou cobalto a uma pressão atmosférica (Documento Não- Patenteado 1, Documento Não-Patenteado 2) são conhecidos.

Documento Não-Patenteado 1: Proc. Australas. Inst. Metall. Ns 265, Março de 1978 Documento Não-Patenteado 2: The metallurgical Society, 1988 p. 447 Documento Não-Patenteado 3: ISIJ International Vol. 43 (2003) N- 2 p. 181 até p. 186 DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

No entanto, como descrito no Documento Não-Patenteado 2, durante a lixiviação de um minério de óxido que contém níquel, cobalto, magnésio e ferro com ácido sulfúrico a uma pressão atmosférica, não ape- nas o níquel e o cobalto porém também o ferro são lixiviados; especifica- mente, quando se tenta lixiviar cada um de níquel e cobalto até 80 % em peso ou mais, o ferro também é lixiviado até 15 % em peso ou mais. Em ge- ral, como um minério de óxido que contém níquel e cobalto também contém ferro 10 a 40 times tanto quanto níquel, o processo descrito na publicação pode levar ao aumento do consumo de ácido sulfúrico na lixiviação e uma maior concentração de ferro em um lixiviato, o que pode resultar em um cus- to mais alto para a remoção do ferro. Desse modo, o processo tem um pro- blema no custo.

Documento Não-Patenteado 3: (um relatório de pesquisa recen- te sobre lixiviação atmosférica) descreveu que sob uma atmosfera gasosa mista de CO / C02 (30 % em volume / 70 % em volume) e a uma temperatura de 700°C, os compostos de níquel e de cobalto podem sér reduzidos aos me- tais e o ferro pode ser convertido em magnetita para lixiviar 80 % em peso até 90 % em peso de níquel e 20 % em peso até 30 % em peso de ferro a uma temperatura de 30°C até 70°C. Este processo, entretanto, requer a lixi- viação a uma temperatura de 700°C sob uma redução atmosférica, o que conduz a um consumo de energia significativo. Desse modo, o processo tem muitos problemas em seu uso prático.

Em vista das circunstâncias acima, um objetivo da presente in- venção é fornecer um processo para a recuperação de níquel ou de cobalto de um minério de óxido que contém níquel ou cobalto e ferro, em que é em- pregada uma etapa selecionada de acordo com uma razão de componente no minério de óxido para se obter uma solução que contém um pouco de ferro, o que pode levar à redução em um custo de processamento para a remoção de ferro enquanto se consegue uma maior taxa de lixiviação para níquel ou cobalto e assim uma recuperação eficiente de níquel ou de cobalto.

De acordo com a presente invenção, é fornecido um processo para a recuperação de níquel ou de cobalto de um minério de óxido que con- tém níquel ou cobalto e ferro, que compreende as etapas de: uma etapa de preparação em que são preparados um primeiro minério de óxido e um segundo minério de óxido com mais alto teor de magné- sio do que o primeiro minério de óxido como o minério de óxido; uma etapa de lixiviação em que o níquel ou o cobalto é lixiviado do primeiro minério de óxido com ácido sulfúrico para se obter um lixiviado de ácido sulfúrico contendo níquel ou cobalto e um resíduo de lixiviação; uma etapa de reação em que o lixiviado de ácido sulfúrico que contém o um resíduo de lixiviação é misturado com o segundo minério de óxido para reagir o lixiviado de ácido sulfúrico com magnésio no segundo minério de óxido para ajustar um pH para se obter uma solução que conte- nha níquel ou cobalto e um resíduo de reação que contém ferro; e uma etapa de neutralização em que a solução da reação que contém o resíduo de reação é neutralizada com um agente de neutralização para se obter uma solução de neutralização que contém níquel ou cobalto e um resíduo de neutralização que contém ferro.

De acordo com a presente invenção, uma concentração de ferro na solução da reação pode ser reduzido por ajuste do pH do lixiviado de ácido sulfúrico usando-se magnésio no segundo minério de óxido depois da mistu- ração na etapa da reação. Pode, portanto, eliminar a necessidade de se uti- lizar uma grande quantidade de agente de neutralização para a redução de uma concentração de ferro na solução da reação na etapa de neutralização.

Além disso, o níquel ou o cobalto no segundo minério de óxido pode ser lixi- viado pelo ajuste do pH com o segundo minério de óxido na etapa da rea- ção. Assim, em um processo para a recuperação de níquel ou de cobalto pode-se conseguir uma taxa de lixiviação mais alta de níquel ou de cobalto enquanto se reduz o custo do processo para a remoção de ferro, que resulta na recuperação eficiente de níquel ou de cobalto.

Além disso, o teor de ferro do segundo minério de óxido pode ser menor do que o do primeiro minério de óxido. Tendo tal processo, na etapa de lixiviação o níquel ou o cobalto podem ser lixiviados eficientemente usan- do-se ácido sulfúrico e, na etapa da reação, uma taxa de lixiviação de níquel ou de cobalto pode ser melhorada ainda mais enquanto se evita um aumen- to da concentração de ferro na solução da reação. Desse modo, o níquel ou o cobalto pode ser recuperado com mais eficiência.

Além disso, o processo pode compreender ainda: antes da etapa de lixiviação, uma etapa de classificação em que o primeiro minério de óxido é classificado em um primeiro óxido de partícula pequena e um primeiro mi- nério de óxido de partícula grande e o segundo minério de óxido é classifi- cado em um segundo minério de óxido de partícula pequena e um segundo minério de óxido de partícula grande; em que a etapa de lixiviação, o níquel ou o cobalto pode ser lixiviado do primeiro minério de óxido grande e na eta- pa da reação, o lixiviado de ácido sulfúrico que contém o resíduo de lixivia- ção pode ser reagido com o magnésio contido no segundo minério de óxido grande para o ajuste do pH para se obter uma solução de reação que conte- nha o níquel ou o cobalto e um resíduo de reação que contenha ferro. Por- tanto, uma taxa de lixiviação de níquel ou de cobalto pode ser melhorada quando se reduz ainda mais o custo do processo para a remoção de ferro, resultando em uma recuperação mais eficiente de níquel ou de cobalto.

Além disso, o processo pode ainda compreender: depois da eta- pa de classificação, uma etapa de lixiviação com pressão em que o níquel ou o cobalto é lixiviado sob pressão do primeiro minério de óxido pequeno e do segundo minério de óxido pequeno com ácido sulfúrico para se obter um lixiviado sob pressão com ácido sulfúrico que contenha níquel ou cobalto e um resíduo de lixiviação sob pressão. Conseqüentemente, uma taxa de lixi- viação de níquel ou de cobalto pode ser ainda melhorada quando se reduz mais ainda o custo do processo para a remoção de ferro, resultando em uma recuperação mais eficiente de níquel ou de cobalto.

Além disso, o processo pode ainda compreender, depois da eta- pa de lixiviação sob pressão, a neutralização do lixiviado com ácido sulfúrico sob pressão que contém o resíduo de lixiviação sob pressão com um agente de neutralização para se obter uma solução de neutralização que contém níquel ou cobalto e um resíduo de neutralização que contêm ferro.

Além disso, o processo pode compreender ainda: depois da eta- pa de neutralização, uma etapa de separação de sólido-líquido em que a solução de neutralização e o resíduo de neutralização são separados o sóli- do do liquido usando-se um espessante com um floculante.

Na presente invenção, tanto a etapa de lixiviação como a etapa da reação podem ser realizadas a uma pressão atmosférica. Assim, pode ser evitado um aumento em custo de instalação.

Uma pressão atmosférica deve abranger uma pressão próxima à pressão atmosférica.

Além disso, na etapa de lixiviação, o níquel ou o cobalto pode ser lixiviado do primeiro minério de óxido também usando-se um sal de sódio para se obter um lixiviato de ácido sulfúrico que contém níquel ou cobalto e um resíduo de lixiviação e na etapa da reação, o lixiviado de ácido sulfúrico que contém o resíduo de lixiviação pode ser reagido com o magnésio conti- do no segundo minério de óxido para ajustar um pH para obter uma solução de reação contendo níquel ou cobalto e um resíduo da reação contendo fer- ro. Desse modo, na etapa de lixiviação, podem ser usados ácido sulfúrico e um sal de sódio para formar a Natrojarosita, que é então precipitada por a- juste do pH usando-se magnésio para reduzir uma concentração de ferro em uma solução de reação na etapa da reação. Pode-se, portanto, eliminar a necessidade de se usar uma grande quantidade de um agente de neutrali- zação para reduzir uma concentração de ferro em uma solução da reação na etapa de neutralização. Conseqüentemente, no processo para a recupera- ção de níquel ou de cobalto, pode ser conseguida uma taxa de lixiviação mais alta de níquel ou de cobalto enquanto ser reduz ainda mais o custo do processo para a remoção de ferro, resultando em uma recuperação mais eficiente de níquel ou de cobalto.

De acordo com a presente invenção, em um processo para a recuperação de níquel ou de cobalto de um minério de óxido que contenha níquel ou cobalto e ferro, pode ser empregada uma etapa selecionada de acordo com a proporção dos teores no minério de óxido para se obter uma solução que contenha um pouco de ferro, de modo que enquanto se reduz o custo de um processo para a remoção de ferro, pode ser conseguida uma taxa mais alta de níquel ou de cobalto, resultando em uma recuperação efi- ciente de níquel ou de cobalto.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS O objetivo mencionado acima e outros objetivos, características e vantagens serão mais claramente entendidos com referência a modalida- des adequadas descritas abaixo e às ilustrações anexas. A figura 1 é uma vista esquemática de uma distribuição de de- pósito de minério para um minério de óxido de níquel de acordo com uma modalidade da presente invenção. A figura 2 é um fluxograma de acordo com a modalidade da pre- sente invenção.

MELHOR MODO PARA A REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO

As modalidades da presente invenção serão descritas com refe- rência às ilustrações e às tabelas. Neste caso, uma medida para a quantida- de consumida e a quantidade adicionada representa a quantidade consumi- da e a quantidade adicionada sobre seu peso. A figura 2 é um fluxograma da presente modalidade. O processo para a recuperação de níquel ou de cobalto apre- sentado na figura 2 contém as etapas a seguir. i) preparação de um primeiro minério de óxido (minério de óxido 102a) e de um segundo minério de óxido (minério de óxido 102b) com um maior teor de magnésio do que o primeiro minério de óxido como um minério de óxido; ii) lixiviação de níquel ou de cobalto do primeiro minério de óxido com ácido sulfúrico 105 para se obter um lixiviado com ácido sulfúrico (lixivi- ado com ácido sulfúrico 108) que contém níquel ou cobalto e um resíduo de lixiviação 109; iii) misturação do lixiviado de ácido sulfúrico que contém o resí- duo de lixiviação 109 com o segundo minério de óxido para reagir o lixiviado de ácido sulfúrico com magnésio no segundo minério de óxido para ajustar um pH para se obter uma solução da reação 110 que contém níquel ou co- balto e um resíduo da reação 111 que contém ferro e iv) neutralização da solução da reação 110 que contém o resí- duo da reação 111 com um agente de neutralização 112 para se obter uma solução de neutralização 113 que contém níquel ou cobalto e um resíduo de neutralização 114 que contém ferro.

Na presente modalidade, por exemplo, um minério denominado limonita pode ser usado como o minério de óxido 102a e o minério de óxido 102b. Neste caso, o termo "minério denominado limonita" refere-se a um miné- rio que contém níquel, cobalto, magnésio e ferro como seus óxidos. Além disso, por exemplo, como um agente de neutralização pode ser usada uma escória de ferro-níquel. Neste caso, o termo "escória de ferro-níquel" refere-se a uma escória gerada durante a utilização de um material geralmente conhe- cido como um minério de saprolita com um teor de níquel de 2 % em peso ou mais e fusão do ferro-níquel por processo pirometalúrgico de fusão.

Em geral, não definições específicas a respeito de uma faixa de composição entre um minério de limonita e um minério de saprolita, porém a Tabela 1 apresenta composições de um minério de óxido que é denominado um minério de limonita e uma escória de ferro-níquel. (Tabela 1) Tabela 1 Componentes (% em peso) Na presente modalidade, por exemplo, podem ser usados dois minérios de limonita que contêm diferentes teores de meta. A Tabela 2 apre- senta os teores em duas espécies de minérios de limonita. A Tabela 2 apre- senta a característica de que o minério de óxido 102a tem um mais alto teor de ferro de um menor teor de magnésio, ao passo que o minério de óxido 102b tem um teor de ferro menor e um maior teor de magnésio. (Tabela 2) Tabela 2 Componentes (% em peso) Usando-se a figura 1, será descrita uma distribuição do teor em um depósito de minério de óxido de níquel partindo do qual, por exemplo, é produzida a limonita .

Neste caso, uma camada de minério saprolita é uma camada de minério para fusão de ferro-níquel por processo pirometalúrgico de fusão que usa principalmente um forno elétrico e uma camada de minério de limonita é uma camada de minério principalmente usada em processo hidrometalúrgico.

Um teor de componente de níquel em um depósito de minério tende a aumentar quando aumenta uma profundidade da superfície do solo, porém diminui rapidamente próximo a um leito de rocha. Além disso, um teor de componente de níquel em um de tamanho superior (partícula grande) quando um minério de óxido é classificado tende a ser maior na camada su- perior da camada de minério de limonita e menor na camada inferior da ca- mada de minério de limonita ou na camada de minério de saprolita em com- paração com um teor de componente de níquel em um minério de tamanho inferior (partícula pequena).

Um teor de componente de ferro tende a aumentar quando au- menta uma profundidade da superfície do solo, porém diminui rapidamente próximo à vizinhança de um limite entre a camada inferior da camada de minério de limonita e a camada de minério de saprolita. Além disso, o teor de componente de cobalto em um minério de tamanho superior quando um mi- nério de óxido é classificado tende a ser mais alto na camada superior da camada de minério de limonita e mais baixo na camada inferior da camada de minério de limonita ou da camada de minério de saprolita em comparação com um teor de componente de cobalto em um minério de tamanho inferior.

Um teor de componente de ferro tende a diminuir quando au- menta a profundidade de uma superfície do solo, porém diminui rapidamente desde a vizinhança de um limite entre a camada inferior da camada de miné- rio de limonita e a camada de minério de saprolita. Além disso, o teor de componente de ferro em um minério de tamanho superior quando um miné- rio de óxido é classificado tende a ser menor em qualquer camada de miné- rio e particularmente menor na camada de minério limonita em comparação com um teor de componente de ferro em um minério de tamanho inferior.

Um teor de componente de magnésio tende a aumentar quando aumenta uma profundidade de uma superfície do solo, porém aumenta rapi- damente desde a vizinhança de um limite entre a camada inferior da camada de minério de limonita e a camada de minério de limonita saprolita. Além disso, um teor de componente de magnésio tende a ser mais alto em qual- quer camada de minério e particularmente mais alto na camada de minério de limonita em comparação com um teor de componente de magnésio em um minério de tamanho inferior.

Neste caso, como apresentado na distribuição de componente de um depósito de minério de óxido de níquel na figura 1, o minério de óxido 102a com um teor de ferro mais alto e um menor teor de magnésio é fre- qüentemente presente em uma camada relativamente superior na zona de depósito de minério de óxido de níquel, enquanto o minério de óxido 102b com um menor teor de ferro e um maior teor de magnésio está freqüente- mente presente em uma camada média na zona de depósito de minério de óxido de níquel. A figura 2 apresenta um processo para a recuperação de níquel ou de cobalto de um minério de óxido 102a com um maior teor de ferro e um menor teor de magnésio e de um minério de óxido 102b com um menor teor de ferro de um maior teor de magnésio. Neste caso, por exemplo, o minério de óxido 102a pode ser aquele produzido pela camada superior do minério de óxi- do limonita, que é, uma camada relativamente superior da zona de depósito de minério de óxido de níquel, enquanto o minério de óxido 102b pode ser aquele produzido pela camada inferior da minério de óxido limonita, isto é, uma cama- da mediana da zona de depósito do minério de óxido de níquel.

Será descrito um fluxo de processo nesta modalidade. Primeiro, na etapa a (etapa de classificação), um minério de óxido 102a e um minério de óxido 102b são classificados em um de tamanho superior e um de tama- nho inferior, respectivamente. O de tamanho inferior é tratado com água 107 para se obter um minério em suspensão 130 e os de tamanho superiores são moídos em um minério moído 103a e um minério moído 103b, respecti- vamente. O minério moído 103a é tratado com água 107 para se obter um minério em suspensão 104. A seguir, na etapa b-1 (etapa de lixiviação), o minério em sus- pensão 104 é lixiviado com ácido sulfúrico 105 para se obter um lixiviado com ácido sulfúrico 108 que contém níquel e cobalto e um resíduo de lixivia- ção 109. Neste caso, o resíduo de lixiviação 109 pode conter Natrojarosita gerada por uma reação de ferro lixiviado do minério em suspensão 104 com ácido sulfúrico 105 e um sal de sódio 106.

Além disso, em paralelo com a etapa b-1, o minério em suspen- são 130 é lixiviado sob pressão com ácido sulfúrico 105 na etapa b-2 (etapa de lixiviação com pressão), para se obter o lixiviado com ácido sulfúrico 132 que contém níquel e cobalto e um resíduo de lixiviação sob pressão 134. A seguir, na etapa c (etapa da reação), o lixiviado com ácido sul- fúrico 108 que contém o resíduo de lixiviação 109 é misturado com o minério moído 103b obtido por moagem na etapa de classificação, para reagir o áci- do sulfúrico livre no lixiviado de ácido sulfúrico 108 que contém o resíduo de lixiviação com o magnésio contido no minério moído 103b obtido por moa- gem na etapa de classificação para o consumo do ácido sulfúrico livre e desse modo ajustando um pH, obtendo-se uma solução de reação 110 e um resíduo de reação 111. Pelo ajuste do pH, a Natrojarosita pode ser precipi- tada no resíduo da reação 111 para reduzir uma concentração de ferro na solução da reação 110. A seguir, na etapa d (etapa de neutralização), um agente de neu- tralização 112 é adicionado a uma mistura da solução da reação 110 que contém o resíduo da reação 111 e o lixiviado com ácido sulfúrico sob pressão atmosférica 132 que contém o resíduo de lixiviação sob pressão 134 para o ajus- te do pH para se obter uma solução de neutralização 113 e um resíduo de neu- tralização 114. Neste caso, como uma concentração de ferro foi reduzida na solução da reação 110 na etapa da reação como a etapa anterior, a quanti- dade adicionada do agente de neutralização 112 pode ser reduzida.

Subseqüentemente, na etapa e (etapa de separação sólido-líqui- do), é adicionado um floculante 115 à solução de neutralização 113 que con- tém o resíduo de neutralização 114 e então é usado um espessante para a separação sólido-líquido para separar a solução de neutralização 113 e o resíduo de neutralização 114. A seguir, a solução de neutralização é alimentada para a etapa de recuperação de níquel e cobalto para recuperar níquel e cobalto.

Aqui a seguir, serão descritas as etapas detalhadas.

Etapa a: etapa de classificação Um minério de óxido 102a e um minério de óxido 102b tal como minério de limonita que contém níquel, cobalto, magnésio e ferro são classi- ficados separadamente em um de tamanho superior e um de tamanho inferi- or, respectivamente, por exemplo, por uma aparelhagem simples tal como uma peneira vibratória. Neste caso, o termo "de tamanho superior" refere-se a um minério de óxido com um tamanho maior do que uma malha da peneira vibratória e assim permanecendo na peneira sem passar pela malha. O ter- mo "de tamanho inferior" refere-se a um minério de óxido com um tamanho menor do que uma malha da peneira vibratória e que assim passa através da malha. O de tamanho inferior do minério de óxido 102a e o de tamanho inferior do minério de óxido 102b são tratados com água 107 para se obter um minério em suspensão 130 e o de tamanho superior do minério de óxido 102a e o de tamanho superior do minério de óxido 102b são tratados por uma aparelhagem tal como um moinho de bolas para se obter um minério moído 103a e um minério moído 103b, respectivamente. Então, o minério moído 103a é tratado com água 107 para se obter um minério em suspen- são 104. Embora não haja restrições especiais a uma classificação de tama- nho por uma peneira vibratória ou similar, por exemplo, uma malha de 0,5 mm até 2 mm ambos inclusive pode ser usada do ponto de vista da melhoria da estabilidade do processo.

Quando se classifica o minério de óxido por uma peneira com uma malha de aproximadamente 0,5 mm até 2 mm, tanto no minério de óxido 102a como no minério de óxido 102b, um de tamanho inferior tende a ter um maior teor de ferro e um menor teor de magnésio, ao passo que um de tamanho su- perior tende a ter um menor teor de ferro e um mais alto teor de magnésio. A água 107 pode ser, além de água de rio ou água do solo co- mumente usadas, água do mar. Neste caso, quando se aplica um processo de acordo com a presente modalidade, o processo pode ser realizado ao redor de uma mina do ponto de vista de uma eficiência econômica inclusive de custo. Observando-se em torno de uma área em que a mina está sendo operada, nem sempre é fácil garantir água adequada tal como água de rio ou água do solo. Além disso, por utilização de água do mar como a água 107, pode ser utilizado um sal de sódio contido na água do mar para se ob- ter um efeito que seja capaz de controlar a quantidade residual de ferro lixi- viado de um minério de óxido em um lixiviado ou em uma solução de reação na etapa de lixiviação ou na etapa de reação como uma última etapa.

Etapa b-1: etapa de lixiviação O minério em suspensão 104 obtido na etapa a pode ser lixivia- do, por exemplo, com ácido sulfúrico 105 a uma pressão atmosférica e a uma temperatura não maior do que 90°C e não mais do que 100°C, para fornecer um lixiviado de ácido sulfúrico 108 que contenha níquel, cobalto, magnésio e ferro e um resíduo de lixiviação 109. A lixiviação a 90°C ou mais alta pode melhorar uma taxa de lixi- viação para níquel e cobalto no minério em suspensão 104. Desse modo, um tempo de lixiviação para níquel e cobalto no minério em pasta fluida pode ser reduzido. Além disso, uma taxa de lixiviação para níquel e cobalto pode ser aumentada. Por lixiviação de níquel ou de cobalto contidos no minério em pas- ta fluida a 100°C ou a uma temperatura inferior, pode ser realizada a lixivia- ção de níquel e cobalto a uma temperatura igual ou inferior ao ponto de ebu- lição da água. Pode-se assim eliminar a necessidade de pressurização do recipiente para a lixiviação de níquel e cobalto, que é usado nesta etapa.

Portanto, o aumento no custo da instalação pode ser por pressurização.

Neste caso, embora uma temperatura de lixiviação seja definida como 90°C ou mais alta na descrição acima, por exemplo, pode ser apropri- adamente selecionada uma temperatura de 70°C ou mais alta. Alternativa- mente, o níquel e o cobalto no minério em suspensão 104 podem ser lixivia- dos a mais do que 100°C. Além disso, o níquel e o cobalto no minério em suspensão 104 podem ser lixiviados sob condições de pressão sem ser a pressão atmosférica. A quantidade adicionada de ácido sulfúrico pode ser 0,5 até 0,8 vez em peso tanto inclusive o de tamanho superior do minério de óxido 102a. Com o ácido sulfúrico em 0,5 vez em peso ou mais quantidades, o níquel e o cobalto podem ser suficientemente lixiviados e com ácido sulfúrico em uma quantidade de aproximadamente 0,8 vez em peso, uma taxa de lixi- viação para níquel e cobalto está em equilíbrio. Portanto, utilizando-se ácido sulfúrico em 0,8 vez em peso ou em quantidade menor, a quantidade de áci- do sulfúrico em excesso (ácido sulfúrico livre) pode ser reduzida. Assim, en- quanto se mantém uma taxa de lixiviação para níquel e cobalto de um miné- rio de óxido, o aumento no custo para a recuperação de níquel e cobalto po- de ser reduzido.

Além disso, na etapa b-1, é usado o minério moído de tamanho superior 103a do minério de óxido 102a classificado na etapa de classifica- ção por causa da razão descrita a seguir. Em comparação com o minério moído de tamanho superior 103b do minério de óxido 102b, a lixiviação de níquel e de cobalto no minério de óxido é mais difícil no minério moído de tamanho superior 103a do minério de óxido 102a. Portanto, o excesso de ácido sulfúrico é usado para lixiviar mais níquel e cobalto no minério de óxi- do para melhorar uma taxa de recuperação de níquel e cobalto. Além disso, o minério moído 103b do minério moído de tamanho superior do minério de óxido 102b contém mais magnésio do que o minério moído 103a de tama- nho superior do minério de óxido 102a. Portanto, quando o minério moído 103b de tamanho superior do minério de óxido 102b for usado na etapa b-1, deve ser usado ácido sulfúrico livre para que a lixiviação seja realizada.

Desse modo, o minério moído 103a de tamanho superior do minério de óxi- do 102a é usado na etapa de lixiviação, para melhorar uma taxa de recupe- ração de níquel e de cobalto.

Quando se usa água de rio ou água do solo como a água 107 na etapa a, pode ser adicionado na etapa b-1 um sal de sódio 106 tal como sul- fato de sódio e cloreto de sódio. Neste caso, um maior teor de sódio deriva- do do sal de sódio 106 pode ser em torno de 0,01 até 0,05 vez em peso de um teor de um minério de óxido 102. Por outro lado, quando se usa a água do mar como a água 107, um sal de sódio adicional não é necessário porque a água do mar contém sódio em aproximadamente 10 g/L. Assim, enquanto se mantém uma taxa de lixiviação para níquel e cobalto de um minério de óxido, o aumento do custo para a recuperação de níquel e cobalto pode ser mais reduzida ainda.

Neste caso, como a quantidade adicionada de sódio é 0,01 vez em peso ou mais, o ferro lixiviado do minério de óxido pode ser reagido com o sulfato de sódio no lixiviado de ácido sulfúrico 108 para reduzir uma con- centração de ferro no lixiviado de ácido sulfúrico 108.

Pode se supor que o sódio controlasse uma concentração de ferro no lixiviado de ácido sulfúrico 108 de acordo com as equações de rea- ção química (1) a (3).

FeO(OH).(minério de óxido)+3/2 H2S04= 1/4 Fe2(S04)3.(líquido) + 2FI20 (1) Fe2(S04)3.(líquido) + 1/3 Na2S04+ 4H20 = 2/3 Na Fe3(S04)2.(0H)6.(sólido) + 2 H2S04 (2) Fe2(S04)3.(líquido)+ 2/3 NaCI + 4 H20 = 2/3 Na Fe3(S04)2.(OH)6.(sólido) + 2/3 HCI + 5/3 H2S04 (3) Isto é, o ferro no minério de óxido é lixiviado com excesso de ácido sulfúrico e combinado com sódio no lixiviado de ácido sulfúrico para gerar Natrojarosita, que resulta na precipitação de parte do ferro lixiviado.

Desse modo, o ferro lixiviado do minério de óxido está contido em um lixiviado, de modo que possa ser reduzido o aumento da sua quanti- dade envolvida na próxima etapa da reação. Assim, na etapa da reação, mais ferro pode ser removido por precipitação como Natrojarsita. Assim, na etapa de neutralização após a etapa da reação, o aumento no custo para a precipitação de ferro em uma solução de neutralização pode ser reduzido ainda mais. Como resultado, pode ser evitado ainda mais o aumento do cus- to para a recuperação de níquel e cobalto do minério de óxido.

Além disso, com o sódio adicionado em uma quantidade de a- proximadamente 0,05 vez, uma taxa de geração de Natrojarosita e uma taxa de precipitação de Natrojarosita estão em equilíbrio. Portanto, por adição de uma quantidade de sódio em 0,05 vez em peso ou menos, pode ser evitada a adição de uma quantidade excessiva de sódio. Desse modo, pode ser evi- tado ainda mais o aumento em um custo para a recuperação de níquel e de cobalto do minério de óxido.

Pode ser feita uma lixiviação durante 1 a 10 horas ambas incluí- das, ou alternativamente 3 a 6 horas ambas incluídas.

Etapa b-2: etapa de lixiviação sob pressão. O minério em suspensão 130 de tamanho inferior do minério de óxido 102a e o de tamanho inferior do minério de óxido 102b obtido na etapa a podem ser lixiviados por adição de ácido sulfúrico 105 sob condições de alta temperatura e de alta pressão, por exemplo, uma temperatura de 220°C até 270°C e uma pressão de 20 atmosferas até 50 atmosferas, usando-se, por exemplo, uma autoclave para obter um lixiviado de ácido sulfúrico sob pressão 132 que contém níquel, cobalto, magnésio e ferro e um resíduo de lixiviação 134 sob pressão. Neste caso, um período de tempo de lixiviação pode ser de 5 minutos até 90 minutos ambos incluídos ou alternativamente 10 minutos a 60 minutos ambos incluídos. A quantidade adicionada do ácido sulfúrico 105 pode ser 0,12 a 0,4 vez em peso ambas incluídas da quantidade usada do minério de tama- nho inferior do minério de óxido 102a e do minério de tamanho inferior do minério de óxido 102b. Com ácido sulfúrico em 0,12 vez em peso ou mais quantidade, o níquel e o cobalto podem ser suficientemente lixiviados e com ácido sulfúrico em torno de 0,4 vez em peso, uma taxa de lixiviação para o níquel e o cobalto está em equilíbrio. Portanto, usando-se ácido sulfúrico em 0,4 vez em peso ou menor quantidade, pode ser reduzido o excesso de áci- do sulfúrico (ácido sulfúrico livre). Assim, mantendo-se uma taxa de lixivia- ção para níquel e cobalto de um minério de óxido, pode ser evitado o au- mento no custo da recuperação de níquel e de cobalto. A razão pela qual o minério de tamanho inferior do minério de óxido 102b e o minério de tamanho inferior de minério de óxido 102b classi- ficado na etapa de classificação são usados na etapa b-2, é a seguinte. Isto é, no minério de tamanho inferior do minério de óxido 102a e no minério de tamanho inferior do minério de óxido 102b, a lixiviação de níquel e de cobal- to no minério de óxido é mais difícil em comparação com o minério moído 103a de tamanho superior do minério de óxido 102a e o minério moído 103b de tamanho superior do minério de óxido 102b. Portanto, mais níquel e co- balto podem ser lixiviados por lixiviação sob pressão do minério de óxido com ácido sulfúrico 105 sob condições de alta temperatura e de alta pressão usando-se uma autoclave ou similar, para melhorar uma taxa de recupera- ção de níquel e de cobalto. Além disso, sob condições de alta temperatura e de alta pressão, o ferro no minério de óxido não é facilmente lixiviado no lixi- viado de ácido sulfúrico. Portanto, a quantidade de ferro realizada na etapa de neutralização (etapa d) descrita a seguir pode ser reduzida. Assim, pode ser selecionada a etapa, em que o minério de óxido é lixiviado de acordo com a facilidade de níquel e cobalto em cada minério de óxido por lixiviação de níquel e cobalto em um curto período de tempo enquanto se realize a lixiviação evitando-se o aumento de um custo usando o minério de óxido de tamanho superior do minério de óxido 102a do qual o níquel e o cobalto po- dem ser facilmente lixiviados na etapa de lixiviação (etapa b-1) e evitando-se a lixiviação de ferro usando-se o minério de tamanho inferior do minério de óxido 102a e o minério de tamanho inferior do minério de óxido 102b dos quais o níquel e o cobalto podem ser facilmente lixiviados na etapa de lixivi- ação sob pressão (etapa b-2). Portanto, por combinação da etapa de lixivia- ção (etapa b-1) com a etapa de lixiviação sob pressão (etapa b-2), o níquel e o cobalto podem ser mais eficientemente lixiviados do minério de óxido 102a e do minério de óxido 102b.

Além disso, o minério de óxido de tamanho superior do minério de óxido 102a e o minério de tamanho superior do minério de óxido 102b contêm mais magnésio do que o minério de óxido de tamanho inferior do minério de óxido 102a e o minério de tamanho inferior do minério de óxido 102b. Portanto, quando se usa o minério de óxido de tamanho superior do minério de óxido 102a e o minério de tamanho inferior do minério de óxido 102b na etapa de lixiviação sob pressão (etapa b-2), por exemplo, os sais de magnésio como uma incrustação podem aderir à parte interna de uma apa- relhagem de lixiviação sob pressão tal como uma autoclave e um tubo. Isto pode, portanto, levar à necessidade de se remover a incrustação aderente enquanto se interrompe o funcionamento da aparelhagem de lixiviação sob pressão, causando uma redução em uma taxa de operação. Em contraste, o minério de óxido de tamanho inferior do minério de óxido 102a e o minério de tamanho inferior do minério de óxido 102b contêm menos magnésio do que os minérios de tamanho superior acima. Assim, quando se usam os mesmos na etapa de lixiviação sob pressão, por exemplo, pode ser evitada a adesão de uma incrustação à parte interna da aparelhagem de lixiviação sob pressão e de um tubo. Portanto, como pode ser melhorada a taxa de opera- ção em instalações que contenham uma aparelhagem de lixiviação sob pressão tal como uma autoclave, o níquel e o cobalto podem ser lixiviados eficazmente do minério de óxido 102a e do minério de óxido 102b.

Etapa c: etapa da reação O lixiviado de ácido sulfúrico 108 e o resíduo de lixiviação 109 obtidos na etapa b-1 são misturados com o minério de tamanho superior 103b do minério de óxido 102b obtido na etapa a. A mistura é reagida, por exemplo, a uma pressão atmosférica e a uma temperatura de não menos do que 90°C e não mais do que 100°C de acordo com as equações (4) a (7).

De acordo com uma equação da reação descrita a seguir, pode ser obtida uma solução de reação 110 que contém níquel, cobalto, magnésio e uma pequena quantidade de ferro e um resíduo de reação 111. O minério moído 103b pode ser adicionado como um sólido no estado ou alternativamente adicionado como uma pasta fluida com água.

Nesta etapa, a água pode ser selecionada entre água de rio, água do solo e água do mar. Além disso, a água pode conter um sal de sódio 106 tal como sulfato de sódio e cloreto de sódio. A reação a uma temperatura de 90°C ou mais alta pode melhorar uma taxa de lixiviação de níquel e cobalto contidos no minério moído 103b.

Além disso, pode ser melhorada a eficiência para a remoção de ferro lixiviado na etapa b-1 como Natrojarosita por precipitação. Além disso, a reação a uma temperatura de 100°C ou mais baixa pode ser uma reação de acordo com uma equação química descrita a seguir a uma temperatura igual a ou mais baixa do que o ponto de ebulição da água. Portanto não é necessário pressurizar um reator em uma aparelhagem para a reação. As- sim, pode ser evitado o aumento no custo de uma instalação.

Neste caso, a uma temperatura de lixiviação menor do que 90°C ou mais alta do que 100°C, a reação pode ser realizada como uma reação de acordo com uma equação química descrita a seguir. Além disso, a reação de acordo com a equação química descrita a seguir pode ser realizada a uma pressão sem ser a pressão atmosférica.

Na presente modalidade, uma concentração de ferro no lixiviado de ácido sulfúrico 108 na etapa b-1 é 30 g/L até 90 g/L. Embora o ácido sul- fúrico livre esteja contido em 30 g/L ou mais, o ácido sulfúrico livre reage com o magnésio contido no minério moído 103b para reduzir uma concen- tração de ferro até 1/10 ou menos e uma concentração de ácido sulfúrico livre 1/3 ou menos, respectivamente, comparada com aquelas no lixiviado de ácido sulfúrico 108 antes da reação. Neste caso, um pH do lixiviado de ácido sulfúrico 108 antes da reação está, por exemplo, dentro de uma faixa de pH de 0,2 até pH de 0,8. Um pH da solução depois da reação pode estar dentro de uma faixa de pH 1 até pH 3, ou alternativamente, uma faixa de pH 1,5 até pH 2. A razão pode ser explicada pelas reações químicas (4) a (7). H2S04 (ácido sulfúrico livre) + MgO (minério de óxido) = MgS04 (líquido) + H20 (4) Fe2(S04)3.(líquido) + 1/3 (Na2S04 + 4 H20 = 2/3 Fe3(S04)2 (OH)6. (sólido) + 2 H2S04 (5) Fe2(S04)3.(líquido) + 2/3 NaCI + 4 H20 = 2/3 NaFe3(S04)2 (OH)6. (sólido) + 2/3 HCI + 5/3 H2S04 (6) Fe2(S04)3.(líquido) + 4 H20 = 2 FeO(OH).(sólido)+3 H2S04 (7) Especificamente, de acordo com a equação (4), o ácido sulfúrico livre no lixiviado de ácido sulfúrico 108 reage com o magnésio contido no minério moído 103b para reduzir a quantidade de ácido sulfúrico livre, resul- tando em um aumento do pH da solução. Assim, um pH do líquido é aumen- tado, Natrojarosita e a Goetita são geradas de acordo com as equações (5) a (7), resultando na precipitação do ferro.

Como o minério moído 103a de tamanho superior do minério de óxido 102a e o minério moído 103b de tamanho superior do minério de óxido 102b contêm ferro e magnésio, a reação acima pode se processar mais efi- cientemente. Por exemplo, quando uma proporção de componente de mag- nésio / ferro for 0,03 ou mais, a quantidade de ferro contida no minério moí- do 103a de tamanho superior do minério de óxido 102a e o minério moído 103b de tamanho superior do minério de óxido 102b for relativamente me- nor, assim de acordo com a equação (1), uma quantidade relativamente me- nor de ferro é lixiviada do minério de óxido na etapa de lixiviação. Assim, uma concentração de ferro na solução da reação pode também ser reduzida.

Além disso, como uma quantidade relativamente maior de magnésio está contida no minério de óxido 102a e no minério de óxido 102b, a quantidade de magnésio que reage com o ácido sulfúrico fornecido pelo lixiviado de áci- do sulfúrico 108 para a etapa da reação é relativamente maior. Portanto, de acordo com a reação de equação (4), o ácido sulfúrico livre no lixiviado de ácido sulfúrico 108 pode ser suficientemente consumido usando-se magné- sio, resultando no ajuste do pH.

Como descrito acima, o ferro e o magnésio contidos no minério moído 103a de tamanho superior do minério de óxido 102a e o minério moí- do 103b de tamanho superior do minério de óxido 102b podem permitir que o ferro seja suficientemente precipitado de acordo com as equações (5) a (7), resultando na redução de uma concentração de ferro que resta na solu- ção da reação 110. Assim, a quantidade de ferro restante na solução da rea- ção 110 e assim levada para a etapa de neutralização pode ser reduzida.

Portanto, pode ser evitado o aumento no custo para a precipitação do ferro na etapa de neutralização. Como resultado, pode ser evitado o custo para a recuperação de níquel e de cobalto. Não há limite superior em particular para uma razão de compo- nente de magnésio / ferro, por exemplo, 0,75 ou mais e pode ser aceitável.

Além disso, na etapa c, a razão pela qual é usado o minério mo- ído 103b de tamanho superior do minério de óxido 102b é que o minério mo- ído 103b de tamanho superior contém mais magnésio do que o minério moí- do 103a de tamanho superior do minério de óxido 102a, de modo que se processem mais eficazmente as reações das equações (4) a (7). Um período de tempo de reação pode ser de 3 a 10 horas ambas incluídas, alternativa- mente 4 a 6 horas ambas incluídas; isto é, as reações (4) a (7) podem ser completadas em um período de tempo menor do que o caso em que é usado um minério de óxido antes da classificação. Neste caso, como o minério mo- ído 103b de tamanho superior contém níquel e cobalto, o ácido sulfúrico livre pode ser reagido com magnésio para ajustar um pH enquanto níquel e co- balto são lixiviados no minério moído 103b para melhorar ainda mais uma taxa de recuperação para níquel e cobalto. Assim, enquanto se evita o au- mento em um custo para a recuperação de níquel e cobalto, uma taxa de recuperação para níquel e cobalto pode ainda ser melhorada.

Neste caso, uma instalação para a reação pode ser adequada- mente um recipiente com um agitador usado comumente, que pode ser feito, por exemplo, de aço inoxidável ou de um aço inoxidável revestido de borracha.

Além disso, esta etapa pode ser realizada usando uma escória de ferro-níquel que contém níquel em um teor relativamente mais alto entre alguma escória de ferro-níquel usada na etapa de neutralização, juntamente com o minério moído 103b de tamanho superior. Neste caso, a escória pode ser usada em uma faixa tal que um pH final durante a reação seja menor do que 3. Com um pH menor do que 3, a solução contém ácido sulfúrico livre, que pode evitar a redução em uma eficiência de lixiviação para níquel de um minério de óxido.

Etapa d: etapa de neutralização Uma reação de neutralização é realizada usando-se a solução de reação 110 e o resíduo da reação 111 obtidos na etapa c, o lixiviado de ácido sulfúrico sob pressão 132 e o resíduo de lixiviação com pressão 134 obtidos na etapa b-2 e um agente de neutralização 112. Um pH em uma e- tapa de neutralização pode estar dentro de uma faixa de pH 2 até pH 6, ou alternativamente uma faixa de pH 3 até pH 5. Assim, uma solução de neutra- lização 113 com uma concentração de ferro de 1 g/L ou menor que também contém níquel, cobalto e magnésio e um resíduo de neutralização 114 são obtidos. Com um pH de 2 ou mais, o ferro pode ser suficientemente precipi- tado. Com um pH de 6 ou menor, a maior parte do ferro pode ser removida por precipitação enquanto se evita a coprecipitação de níquel e cobalto.

Desse modo, uma taxa de recuperação para níquel e cobalto pode ser me- lhorada. Não há restrições especiais a uma pressão nesta etapa. Por exem- plo, pode ser realizada uma reação de neutralização usando-se uma solução de reação 110, o resíduo da reação 111, o lixiviado de ácido sulfúrico sob pressão 132, o resíduo de lixiviação sob pressão 134 e o agente de neutrali- zação 112 a uma pressão atmosférica ou alternativamente a uma pressão sem ser uma pressão atmosférica.

Como o agente de neutralização 112 inclui hidróxidos de um me- tal alcalino tal como hidróxido de sódio; carbonatos de um metal alcalino tal como carbonato de sódio; hidróxidos de um metal alcalino-terroso tais como hidróxido de cálcio e hidróxido de magnésio; óxidos de um metal alcalino- terroso tais como óxido de cálcio e óxido de magnésio; podem ser usados carbonatos de um metal alcalino-terroso tais como carbonato de cálcio e carbonato de magnésio, que são comumente usados. Além disso, pode ser usada uma escória de ferro-níquel que tem uma composição apresentada na tabela 1. Além disso, os agentes de neutralização acima podem ser usados sozinhos ou em combinação de dois ou mais.

Como usado neste caso, o termo " escória de ferro-níquel" refe- re-se a uma escória que contém o magnésio obtido durante a fusão de ferro- níquel usando-se um minério que contém magnésio que contém níquel em 2 % em peso ou mais por processos pirometalúrgicos de fusão. A quantidade de uma escória de ferro-níquel gerada pelo processo pirometalúrgico de fu- são é de aproximadamente 30 a 35 partes para 1 parte de níquel, porém apenas uma parte da escória é usada eficazmente.

Usando-se, por exemplo, uma escória de ferro-níquel que con- tém magnésio como um agente de neutralização 112, o magnésio contido na escória de ferro-níquel pode ser usado eficazmente como um agente de neu- tralização enquanto se neutraliza a solução da reação 110, o resíduo da rea- ção 111,o lixiviado de ácido sulfúrico sob pressão 132 e o resíduo de lixiviação sob pressão 134. Assim, enquanto se utilizam eficazmente recursos, pode ser evitado o aumento de custo para a recuperação de níquel e de cobalto.

Além disso, além de uma escória de ferro-níquel, podem ser usa- dos quaisquer agentes tais como hidróxido de cálcio, hidróxido de magnésio, óxido de cálcio, óxido de magnésio, carbonato de cálcio e carbonato de magnésio como o agente de neutralização 112 desde que ele possa neutra- lizar a solução da reação 110, o resíduo da reação 111, o lixiviado de ácido sulfúrico sob pressão 132 e o resíduo de lixiviação sob pressão 134.

Etapa e: Etapa de separação de sólido-líquido A solução de neutralização 113 e o resíduo de neutralização 114 obtidos na etapa d são separados por adição de um floculante 115. O flocu- lante 115 pode ser, por exemplo, um polímero floculante. A separação de sólido-líquido pode ser realizada por um método de espessamento usado comumente; especificamente, por método de lavagem em contracorrente com um espessante com 6 ou mais estágios. Desse modo, a solução de neutralização 113 que contém níquel, cobalto e magnésio e o resíduo de neutralização 114 são facilmente e eficazmente separados pela separação de sólido-líquido tal que o níquel e o cobalto na solução de neutralização sejam recuperados com alto rendimento de 99 % em peso ou mais e o ferro esteja contido em uma baixa concentração de 1 g/L ou menos. O floculante 115 pode ser, além de um polímero floculante, qualquer floculante desde que ele possa separar a solução de neutralização 113 do resíduo de neutralização 114.

Além disso, a separação de sólido-líquido na solução de neutra- lização 113 e no resíduo de neutralização pode ser realizada usando-se um outro separador de sólido-líquido cujo sistema não é de lavagem em contra- corrente com um espessante com 6 ou mais estágios.

Como um método para a recuperação de níquel e de cobalto da solução de neutralização 113, por exemplo, a adição de hidrossulfeto de só- dio, sulfeto de sódio, sulfeto de amônio e sulfeto de hidrogênio à solução de neutralização 113 para recuperar por precipitação de níquel e de cobalto como um sulfeto misto como descrito na publicação da patente Japonesa aberta à inspeção pública Ne H06-81050, ou adição de um hidróxido, de um óxido ou de um carbonato à solução para recuperar, por precipitação de ní- quel e de cobalto como um hidróxido misto ou um carbonato misto como descrito na publicação da patente Japonesa aberta à inspeção pública N° H12-234130. Neste caso, a precipitação de sulfeto misto de níquel e cobalto é recuperada na forma de níquel metálico ou de cobalto metálico pelo pro- cesso hidrometalúrgico. Além disso, um hidróxido misto ou um carbonato misto de níquel e cobalto é recuperado na forma de ferro-níquel por proces- so pirometalúrgico de fusão.

Como descrito no processo acima, o níquel e o cobalto podem ser recuperados eficientemente de um minério de óxido que contém níquel, cobalto e ferro.

Foi descrita uma modalidade adequada desta invenção. No en- tanto, a presente invenção não é limitada às modalidades, evidentemente, é aparente para o versado na técnica que a modalidade acima pode ser modi- ficada dentro da faixa da presente invenção.

Por exemplo, embora tenha sido descrita a recuperação de ní- quel e de cobalto usando um minério de óxido que contém tanto níquel como cobalto na presente modalidade, pode ser usado um minério de óxido que contém apenas níquel para a recuperação de níquel ou um minério que con- tém apenas cobalto pode ser usado para a recuperação de cobalto. Alterna- tivamente, usando-se um minério de óxido que contenha tanto níquel como cobalto, pode ser recuperado apenas níquel ou apenas cobalto.

Além disso, embora tenha sido descrito um aspecto que contém a etapa a para classificar um minério de óxido que contém níquel e cobalto na presente modalidade, a etapa pode ser omitida.

Além disso, embora tenha sido descrito um aspecto que contém a etapa b-2 para a lixiviação sob pressão do minério em suspensão 130 com ácido sulfúrico 105 na presente modalidade, a etapa pode ser omitida.

Também, embora tenha sido descrito um aspecto que contém a etapa da reação (etapa c) que usa o minério moído 103b de tamanho supe- rior do minério de óxido 102b classificado pela etapa de classificação (etapa a) para o ajuste do pH na presente modalidade, pode ser usada uma subs- tância que contenha magnésio sem ser um minério de óxido em combinação com o minério moído 103b.

Além disso, embora tenha sido descrito um aspecto em que o lixiviado de ácido sulfúrico sob pressão 132 que contém o resíduo de lixivia- ção sob pressão 134 obtido na etapa de lixiviação sob pressão (etapa b-2) é misturado com a solução de reação 110 que contém o resíduo de reação 111 obtido na etapa de reação (etapa c) e a mistura é neutralizada na etapa de neutralização na presente modalidade, cada um destes pode ser neutrali- zado por uma etapa separada.

Além disso, embora tenha sido descrito um aspecto em que o lixiviado de ácido sulfúrico sob pressão 132 que contém o resíduo de lixivia- ção sob pressão 134 obtido na etapa de lixiviação sob pressão (etapa b-2) é misturado com a solução de reação 110 que contém o resíduo de reação 111 obtido na etapa de reação (etapa c) e neutralizado na etapa de neutrali- zação na presente modalidade, pode ser realizada uma separação de sólido- líquido usando-se, por exemplo, um espessante em 6 estágios antes da neu- tralização na etapa de neutralização.

Alternativamente, na etapa de lixiviação (etapa b-1), a lixiviação pode ser realizada usando-se um agente de redução em combinação com ácido sulfúrico para melhorar ainda mais uma taxa de lixiviação para níquel e cobalto.

Neste caso, como um agente redutor, por exemplo, podem ser empregados ferro em pó, sulfito de sódio e uma mistura dos mesmos. Quando se usa ferro em pó, este pode ser adicionado em uma quantidade dentro de uma faixa de não menos do que 0,1 % em peso e não mais do que 1 % em peso ou particularmente não menos do que 0,2 % em peso e não mais do que 0,5 % em peso à quantidade dos minérios de tamanho superior do miné- rio de óxido 102a e do minério de óxido 102b. Neste caso, um tamanho da particular do ferro em pó pode ser um diâmetro de aproximadamente 1 mm e pode ser usado ferro com a sua superfície não oxidada. Quando se usa o sulfito de sódio, este pode ser adicionado em uma quantidade dentro de uma faixa não menor do que 1 % em peso e não mais do que 10 % em peso, par- ticularmente não menor do que 5 % em peso e não mais do que 8 % em pe- so à quantidade dos minérios de tamanho superior do minério de óxido 102a e do minério de óxido 102b.

Por adição do agente redutor dentro da faixa acima, o agente redutor pode ser suficientemente eficaz para melhorar eficazmente uma taxa de lixiviação de níquel e cobalto, particularmente de cobalto por sinergia, por exemplo, com controle em uma concentração de ferro em uma outra etapa.

Assim, enquanto se reduz o custo para a remoção de ferro, uma taxa de re- cuperação para níquel e cobalto pode ser ainda melhorada. A adição de um agente redutor seria eficaz para melhorar uma taxa de lixiviação de níquel e cobalto, particularmente de cobalto por causa da seguinte razão.

Isto é, o cobalto nos minérios de tamanho superior do minério de óxido 102a e do minério de óxido 102b existe como um óxido bivalente (CoO) e como um óxido trivalente (C02O3) e uma razão destes óxidos seria depen- dente de um local de mineração. O estado de ligação entre o cobalto e o oxigênio é mais forte e mais estável no Co203 do que no CoO. Portanto, não é fácil decompor a ligação entre o cobalto e o oxigênio em um óxido de co- balto trivalente contido no minério em suspensão 104 com ácido sulfúrico 105. Assim, seria considerado que por adição de um agente redutor além do ácido sulfúrico 105, um poder de ligação entre cobalto e oxigênio no óxido de cobalto trivalente se torna mais fraco e o cobalto é reduzido de trivalente a bivalente, permitindo que 0 cobalto seja mais facilmente lixiviado com o ácido sulfúrico 105. (Exemplos) A presente invenção será mais especificamente descrita com referência aos exemplos experimentais. Além disso, a quantidade de cada componente nos minérios de óxido na Tabela 3 até a Tabela 6 é expressa como % em peso em relação à quantidade do minério de óxido. A Tabela 3 até a Tabela 6 apresentam as condições e os resul- tados no Exemplo Experimental 1 até o Exemplo Experimental 4. (Tabela 3) (Exemplo Experimental 1) No presente exemplo experimental, foram usados um minério de óxido L-1 que contém Ni: 1,10 %, Co: 0,090 %, Fe: 45,0 % e Mg: 1,5 % com uma razão de Mg/Fe: 0,03 e presente em uma camada relativamente supe- rior de uma zona de depósito de minério de óxido de níquel e um minério de óxido L-2 que contém Ni: 1,80 %, Co: 0,120 %, Fe: 25,0% e Mg: 9,3% com uma razão de Mg/Fe: 0,37 e presente em uma camada média em uma zona de depósito de minério de óxido de níquel. Neste caso, em termos de uma razão de misturação de L-1 a L-2, o teor de L-1 e o teor de L-2 eram 80 % e 20 %, respectivamente, para tornar a razão substancialmente igual a uma razão de L-1 A L-2 na zona de depósito de minério de óxido de níquel. Como apresentado na Tabela 3, L-1 era um minério com um mais alto teor de ferro e um menor teor de magnésio e L-2 era um minério com um menor teor de ferro e um maior teor de magnésio.

Cada um de L-1 e L-2 foi classificado usando uma peneira com uma malha de 2 mm. O L-1 forneceu 15 % em peso de um minério de óxido de +2 mm e 85 % em peso de um minério de óxido de -2 mm e o L-2 forne- ceu 25 % em peso de um minério de óxido +2 mm e 75 % em peso de um minério de óxido de -2 mm. Na quantidade total do minério de óxido de +2 mm assim obtido, a taxa de L-1 e a taxa de L-2 eram 71 % em peso e 29 % em peso, respectivamente. Em relação a cada um de minério de óxido +2 mm, o minério de óxido de +2 mm em L-1 contém Ni: 1,25 %, Co: 0,120 %, Fe: 25,0 % e Mg: 6,0 % com uma razão de Mg/Fe: 0,24 e o minério de óxido de +2 mm em L-2 contém Ni: 1,65 %, Co: 0,105 %, Fe: 10,0 % e Mg: 22,0 % com uma razão de Mg/Fe: 2,20. Como apresentado na Tabela 3, os teores de magnésio no minério de óxido de -2 mm no L-1 e no minério de óxido de -2 mm no L-2 são menores do que os teores de magnésio no minério de óxi- do de +2 mm no L-1 e o minério de óxido de +2 rnm no L-2. O minério de óxido de +2 mm no L-1 foi moído até fatia fina a quantidade total em -2 mm. Então foi adicionada água de rio para obter uma suspensão de minério de concentração 28 % em peso. Então foi adicionado 0,63 vez a quantidade em peso de ácido sulfúrico de concentração 98 % em peso ao peso total do minério de óxido de + 2 mm no L-1 e no minério de óxido de +2 mm no L-2 e então a mistura foi lixiviada com agitação durante 6 horas sob as condições de uma temperatura de 95°C e uma pressão atmos- férica para lixiviação. À lixiviação de ácido sulfúrico e ao resíduo de lixiviação assim obtido, foi adicionado um minério de óxido como uma suspensão de minério de concentração a 40 % em peso preparada por adição de água de rio ao minério de óxido moído + 2 mm no L-2. A mistura foi sujeita a uma reação de pressão atmosférica por misturação da mesma com agitação sob as condições de uma temperatura de 95°C e uma pressão atmosférica du- rante 6 horas. Depois da reação à pressão atmosférica, as taxas de lixivia- ção observadas foram Ni: 87,5 %, Co: 83,6 %, Fe: 3,8 % e Mg: 83,7 %. A solução da reação à pressão atmosférica tinha as seguintes propriedades: concentração de Fe: 3,25 g/L, razão de concentração de Fe/Ni: 0,65, ácido sulfúrico livre: 12 g/L e pH: 1,8. Assim, as taxas de lixiviação para níquel e cobalto foram melhoradas enquanto se controla a taxa de lixiviação para o ferro.

Além disso, os minérios de óxido de - 2 mm no L-1 e no L-2 classificados por uma peneira foram combinados e a mistura foi lixiviada sob pressão com ácido sulfúrico sob as condições de uma temperatura de 240°C e uma pressão de 35 kg/cm2 (aproximadamente 34 atm) usando-se uma au- toclave. As taxas de lixiviação depois da lixiviação sob pressão eram: Ni: 93 %, Co: 94% e Fe: 0,6 %.

Em outras palavras, as taxas de lixiviação como a soma das ta- xas de lixiviação para os componentes individuais pela lixiviação à pressão atmosférica usando-se os minérios de óxido o L-1 e o L-2 e as taxas de lixi- viação dos componentes individuais pela lixiviação sob pressão eram Ni: 91,8 %, Co: 92 % e Fe: 0,9 %. Assim, enquanto se melhoram as taxas de lixiviação para níquel e cobalto, uma taxa de lixiviação para o ferro pode ser ainda controlada. A solução depois da reação à pressão atmosférica foi combina- da com a solução depois da lixiviação sob pressão. Então, foi adicionada à mistura uma escória de ferro-níquel como um agente de neutralização para o ajuste do pH, para obter uma solução de neutralização e um resíduo de neu- tralização. A seguir, foi adicionado um polímero floculante à solução de neu- tralização que contém o resíduo de neutralização. A mistura foi sujeita a uma separação de sólido-líquido usando um espessante de 6 estágios em con- tracorrente para separar a solução de neutralização do resíduo de neutrali- zação. A seguir, a solução de neutralização foi processada na etapa de re- cuperação de níquel e cobalto para recuperar o níquel e o cobalto. (Exemplo Experimental 2) O experimento foi realizado sob as mesmas condições descritas no Exemplo Experimental 1, exceto que foi usada, como água, a água do mar em lugar de água de rio.

Neste caso, as taxas de lixiviação depois da reação à pressão atmosférica eram: Ni: 89,6 %, Co: 85,2 %, Fe: 0,8 % e Mg 84,6 %. A solução da reação à pressão atmosférica tinha as seguintes propriedades: concentração de Fe: 0,67 g/L, razão de concentração de Fe/Ni: 0,13, ácido sulfúrico livre: 5 g/L e pH: 2,4. Enquanto se melhora as taxas de lixiviação para níquel e cobalto, foi conseguido controlar uma taxa de lixiviação para o ferro. Além disso, foram combinados os minérios de oxi- do de -2 mm no L-1 e no L-2 e a mistura foi lixiviada sob pressão com ácido sulfúrico sob as condições de uma temperatura de 240°C e uma pressão de 35 kg/cm2 (aproximadamente 34 atm) usando-se uma autoclave. As taxas de lixiviação eram Ni: 93 %, Co: 94 % e Fe: 0,6 %.

Em outras palavras, as taxas de lixiviação como a soma das ta- xas de lixiviação para os componentes individuais pela lixiviação à pressão atmosférica usando-se os minérios de óxido L-1 e L-2 e as taxas de lixivia- ção dos componentes individuais pela lixiviação sob pressão eram: Ni: 92,2 %, Co: 92,3 % e Fe: 0,6 %. Desse modo, enquanto se melhoram as taxas de lixiviação para níquel e cobalto, foi também controlada uma taxa de lixiviação para o ferro. (Exemplo Experimental 3) O experimento foi realizado sob as mesmas condições descritas no Exemplo Experimental 1, exceto que foi usada água do mar em lugar de água de rio como a água e ferro em pó (tamanho da partícula: 1 mm como um agente redutor foi adicionado em 0,003 vez a quantidade para a quanti- dade total do minério de óxido na etapa de lixiviação.

Neste caso, as taxas de lixiviação depois da reação à pressão atmosférica foram: Ni: 90,3 %, Co: 91,5 %, Fe: 1,2 % e Mg 82,9 %. A solu- ção da reação à pressão atmosférica tinha as seguintes propriedades: con- centração de Fe: 1,00 g/L, razão de concentração de Fe/Ni: 0,20, ácido sul- fúrico livre: 5 g/L e pH: 2,4. Enquanto se melhoram as taxas de lixiviação para níquel e cobalto, foi também controlada uma taxa de lixiviação para o ferro. Além disso, os minérios de óxido de -2 mm no L-1 e no L-2 foram combinados e a mistura foi lixiviada sob pressão com ácido sulfúrico sob as condições de uma temperatura de 240°C e uma pressão de 35 kg/cm2 (a- proximadamente 34 atm) usando-se uma autoclave. As taxas de lixiviação eram Ni: 93 %, Co: 94 % e Fe: 0,6 %. Em outras palavras, as taxas de lixivi- ação como a soma das taxas de lixiviação para os componentes individuais pela lixiviação à pressão atmosférica que usam os minérios de óxido L-1 e L- 2 e as taxas de lixiviação dos componentes individuais pela lixiviação sob pressão eram Ni: 92,3 %, Co: 93,5 % e Fe: 0,7 %. Assim, enquanto se me- lhoram as taxas de lixiviação para níquel e cobalto, foi também conseguido o controle de uma taxa de lixiviação para o ferro. (Exemplo Experimental 4) Quando apenas um minério de óxido de -2 mm classificado por uma peneira foi lixiviado sob pressão com ácido sulfúrico sob as condições de uma temperatura de 240°C e pressão de 35 kg/cm2 (aproximadamente 34 atm) usando uma autoclave sem realizar a lixiviação à pressão atmosférica que usa um minério de óxido de +2 mm em cada um de L-1 e L-2, taxas de lixiviação à base do peso do minério de óxido total (o L-1 e o L-2) inclusive os minérios de óxido de +2 mm foram Ni : 75,3 %, Co: 74,8 % e Fe: 0,3 % enquanto que as taxas de lixiviação por iixiviação sob pressão eram Ni: 93 %, Co: 94 % e Fe: 0,6 %.

Pelo Exemplo Experimental 1 até o Exemplo Experimental 3, foi demonstrado que pela utilização de dois minérios de óxido com diferentes teores de magnésio, uma taxa de lixiviação para níquel e cobalto pode ser melhorada enquanto se controla uma taxa de lixiviação para o ferro e um custo para a neutralização da solução da reação pode ser reduzido. Além disso, pelo Exemplo Experimental 1 até o Exemplo Experimental 4, foi de- monstrado que por lixiviação de um minério de óxido de +2 mm sob uma pressão atmosférica e por uma lixiviação sob pressão de um minério de óxi- do de -2 mm, pode ser melhorada uma taxa de lixiviação para níquel e co- balto enquanto se controla também uma taxa de lixiviação para o ferro.

Claims (12)

1. Processo para recuperar níquel ou cobalto a partir de um mi- nério de óxido caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: preparar um primeiro minério de óxido (102a) e um segundo mi- nério de óxido (102b), em que o segundo minério de óxido (102b) é preparado com um maior teor de magnésio do que o primeiro minério de óxido (102a) como o minério de óxido; classificar o primeiro minério de óxido (102a) em um primeiro minério de óxido de partícula pequena e um primeiro minério de óxido de partícula grande e o segundo minério de óxido (102b) em um segundo miné- rio de óxido de partícula pequena e um segundo minério de óxido de partícu- la grande; lixiviar sob pressão o níquel ou o cobalto a partir do primeiro mi- nério de óxido (102a) de partícula pequena e o segundo minério de óxido (102b) de partícula pequena com ácido sulfúrico (105) para obter um lixivia- do de ácido sulfúrico (108) sob pressão que contém o níquel ou o cobalto e resíduo de lixiviação (109) sob pressão; reagir o lixiviado de ácido sulfúrico (108), que contém o resíduo de lixiviação (109) misturado com o segundo minério de óxido (102b), com magnésio no segundo minério de óxido (102b) para ajustar um pH para obter uma solução de reação (110) que contém níquel ou cobalto e um resíduo de reação (111) que contém ferro, o lixiviado de ácido sulfúrico (108) que con- tém o resíduo de lixiviação (109) é reagido com o magnésio contido no se- gundo minério de óxido (102b) de partícula grande para ajustar um pH para obter uma solução de reação (110) que contém níquel ou cobalto e um resí- duo de reação (111) que contém o ferro; e neutralizar a solução da reação (110) que contém o resíduo da reação (111) com o agente de neutralização (112) para obter uma solução de neutralização (113) que contém níquel ou cobalto e um resíduo de neu- tralização (114) que contém o ferro.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um teor de ferro no segundo minério de óxido (102b) é mais baixo do que aquele no primeiro minério de óxido (102a).

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende, depois da etapa de lixiviar, a etapa de neutralizar o lixiviado de ácido sulfúrico (108) que contém o resíduo de lixivi- ação (109) sob pressão com um agente de neutralização (112) para obter uma solução de neutralização (113) que contém o níquel ou o cobalto e um resíduo de neutralização (114) que contém o ferro.

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que um teor de magnésio no primeiro minério de óxido (102a) de partícula pequena e um teor de magnésio no segundo minério de óxido (102b) de partícula pequena são menores do que um teor de magnésio no primeiro minério de óxido (102a) de partícula grande e um teor de magnésio no segundo minério de óxido (102b) de partícula grande.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que ainda compreende, depois da etapa de neutralizar, uma etapa de separar sólido líquido em que a solução de neutra- lização (113) e o resíduo de neutralização (114) são separados sólido do líquido usando um espessante com um floculante (115).

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que tanto a etapa de lixiviar e a etapa da reagir são realizadas a uma pressão atmosférica.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que na etapa de lixiviar, o níquel ou o co- balto é lixiviado do primeiro minério de óxido (102a) que usa ainda um sal de sódio para obter um lixiviado de ácido sulfúrico (108) que contém níquel ou cobalto e um resíduo de lixiviação (109) e na etapa da reagir, o lixiviado de ácido sulfúrico (108) que contém o resíduo de lixiviação (109) é reagido com o magnésio contido no segundo minério de óxido (102b) para ajustar um pH para obter uma solução de reação (110) que contém níquel ou cobalto e um resíduo da reação (111) que contém o ferro.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 7, caracterizado pelo fato de que tanto a etapa de lixiviar como a etapa de reagir são realizadas a uma temperatura de 90°C ou mais alta.

9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a quantidade do ácido sulfúrico (105) não é menor do que 50% em peso e não mais do que 80% em peso da quantidade consumida do primeiro minério de óxido (102a) na etapa de lixi- viar.

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o agente de neutralização (112) é uma escória que contém o magnésio.

11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que na etapa de lixiviar, é adicionado tam- bém um agente redutor e o níquel ou o cobalto é lixiviado do primeiro miné- rio de óxido (102a) para obter um lixiviado de ácido sulfúrico (108) que con- tém níquel ou cobalto e um resíduo de lixiviação (109).

12. Processo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o agente redutor é ferro em pó.