CN102066592A - 从浸出液中回收镍和/或钴的方法 - Google Patents

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Abstract

从含镍和/或钴的溶液中回收镍和/或钴的方法，其包括：(i)将含镍和/或钴的溶液与比镍和/或钴负电性更大的至少一种金属的金属颗粒接触，从而使所述溶液中的镍和/或钴与所述金属颗粒之间能够发生置换过程而产生镍和/或钴的置换物；以及(ii)将所述镍和/或钴置换物与所述金属颗粒分离，从而产生包括镍和/或钴置换物的浆液。

Description

从浸出液中回收镍和/或钴的方法
发明领域
本发明通常涉及用于从浸出液中回收镍和/或钴的方法。特别是，本发明提供了使用置换法从来自含有镍和/或钴的矿石的浸出处理的富集浸出液(PLS)中回收镍和/或钴的改进的湿法冶金方法，并且在下文中结合该示例性应用公开本发明是方便的。然而，应当理解本发明不限于该应用并且能够用于从任何含镍和/或钴离子的溶液中回收镍和/或钴。
发明背景
本发明背景的以下讨论旨在便于本发明的理解。然而，应当理解，该讨论不是认同或者承认任何引用的材料截止到本申请的优先权日是公开的，已知的或公知常识的一部分。
含红土镍的矿床通常在同一矿床中包含氧化物型矿石、褐铁矿和硅酸盐型矿石、腐泥土。倾向于通过涉及焙烧和电熔炼技术的高温冶金法来处理较高镍含量的腐泥土以产生镍铁。商业上通常用高温冶金法和湿法冶金法的组合来处理较低镍含量褐铁矿和褐铁矿/腐泥土的混合物，例如高压酸浸出(HPAL)法、Caron还原焙烧-碳酸铵浸出法、大气压搅拌酸浸出法(atmospheric pressure agitation acid leach processes)和堆浸法。
商业上以多种方式处理含镍的硫化物矿床。一种这样的方式为产生漂浮浓缩物，由此将镍内容物氧化浸出。诸如熔炼为锍随后浸出或者将矿石自身直接堆浸的其它方法也产生含镍的溶液。
在每一这些方法中，产生含镍盐和钴盐的浸出液，随后将其运输至加工厂，在加工厂中回收金属镍。目前，使用诸如沉淀为硫化物或混合的氢氧化物、通过溶剂提取处理、离子交换法、氢还原或其它已知的冶金加工途径的方法将镍和钴从PLS中回收，从而提取并分离镍和钴。
英国专利第GB1311294号提供获得复合金属粉末形式的镍金属的备选方法。在该专利中，提出了置换法，其中将含镍离子的盐溶液添加至具有铝金属粉末或由尺寸小于40微米的颗粒组成的铝金属浆的混合容器中。搅拌溶液直至金属铝粉末晶粒完全被金属镍替换。没有对于该方法的工业应用的描述。
大体上，本发明目的是提供从浸出液或含镍和/或钴离子的溶液中回收镍和/或钴的替代方法。
发明概述
根据本发明，提供了从含镍和/或钴的溶液中回收镍和/或钴的方法，所述方法包括：
(i)将含镍和/或钴的溶液与比镍和/或钴负电性更大的至少一种金属的金属颗粒接触，由此使得溶液中的镍和/或钴与所述金属颗粒之间发生置换过程，从而产生镍和/或钴置换物；以及
(ii)将所述镍和/或钴置换物与所述金属颗粒分离，从而产生包含镍和/或钴置换物的浆液。
置换是非均相过程(heterogeneous process)，其中离子在固体金属界面被还原为零价。该过程允许从含有所述金属的金属盐溶液中直接获得粉末。在置换过程中，将金属A的盐溶液(例如，镍和/或钴盐)与比金属A负电性更大的金属B的晶粒接触，在所述晶粒中，从其边缘至其中心产生金属B被金属A的置换。如果该过程全部完成，则在最初引入金属A溶液的金属B晶粒非常小的情况下，溶液仅含有金属A的晶粒。如果该过程仅部分完成，则可以产生包含金属B的中央核心和金属A外层的复合晶粒。
本发明的置换法可以用于从任何类型的含镍和/或钴离子的溶液中提取镍和/或钴金属。然而，含镍和/或钴离子或盐的溶液通常是来自含镍和/或钴矿石的浸出处理的富集浸出液(PLS)。在大多数情况下，含镍和/或钴的PLS来源于施用于含镍和/或钴的矿石的浸出处理，所述矿石例如含镍和/或钴的红土和/或硫化物矿石。在一个实施方案中，从施用于含镍和/或钴的红土矿石的浸出处理获得含镍和/或钴的PLS。在另一实施方案中，从施用于含镍和/或钴的硫化物矿石的浸出处理获得含镍和/或钴的PLS。如在背景中所示，已知用于从含镍和/或钴的矿石中提取镍和/或钴的多种浸出处理。这意味着本发明能够使用任何这些浸出处理。在这点上，施用于含镍和/或钴的红土矿石并且为本发明的方法提供含镍和/或钴的PLS的浸出处理可获自高压酸浸出(HPAL)法、Caron还原焙烧-碳酸铵浸出法、大气压搅拌酸浸出法和堆浸法中的至少一种。此外，施用于含镍和/或钴的材料并且为本发明的方法提供含镍和/或钴的PLS的浸出处理可通过将含有镍和/或钴硫化物的材料通过氧化加压浸出(oxidative pressure leaching)、大气压浸出或堆浸的浸出来获得。
在含镍和/或钴的溶液与金属颗粒之间获得良好的固-液接触以帮助置换过程是重要的。在大多数情况下，这需要确保固体金属颗粒和含镍和/或钴的溶液之间充分混合。在某些实施方案中，这需要使将含镍和/或钴的溶液与金属颗粒接触的步骤在包括混合装置或搅拌器的合适的处理容器中进行。在其它实施方案中，在金属颗粒流化床中进行含镍和/或钴的溶液与金属颗粒接触的步骤。优选地，该过程还包括使用大体上向上定向的含镍和/或钴的溶液流将金属颗粒的流化床流化的步骤。通常，这需要含镍和/或钴的溶液进料至处理容器流化室，由基本上位于金属颗粒床下方的位置进入金属颗粒床。
所述金属颗粒可以包括比镍和/或钴负电性更大的任何适合的金属。本申请人已经发现当金属颗粒包括铝金属时，本发明的方法有效工作。更优选地，所述金属颗粒包含铝金属。铝金属具有低密度的优势，使得该金属如在本发明的一种形式中所期望的适于在流化塔中(fluidising column)的流化。此外，与镍和/或钴相比，用铝-镍置换体系和铝-钴置换体系仅需要以重量计少量的铝可获得镍和/或钴的良好收率。镍反应的化学反应式为：
3Ni2++2Al0→3Ni0+2Al3+(1)
由于与镍的分子量为58.69相比，铝的分子量为26.98，所以用于反应的铝的理论量为306.47kg每吨镍。
钴(II)的相应的反应为：
3Co2++2Al0→3Co0+2Al3+(2)
以上置换反应(1)和(2)能够允许完全进行从而完全用镍和/或钴替换铝或者能够进行控制以允许金属颗粒的仅部分置换。“部分置换”表示来自含镍和/或钴的溶液的镍和/或钴对金属粉末晶粒的不完全的替换。在某些实施方案中，置换过程部分完成至以下程度，即产生包括金属颗粒的金属中央核心和仅镍和/或钴置换物薄层的复合晶粒。优选地，随后可以将该镍和/或钴置换物的薄表面层断裂、剪切或者以其它方式与金属颗粒中央核心分离。
应当理解当在溶液中同时发生镍和钴的置换反应(分别为(1)和(2))时，镍金属和钴金属都能够替换金属颗粒上的金属晶粒。这能够导致混合的镍-钴置换物产物。
正如能够理解的，可以通过选择性控制至少一种过程参数来控制置换反应的程度，所述过程参数包括(但不限于)：进料通过金属颗粒的含镍和/或钴的溶液的流速中的至少一个、金属颗粒在含镍和/或钴的溶液中的停留时间、含镍和/或钴的溶液的pH和金属颗粒的粒度分布。优选地，选择金属颗粒的粒度分布以允许金属颗粒的仅部分置换。
本申请人已经发现可以将铝粉末用于从所述手段产生的含镍和/或钴的处理溶液中置换镍和/或钴。在这点上，可以选择条件使得在置换过程期间，消耗大部分的铝，并且获得高收率的高度浓缩的含镍和/或钴的置换物。
此外，本申请人已经发现尽管使用铝粉末是方便的，但与金属的体积相比，其具有过度表面氧化的缺点。因此在一实施方案中，本发明的方法使用较大尺寸的颗粒用于置换反应。在某些实施方案中，至少部分金属颗粒为球团的形式。优选地，金属颗粒的平均粒度为0.1mm-25mm。更优选地，金属颗粒的平均粒度为5mm-15mm。
一旦置换反应已经完成，则优选将未处理和未反应的金属颗粒(置换剂(cementation reagent)颗粒)与所需的镍和/或钴置换物产物分离。因此在某些实施方案中，将镍和/或钴置换物与金属颗粒的分离的步骤包括基于大小的分离。在这些实施方案中，可以通过大小选择置换剂的形式以允许相当部分的小的镍和/或钴置换物颗粒与置换剂颗粒分离。在一个实施方案中，该分离步骤包括将混合的颗粒通过筛的步骤，所述筛具有选定为基本上通过镍和/或钴置换物颗粒并基本上保留置换剂颗粒的筛孔大小。在另一实施方案中，该分离步骤包括在流化室中流化颗粒混合物并调节流化速度以造成保留较大的置换剂颗粒并且较小的镍和/或钴置换物颗粒从流化室清除的步骤。
在某些实施方案中，提供了用于将含镍和/或钴的溶液与金属颗粒接触的流化容器。将含镍和/或钴的溶液进料至金属颗粒的流化床，从而使溶液中的镍和/或钴与金属颗粒之间能够发生置换过程以产生镍和/或钴置换物。
流化容器可以为任何适当的处理容器，其中可以布置流化层。优选地，所述流化容器为具有至少一个流化层的垂直流化塔。
在本发明方法的一个实施方案中，金属颗粒由平均粒度为5mm-15mm的铝球团组成。
为了能够使含镍和/或钴的溶液引起铝球团床的流化，优选将含镍和/或钴的溶液从位于铝球团床以下的位置进料至流化容器中，从而流化球团。
此外，已经发现如果搅拌铝球团，则该搅拌能够断裂、剪切所得镍和/或钴置换物或者以其他方式将所得镍和/或钴置换物从铝球团未反应的中央核心分离。因此，优选配置流化床以允许流化床中的铝球团具有一定程度的搅拌以促进镍和/或钴置换物与球团表面的分离。
该部分的置换过程能够帮助所得镍和/或钴置换物的回收，因为所得的镍和/或钴置换物相对于铝球团未反应的中央核心具有小得多的粒度，从而允许过滤方法基本上将铝球团和镍和/或钴置换物与来自处理容器的流出物分离，置换反应发生在所述处理容器中。因此，优选所述流化容器还包括筛，其大小允许大部分镍和/或钴置换物通过并基本上保留金属颗粒。优选地，所述筛位于流化容器出口前方。
可选择地或除了包括筛之外，流化容器优选包括较大横截面面积的部分，该部分允许溶液流速下降低于铝球团的流化速度，但不低于较小镍和/或钴置换物颗粒的流化速度，使得镍和/或钴置换物颗粒从流化容器中清除并且铝球团返回容器中。
优选调节含镍和/或钴的溶液的pH以允许来自溶液的镍和/或钴置换物的最大收率，同时最小化铝与氢离子反应产生氢气的不希望的副反应的铝消耗。此外，可以选择含镍和/或钴的溶液的pH，使得从球团溶解的铝不被水解并从溶液中沉淀。此外，可以选择pH以最大化铝金属表面的反应性，例如通过从表面除去天然存在的氧化物层。优选地，可以将pH调节或保持在0-4.5的范围。更优选地，可以将pH调节或保持在2-3.5的范围。
在本发明的方法中还能够使用其它富集步骤，以富集由置换过程产生的浆液的固体内容物。在某些实施方案中，本发明的方法还包括以下步骤：
(a)将含镍和/或钴置换物的所得浆液增稠。
此外或可选择地，本发明的方法还能够包括以下步骤：
(b)将含镍和/或钴置换物的所得浆液过滤。
此外或可选择地，本发明的方法还能够包括以下步骤：
(c)镍和/或钴的磁分离。
尽管在2-3.5的优选pH下的操作有利地保留溶液中的铝，但备选方案在3.5-6的pH下进行操作，由此铝被水解并沉淀为氢氧化铝。在本发明的该实施方案中，使用磁分离从非磁性氢氧化铝颗粒中回收镍和/或钴置换物的金属和磁性镍和/或钴颗粒是有用的。可选择地或此外，固体分离后，可以通过使用适当的浸出剂的浸出来除去氢氧化铝颗粒。常规的浸出剂为碱性试剂，例如氢氧化钠溶液。
在含镍的矿石或材料的浸出的正常过程中，一定量的钴也会存在于包含所得含镍的PLS中。在本发明中，可以与通过置换回收镍的同时通过置换从溶液中回收钴。在这些实施方案中，金属颗粒优选地选择为比镍和钴负电性更大，这使浸出液中的镍和钴与金属颗粒之间能够发生置换过程，从而产生镍置换物和钴置换物或在不能保持分离的情况下产生组合的镍/钴置换物。一旦置换过程进行到所需的金属颗粒至镍和/或钴置换物的转化，随后可以将镍和/或钴置换物与金属颗粒分离，从而产生包括具有镍内容物和钴内容物的置换物的浆液。
可选择地，在进行置换反应之前，可以除去PLS的钴内容物，这允许产生基本上无钴的镍置换物产物。类似地，当期望回收钴时，在进行置换反应之前，可以除去PLS的镍内容物，这允许产生基本上无镍的钴置换物产物。
不像现有的由可选镍和/或钴回收方法产生的含镍和/或钴的中间体产物，由本发明的某些实施方案产生的含镍和/或钴的置换物高度适于直接转化为合金，例如通过在熔炉中熔化。在这些实施方案中，本发明还可以包括以下步骤：
(i)将镍和/或钴置换物进料至直接熔炉中以产生熔化的镍和/或钴金属；以及
(ii)铸造熔化的镍和/或钴金属以产生铸造镍和/或钴金属产品。
优选使置换物的镍内容物形成团块(briquetts)(优选地在浆液富集步骤后)并添加至熔炉的进料中，镍和/或钴在熔炉中熔化。优选地，在熔炉中加热将杂质与镍置换物团块分离，所述杂质例如材料中的任何残余的铝。此外，由于能够将铝添加至熔炉进料中以除去熔化中的氧气，所以置换物中残余的铝通过代替单独添加铝的需要而发挥有价值的作用。优选地，将置换物团块在电熔炉中进行熔化。
在本方法的另一优选实施方案中，使镍置换物成形为团块，并将这些团块引入含有熔化合金的容器、坩埚或熔炉中，所述熔化的合金基本上包含铁和镍(也被称为“镍铁”)。
根据本发明的另一方面，提供了从含镍的矿石中回收镍的方法，所述方法包括：
(a)使含镍的矿石进行浸出处理以产生含镍的富集浸出液；
(b)将含镍的富集浸出液与铝金属颗粒接触，从而使富集浸出液中的镍和铝金属颗粒之间能够发生置换过程以产生镍置换物；
(c)将镍置换物与铝金属颗粒分离，从而产生包含镍置换物的浆液；
(d)使镍置换物成形为团块；以及
(e)将镍置换物团块引入含有熔化的合金的容器、坩埚或熔炉中，所述熔化合金基本上包含铁和镍。
在本发明方法的该方面，将镍从矿石中浸出，通过铝金属手段置换，使置换物成为团块，并将团块添加至熔化的镍铁中。
附图简述
现在，参考以下附图描述本发明，所述附图举例说明本发明特别优选的实施方案，其中：
图1为说明根据本发明一个实施方案，从含镍和钴的矿石中回收镍和钴的方法的流程图。
图2为根据本发明一个实施方案的流化床塔的示意图。
详细描述
图1显示根据本发明一个实施方案，从含镍和钴的矿石中回收镍和钴的方法的流程图。该方法利用置换过程从含镍和钴的富集浸出液(PLS)中回收镍和钴的金属内容物，随后将其在电熔炉中熔化产生适于铸造的镍熔化物。
如在图1中提出的方法所示，使用硫酸溶液将含红土镍和钴的矿石进行浸出处理步骤。该浸出处理可以为例如高压酸浸出(HPAL)法、Caron还原焙烧-碳酸铵浸出法、大气压搅拌酸浸出法和堆浸法中的至少一种。尽管示例的方法涉及含红土镍的矿石，应当理解图1中所示的类似方法能够用于含镍的硫化物矿石、浓缩物、锍或中间体。当使用含镍的硫化物材料时，图1中显示的浸出处理步骤可以为例如氧化加压浸出、大气压浸出或堆浸中的至少一种。
从流程中的处理产生含镍离子和钴离子的PLS，然后将其进行诸如过滤或或类似的固体、液体分离步骤以将废矿石与PLS溶液分离。随后使PLS溶液通过纯化阶段，其中将诸如铁和铝的杂质去除。一种合适的纯化阶段为离子交换法，例如BHP Billiton SSM Technology Pty Ltd.名下的国际专利公开第WO/2006/029443号中公开的方法。在其它形式中，可以通过添加诸如石灰石、碳酸铵或类似的提取剂来去除各种杂质。将诸如铁和铝的杂质弃于废液流中并产生包含纯化的镍离子和钴离子的PLS。
如果需要，可以将钴从纯化的PLS分离以产生钴产物和基本上无钴的含镍溶液。这可以使用以下分离方法来实现：例如离子交换、选择性沉淀或诸如次膦酸Cyanex 272的溶剂提取的其它合适的选择性提取方法。
然后，将含镍和/或钴的溶液进行置换。置换层可以在任何适当的处理容器中进行，所述处理容器包括混合装置、搅拌器或其它固-液混合手段。置换处理容器的一个优选实施方案是图2中所示的流化塔。在本说明书稍后，将结合本图更详细地解释该形式的置换处理容器。将置换处理容器用于使含有纯化的镍离子和钴离子的溶液与铝金属颗粒接触。在这点上，将铝金属球团或铝金属粉末进料至或者以其他方式置于置换处理容器中。在置换处理容器中，允许PLS中的镍和钴与铝金属颗粒之间发生置换过程以产生镍和/或钴置换物与未处理的和未反应的试剂铝颗粒的混合物。因此，置换反应能够得到包括镍、钴或在不能保持分离的情况下的组合的镍/钴内容物的置换物颗粒。
一旦置换反应进行到所需的置换转化，通常为铝粉末或球团部分转化为镍金属和钴金属，分离阶段用于将未处理的和未反应的铝颗粒与所需的镍和/或钴置换物产物分离。所述分离阶段可以脱离于发生置换反应的置换处理容器，或者可以是本处理容器中的组成部分。在一个实施方案中，所述分离阶段可以包括筛或者另一方法，所述筛具有选定为使镍置换物颗粒基本上通过并使置换剂颗粒基本上保留的筛孔大小。可以将未处理的和未反应的(消耗过的)铝颗粒或球团回收到置换处理容器中用于进一步的置换反应。
镍和/或钴置换物产物作为混合了硫酸铝溶液和诸如硫酸镁和硫酸锰的其它PLS杂质的固体镍和/或钴置换物的浆液离开分离阶段。通过诸如磁分离、洗涤、增稠和/或过滤处理的一种或多种固/液阶段处理该浆液，从而从镍和/或钴置换物产物中基本上除去过量的溶液。
随后将所得的含镍和/或钴的置换物产物发送至市场。可选择地，随后可以将其成形为团块，所述团块被进料至熔炉以产生镍和/或钴富集熔化物。随后可以在适当的铸造处理中加工所述熔化物产生铸造镍和/或钴产品。
有利的是，在前述任选的钴分离方法中将钴与镍分离允许产生基本上无钴的镍团块。在该情况下，如在图1中的虚线所示，可以将镍置换物团块引入包含熔化的镍铁合金的容器、坩埚或熔炉中。随后可以将所得镍铁熔化物在适当的铸造处理中进行处理以产生铸造镍铁合金产品。
还应当理解在其它实施方案中，在置换阶段之前，可以使用诸如选择性沉淀、诸如Cyanex 272 SX的溶剂提取或类似的提取方法从溶液中提取PLS的钴内容物，从而提供用于置换反应的富镍溶液。该富镍溶液的置换将产生富镍浆液，可以将所述富镍浆液进料至熔炉中以产生用于铸造的镍熔化物。
图2显示在根据本发明的镍回收方法中，能够用于进行从含镍的溶液中回收镍的置换反应的垂直流化床塔10。可以将该垂直流化床塔10用于图1中所示的Ni/Co置换步骤。
示例性的流化床塔10包括单一流化床层12，所述单一流化床层12包含铝金属球团。选择铝金属球团的粒度分布，以允许铝金属球团的仅部分置换。因此，铝金属球团的平均粒度为5mm-15mm。
在使用时，将含镍的溶液进料至铝金属球团的流化床12，从而使PLS的镍离子和钴离子与铝金属球团之间能够发生置换过程以产生具有镍金属和钴金属内容物的置换物。将PLS从铝金属球团流化床12下方的入口14处进料至流化床塔10中，从而流化铝金属球团。在床12中流化搅拌铝金属球团，引起形成的镍和/或钴置换物断裂、剪切或者以其他方式将所得的镍和/或钴置换物与铝金属球团未反应的中央核心分离。
在将溶液进料至流化床塔10之前，将含镍的溶液的pH调节或者保持为2-3.5的范围，以允许来自溶液的镍置换物的最大收率，同时最小化铝与氢离子反应产生氢气的不期望的副反应的球团的铝消耗。该pH还基本上防止从球团溶解的铝被水解并从溶液中沉淀。如果需要，可以在与应用相容的其它pH范围下操作塔，例如在酸浸出处理中pH为3.5-6或者在Caron氨法(Caron ammoniacal process)中pH为7.5-10。在这些备选方案中，可以产生氢氧化铝的部分产物污染，期望需要去除处理，例如碱浸出或磁分离。
示例性的流化塔10还具有位于流化塔10的出口18前方的筛孔16。将筛孔16的大小定为允许大部分的镍和/或钴置换物通过产物出口18并基本上将铝金属球团保留在流化塔10中。来自出口18的流出物为含有含镍和钴的置换物的浆液的形式，随后可以将所述浆液通过其它浓缩和/或增稠方法进行处理。该流化塔10还可以包括较大横截面面积的部分，该部分允许溶液流速下降低于铝球团的流化速度，但不低于较小的镍置换物颗粒的流化速度。由此将镍和钴置换物颗粒从流化塔10中清除并且铝球团返回至流化塔10中。
本发明提供了从溶液中回收镍和/或钴的备选方法，所述溶液例如通过浸出含镍和/或钴的材料所产生的富集浸出液。本发明具有数个优势。一项优势为与使用诸如硫离子或氢氧离子的沉淀试剂的其它回收方法所产生的材料相比，产生更高等级的含镍和/或钴的材料。与使用常规回收方法所形成的其它类似的含镍和/或钴的中间体产物相比，从本发明的方法获得的置换物能够含有按重量计和按体积计的更多的镍，并由此能够较低成本地运输。本发明的另一优势在于与使用诸如硫化物沉淀物的常规回收方法所形成的类似材料相比，来自本发明方法的置换物易于沉降并且过滤，并由此更易于处理。使用铝球团的本发明的那些形式的另一优势在于可以安全地并且方便地运输、处理并保存铝球团，并因此本发明的方法特别适于远距离的操作和采矿地点。
本领域技术人员应当理解，除了那些特定描述的方案，本文所述的本发明容易进行变化和改动。应当理解本发明包括所有这样的变化和改动，所述变化和改动落入本发明实质和范围内。
贯穿于本说明书的描述和权利要求的单词“包括(comprise)”以及诸如“包括(comprising)”和“包括(comprises)”的该单词的变体并非旨在排除其它添加物、组分、整体或步骤。

Claims (26)

1.从含镍和/或钴的溶液中回收镍和/或钴的方法，其包括：
(i)将含镍和/或钴的溶液与比镍和/或钴负电性更大的至少一种金属的金属颗粒接触，从而使所述溶液中的镍和/或钴与所述金属颗粒之间能够发生置换过程而产生镍和/或钴置换物；以及
(ii)将所述镍和/或钴置换物与所述金属颗粒分离，从而产生包含镍和/或钴置换物的浆液。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述含镍和/或钴的溶液为从含镍和/或钴的红土矿石或硫化物矿石、浓缩物、锍或中间体的浸出处理获得的富集浸出液。
3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述金属颗粒包括铝金属。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述金属颗粒的粒度分布被选择为允许所述金属颗粒的仅部分置换。
5.如权利要求4所述的方法，其中进行所述置换过程以产生包括所述金属颗粒的金属中央核心和镍和/或钴置换物薄表面层的置换产物。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述金属颗粒的平均粒度为0.1mm-25mm。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述金属颗粒的平均粒度为1mm-15mm。
8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中至少部分的所述金属颗粒为球团的形式。
9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述金属颗粒的流化床中进行所述含镍和/或钴的溶液与所述金属颗粒接触的步骤。
10.如权利要求9所述的方法，其还包括使用大体上向上定向的所述含镍和/或钴的溶液流将所述金属颗粒的流化床流化的步骤。
11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述镍和/或钴置换物与所述金属颗粒分离的步骤包括基于大小的分离。
12.如权利要求11所述的方法，其中基于大小的分离包括以下步骤：
使来自所述金属颗粒的镍和/或钴置换物的混合物通过筛，所述筛具有选定为基本上通过所述镍和/或钴置换物颗粒并基本上保留置换剂颗粒的筛孔大小。
13.如权利要求11所述的方法，其中基于大小的分离包括以下步骤：
在流化室中流化颗粒混合物并调节流化速度以造成保留较大的置换剂颗粒并且较小的镍和/或钴置换物颗粒从所述流化室中清除。
14.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中在置换过程期间，将所述含镍和/或钴的溶液的pH保持在0-4.5的范围。
15.如权利要求14所述的方法，其中在置换过程期间，将所述含镍和/或钴的溶液的pH保持在2-3.5的范围。
16.如权利要求14所述的方法，其中将所述含镍和/或钴的溶液的pH保持在3.5-10的范围，并且在反应期间氢氧化铝或氧化铝沉淀。
17.如前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括以下步骤：将包含镍和/或钴置换物的所得浆液增稠。
18.如前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括以下步骤：将包含镍和/或钴置换物的所得浆液过滤。
19.如前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括以下步骤：磁分离所述镍和/或钴颗粒。
20.如前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括以下步骤：将氢氧化铝或氧化铝浸出以从所述镍和/或钴颗粒中去除氢氧化铝或氧化铝。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述浸出步骤使用包含氢氧化钠溶液的浸出剂。
22.如前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括以下步骤：
(i)将所述镍和/或钴置换物进料至直接熔化炉中以产生熔化的镍和/或钴金属；以及
(ii)铸造所述熔化的镍和/或钴金属以产生铸造镍和/或钴金属产品。
23.如权利要求22所述的方法，其还包括以下步骤：
(i)将所述镍和/或钴置换物成形为团块；以及随后
(ii)将所述镍和/或钴置换物进料至直接熔化炉中。
24.如权利要求22所述的方法，其还包括以下步骤：
(i)将所述镍和/或钴置换物成形为团块；以及随后
(ii)将所述团块引入含有熔化的合金的容器、坩埚或熔炉中，所述合金基本上包含铁和镍和/或钴。
25.从含镍的矿石中回收镍的方法，其包括：
(a)将含镍的矿石进行浸出处理以产生含镍的富集浸出液；
(b)将所述含镍的富集浸出液与铝金属颗粒接触，从而使所述富集浸出液中的镍与铝金属颗粒之间能够发生置换过程而产生镍置换物；
(c)将所述镍置换物与所述铝金属颗粒分离，从而产生包含镍置换物的浆液；
(d)将所述镍置换物成形为团块；以及
(e)将所述镍置换物团块引入含有熔化的合金的容器、坩埚或熔炉中，所述合金基本上包含铁和镍。
26.根据附图，基本上如本文所述的从含镍和/或钴的溶液中回收镍和/或钴的方法。
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