BRPI0815431B1

BRPI0815431B1 - método para recuperação de valores de metal de base de minérios de óxido

Info

Publication number: BRPI0815431B1
Application number: BRPI0815431A
Authority: BR
Inventors: Vahed Ahmed; Clareti Pereira Antonio; Dutra Mendes Flávia; Valentin Berni Thiago
Original assignee: Vale Inco Ltd
Priority date: 2007-08-29
Filing date: 2008-08-27
Publication date: 2020-01-21
Also published as: EP2195470A4; CA2697789A1; US8961649B2; AU2008291659A1; EP2195470B1; CA2697789C; EP2195470A1; US20090241731A1; WO2009026694A1

Abstract

método para recuperação de valores de metal de base de minérios de óxido descreve-se um método para recuperação de valores de metal de base de minério de óxido. o minério inclui um primeiro metal selecionado no grupo que consiste em pelo menos um de ferro e alumínio e um segundo metal selecionado no grupo que consiste em pelo menos um de níquel, cobalto e cobre. o método inclui as etapas de: contato do minério de óxido com gás de cloreto de hidrogênio para obter cloretos do primeiro e do segundo metal e sujeição pelo menos do primeiro e do segundo metal a piro-hidrólise a uma temperatura pré-determinada para decompor os cloretos do primeiro metal em óxidos. o método também inclui a etapa de mistura de óxidos do primeiro metal e dos cloretos do segundo metal em uma solução aquosa para dissolver os cloretos do segundo metal e recuperar os íons dissolvidos do segundo metal da solução aquosa.

Description

MÉTODO PARA RECUPERAÇÃO DE VALORES DE METAL DE BASE DE MINÉRIOS DE ÓXIDO [001] É reivindicada a prioridade do pedido de patente provisório norteamericano número 60/968,627 depositado em 29 de agosto de 2007.

[002] A presente invenção está relacionada à recuperação de valores de metal de base, tais como níquel, cobalto ou cobre, de materiais do tipo óxido.

Descrição do estado da técnica [003] O níquel é empregado, como metal puro ou como liga, em uma variedade de produtos. É amplamente usado na indústria de aço inoxidável, junto com cromo e molibdênio. O uso de níquel pode ser categorizado em derivados de alta pureza e de pureza inferior. Os derivados de alta pureza, com pelo menos 99% de conteúdo de níquel (níquel eletrolítico a 99,9% e grãos de carbonila ^a 99,7%) são usados em geral em aplicações metalúrgicas. Os derivados de pureza inferior, 20% a 96% dos derivados de conteúdo de níquel (ferro-níquel, mate, óxidos e depósitos) são empregados em geral na indústria de aço inoxidável e de outras ligas de aço. Fragmentos de níquel também são usados na siderurgia.

[004] O níquel é obtido, em geral, em minérios lateríticos ou de sulfeto. Os minérios lateríticos eram a principal fonte de níquel. Em 1950, menos de 10%da produção mundial de níquel era fornecida por laterita, com depósitos de sulfeto fornecendo o volume de minério de níquel durante aquele período. Atualmente, a produção de níquel a partir de minérios de sulfeto foi nivelada. Como a demanda de níquel continua a aumentar, essa brecha pode ser preenchida com a exploração de laterita. As lateritas

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2/22 correspondem a cerca de 70% dos recursos mundiais de níquel baseados em terra, enquanto que aproximadamente 40% da produção de níquel. Espera-se que aproximadamente 51% da produção de níquel sejam de fontes de laterita em 2012, com base na taxa média de aumento da produção de 4% por ano.

[005] A laterita é um minério de superfície de cor marrom avermelhada, encontrado geralmente em áreas tropicais quentes e úmidas. O minério laterítico é rico em ferro e alumínio e é produzido por climatização intensa e longa, conhecida como laterização, de rocha de origem subterrânea, tal como rochas ígneas ultramáficas. A laterização de rochas ígneas ultramáficas (serpentina, dunito ou peridotito que contém cerca de 0,2 a 0,3% de níquel) frequentemente resulta em uma considerável concentração de níquel. As lateritas também consistem principalmente nos minerais caulinita, goethita, hematita e gibsita que formam o curso de climatização. Além disso, muitas lateritas contêm quartzo como mineral herdado relativamente estável da rocha.

[006] O processamento de minério laterítico apresenta vários problemas. Um dos principais desafios enfrentados por algumas plantas de processamento é que os estágios de separação sólido-líquido não são muito eficientes. Em particular, devido ao assentamento pobre de polpa em um estágio de decantação contra corrente (CCD), aproximadamente 1O% do níquel e cobalto solúveis são perdidos em rejeitas e em dejetos. Investimentos significativos em infraestrutura devem ser feitos para minimizar tais perdas significativas, tais como a utilização de uma série de pelo menos seis espessadores em separação sólido-líquido para garantir o

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3/22 assentamento adequado de sólido. Assim, um investimento de custo capital para uma planta de processamento de minério laterítico que utiliza os processos convencionais pode ser impossível por causa dos custos.

[007] Várias técnicas foram exploradas para o processamento de minério laterítico de níquel. O documento norte-americano US 3.661.564 é dirigida para o método de recuperação de níquel e de cobalto de laterita com a eliminação de ferro, em que a laterita é dividida em uma parte principal e uma parte secundária e a parte secundária é tratada com ácido hidroclorídrico para formar uma suspensão. A parte principal da laterita é misturada com a suspensão para formar uma lama que é assada para formar cloreto de cobalto e de níquel. Os cloretos de níquel e de cobalto são, então, dissolvidos pelo tratamento do resíduo sólido com água, o cloreto férrico permanece no resíduo. A solução é, então, submetida a um tratamento de recuperação incluindo troca de cátion para separar os íons de cobalto e de níquel e redução para produzir cobalto e níquel.

[008] O documento norte-americano US 3.892.639 revela um método para a extração de valores de metal de minérios lateríticos incluindo níquel, cromo, manganês, ferro e cobalto através de uma série de etapas que incluem a clorinização do minério em uma base fluidizada com gás de cloreto de hidrogênio para formar cloretos de metal voláteis de níquel, ferro, cobalto e manganês e um resíduo que contém cromo, removendo e condensando os cloretos voláteis para efetivar a separação, recuperando os metais de níquel, cobalto e manganês e cloro pelo uso de células eletrolíticas, com a reação do cloreto de ferro com oxigênio para separar o ferro como óxido de ferro; removendo o resíduo do reator de base de fluido

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4/22 para redução com carbono para produzir carbonetos; através de lixiviação para formar sais de cromo, separando-os de outros sais e recuperando o cromo.

[009] O documento norte-americano US 5.571.308 está relacionado a um método para recuperação de níquel de minérios lateríticos com conteúdo de magnésio que também contenha ferro. Os minérios que são mencionados como minérios saprolíticos são submetidos a lixiviação com um ácido mineral do grupo que consiste em HCL, H2SO4 e HNO3. Em seguida à lixiviação com HCL, por exemplo, a solução cheia obtida é separada dos sólidos não dissolvidos e o níquel é, de preferência, recuperado pelo contato da solução com uma resina seletiva para absorção do níquel. O rafinado restante que contém cloretos de ferro e magnésio pode passar por piro-hidrólise para produzir seus respectivos óxidos e HCL livre para reciclagem no sistema de lixiviação. O níquel é extraído da resina usando uma solução vazia de tal ácido e o níquel é extraído da solução vazia carregada de níquel.

[0010] Vários processos de clorinização são descritos nas publicações internacionais WO 2002/008477, WO 2002/053788 e WO 2007/106969. A publicação internacional WO 2002/008477 revela um método para a recuperação de espécies de níquel, cobalto, ferro, cromo e magnésio de minérios de laterita por uma série de etapas que incluem aterramento do minério para produção de partículas; clorinização do minério primeiro por sujeição deles a ácido gasoso hidroclorídrico e segundo pela cura com HCI concentrado para formar sais de níquel, cobalto, ferro, cromo e magnésio solúveis em água, a filtragem da solução; a recuperação seletiva de níquel

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5/22 e cobalto por um processo selecionado no grupo de processos que consiste em eletroprodução, extração de solvente, resinas de troca iônica específicas e precipitação de sulfeto.

[0011] A publicação internacional WO 2002/053788 é direcionada para um método de recuperação de metais de base tais como cobalto, níquel, cobre, chumbo, zinco, mercúrio e cádmio, metais preciosos como prata e ouro, assim como os metais do grupo da platina, que compreendem rutênio, ródio, paládio, ósmio, irídio e platina de minério fresco, restos de minas e resíduos industriais por uma série de etapas que incluem a análise do minério, restos de minas ou resíduos industriais para determinar a presença de um ou mais dos metais mencionados acima; a clorinização do minério com uma força determinada pela presença do mais refratário dos metais averiguado pela etapa de análise, na presença de uma fonte de íons de cloreto em uma quantidade determinada pelos metais presentes para formar uma solução de cloretos de metal e um resíduo estéril; separando a solução de cloretos de metal dos resíduos para produzir uma solução filtrada de cloretos de metal; recuperando os cloretos de metal da solução filtrada de cloretos de metal para produzir uma solução estéril; reciclando a fonte de íons de cloreto.

[0012] A publicação internacional WO 2007/106969 está relacionada a um processo de circuito essencialmente aberto para recuperação de espécies metal de valor de um estoque de provisão do tipo laterita, o processo compreendendo as etapas sequenciais ou não sequenciais de separação do estoque de provisão do tipo laterita em uma primeira e em uma segunda fração; fazendo a reação de um ácido com um sal de cloreto

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6/22 em um primeiro compartimento, gerando, assim, HCL gasoso; uma clorinização da primeira parte com o HCL gasoso em um segundo compartimento, produzindo uma fração clorinizada, em que o excesso de HCL é recuperado e dissolvido em água, produzindo uma solução concentrada de HCL; combinando a fração clorinizada e a segunda fração em uma mistura; lixiviando a mistura com a solução concentrada de HCL em um terceiro compartimento, produzindo uma massa de reação; enviando a massa de reação para uma separação de fases, separando um resíduo insolúvel de uma solução principal; e recuperando de modo seletivo espécies de metal de valor da solução principal.

[0013] O documento norte-americano US 7.329.396 descreve um processo para lixiviação de um metal de valor de materiais óxidos como um minério de níquel laterítico, que compreende a etapa de lixiviação de minério com um lixiviante que compreende um sal catiônico (por exemplo, cloreto de magnésio) e ácido hidroclorídrico. Um oxidante ou cloreto de metal adicional (tal como os que resultam da operação de lixiviação) pode ser incluído. Em uma configuração, o processo compreende a recuperação de um metal de valor de minério que compreende as etapas de: lixiviação do minério com um lixiviante; separação da lixívia rica em metal de valor do minério em uma primeira separação sólido-líquido;- oxidação e neutralização da lixívia rica em metal de valor obtida assim e separação de uma solução de cloreto de magnésio da lixívia obtida em uma segunda separação sólido-líquido. Em outra configuração, a solução lixiviante é regenerada da solução de cloreto de magnésio.

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7/22 [0014] Embora um esforço significativo tenha sido colocado na clorinização dos óxidos de metal de base, todos os processos desenvolvidos até então falharam na eficácia. A maior parte dos processos de clorinização discutidos acima exige altas temperaturas e soluções de engenharia especializada para trabalhar com a corrosividade do HCL. Alguns dos processos descritos acima que exploram clorinização em temperatura baixa são problemáticos em termos de processamento segundo um curso descendente, porque precisam de estágios caros e complexos de remoção de ferro e de alumínio. Assim, há a necessidade de um processo de clorinização aperfeiçoado que simplifique o processamento de curso descendente.

Breve descrição da invenção [0015] Um método para recuperação de valores de metal de base de materiais de óxido, por exemplo, minério de laterita, é provido pela presente. O material inclui um primeiro metal selecionado no grupo que consiste em pelo menos um de ferro e alumínio e um segundo metal selecionado no grupo que consiste em pelo menos um de manganês, níquel, cobalto e cobre. O método inclui as etapas de: contrato do material óxido com gás de cloreto de hidrogênio (HCL) para obter cloretos do primeiro e do segundo metais e sujeição do primeiro e do segundo metais a piro-hidrólise a uma temperatura pré-determinada para decompor os cloretos do primeiro metal em óxidos.

[0016] O método também inclui as etapas de mistura dos óxidos do primeiro metal e dos cloretos do segundo metal em uma solução aquosa

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8/22 para dissolver os cloretos do segundo metal e recuperar os íons dissolvidos do segundo metal da solução aquosa.

[0017] Um método para tratamento de minério de laterita compreendendo um óxido de níquel e pelo menos um óxido de metal de base também é contemplado pela presente invenção. O método inclui as etapas de contato do minério de laterita com ácido hidroclorídrico para obter um cloreto de níquel e pelo menos um cloreto de metal de base e sujeição do cloreto de níquel e pelo menos um cloreto de metal de base a piro-hidrólise para decompor pelo menos um cloreto de metal de base em pelo menos um óxido de metal de base. O método também inclui etapas de mistura do cloreto de níquel e pelo menos um óxido de metal em uma solução aquosa para dissolver o cloreto de níquel e recuperar os íons dissolvidos do cloreto de níquel da solução aquosa.

Descrição resumida dos desenhos [0018] A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base em um exemplo de execução representado nos desenhos. As figuras mostram:

Figura 1 - é um fluxograma de um processo para extração de níquel de minério de laterita de acordo com uma configuração da presente invenção; Figura 2 - é um fluxograma de um processo para extração de níquel do minério de laterita de acordo com outra configuração da presente invenção;

Figura 3 - é uma ilustração esquemática de um exemplo de forno de clorinização de acordo com a presente invenção; e

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9/22

Figura 4 - é um gráfico que ilustra a energia livre de Gibbs para clorinização de óxido de níquel.

Descrição detalhada das figuras [0019] A presente invenção refere-se a um processo para recuperação de valores de metal de base de materiais óxidos, especificamente os metais encontrados, por exemplo, no minério de laterita, tal como níquel, cobalto e cobre.

[0020] De acordo com a presente invenção, materiais óxidos, em minérios de laterita especiais são tratados com ácido hidroclorídrico gasoso (HCl) para produzir uma solução livre de ferro e alumínio que tenha metais de base como níquel, cobalto e cobre.

[0021] Conforme explicado em mais detalhes abaixo, o material óxido é inicialmente comprimido ou granulado, para liberar os óxidos de metal de base antes do tratamento com HCL gasoso. Para obter uma solução que tenha metais de base, o material óxido agora reduzido a partículas tem contato com cloreto de hidrogênio em temperatura e ambiente controlados. Nesse estágio, todos os óxidos de metal de base são convertidos de modo apropriado para seus cloretos. A fim de obter uma solução livre de ferro e alumínio, o material clorinizado é aquecido e disposto com água suficiente para a piro-hidrólise férrica e cloretos de alumínio. Essa etapa também regenera parte do HCl que pode ser usado na operação anterior para clorinização. Os cloros são bastante solúveis em água, portanto, o material clorinizado restante é solubilizado em uma solução com pH controlado, evitando a lixiviação dos óxidos formados recentemente.

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10/22 [0022] Depois da separação sólido-líquido, a solução está, portanto, livre de ferro e alumínio. Os metais de base solubilizados podem ser, então, purificados em produtos seláveis por vários métodos. Várias operações de curso descendente que são conhecidas podem ser usadas, sem a necessidade de um estágio de remoção de ferro e de alumínio.

[0023] As figuras 1 e 2 ilustram um exemplo de configuração de um processo para extração de valores de metal de base, tais como níquel e cobalto de um minério de óxido (por exemplo, laterita). Os minérios de óxido incluem vários metais de base, tais como ferro, manganês, alumínio, níquel, cobalto e cobre. Os valores de metal de base podem ser extraídos de suas formas óxidas pelo contato deles com HCl gasoso, formando assim seus respectivos cloretos. A fim de promover o contato efetivo entre o gás e os sólidos que contêm valores de metal, uma etapa de redução do tamanho da partícula é preferencialmente incluída. O contato gás-sólido efetivo pode ser conseguido com um tamanho de partícula reduzido. Em uma configuração, o tamanho da partícula pode ser de cerca de 0,5 mm a 50 mm. Em outra configuração, o tamanho da partícula pode ser menor do que 0,5 mm.

[0024] Depois que o minério é extraído da mina, ele é preparado para ser alimentado na planta de extração. Em um exemplo de configuração, o minério é granulado ou esmagado em partículas não maiores do que 50 mm. Assim, granulado e esmagado podem ser usados de modo inverso. As partículas de minério podem ser, então, separadas em duas frações: com a primeira fração sendo de cerca de 10 mm a cerca de 50 mm e a segunda fração tendo partículas menores do que 10 mm. A segunda fração pode ser,

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11/22 então, separada em duas frações adicionais: uma terceira fração de cerca de 0,5 mm a cerca de 10 mm e uma quarta fração que inclui partículas menores do que 0,5 mm. As frações descritas são exemplos e um técnico no assunto pode prover mais ou menos frações de tamanhos variados.

[0025] Depois que o minério é separado em partes de tamanho adequado de partícula, as partículas de minério são clorinizadas pela sujeição do minério a gás de cloreto de hidrogênio. O HCI, que é utilizado na presente invenção, pode ser obtido por qualquer fonte adequada. Em uma configuração, o ácido hidroclorídrico pode ser produzido pela reação de sal de cloreto, tal como cloreto de sódio (NaCl), cloreto de potássio (Cl) m um ácido, tal como ácido sulfúrico (H2SO4). A reação geral para a produção de HCI é mostrada pela fórmula (I) abaixo, em que M é metal:

2MCl(s)+ H2SO₄(l)--> M2SO4 (s) 2HCI(g) (I) [0026] Em uma configuração, o cloreto de potássio pode ser usado como sal de cloreto. A reação do cloreto de potássio com o ácido sulfúrico produz ácido hidroclorídrico seco (por exemplo, livre de água) e um subproduto útil, sulfato de potássio (K2SO4). Além disso, a reação já é extremamente favorável a temperatura ambiente. A reação do cloreto de potássio com ácido sulfúrico é mostrada abaixo na fórmula (II):

KCI(s)+ H2SO4 (l) -> K2SO4S + 2HCl(g) (II)

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12/22 [0027] Depois que o minério é granulado em partículas de tamanho adequado, o minério é alimentado através de um forno de clorinização 10 mostrado na figura 3, em que o minério é tratado sob fluxo de gás de cloreto de hidrogênio contra corrente. Parte do cloreto de hidrogênio usado no fluxo é gerada dentro do forno 10, por pirohidrólise de sais de cloreto termossensíveis e complementada pela regeneração com ácido sulfúrico conforme descrito em mais detalhes abaixo. O uso de um só forno é um exemplo e o processo descrito pode ser implementado em múltiplos fomos.

[0028] O forno 10 inclui um sistema de secagem 12, uma seção de clorinização 14 e uma seção de piro-hidrólise 16. A seção de secagem 12 pode ser opcional. A seção de secagem 12 do forno 10 aquece o minério de cerca de 60° C a cerca de 150° C, por exemplo, 100°C para remover a água residual. Na seção de clorinização 14, o minério esmagado é submetido a tratamento com cloreto de hidrogênio de modo que os óxidos de metal no minério, incluindo óxidos de ferro, alumínio, níquel, cobalto, cobre e outros sejam clorinizados. HCl pode ser aplicado como gás seco, por exemplo, um fluxo de gás ou como um gás úmido. A pressão parcial de HCl inferior pode ser compensada pelo aumento da taxa de fluxo.

[0029] Os óxidos de metal de base são clorinizados pelo contato dos óxidos com HCI gasoso, em um ambiente de oxidação. A clorinização pode ser feita em temperatura inferior aos processos mais convencionais. Em uma configuração, a clorinização pode ser realizada de cerca de 50° C a cerca de 250° C. Em outra configuração, a clorinização pode ser realizada

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13/22 de cerca de 100° C a cerca de 200° C. Em outra configuração, a clorinização pode ser realizada em temperatura de cerca de 150°C.

[0030] A reação de clorinização geral é mostrada abaixo na fórmula (III). A reação de clorinização pode ser realizada em um ambiente de oxidação para evitar a formação de cloreto de ferro. Temperaturas mais altas favorecem a formação de cloreto de ferro. As temperaturas acima de cerca de 200° C a cerca de 220° C favorecem a formação de um revestimento, uma camada de óxido de ferro não porosa ao redor das partículas, reduzindo a eficiência da clorinização.

MO(s)+2HCI(g)--->MCl2(s)+ hhOfa) (III) [0031] De forma vantajosa, a reação de clorinização da fórmula (III) é mais favorável em temperaturas inferiores. Mais especificamente, sem desejar se vincular a alguma teoria em particular, com base nos cálculos de energia livre de Gibbs, usando a fórmula (IV), acredita-se que a reação de clorinização de metais de base reduza a entropia total do sistema, enquanto aumentar a temperatura realmente torna a reação menos favorável.

dG = dH- TdS (IV) [0032] A tabela 1, que está relacionada abaixo e a figura 4 ilustram a tendência de energia livre de Gibbs para clorinização de óxido de nível com relação à temperatura.

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14/22

Temperatura	Energia livre de Gibbs (AG)
^oC	kJ
50	-82,009
100	-75,850
150	-69,689
200	-63,515
250	-57,307
300	-51,076
350	-44,850
400	-38,633
450	-32,428
500	-26,232

Tabela 1 [0033] A reação de clorinização da fórmula (III) exige cinética adequada nessas temperaturas para garantir a utilização adequada de HCI. A liberação apropriada dos óxidos de metal deve ser proporcionada a fim de tomar eficiente o contato gás-sólido. O revestimento da partícula também deve ser evitado.

[0034] Depois da clorinização na seção 14, o minério se move para a última seção do forno 10, a seção de piro-hidrólise 16. A seção de pirohidrólise 16 provê vapor de água para os cloretos de metal. A temperatura da reação de piro-hidrólise pode variar de cerca de 250° C a cerca de 600° C. Em uma configuração, a temperatura pode ser de cerca de 300° C a cerca de 400° C, por exemplo, 350° C. Nessas temperaturas, os cloretos de metal

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15/22 tais como níquel, cobalto e cobre não são decompostos. Assim, apenas alguns dos cloretos de metal são convertidos nos óxidos correspondentes, tais como ferro e alumínio, enquanto os cloretos de outros metais, tais como níquel, cobalto, cobre, magnésio e cálcio não são afetados. Assim, em resposta à piro-hidrólise, alguns cloretos de metal são decompostos, enquanto outros cloretos de metal permanecem intactos. Isso permite a formação de um efluente que é livre de ferro e alumínio assim como a regeneração do HCI. O cloreto de hidrogênio regenerado pode ser retomado para a seção de clorinização 14, permitindo que o forno funcione de maneira contra corrente em que o minério é seco enquanto o HCI é recuperado da piro-hidrólise e das etapas de regeneração posteriores. O HCI também pode ser usado para clorinização in-situ.

[0035] A estabilização dos compostos de ferro e alumínio pode ser realizada pela etapa de piro-hidrólise. Os compostos de cloreto de ferro e alumínio podem ser decompostos termicamente nos respectivos óxidos, regenerando o cloreto de hidrogênio, fornecendo, assim, uma solução que é livre de tais contaminantes, deixando óbvia a necessidade de operações de purificação extras, que são caras. A reação geral à piro-hidrólise é mostrada na fórmula (V), em que M significa um metal. A reação inclui fornecimento contínuo de vapor de água em temperaturas elevadas. O cloreto de ferro também se dispersa no minério, quebrando a matriz do minério. Quando o cloreto de ferro é decomposto, o HCI é regenerado e reage com quaisquer metais de valor sem reação, tais como níquel, cobre e cobalto. Em efeito, de modo vantajoso, oferece uma segunda clorinização em uma temperatura mais alta.

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16/22 [0036] O magnésio pode ser removido do minério pelo fornecimento de um ambiente saturado com água, que, por exemplo, pode ter uma proporção de água com HCI de cerca de 10. Nesse ambiente, o MgCb se decompõe em MgO em temperaturas relativamente. baixas, isto é, de cerca de 300°C a cerca de 400°C. Isso permite a remoção de Mg do minério.

MCI2 (s) + H2Ü(g) --> MO(s) + 2HCI(g) (V) [0037] Depois de sair do forno 10, o minério é depositado em tanques agitados em uma solução aquosa. Os cloretos de níquel, cobalto e cobre são extremamente solúveis em água, enquanto que os óxidos de ferro e de alumínio produzidos pela piro-hidrólise são insolúveis. O pH da solução é controlado de cerca de 1,0 a cerca de 5,0, de modo que a solução não dissolva óxidos de ferro e de alumínio, mas permita a dissolução completa dos cloretos. Em uma configuração, o pH da solução pode variar de cerca de 2,0 e a cerca de 4,0. Em outra configuração, o pH pode variar de cerca de 2,0 e a cerca de 3,0. O tempo de residência pode variar de cerca de 0,2 horas a cerca de 10 horas, por exemplo, cerca de 3 horas. A energia necessária para a cinética de dissolução vem do calor do minério conforme o minério sai do forno 10. A temperatura da solução pode ser qualquer temperatura adequada, tal como de cerca de 15° C a cerca de 100° C, por exemplo, cerca de 90° C. O aumento e o controle da temperatura podem aumentar a taxa de dissolução e a solubilidade dos cloretos.

[0038] Os cloretos são solubilizados, deixando o material sem reação e os óxidos de ferro e de alumínio recentemente formados como sólidos. A

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17/22 solução, então, passa por separação sólido-líquida de modo que é enriquecida com valores de metal que podem ser refinados por uma das opções conhecidas de curso descendente.

[0039] Os íons de níquel e cobalto do metal dissolvido podem ser removidos da solução usando um método de purificação conhecido, tal como, mas não se limitando a, resinas de troca iônica. Qualquer circuito de resina adequado para absorção seletiva de níquel e cobalto da solução pode ser usado, tal como circuitos de base fixa ou através de processo contra corrente contínuo, que elui seletivamente cobalto e níquel.

[0040] Outro processo para eluição de níquel pode envolver a conversão de níquel iônico em um produto misto de hidróxido de níquel (MHP). Isso pode ser realizado pela adição de óxido de magnésio ou de cálcio à solução para formar um produto misto de hidróxido de níquel. O MHP é obtido pela precipitação com óxido de magnésio ou de cálcio, enquanto os cloretos de cálcio e de magnésio permanecem na solução. A solução de MHP é, então, evaporada e os sais solúveis, cristalizados em suas formas hidratadas. Tais cristais são, então, misturados com ácido sulfúrico ou piro-hidrolisados, formando gás HCI para reciclagem subsequente do HCI na reação de clorinização descrita acima.

[0041] Depois da remoção de metais de valor, os cloretos restantes podem ser decompostos em óxidos, regenerando HCI no processo. Essa regeneração pode ser realizada via sulfatação ou piro-hidrólise adicional. A regeneração de ácido de HCI via sulfatação de cloreto de potássio forma gás HCI e K2SO4, similar à formação de HCI descrita acima.

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18/22 [0042] A presente invenção oferece várias vantagens, tais como a eliminação da separação cara sólido-líquido e a simplificação do fluxograma, assim com a regeneração de HCI. Isso permite o processamento de minérios com alto ferro e alto magnésio, aumentando assim a extração de metais de valor e o lucro total.

[0043] Em particular, a separação de metais ocorre sem a utilização da separação cara sólido-líquida. A recuperação de níquel também é maior, devido à precipitação reduzida ou eliminada de hidróxidos de ferro e/ou alumínio que frequentemente têm níquel. Além disso, o HCI é regenerado durante a etapa de piro-hidrólise do processo de clorinização e a etapa final, tomando óbvia a necessidade de um agente de neutralização. Uma outra vantagem da presente invenção é a capacidade de fornecer um efluente livre de ferro e de alumínio. O que simplifica o processo, removendo a necessidade dos estágios de remoção de ferro, a redução do uso de agentes de neutralização. Como resultado, o processo reduz a perda de níquel, porque não há precipitação complexa de hidróxido de ferro e de alumínio, o que pode formar jarosita ou co-precipitados de valores de níquel e cobalto. Portanto, os custos capitais e operacionais são reduzidos, mais simples e fáceis de serem operadas, as operações unitárias são aplicadas e os materiais com alto conteúdo de ferro e de magnésio podem ser tratados para extrair metais de valor de interesse.

[0044] Os exemplos a seguir são incluídos para fins de ilustração de determinadas configurações e aspectos da presente invenção. Como tal, os exemplos não têm a intenção de limitar a presente invenção de qualquer maneira que seja.

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EXEMPLO 1 [0045] 100g de um minério do tipo limonita teve contato com ácido hidroclorídrico por 180 minutos e 150° C. A amostra continha 1,34% de Ni, 0,096% de Co, 0,015% de Cu, 1,81% de Cr, 49,6% de Fe, 3,36% de AI, 0,66% de Mg e 06% de SiO2. Os resultados da extração estão na tabela 2 abaixo.

Extração de elementos

Ni	Co	Cu	Cr	Fe	Al
96%	95%	70%	16%	38%	77%

Tabela 2- Extração pelo exemplo 1.

EXEMPLO 2 [0046] Uma carga de laterita foi sujeitada a uma clorinização de 180 minutos, em 150° C, com injeção de ar. A amostra continha 1,39% de Ni, 0,070% de Co, 0,017% de Cu, 1,61% de Cr, 45,1% de Fe, 3,02% de Mg e 10% de SiO2. A extração está resumida na tabela 3 abaixo.

Extração de elementos

Ni	Co	Cu	Cr	Fe	Al
195%	95%	90%	46%	60%	81%

Tabela 3- Extração pelo exemplo 2.

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EXEMPLO 3 [0047] Um material óxido foi clorinizado, a 200°C por 90 minutos. A análise química mostrou que ele continha 1,39% de Ni, 0,089% de Co, 0,018% de Cu, 1,58% de Cr, 46,5% de Fe, 2,84% de AI, 0,96% de Mg e 8% de SiO2. Os resultados estão mostrados na tabela 4 abaixo.

Extração de elementos

Ni	Co	Cu	Cr	Fe	Al
92%	88%	74%	35%	36%	73%

Tabela 4 - Extração pelo exemplo 3.

EXEMPLO 4 [0048] Um minério do tipo laterita com 1,49% de Ni, 0,082 de Co,

0,013% de Cu, 1,75% de Cr, 47,6% de Fe, 3,20% de AI, 1,51% de Mg e 10% de Si02 teve contato com ácido hidroclorídrico por 45 minutos em 250° C. Os resultados estão reunidos na tabela 5 abaixo.

Extração de elementos

Ni	Co	Cu	Cr	Fe	Al
91%	89%	84%	33%	42%	73%

Tabela 5- Extração pelo exemplo 4.

EXEMPLO 5 [0049] Uma carga de laterita de 200g foi submetida a clorinização a

150° C por 60 minutos e depois a piro-hidrólise por outros 60 minutos e

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350° C. A amostra tinha 0,73% de Ni, 0,06% de Co, 0,00% de Cu, 30% de Fe, 1,04% de Cr e 11% de AI. O material resultante foi dissolvido, formando uma polpa de sólidos de 15%, o pH foi mantido entre 1 e 3. Os resultados na tabela 6 abaixo mostram a extração de metais em lixívia.

Extração de elementos

Ni	Co	Cu	Cr	Fe	Al
92%	99%	0%	0%	1%	1%

Tabela 6- Extração pelo exemplo 5.

EXEMPLO 6 [0050] Uma amostra de saprólito com 0,81% de Ni, 0,04% de Co,

0,00% de Cu, 17% de Fe, 0,04% de Cr e 4,20% de AI foi lixiviado com ácido hidroclorídrico gasoso por 50 minutos a 200° C. A mesma amostra foi submetida a piro- hidrólise a 400° C por 60 minutos. O material resultante foi dissolvido, formando uma polpa de sólidos de 15%, o pH foi mantido entre 1 e 3. Os resultados na tabela 7 abaixo mostram a extração de metais em lixívia.

Extração de elementos

Ni	Co	Cu	Cr	Fe	Al
88%	100%	0%	0%	0%	0%

Tabela 7- Extração pelo exemplo 6.

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EXEMPLO 7 [0051] Com 1,00% de Ni, 0,05% de Co, 0,00% de Cu, 20% de Fe, 1,71% de Cr e 2,57% de AI, um minério de óxido foi clorinizado primeiro a 150° C e 2 horas, depois iro-hidrolisado por uma hora e 350° C. O material resultante foi dissolvido, formando uma polpa de sólidos de 15%, o pH foi mantido entre 1 e 3. Os resultados na tabela 8 abaixo mostram a extração de metais em lixívia.

Extração de elementos

Ni	Co	Cu	Cr	Fe	Al
91%	96%	0%	1%	1%	2%

Tabela 8- Extração pelo exemplo 7.

[0052] De acordo com as disposições do estatuto, estão ilustradas e descritas aqui configurações específicas da invenção, técnicos no assunto compreenderão que mudanças podem ser feitas na forma da descrição protegida pelas reivindicações e que determinados recursos da invenção podem ser usados, algumas vezes, para proporcionar vantagem sem um uso correspondente de outros recursos. Por exemplo, as concentrações, tempos, pH, fluxo, densidade de corrente e ingredientes eletrolíticos podem variar por aqueles técnicos do assunto de acordo com a sabedoria convencional.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para recuperação de valores de metal de base de minério de óxido incluindo um primeiro metal selecionado no grupo que consiste em pelo menos um de ferro e alumínio e um segundo metal selecionado no grupo que consiste em pelo menos um de níquel, cobalto e cobre, o método sendo caracterizado por compreender as etapas de:

contato do minério de óxido com cloreto de hidrogênio para obter cloretos do primeiro e do segundo metais;

decomposição pelo menos do primeiro e do segundo metais a piro-hidrólise a uma temperatura pré-determinada de 250° C a 600° C para decompor os cloretos do primeiro metal em óxidos;

dissolução dos óxidos do primeiro metal e dos cloretos do segundo metal em uma solução aquosa para dissolver os cloretos do segundo metal; e recuperação dos íons dissolvidos do segundo metal a partir da solução aquosa.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o minério de óxido é minério de laterita.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que também compreende a etapa de granulação do minério de óxido em pelo menos um primeiro tamanho da partícula.
4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o primeiro tamanho da partícula é de 0,5 mm a 50 mm.

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5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que também compreende a etapa de:

secagem do minério de óxido em uma temperatura de 60° C a 150° C.
6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pH da solução aquosa é de 1,0 a 5,0.
7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a solução aquosa é mantida em uma temperatura de 15° C a 100° C.
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de mistura é realizada por um período de 0,2 horas a 10 horas.
9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que também compreende a etapa de:

regeneração do ácido hidroclorídrico e reutilização do ácido hidroclorídrico regenerado na etapa de contato com o minério de óxido.