CN107250395A - 矿石浆料的前处理方法、矿石浆料的制造方法 - Google Patents

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Abstract

在镍氧化物矿石的湿式冶炼方法中，能够在不降低镍的实际收率的情况下有效地减少浸出工序中的硫酸的用量、最终中和工序中的消石灰等中和剂的用量的方法。本发明是供镍氧化物矿石的湿式冶炼方法中的浸出处理用的矿石浆料的前处理方法，该方法包括：分离工序，将矿石浆料分离成粗粒部分和细粒部分，并将该细粒部分供给至浸出处理，所述粗粒部分中，具有小于45μm的粒径的颗粒在固体成分中为30质量％以下；以及振动筛工序，将分离出的粗粒部分通过振动筛分离为筛上的矿石浆料和筛下的矿石浆料，并将该筛下的矿石浆料供给至前述浸出处理。

Description

矿石浆料的前处理方法、矿石浆料的制造方法
技术领域
本发明涉及矿石浆料的前处理方法，更详细而言，涉及供镍氧化物矿石的湿式冶炼方法中的浸出处理用的矿石浆料的前处理方法、以及供该浸出处理用的矿石浆料的制造方法。
背景技术
近年来，作为镍氧化物矿石的湿式冶炼方法，使用硫酸的高压加压酸浸出法(HighPressure Acid Leach)受到关注。由于该方法与作为以往的常规镍氧化物矿石的冶炼方法的干式冶炼方法不同，其不包括还原和干燥工序等干式工序，而是由连续的湿式工序构成，因此在能量和成本方面有利。此外，还具有的优点在于，能够得到使镍品位提高至50质量％(以下将“质量％”简称为“％”)左右的包含镍的硫化物(以下也称为“镍硫化物”)。对于镍硫化物而言，将浸出镍氧化物矿石而得到的浸出液进行净液后，吹入硫化氢气体使硫化反应发生，从而生成沉淀(硫化工序)。
在这样的通过高温加压酸浸出法从镍氧化物矿石中浸出金属的工序(以下也简称为“浸出工序”)中，除了作为回收对象的镍、钴以外，铁、镁、锰、铝等杂质元素也被硫酸浸出，因此，对处理而言需要过剩的硫酸。
此外，在回收镍、钴的硫化工序中，选择性地将镍和钴以硫化物的形式回收，而在浸出工序的浸出处理中浸出的铁、镁、锰、铝等杂质元素中的大部分不形成硫化物，而残留于分离硫化物后的贫液中。为了排出该贫液，需要在最终中和工序中通过中和处理来沉淀除去残留于贫液中的金属离子。
在此，在最终中和工序中，一般进行的方法为：通过向经过硫化工序而得到的贫液中添加石灰石浆料，使该贫液的pH上升至5左右，从而除去铁、铝，然后添加消石灰浆料，使pH上升至9左右，从而除去镁、锰。因此，消石灰浆料的需要量(添加量)由残留于贫液中的镁离子和锰离子的量决定，因此，当镍氧化物矿石中镁的含量、锰的含量多时，需要大量的消石灰浆料。
专利文献1中针对提供冶炼方法的技术进行了公开，其中，在基于由镍氧化物矿石回收镍的高温加压浸出的湿式冶炼方法中，通过简化浸出工序和固液分离工序、削减中和工序中的中和剂消耗量和沉淀物量、进一步高效地重复使用水的方法等，从而提供工艺整体上简单且高效的冶炼方法。然而，专利文献1中，并没有公开减少用于浸出工序中的浸出处理的硫酸的用量、或者减少上述最终中和工序中的消石灰的用量的技术思想。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-350766号公报。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明是鉴于这样的实际情况而提出的，目的在于，提供一种在镍氧化物矿石的湿式冶炼方法中、能够在不降低镍的实际收率的情况下有效地减少浸出工序中的硫酸的用量、最终中和工序中的消石灰等中和剂的用量的方法。
解决问题的技术方案
本发明人等为了解决上述问题而进行了反复的潜心研究。其结果发现，通过对供镍氧化物矿石的湿式冶炼方法的浸出工序中的浸出处理用的矿石浆料实施特定的前处理，能够在不降低镍的实际收率的情况下减少硫酸、消石灰等冶炼工艺中使用的化学药品用量，直至完成了本发明。即，本发明提供下述技术方案。
(1)本发明的第一发明是一种矿石浆料的前处理方法，其是供镍氧化物矿石的湿式冶炼方法中的浸出处理用的矿石浆料的前处理方法，其特征在于，包括：分离工序，将矿石浆料分离成粗粒部分和细粒部分，并将该细粒部分供给至前述浸出处理，所述粗粒部分中，具有小于45μm的粒径的颗粒在固体成分中为30质量％以下；以及振动筛工序，将分离出的前述粗粒部分通过振动筛分离为筛上的矿石浆料和筛下的矿石浆料，并将该筛下的矿石浆料供给至前述浸出处理。
(2)本发明的第二发明是如第一发明所述的矿石浆料的前处理方法，其特征在于，前述振动筛的筛孔尺寸为300μm以上。
(3)本发明的第三发明是如第一发明或第二发明所述的矿石浆料的前处理方法，其特征在于，在前述分离工序中，使用水力旋流器、密度分选机中的任一者以上。
(4)本发明的第四发明是如第一至第三发明中任一项所述的矿石浆料的前处理方法，其特征在于，前述分离工序包括：分级分离工序，将前述矿石浆料供给至水力旋流器，进行分级分离；以及比重分离工序，将前述分级分离工序中通过前述水力旋流器分级得到的底流供给至密度分选机，进行比重分离。
(5)本发明的第五发明是如第一至第四发明中任一项所述的矿石浆料的前处理方法，其特征在于，前述镍氧化物矿石的湿式冶炼方法包括：矿石浆料化工序，形成前述镍氧化物矿石的浆料(矿石浆料)；浸出工序，对前述矿石浆料添加硫酸并在高温高压条件下实施浸出处理；固液分离工序，将得到的浸出浆料一边进行多级洗涤一边分离残渣，得到包含镍以及杂质元素的浸出液；中和工序，调节前述浸出液的pH，分离出包含前述杂质元素的中和沉淀物，得到包含镍的中和终液；硫化工序，对前述中和终液实施硫化处理，生成包含镍的硫化物和贫液；以及最终中和工序，回收前述硫化工序中排出的贫液并进行无害化处理。
(6)本发明的第六发明是一种矿石浆料的制造方法，其是供镍氧化物矿石的湿式冶炼方法中的浸出处理用的矿石浆料的制造方法，其特征在于，包括：矿石浆料化工序，由前述镍氧化物矿石得到粗矿石浆料；分离工序，将前述粗矿石浆料分离成粗粒部分和细粒部分，所述粗粒部分中，具有小于45μm的粒径的颗粒在固体成分中为30质量％以下；振动筛工序，将分离出的前述粗粒部分通过振动筛分离为筛上的矿石浆料和筛下的矿石浆料；以及矿石浆料浓缩工序，将在前述分离工序中分离出的前述细粒部分的矿石浆料以及在前述振动筛工序中分离出的前述筛下的矿石浆料装入固液分离装置中，分离除去该矿石浆料中包含的水分，从而浓缩矿石成分。
发明效果
根据本发明，在镍氧化物矿石的湿式冶炼方法中，能够在不降低镍的实际收率的情况下有效地减少浸出工序中的硫酸的用量、最终中和工序中的消石灰等中和剂的用量。
附图说明
图1是表示镍氧化物矿石的湿式冶炼工艺流程的一个例子的工序图。
具体实施方式
下面，详细地说明本发明的具体实施方式(以下称为“本实施方式”)。需要说明的是，本发明不受以下实施方式的限定，在不改变本发明的主旨的范围内能进行各种变更。
《1.矿石浆料的前处理方法》
本实施方式的矿石浆料的前处理方法是在镍氧化物矿石的湿式冶炼方法中供利用例如高温高压酸浸出的浸出处理用的镍氧化物矿石的浆料的前处理方法。具体而言，该方法包括：分离工序，将镍氧化物矿石的矿石浆料分离成粗粒部分和细粒部分，并将该细粒部分供给至浸出处理，所述粗粒部分中，具有小于45μm的粒径的颗粒在固体成分中为30质量％以下；以及振动筛工序，将所分离出的粗粒部分通过振动筛分离为筛上的矿石浆料和筛下的矿石浆料，并将该筛下的矿石浆料供给至浸出处理。
在此，在镍氧化物矿石的湿式冶炼方法中，已知在浸出工序的浸出处理中使用的硫酸量、在最终中和工序的中和处理中使用的消石灰等中和剂量由于作为原料矿石的镍氧化物矿石中包含的镍、钴以外的金属成分即铁、镁、锰、铝等元素的存在而增加。这样的金属元素主要以脉石成分的形式混入至供浸出处理用的镍氧化物矿石的浆料(矿石浆料)中。本发明人发现该脉石成分作为矿石浆料中的粗粒的颗粒、例如粒径为45μm以上的粗粒的颗粒存在。
于是，通过实施前处理、即分离出供浸出工序中的浸出处理用的矿石浆料中的低含镍量颗粒即粗粒的矿石，进一步地通过振动筛除去上述粗粒的矿石，从而能够有效地减少浸出工序中的硫酸用量、最终中和工序中的消石灰用量。
＜1-1.分离工序＞
在分离工序中，将镍氧化物矿石的矿石浆料分离成“粗粒部分”和“细粒部分”，所述粗粒部分中，具有小于45μm的粒径的颗粒在固体成分中为30质量％以下。分离而得到的细粒部分直接成为供给至浸出处理的矿石浆料。
在分离工序中，通过使用分级分离设备或比重分离设备并确定其运转条件，从而能够分离成粗粒部分和细粒部分，所述粗粒部分中，矿石浆料中粒径小于45μm的颗粒的比例为30质量％以下。
在此，当供给至后述下一工序的振动筛工序中的粗粒部分的矿石浆料中粒径小于45μm的颗粒的比例大于30质量％时，则粒径小于45μm的颗粒附着于粗粒的低含镍量颗粒，与该低含镍量颗粒一同被除去至振动筛的筛上。另一方面，作为供给至振动筛的粗粒部分的矿石浆料中粒径小于45μm的颗粒的比例，越接近0％越理想，但是，当降低粒径小于45μm的颗粒的比例时，与粗粒部分分离的细粒部分中混有粗粒的低含镍量颗粒。例如，当粒径小于45μm的颗粒的比例小于10质量％时，细粒部分中开始混有粗粒的低含镍量颗粒。
在分离工序中的分离处理中，优选使用水力旋流器、密度分选机中任一者以上进行。在使用水力旋流器、密度分选机的分离处理中，能够根据粒度高精度地将该矿石浆料分离成底流和溢流，因此优选。
此外，该分离工序更优选包括：分级分离工序，将矿石浆料供给至水力旋流器，进行分级分离；以及比重分离工序，将分级分离工序中通过水力旋流器分级得到的底流供给至密度分选机，进行比重分离。
即，通过湿式冶炼方法处理的镍氧化物矿石(矿石浆料)为大量，而且该矿石浆料的颗粒很细，例如该颗粒的80％～95％为粒径小于45μm的颗粒。因此，在分离工序中，最初优选实施利用水力旋流器的分级分离处理，所述水力旋流器适合于大量的矿石浆料的处理，并且适合于对细粒部分即溢流的分配多时的处理。
并且，接着优选对要处理的量大幅减少的矿石浆料实施利用密度分选机的比重分离处理，所述密度分选机适合于处理量较少、且对底流和溢流的分配比例几乎相同时的处理。
如此地，在分离工序中，通过实施利用水力旋流器的分级分离处理和利用密度分选机的比重分离处理来实施分离处理，能够高效地分离除去矿石浆料中包含脉石成分的粗粒的颗粒即低含镍量颗粒。
＜1-2.振动筛工序＞
接着，使用振动筛，将分离工序中分离出的粗粒部分的矿石浆料分选为筛上的矿石浆料和筛下的矿石浆料，将该筛下的矿石浆料供给至浸出工序中的浸出处理，所述粗粒部分中，具有小于45μm的粒径的颗粒在固体成分中为30质量％以下。如此地，通过实施利用振动筛的处理，能够分离低镍品位的矿石粒，并且对矿石粒进行脱水，因此，能够在不另设脱水工序等的情况下使矿石粒直接堆积。
作为振动筛处理中使用的振动筛的筛孔尺寸，没有特别限定，优选为300μm～500μm左右。如果振动筛的筛孔尺寸小于300μm，则残留于筛上的矿石粒的比例增加，与此相伴地有可能导致附着于矿石粒而残留于筛上的高镍含有率的微细粒增加。另一方面，如果振动筛的筛孔尺寸大于500μm，则有时在筛下会混入低镍品位的矿石粒。
如此地，本实施方式的矿石浆料的前处理方法包括：分离工序，对于供镍氧化物矿石的湿式冶炼方法的浸出处理用的矿石浆料，分离成粗粒部分和细粒部分，所述粗粒部分中，具有小于45μm的粒径的颗粒在固体成分中为30质量％以下；以及振动筛工序，使用振动筛对所分离出的粗粒物实施筛分处理。由此，在经过振动筛工序而得到的振动筛的筛上的矿石浆料中，能够高效地分离铁、镁、锰、铝等脉石成分。并且，通过将其他分离成分即分离工序中分离出的细粒部分以及振动筛的筛下的成分作为矿石浆料供给至浸出处理，能够有效地减少湿式冶炼方法中的浸出工序中的硫酸用量、最终中和工序中的消石灰等中和剂用量。
下面，具体地说明应用了矿石浆料的前处理方法的镍氧化物矿石的湿式冶炼方法(工艺)。
《2.关于镍氧化物矿石的湿式冶炼工艺》
镍氧化物矿石的湿式冶炼工艺是使用例如高压酸浸出法(HPAL法)从镍氧化物矿石中浸出镍而回收的冶炼工艺。
图1是表示利用镍氧化物矿石的高压酸浸出法的湿式冶炼工艺的流程的一个例子的工序图。如图1的工序图所示，镍氧化物矿石的湿式冶炼工艺包括：矿石浆料化工序S1，将镍氧化物矿石进行浆料化；矿石浆料浓缩工序S3，除去矿石浆料中包含的水分，将矿石成分浓缩；浸出工序S4，在制造的矿石浆料中添加硫酸并在高温高压条件下实施浸出处理；固液分离工序S5，将得到的浸出浆料一边进行多级洗涤一边分离残渣，得到包含镍以及杂质元素的浸出液；中和工序S6，调节浸出液的pH，分离出包含杂质元素的中和沉淀物，得到包含镍的中和终液；以及硫化工序S7，通过在中和终液中添加硫化剂，生成包含镍的硫化物(镍硫化物)。进一步地，该湿式冶炼方法包括：最终中和工序S8，对固液分离工序S5中分离出的浸出残渣、硫化工序S7中排出的贫液进行回收，并进行无害化处理。
于是，在本实施方式中，其特征在于，包括：前处理工序S2，在对矿石浆料实施利用硫酸的浸出处理之前，对已浆料化的矿石实施前处理。
(1)矿石浆料化工序
在矿石浆料化工序S1中，对于作为原料矿石的镍氧化物矿石，在规定的分级点进行分级，除去筛上的矿石颗粒后，在筛下的矿石颗粒中添加水，形成粗矿石浆料。
在此，作为原料矿石的镍氧化物矿石是含有镍、钴的矿石，主要使用褐铁矿和腐泥土矿等所谓的红土矿。红土矿的镍含量通常为0.8重量％～2.5重量％，以氢氧化物或硅镁(硅酸镁)矿物的形式含有。此外，铁的含量为10重量％～50重量％，主要为三价的氢氧化物(针铁矿)的形态，硅镁矿物中含有一部分二价的铁。此外，除了这样的红土矿以外，可使用含有镍、钴、锰、铜等有价金属的氧化矿石例如贮藏于深海底的锰结壳等。
对于镍氧化物矿石的分级方法而言，只要能够基于期望的粒径对矿石进行分级，就没有特别限定，例如能够通过使用常规的格筛(グリズリー)、振动筛等的筛分来进行。进一步地，对于其分级点而言，也没有特别限定，能够适当设定用于得到由期望的粒径值以下的矿石颗粒组成的矿石浆料的分级点。
(2)前处理工序
在本实施方式中，包括：前处理工序S2，在对矿石浆料实施浸出处理之前，对经过矿石浆料化工序而得到的矿石浆料实施前处理。
前处理工序S2包括：分离工序S21，将经过矿石浆料化工序S1而得到的矿石浆料分离成粗粒部分和细粒部分，并将该细粒部分供给至后述的浸出工序S4中的浸出处理，所述粗粒部分中，具有小于45μm的粒径的颗粒在固体成分中为30质量％以下；以及振动筛工序S22，将所分离出的粗粒部分通过振动筛分离为筛上的矿石浆料和筛下的矿石浆料，并将该筛下的矿石浆料供给至浸出工序S4中的浸出处理。
前处理工序S2中的前处理的详细说明与上述相同，因此在此省略，通过如此地对矿石浆料实施前处理，能够从矿石浆料中分离铁、镁、锰、铝等脉石成分，能够在不降低镍的实际收率的情况下有效地减少浸出工序中的硫酸用量、最终中和工序中的消石灰等中和剂用量。
将前处理工序S2中的分离工序S21中分离出的包含细粒部分的矿石浆料、振动筛工序S22中筛分至筛下的矿石浆料经过后述的矿石浆料浓缩工序S3而供给至浸出工序S4中的浸出处理。
(3)矿石浆料浓缩工序
在矿石浆料浓缩工序S3中，将上述前处理工序S2中的分离工序S21中分离出的包含细粒部分的矿石浆料以及振动筛工序S22中分离出的包含筛下的矿石颗粒的矿石浆料装入固液分离装置中，分离除去该粗矿石浆料中包含的水分，从而浓缩矿石成分，得到矿石浆料。
具体而言，在矿石浆料浓缩工序S3中，进行下述固液分离：在例如沉降槽(thickener)等固液分离装置中装入各矿石浆料，使固体成分沉降并从装置的下部取出，另一方面，使成为上清液的水分从装置的上部溢流。通过该固液分离处理，使矿石浆料中的水分减少，使浆料中的矿石成分浓缩，由此，得到例如以固体成分浓度计为40重量％左右的矿石浆料。
需要说明的是，以上述方式，通过经过矿石浆料化工序S1、包括分离工序S21和振动筛工序S22的前处理工序S2、以及矿石浆料浓缩工序S3，能够制造供后述浸出工序S4中的浸出处理用的矿石浆料，能够将包括这些工序的方法定义为矿石浆料的制造方法。
(4)浸出工序
在浸出工序S4中，对制造的矿石浆料实施使用例如高压酸浸出法的浸出处理。具体而言，在含有作为原料的镍氧化物矿石的矿石浆料中添加硫酸，在220℃～280℃的高温条件下一边加压一边搅拌矿石浆料，生成由浸出液和浸出残渣组成的浸出浆料。
在浸出工序S4的浸出处理中，发生由下述式(i)～(iii)表示的浸出反应和由下述式(iv)和(v)表示的高温水解反应，使镍、钴等以硫酸盐的形式浸出，并使浸出的硫酸铁以赤铁矿的形式固定化。
·浸出反应
(需要说明的是，式中，M表示Ni、Co、Fe、Zn、Cu、Mg、Cr、Mn等)
FeO+H2SO4→FeSO4+H2O (iii)
·高温水解反应
在此，作为浸出工序S4中的硫酸的添加量，以往通常使用过量的硫酸。镍氧化物矿石中，除了镍、钴以外，还包含铁、镁、锰、铝等杂质，这些杂质也会被硫酸浸出，因此，为了提高镍、钴等回收对象的实际收率，添加过量的硫酸来进行浸出处理。相对于此，在本实施方式中，通过对供浸出工序S4中的浸出处理用的矿石浆料在上述前处理工序S2中实施特定的前处理，能够减少该矿石浆料中包含的杂质浓度，能够有效地减少浸出处理中使用的硫酸添加量。
(5)固液分离工序
在固液分离工序S5中，对经过浸出工序S4而得到的浸出浆料一边进行多级洗涤，一边分离成除了包含镍、钴以外还包含杂质元素的浸出液和浸出残渣。
在固液分离工序S5中，例如将浸出浆料与洗涤液混合后，通过沉降槽等固液分离设备来实施固液分离处理。具体而言，首先通过洗涤液来稀释浸出浆料，接着，将浆料中的浸出残渣浓缩为沉降槽的沉降物。由此，能够根据其稀释程度减少附着于浸出残渣的镍成分。需要说明的是，在固液分离处理中，可以添加例如阴离子系的凝聚剂来进行。
在固液分离工序S5中，优选一边对浸出浆料进行多级洗涤一边进行固液分离。作为多级洗涤方法，例如能够采用使洗涤液相对于浸出浆料对流接触的连续对流洗涤法。由此，能够减少向系统内新导入的洗涤液，并且能够将镍和钴的回收率提高至95％以上。此外，作为洗涤液(洗涤水)，没有特别限定，优选使用不包含镍且不会对工序造成影响的洗涤液。例如，作为洗涤液，能够优选地重复利用后工序的硫化工序S7中得到的贫液。
(6)中和工序
在中和工序S6中，调节固液分离工序S5中分离出的浸出液的pH，分离出包含杂质元素的中和沉淀物，得到包含镍、钴的中和终液。
具体而言，在中和工序S6中，一边抑制分离出的浸出液氧化，一边在该浸出液中添加碳酸钙等中和剂，以使得到的中和终液的pH成为4以下，优选为3.0～3.5，更优选为3.1～3.2，生成中和终液以及包含作为杂质元素的三价铁、铝等的中和沉淀物浆料。在中和工序S6中，如此地将杂质以中和沉淀物的形式除去，生成作为镍回收用母液的中和终液。
(7)硫化工序
在硫化工序S7中，对作为镍回收用母液的中和终液吹入硫化氢气体等硫化剂，使硫化反应发生，生成包含镍(及钴)的硫化物(以下，也简称为“镍硫化物”)和贫液。
作为镍回收用母液的中和终液是经过中和工序S6而从浸出液中减少了杂质成分的硫酸溶液。需要说明的是，该镍回收用母液中有可能包含几g/L左右的作为杂质成分的铁、镁、锰等，但这些杂质成分作为硫化物的稳定性低(相对于回收的镍和钴而言)，不会包含于生成的镍硫化物中。
硫化工序S7中的硫化处理通过镍回收设备来执行。镍回收设备例如具备：对作为母液的中和终液吹入硫化氢气体等从而进行硫化反应的硫化反应槽、以及从硫化反应后液体中分离回收镍硫化物的固液分离槽。固液分离槽例如由沉降槽等构成，通过对包含镍硫化物的硫化反应后的浆料实施沉降分离处理，由沉降槽的底部分离回收作为沉淀物的镍硫化物。另一方面，水溶液成分溢流而以贫液形式回收。需要说明的是，所回收的贫液为镍等有价金属浓度极低的溶液，包含未硫化而残留的铁、镁、锰等杂质元素。将该贫液转移至后述的最终中和工序S8，进行无害化处理。
(8)最终中和工序
在最终中和工序S8中，对上述硫化工序S7中排出的包含铁、镁、锰等杂质元素的贫液实施调节至满足排出基准的规定的pH范围的中和处理(无害化处理)。在该最终中和工序S8中，也能够一并对从固液分离工序S5中的固液分离处理中排出的浸出残渣进行处理。
作为最终中和工序S8中的无害化处理的方法、即pH的调节方法，没有特别限定，能够通过添加例如碳酸钙(石灰石)浆料、氢氧化钙(消石灰)浆料等中和剂调节至规定的范围。
在最终中和工序S8中的最终中和处理中，能够进行阶段性的中和处理，该阶段性的中和处理由使用石灰石作为中和剂的第一阶段的中和处理(第一最终中和工序S81)和使用消石灰作为中和剂的第二阶段的中和处理(第二最终中和工序S82)组成。通过如此地进行阶段性的中和处理，能够进行高效且有效的中和处理。
具体而言，在第一最终中和工序S81中，将从硫化工序S7中排出并回收的贫液、在固液分离工序S5中分离出的浸出残渣装入中和处理槽，添加石灰石浆料，实施搅拌处理。在该第一最终中和工序S81中，通过添加石灰石浆料，将贫液等处理对象溶液的pH调节至4～5。
接下来，在第二最终中和工序S82中，对添加石灰石浆料并实施了第一阶段的中和处理的溶液添加消石灰浆料，实施搅拌处理。在该第二最终中和工序S82中，通过添加消石灰浆料，将处理对象溶液的pH提高至8～9。
通过实施如上述的两个阶段的中和处理，生成中和处理残渣，贮存在尾矿坝(tailings dam)(尾矿残渣)中。另一方面，中和处理后的溶液满足排出基准，被排出至系统外。
在此，在最终中和工序的处理中，根据残留在贫液中的镁离子、锰离子等杂质元素离子的量，确定消石灰等中和剂的量。在本实施方式中，通过对供浸出工序S4中的浸出处理用的矿石浆料在上述前处理工序S3中实施特定的前处理，能够减少该矿石浆料中包含的镁、锰等杂质元素。由此，能够减少贫液中包含的上述元素浓度，能够有效地减少在最终中和工序中的中和处理中使用的中和剂用量。
下面，示出本发明的实施例，进行更具体的说明，但本发明不受以下实施例的任何限定。
[实施例1]
以如下所述的方式，进行由图1所示的工序图构成的镍氧化物矿石的湿式冶炼处理。即，首先，作为矿石浆料的前处理工序，将对具有下述表1所示的组成的镍氧化物矿石进行浆料化而得到的矿石浆料供给至水力旋流器(SC1030-P型，索尔特旋风公司(ソルターサイクロン社)制)，实施分级分离处理，接着，将从水力旋流器排出的底流供给至密度分选机(CFS公司(シーエフエス社)制，6×6型)，实施比重分离处理。通过这些分离处理，得到密度分选机的底流固体成分中粒径小于45μm的颗粒的含量为25质量％的矿石浆料(粗粒部分)。
[表1]
接着，进行振动筛处理，其中，将得到的矿石浆料以20％的固体成分浓度供给至具备筛孔尺寸为300μm的筛的振动筛(VDS27-6型，尺寸技术公司(サイズテック社)制)。通过该振动筛，作为筛上的矿石浆料，得到镍品位为0.83％且镁品位为7.50％的固体成分、即低含镍量颗粒。另一方面，将振动筛的筛下的矿石浆料以及上述分离工序中得到的细粒部分的矿石浆料供给至对矿石实施浸出处理的浸出工序。
此时，在振动筛的筛上的镍损失率为6.7％。另外，供给矿石浆料的浸出工序中的浸出处理中的硫酸消耗量为272kg/吨矿石。进一步地，对经过浸出处理而得到的浸出液实施硫化处理(硫化工序)，对通过该硫化处理得到的贫液进行最终中和处理(最终中和工序)，结果该中和处理中使用的消石灰的用量为36kg/吨矿石。
[实施例2]
进行与实施例1相同的操作，得到密度分选机的底流固体成分中粒径小于45μm的颗粒的含量为30质量％的矿石浆料(粗粒部分)。接着，将得到的矿石浆料以20％的固体成分浓度供给至具备筛孔尺寸为300μm的筛的振动筛，进行振动筛处理。通过该振动筛，作为筛上的矿石浆料，得到镍品位为0.84％且镁品位为7.39％的固体成分、即低含镍量颗粒。另一方面，将振动筛的筛下的矿石浆料以及分离工序中得到的细粒部分的矿石浆料供给至对矿石实施浸出处理的浸出工序。
此时，在振动筛的筛上的镍损失率为6.8％。另外，供给矿石浆料的浸出工序中的浸出处理中的硫酸消耗量为272kg/吨矿石。进一步地，对经过浸出处理而得到的浸出液实施硫化处理(硫化工序)，对通过该硫化处理得到的贫液进行最终中和处理(最终中和工序)，结果该中和处理中使用的消石灰的用量为36kg/吨矿石。
[比较例1]
进行与实施例1相同的操作，得到密度分选机的底流固体成分中粒径小于45μm的颗粒的含量为35质量％的矿石浆料(粗粒部分)。接着，将得到的矿石浆料以20％的固体成分浓度供给至具备筛孔尺寸为300μm的筛的振动筛，进行振动筛处理。通过该振动筛，作为筛上的矿石浆料，得到镍品位为0.84％且镁品位为6.95％的固体成分。另一方面，将振动筛的筛下的矿石浆料以及分离工序中得到的细粒部分的矿石浆料供给至对矿石实施浸出处理的浸出工序。
此时，在振动筛的筛上的镍损失率为7.7％，与实施例1、2相比增加。认为由于供给至振动筛的矿石浆料中粒径小于45μm的颗粒的含量多，所以这些颗粒与低含镍量颗粒一同地被除去至筛上。另外，供给矿石浆料的浸出工序中的浸出处理中的硫酸消耗量为271kg/吨矿石。进一步地，对经过浸出处理而得到的浸出液实施硫化处理(硫化工序)，对通过该硫化处理得到的贫液进行最终中和处理(最终中和工序)，结果该中和处理中使用的消石灰的用量为35.5kg/吨矿石。
如此地，在比较例1中，虽然能够减少浸出工序中的硫酸用量以及最终中和工序中的消石灰用量，但镍的实际收率降低。
[比较例2]
对组成已示于表1中的镍氧化物矿石进行浆料化，不对该矿石浆料进行分离处理(比重分离)而以20％的固体成分浓度供给至具备筛孔尺寸为300μm的筛的振动筛，进行振动筛处理。此时供给的固体成分中粒径小于45μm的颗粒的含量为80％。通过该振动筛，作为筛上的矿石浆料，得到镍品位为0.88％且镁品位为3.95％的固体成分。另一方面，将振动筛的筛下的矿石浆料以及分离工序中得到的细粒部分的矿石浆料供给至对矿石实施浸出处理的浸出工序。
此时，在振动筛的筛上的镍损失率非常多，为16.9％。认为这是因为：与比较例2同样地，供给至振动筛的矿石浆料中粒径小于45μm的颗粒的含量极多。另外，供给矿石浆料的浸出工序中的浸出处理中的硫酸消耗量为270kg/吨矿石。进一步地，对经过浸出处理而得到的浸出液实施硫化处理(硫化工序)，对通过该硫化处理得到的贫液进行最终中和处理(最终中和工序)，结果该中和处理中使用的消石灰的用量为35.0kg/吨矿石。
如此地，在比较例2中，虽然能够减少浸出工序中的硫酸用量以及最终中和工序中的消石灰用量，但镍的实际收率降低。
[比较例3]
对组成已示于表1中的镍氧化物矿石进行浆料化，不对该矿石浆料进行前处理(比重分离和振动筛处理)而供给至实施浸出处理的浸出工序。
供给矿石浆料的浸出工序中的浸出处理中的硫酸消耗量为287kg/吨矿石。另外，对经过浸出处理而得到的浸出液实施硫化处理(硫化工序)，对通过该硫化处理得到的贫液进行最终中和处理(最终中和工序)，结果该中和处理中使用的消石灰的用量为47.5kg/吨矿石。
如此地，在比较例3中，浸出工序中的硫酸用量以及最终中和工序中的消石灰用量增多，而不能有效地减少。
在下述表2中汇总了实施例1、2和比较例1～3的操作中、供给至振动筛的矿石浆料以及利用振动筛进行处理从而回收至筛上的回收颗粒的镍和镁品位、固体成分中粒径小于45μm的颗粒的含量以及镍损失率。
[表2]
另外，在下述表3中汇总了实施例1、2以及比较例1～3的操作中、浸出工序中的硫酸消耗量和最终中和工序中的消石灰消耗量。
[表3]

Claims (6)

1.一种矿石浆料的前处理方法，其是供镍氧化物矿石的湿式冶炼方法中的浸出处理用的矿石浆料的前处理方法，其特征在于，包括：
分离工序，将矿石浆料分离成粗粒部分和细粒部分，并将该细粒部分供给至前述浸出处理，所述粗粒部分中，具有小于45μm的粒径的颗粒在固体成分中为30质量％以下；以及
振动筛工序，将分离出的前述粗粒部分通过振动筛分离为筛上的矿石浆料和筛下的矿石浆料，并将该筛下的矿石浆料供给至前述浸出处理。
2.如权利要求1所述的矿石浆料的前处理方法，其特征在于，前述振动筛的筛孔尺寸为300μm以上。
3.如权利要求1所述的矿石浆料的前处理方法，其特征在于，在前述分离工序中，使用水力旋流器、密度分选机中的任一者以上。
4.如权利要求3所述的矿石浆料的前处理方法，其特征在于，
前述分离工序包括：
分级分离工序，将前述矿石浆料供给至水力旋流器，进行分级分离；以及
比重分离工序，将前述分级分离工序中通过前述水力旋流器分级得到的底流供给至密度分选机，进行比重分离。
5.如权利要求1所述的矿石浆料的前处理方法，其特征在于，
前述镍氧化物矿石的湿式冶炼方法包括：
矿石浆料化工序，形成前述镍氧化物矿石的浆料、也即矿石浆料；
浸出工序，对前述矿石浆料添加硫酸并在高温高压条件下实施浸出处理；
固液分离工序，一边对得到的浸出浆料进行多级洗涤一边分离残渣，得到包含镍及杂质元素的浸出液；
中和工序，调节前述浸出液的pH，分离出包含前述杂质元素的中和沉淀物，得到包含镍的中和终液；
硫化工序，对前述中和终液实施硫化处理，生成包含镍的硫化物和贫液；以及
最终中和工序，回收前述硫化工序中排出的贫液并进行无害化处理。
6.一种矿石浆料的制造方法，其是供镍氧化物矿石的湿式冶炼方法中的浸出处理用的矿石浆料的制造方法，其特征在于，包括：
矿石浆料化工序，由前述镍氧化物矿石得到粗矿石浆料；
分离工序，将前述粗矿石浆料分离成粗粒部分和细粒部分，所述粗粒部分中，具有小于45μm的粒径的颗粒在固体成分中为30质量％以下；
振动筛工序，将分离出的前述粗粒部分通过振动筛分离为筛上的矿石浆料和筛下的矿石浆料；以及
矿石浆料浓缩工序，将在前述分离工序中分离出的前述细粒部分的矿石浆料以及在前述振动筛工序中分离出的前述筛下的矿石浆料装入固液分离装置中，分离除去前述矿石浆料中包含的水分，从而浓缩矿石成分。
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