EA018749B1

EA018749B1 - Способ переработки никель-латеритных руд

Info

Publication number: EA018749B1
Application number: EA201100547A
Authority: EA
Inventors: Микко Руонала; Брор Нюман; Яакко Леппинен; Вилле Миеттинен; Теппо Риихимяки
Original assignee: Ототек Оюй
Priority date: 2008-11-03
Filing date: 2009-10-29
Publication date: 2013-10-30
Also published as: EP2350327A1; FI20080603A0; EP2350327A4; CU20110099A7; WO2010061045A1; FI20080603A; CN102203307A; CU23937B1; BRPI0921490A2; AU2009321543A1; AU2009321543B2; EA201100547A1; CN102203307B; FI121180B

Abstract

Изобретение относится к способу переработки латеритных руд, при котором металлы, содержащиеся в латеритах, переводят в водорастворимую форму для извлечения ценных металлов, таких как никель и кобальт. Различные типы никелевых латеритов перерабатывают одновременно без разделения их по содержанию железа и/или магния. Когда латериты предварительно обрабатывают концентрированной неорганической кислотой так, что металлы, содержащиеся в латеритах вступают в реакцию с образованием водорастворимых солей, силикаты, содержащиеся в латеритах частично разлагаются, и при последующем выщелачивании становится легче проводить разделение на твердую и жидкую фазы, чем это было возможно ранее. В соответствии со способом, образовавшийся на стадии реакции руды с кислотой водяной пар используют для сушки руды, а непрореагировавшую неорганическую кислоту возвращают в начало процесса.

Description

Изобретение относится к способу переработки латеритных руд, при котором металлы, содержащиеся в латеритах, переводят в водорастворимую форму для извлечения ценных металлов, таких как никель и кобальт. Различные типы никелевых латеритов перерабатывают одновременно, без разделения их по содержанию железа и/или магния. Когда латериты предварительно обрабатывают концентрированной неорганической кислотой так, что металлы, содержащиеся в латеритах вступают в реакцию с образованием водорастворимых солей, силикаты, содержащиеся в латеритах, частично разлагаются, и при последующем выщелачивании становится легче проводить разделение на твердую и жидкую фазы, чем это было возможно ранее. В соответствии со способом, образовавшийся на стадии реакции руды с кислотой водяной пар используют для сушки руды, а непрореагировавшую неорганическую кислоту возвращают в начало процесса.

Уровень техники

В И8 4125588 описан способ, в котором никель-латеритную руду предварительно обрабатывают концентрированной кислотой перед выщелачиванием никеля. В описанном способе латеритную руду сушат так, что содержание влаги руды составляет менее 1%. Высушенную руду измельчают до размера частиц 65-100 меш. Измельченную руду перемешивают с концентрированной кислотой при массовом отношении приблизительно 1:1. Реакции сульфатирования металла инициируют путем добавления воды в смесь, содержащую латерит и кислоту, в количестве 3-40 мас.% латерита. Сульфатированный металл выщелачивают в воду.

В И8 2006/0002835 описан способ, в котором выщелачивание латерита осуществляют в две стадии. На первой стадии латеритную руду смешивают с концентрированной серной кислотой. На второй стадии смесь руды и кислоты суспендируют в воде так, что никель и кобальт растворяются. Способ отличается тем, что количество серной кислоты, используемой в предварительной обработке, является стехиометрическим по отношению к цветным металлам в руде, но не по отношению к железу. В соответствии с примером 5, отношение кислота/руда составляет 0,65. Предпочтительно обеспечивают небольшой избыток кислоты, так что небольшое количество железа также растворяется, поскольку благодаря этому достигают максимальной растворимости никеля и кобальта. Стадию выщелачивания способа осуществляют либо при температуре 95-105°С, либо в автоклаве при температуре, которая составляет максимально 150°С и при которой давление соответствует давлению насыщенного пара. Для улучшения растворимости кобальта, добавляют какие-либо подходящие восстановители на стадии выщелачивания, например, диоксид серы. Благодаря субстехиометрическому расходу кислоты на ранней стадии обработки выщелачиванием, растворяется только часть латерита. Заметно большее время выдержки необходимо использовать в способе на стадии выщелачивания-осаждения. Для обеспечения эффективности необходимо, чтобы в латерите присутствовала значительная доля легкорастворимого латерита сапролитного типа, чтобы он мог функционировать в интервале осаждения трехвалентного железа.

Другие способы известного уровня техники для извлечения никеля и других ценных металлов из латеритов достаточно полно описаны в И8 2006/0002835.

Поскольку в процессе выщелачивания при атмосферном давлении образуется очень мелкодисперсный и гелеподобный остаток от выщелачивания, особенно необходимы отделение и промывка твердой фазы и они создают серьезную проблему способа. Несмотря на множество известных способов, основанных на выщелачивании при атмосферном давлении, этой проблеме не уделяют достаточного внимания. Трудность разделения на твердую и жидкую фазу также изменяется в значительной степени в зависимости от типа латерита.

Целью настоящего изобретения является устранение проблем, возникающих в способах предшествующего уровня техники, и обеспечении такого способа выщелачивания латеритов, при котором, в частности, не возникает сложностей при отделении твердой фазы от раствора. Целью изобретения также является улучшение экономических показателей процесса переработки латерита путем использования теплоты, образующейся в ходе реакций, и извлечения кислоты, неизрасходованной в реакциях.

Описание изобретения

Изобретение относится к способу обработки никель-латеритной руды для обеспечения извлечения никеля и кобальта и разделения на твердую и жидкую фазы. В соответствии со способом:

а) дробленую латеритную руду сушат с использованием пара из последующей стадии процесса,

б) высушенную руду подвергают сухому измельчению,

в) измельченную руду направляют на стадию смешивания кислотной обработки, на которой используют концентрированную неорганическую кислоту и руду однородно смешивают с кислотой, количество которой является по меньшей мере стехиометрическим относительно металлов, содержащихся в РУДе,

г) смесь руды и кислоты подают на реакционную стадию кислотной обработки, которую осуществляют при давлении окружающей среды и при температуре от 150°С до температуры кипения кислоты, при этом кислота и руда вступают в реакцию; водяной пар, образующийся в реакции, извлекают и возвращают обратно для использования при сушке руды,

д) обработанную кислотой латеритную руду подают на извлечение кислоты, где кислоту, непрореа- 1 018749 гировавшую в реакциях на стадии смешивания кислотной обработки, извлекают посредством выпаривания, после чего кислоту охлаждают и возвращают обратно на стадию смешивания,

е) обработанную кислотой латеритную руду, выходящую после извлечения кислоты, подают на стадию выщелачивания металлов, которую осуществляют с помощью воды.

Обычно в способе согласно изобретению 90% частиц дробленой латеритной руды имеет размер менее 10 мм. На стадии сухого измельчения, преимущественно, руду измельчают до крупности, при которой 90% частиц имеет размер менее 500 мкм, предпочтительно 90% частиц имеет размер менее 150 мкм.

В соответствии со способом, кислоту и латерит смешивают с получением однородной смеси при температуре, при которой металлы еще по существу не вступают в реакцию с кислотой.

При кислотной обработке в соответствии со способом, которая включает стадию смешивания кислоты и руды и реакционную стадию, металлы латеритной руды переводят в водорастворимые соли неорганической кислоты. Неорганическая кислота представляет собой по меньшей мере одну из серной кислоты, азотной кислоты или соляной кислоты, или смесь по меньшей мере двух из этих кислот. Содержание неорганической кислоты предпочтительно составляет примерно 70-98 мас.%. Когда неорганическая кислота является серной кислотой, реакционная стадия представляет собой сульфатирование.

Обычно в способе согласно изобретению смесь кислоты и руды, подаваемую на реакционную стадию, нагревают в передней секции стадии. Обычно в способе, на стадии извлечения кислоты, непрореагировавшую кислоту выпаривают из обработанного кислотой латерита. Выпаривание осуществляют, например, путем нагревания обработанного кислотой латерита до температуры кипения кислоты при нормальном давлении или путем использования разряжения.

В соответствии с одним из воплощений изобретения, суспензию, выходящую со стадии водного выщелачивания, подают на стадию нейтрализации, на которой железо осаждают путем нейтрализации суспензии.

В соответствии с другим воплощением изобретения, суспензию, образующуюся на стадии водного выщелачивания, подают непосредственно на стадию ионообменной обработки, на которой ионообменная смола является селективной относительно никеля и кобальта. После ионообменной обработки водную суспензию подают на нейтрализацию для осаждения других металлов.

В соответствии с третьим воплощением изобретения, суспензию, получаемую на стадии водного выщелачивания, подают на стадию цементации, на которой ценные металлы никель и кобальт цементируют из раствора с помощью порошка железа. После цементации и магнитной сепарации ценных металлов, отработанную суспензию подают на нейтрализацию для осаждения других металлов.

В соответствии с четвертым воплощением изобретения, нейтрализующий агент подают на стадию водного выщелачивания обработанного кислотой материала для осаждения железа в виде гидроксида, тогда как никель и кобальт остаются в виде водорастворимых солей. Нейтрализующий агент предпочтительно представляет собой известь и/или известковое молоко. После стадии выщелачивания и осаждения железа, осуществляют осаждение никеля и кобальта в виде гидроксида, сульфида или карбоната.

В соответствии с еще одним воплощением изобретения, используемая неорганическая кислота является серной кислотой, и по меньшей мере часть обработанного кислотой материала подают на стадию термической обработки, на которой сульфаты железа разлагаются на оксиды серы и гематит. Оксиды серы подают в установку синтеза серной кислоты для получения серной кислоты, которую используют для обработки кислотой латеритной руды. Материал, выходящий после термической обработки, содержащий гематит и водорастворимые соли металлов, подают на водное выщелачивание.

Список чертежей

На фиг. 1 представлена схема технологического процесса для одного из воплощений изобретения, и на фиг. 2-5 представлены схемы технологического процесса для других воплощений изобретения.

Подробное описание изобретения

В способе в соответствии с изобретением, всевозможные различные типы никелевых латеритов, такие как лимонит, сапролит и нонтронит или их смеси, обрабатывают концентрированной неорганической кислотой (70-98%) так, что металлы, содержащиеся в латеритах, образуют водорастворимые соли неорганической кислоты. Даже если перерабатываемый латерит сформирован из нескольких различных типов латерита, в способе в соответствии с изобретением они, тем не менее, их не отделяют друг от друга. Металлы, содержащиеся в латеритах, в основном представляют собой никель, кобальт, марганец, магний, алюминий, хром и железо, из которых главным образом никель и кобальт считаются ценными металлами. Неорганическая кислота в основном относится к серной кислоте, соляной кислоте или азотной кислоте или их смеси. Далее для простоты указана серная кислота, но способ также подходит для других неорганических кислот.

Аналогично, для простоты используют термины сульфатирование и сульфатированный латерит, но данные термины не означают ограничение применения способа согласно изобретению с использованием других кислот.

Обычно разделение на твердую и жидкую фазу оказывается сложным при выщелачивании латеритов при атмосферном давлении. Целью данного изобретения является обеспечение способа, в соответствии с которым показатели разделения на твердую и жидкую фазу являются хорошими, и поэтому воз- 2 018749 можно обеспечить экономическую эффективность способа.

Особенно важно для технологического процесса, чтобы смешивание кислоты и латерита можно было осуществлять при оптимальных условиях. В этом случае существенно, чтобы латерит был сухим и имел достаточно мелкий размер частиц. Однако для степени измельчения латерита достаточно обычной крупности концентрата, другими словами способ не требует действительно тонкого измельчения. Если размер зерна слишком крупный, кислота не сможет проникнуть внутрь зерен латерита, и в результате образование водорастворимых солей, т.е. сульфатирование, в случае серной кислоты, замедляется и во многих случаях остается незавершенным. С другой стороны, влажный латерит вызывает активацию реакции сульфатирования, из-за теплоты сольватации кислоты, что затрудняет смешивание латерита и кислоты.

Способ согласно изобретению описан на прилагаемом фиг. 1 в виде схемы технологического процесса. В соответствии со способом, латеритную руду дробят до крупности, при которой 90% зерен имеет размер менее 10 мм. Дробленую руду сушат на стадии 1 сушки, используя водяной пар, образовавшийся при реакциях сульфатирования на последующей реакционной стадии 4. Высушенную латеритную руду подают на стадию 2 сухого измельчения, на которой ее обычно измельчают до крупности, при которой 90% зерен имеет размер 500 мкм, используя, например, шаровую мельницу.

После сушки и измельчения, латерит подают на стадию 3 смешивания кислотной обработки, на которой латеритную руду и концентрированную серную кислоту однородно смешивают на подходящем оборудовании, таком как, например, шнековый смеситель, реактор барабанного типа или другой тип реактора. Кислоту добавляют в таком количестве, что она по меньшей мере находится в стехиометрическом отношении относительно металлов в латерите. Температуру на стадии смешивания предпочтительно регулируют до температуры ниже 100°С, так что полученная смесь не затрудняет и не осложняет дальнейшую обработку. Целью является обеспечить такую рабочую температуру, при которой сульфатирование еще не происходит.

После стадии смешивания, смесь поступает на реакционную стадию 4, на которой температуру процесса повышают сначала посредством внешнего нагрева, после чего реакции между латеритом и кислотой начинают выделять теплоту и процесс становится в значительной степени автотермическим. Реакционную стадию проводят при давлении окружающей среды и при температуре приблизительно 150300°С. Тепло можно добавлять на ранних стадиях процесса, например посредством внешнего или внутреннего нагревания, например, с помощью горелок, чтобы оптимизировать требуемые химические реакции. Максимальная температура процесса может быть равной температуре кипения кислоты, т.е. рабочая температура должна быть ниже 339°С в случае серной кислоты. Латериты обычно включают большое количество кристаллизованной воды, и образуется значительное количество воды, помимо, например, воды, образующейся в реакциях сульфатирования, которая испаряется в ходе нагрева. Образующийся водяной пар извлекают и используют при сушке латерита, как указано выше. В способе согласно И8 4125588 воду добавляют на стадии сульфатирования, но в способе по изобретению воду не добавляют на реакционной стадии. Как стадию смешивания, так и реакционную стадию, а также последующую стадию выщелачивания проводят при давлении окружающей среды, другими словами, система находится при атмосферном давлении. Материал, выходящий после обработки кислотой, является твердым и порошкообразным по природе, и таким образом, он удобен в обработке.

Использование избытка кислоты относительно металлов, содержащихся в латерите, улучшает преобразование металлов в водорастворимые соли (сульфатирование) и, таким образом, повышает степень извлечения металлов. Недостатком в данном случае является увеличение затрат на кислоту и нейтрализацию. Потребление кислоты в процессе снижается при использовании подачи рециклом непрореагировавшего остатка кислоты. Остаток кислоты выпаривают из обработанного кислотой латерита на стадии 5 извлечения кислоты. Выпаривание осуществляют, например, путем нагревания обработанного кислотой латерита до температуры кипения кислоты, 339°С. Другой альтернативой является использование разряжения, так что температура кипения кислоты снижается. После испарения кислоту охлаждают и конденсируют с получением жидкости, которую возвращают обратно на стадию 3 смешивания.

Если латерит взаимодействует, например, с серной кислотой, взаимодействие можно описать с помощью следующих упрощенных уравнений:

2РеООН + ЗН₂ЗО₄ => Ее₂(ЗО₄)₃ + 4Н₂О

ΝίΟ + Н₂ЗО₄ => Νί3Ο₄ + Н₂О

2СоООН + ЗН₂ЗО₄ => Со₂(ЗО₄)₃ + 4Н₃О

А1₂О₃ + ЗН₂ЗО₄ => А1₂(ЗО₄)₃ + ЗН₂О

МдО + Н₂ЗО₄ => МдЗО₄ + Н₂О

М₂О + Н₂ЗО₄ => М₂ЗО₄ + Н₂О (М=Ыа, К) (1) (2) (3) (4) (5) (6)

В способе по изобретению используют явления, в соответствии с которыми силикаты, содержащиеся в латеритах частично дегидратируются при обработке концентрированной кислотой, а также возможно на стадиях, которые осуществляют при высоких температурах. В то же время, их кристаллическая

- 3 018749 структура частично изменяется таким образом, что облегчает последующее разделение твердой и жидкой фазы.

После обработки кислотой и стадии извлечения кислоты в соответствии с фиг. 1, твердый мелкозернистый материал, который содержит водорастворимые соли кислоты, подают на стадию 6 фактического выщелачивания, на которой воду добавляют к твердому веществу. Стадию водного выщелачивания осуществляют в атмосферных условиях, т.е. при температуре 80-150°С и при давлении окружающей среды. Продолжительность стадии выщелачивания зависит от крупности и состава латеритной руды и обычно составляет 1-2 ч.

На стадии 6 выщелачивания обработанной кислотой латеритной руды, растворяются все сульфатированные металлы, содержащиеся в латерите. В альтернативном варианте согласно фиг. 1, железо, которое в основном является трехвалентным, отделяют от металлсодержащего раствора посредством нейтрализации раствора на стадии 7 нейтрализации с помощью соответствующего нейтрализующего агента, так что железо выпадает в осадок, но соли никеля и кобальта остаются водорастворимыми. Предпочтительными нейтрализующими агентами являются известняк и/или известковое молоко, посредством которых железо осаждают в виде гидроксида. Если его промывают для осаждения железа, например, в виде ярозита, дополнительно используют другие известные осадители, например, сульфат натрия. Алюминий и большая часть хрома осаждается одновременно с железом, таким образом, они входят в состав остатка от выщелачивания.

После стадии 6 водного выщелачивания и стадии 7 нейтрализации, осуществляют стадию 8 отделения твердой фазы, на которой твердую фазу отделяют от жидкой обычными способами разделения, такими как загущение и/или фильтрация, таким образом вещества, оставшиеся в твердой фазе, такие как железо и силикаты, отделяют от раствора. Все растворенные металлы и, в частности, раствор, содержащий ценные металлы, ((ПРВ) продуктивный раствор выщелачивания), подают на следующую стадию для дальнейшей обработки раствора, где растворенные ионы эффективно отделяют и подают на следующую стадию процесса (подробно не показано на схеме). Как указано выше, при обработке латеритов согласно изобретению, структура силикатов изменяется так, что разделение раствора и твердого вещества не вызывает гелеобразования, и поэтому его легко осуществить. Таким образом, способ характеризуется тем, что благодаря свойствам остатка от выщелачивания, загущение и очистку раствора можно осуществлять с помощью значительно меньшего оборудования, чем, например, после прямого кислотного выщелачивания. В то же время, доля ценных металлов, остающихся в конечных отходах, также может быть значительно меньше, чем в известных способах.

Извлечение требуемых ценных металлов, таких как никель и кобальт, из раствора, выполняют известными способами путем осаждения их после осаждения железа в виде гидроксида, сульфида или карбоната, что не показано подробно на технологической схеме процесса. Обычно при осаждении используют химические вещества, такие как, например, сероводород, кислый сульфат натрия, известь, гидроксид магния или карбонат натрия.

Извлечение магния и марганца из раствора осуществляют при высоком рН, обычно в диапазоне 911, используя известь или соответствующий нейтрализующий агент, посредством чего Мд и Мп осаждают, в основном в виде гидроксидов.

На фиг. 2 представлено второе воплощение изобретения для обработки остатка, который выходит после стадии 6 водного выщелачивания. Начальные стадии способа осуществляют, как описано выше. Этот вариант характеризуется тем, что разделение на твердую и жидкую фазу не осуществляют после выщелачивания, а все количество суспензии подают на стадию 9 ионообменной обработки, на которой ценные металлы, такие как никель и кобальт, извлекают с помощью ионообменной смолы непосредственно из суспензии, в соответствии с технологией выщелачивания, известной как метод «смола в пульпе». После адсорбции на ионообменной смоле, смолу подают на стадию 10 десорбции, на которой смолу промывают кислотой или аналогичным элюентом и содержащий ценные металлы промывной раствор подают на дальнейшую обработку. Смолу возвращают обратно на стадию 9 ионного обмена. Ценные металлы извлекают из промывного раствора, например, посредством сульфидного осаждения или экстракции жидкости жидкостью, которые не описаны подробно. Отработанный шлам, выходящий со стадии ионного обмена и содержащий железо и силикаты, подают на стадию нейтрализации, на которой железо, алюминий, марганец и магний, и т.д., осаждают из раствора.

На фиг. 3 представлено третье воплощение изобретения для обработки остатка, который выходит со стадии 6 водного выщелачивания. Требуемые ценные металлы, такие как никель и кобальт, извлекают из суспензии, выходящей со стадии 6 выщелачивания, на стадии 11 цементации, путем цементации их с помощью порошка железа соответствующей крупности, вследствие чего ценные металлы остаются в порошке железа. В данном случае, суспензию также не подвергают разделению на жидкую и твердую фазу перед извлечением ценных металлов. Порошок железа отделяют от суспензии на стадии 12 магнитной сепарации, например, посредством маломощного магнитного сепаратора. Смесь порошка железа и ценных металлов подают на стадию 13 выщелачивания ценных металлов, на которой смесь выщелачивают кислотой и раствор подают на дальнейшую обработку для извлечения никеля и кобальта. Отработанный шлам, образовавшийся в ходе цементации ценных металлов, который содержит железо и силика

- 4 018749 ты, подают на стадию нейтрализации, где железо, алюминий, магний и марганец, и т.д., осаждают из раствора.

Способ по изобретению согласно фиг. 1 также может быть модифицирован в соответствии с фиг. 4, где показано, что стадию 6 водного выщелачивания, следующую за кислотной обработкой, также можно осуществлять как совмещенную стадию 14 выщелачивания, на которой обработанную кислотой латеритную руду непосредственно обрабатывают нейтрализующим раствором, добавляя количество известняка, требующееся для водной фазы. В данном случае, выщелачивание водорастворимых солей латерита, нейтрализацию раствора и осаждение полученного железа осуществляют на одной стадии. В этом варианте требуется только одна стадия 15 разделения твердой и жидкой фазы, на которой как остаток от выщелачивания, так и гипс и осажденное железо, отделяют от раствора. ПРВ раствор, содержащий никель и кобальт, поступает на дальнейшую обработку, например, стадию 16 сульфидного осаждения, и конечный раствор поступает на стадию 17 удаления магния и марганца, на которой металлы осаждают из раствора посредством нейтрализации. Конечный раствор в основном представляет собой воду, которая может быть возвращена на стадию выщелачивания (не показано подробно на чертежах).

Еще одно воплощение изобретения для дополнительной обработки обработанного кислотой латерита показано на фиг. 5. Материал, выходящий после стадии смешивания и реакционной стадии, после стадии 5 извлечения кислоты подают, либо полностью, либо частично на стадию 18 термической обработки, которую осуществляют, например, в барабанной печи или в печи с псевдоожиженным слоем. На стадии термической обработки требуется тепловая энергия, которую получают, например, путем сжигания угля. Если кислота является серной кислотой, при обработке кислотой железо в латерите вступает в реакцию с образованием сульфата железа, которое разлагается при термической обработке на гематит и оксид серы. Газообразные оксиды серы (8О₂ и 8О₃) поступают на установку 19 синтеза кислоты, из которой полученную кислоту возвращают обратно на стадию 3 кислотной обработки. Материал, содержащий гематит, подают на стадию 6 водного выщелачивания, где никель, кобальт и магний растворяют и извлекают с помощью способа, описанного выше. Свободную кислоту, оставшуюся в обработанном кислотой латерите, можно выпарить, как описано ранее, перед термическим разложением.

Преимущества такой реализации способа состоят в том, что отходы легко обработать и возможно снизить расходы на кислоту.

Примеры

Способ проиллюстрирован нижеследующими примерами. Латеритная руда, используемая в примерах, относится к нонтронитному типу и ее состав представлен в табл. 1. Руду сушили и дробили до крупности, при которой 100 % зерен имеет размер менее 1 мм, до начала испытаний.

Таблица 1. Состав никель-латеритной руды

ΑΙ, %	Со, %	Ее, %	Мд, %	Νί, %
3,6	0,036	14,6	5,1	0,72

Пример 1.

Сухой латерит измельчали в шаровой мельнице до крупности, при которой 95% зерен имеет размер менее 105 мкм. Используемая кислота представляет собой серную кислоту. Серную кислоту и латерит смешивали на стадии смешивания при массовом отношении 1:1. 348 г смеси загружали во вращающуюся печь на реакционную стадию, на которой температура в центральной точке печи составляла 250°С. Время пребывания смеси в нагреваемой части печи составляло 30 мин. Масса продукта вращающейся печи составляла 296,3 г. Состав продукта вращающейся печи представлен в табл. 2.

Таблица 2. Состав продукта вращающейся печи

ΑΙ, %	Со, %	Ее, %	Мд, %	Νί, %
1,08	0,031	8,82	2,74	0,48

После обработки во вращающейся печи, 294,8 г сульфатированного латерита выщелачивали 1 л воды в титановом реакторе на стадии выщелачивания. Продолжительность испытания на выщелачивание составляла 6 ч, и температура суспензии составляла 80°С. Содержание металлов в твердой фазе при выщелачивании представлено в табл. 3. Масса остатка от выщелачивания составляла 140,2 г. Выход металлов в растворе представлен в табл. 4.

Таблица 3. Содержание металлов в твердой фазе при выщелачивании

Время выщелачивания, ч	ΑΙ, %	Со, %	Ее, %	Мд, %	Νί, %
0	1,08	0,031	8,82	2,74	0,48
1	0,27	<0,004	2,25	0,8	0,061
2	0,24	<0,004	2,04	0,75	0,056
4	0,26	<0,004	2,07	0,74	0,052
6	0,25	<0,004	1,96	0,73	0,05

- 5 018749

Таблица 4. Выход металлов в растворе

ΑΙ, %	Со, %	Ее, %	Мд, %	ΝΪ, %
89,0	>93,9	89,4	87,3	95,0

Пример 2.

В этом примере показана важность измельчения для выхода никеля при выщелачивании. Испытания осуществляли с неизмельченной рудой, которая была подвергнута дроблению до крупности, при которой 100 % зерен имеет размер менее 1 мм. Серную кислоту и латерит смешивали на стадии смешивания при массовом отношении 1:1. Реакционную стадию осуществляли во вращающейся печи, в которую загружали 400 г смеси. Температура в центральной точке печи составляла 250°С. Время пребывания смеси в нагреваемой части печи составляло 27 мин. Масса продукта вращающейся печи составляла 279,1 г. Состав продукта вращающейся печи представлен в табл. 5.

Таблица 5.Состав продукта вращающейся печи

ΑΙ, %	Со, %	Ее, %	Мд, %	N1, %
1,8	0,016	7,9	2,6	0,38

После обработки во вращающейся печи, 200 г сульфатированного латерита выщелачивали 1 л воды в титановом реакторе объемом 1 л на стадии выщелачивания. Продолжительность испытания на выщелачивание составляла 6 ч, и температура суспензии составляла 80°С. Содержание металлов в твердой фазе при выщелачивании представлено в табл. 6. Масса остатка от выщелачивания составляла 66,2 г. Выход металлов в растворе представлен в табл. 7.

Таблица 6. Содержание металлов твердой фазы при выщелачивании

Время выщелачивания, ч	ΑΙ, %	Со, %	Ее, %	Мд, %	ΝΪ, %
0	1,8	0,016	7,9	2,6	0,38
1	1,26	0,008	7,37	2,56	0,302
2	1,25	0,005	7,34	2,55	0,289
4	1,17	0,005	7,07	2,52	0,267
6	1,12	0,004	7,03	2,59	0,255

Таблица 7.Выход металлов в растворе.

ΑΙ, %	Со, %	Ее, %	Мд, %	ΝΪ, %
79,4	91,7	70,5	67,0	77,8

Пример 3.

В этом примере показана важность массового соотношения кислоты и латерита для выхода никеля при выщелачивании. Еще два испытания осуществляли как в примере 1, за исключением того, что кислоту использовали в соотношениях 0,6 и 0,8 кг/кг латерита. Количество кислоты, неизрасходованной в реакциях сульфатирования при обработке, определяли после водного выщелачивания титрованием кислоты, оставшейся в растворе. В таблице 8 представлено влияние отношения кислоты к латериту на выход металла и на количество непрореагировавшей кислоты. Из таблицы видно, что выход металла несомненно улучшается по мере того, как количество кислоты возрастает относительно массы латерита. В этом случае количество непрореагировавшей кислоты также возрастает. Результаты показывают, что для максимального выхода никеля, кислоту необходимо использовать в количестве, которое находится в массовом отношении 1: 1 относительно латерита. Если кислоту направляют рециклом, как представлено в настоящем изобретении, можно достичь значительной экономии затрат в отношении расхода кислоты.

Таблица 8. Выход металлов в раствор и количество остаточной кислоты при различных соотношениях кислоты и латерита

Кислота: латерит, кг/кг	ΑΙ, %	Со, %	Ее, %	Мд, %	Νί, %	Остаточная кислота, кг/кг латерита
0,6	91,3	89,7	79,4	89,1	83,0	0,07
0,8	96,0	89,7	89,4	93,3	92,3	0,13
1	89,0	>93,9	89,4	87,3	95,0	0,28

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Claims

1. Способ переработки никель-латеритной руды для извлечения никеля и кобальта и облегчения разделения на твердую и жидкую фазы, отличающийся тем, что в соответствии со способом:

а) дробленую латеритную руду подвергают стадии (1) сушки с использованием пара из последую

- 6 018749 щей стадии способа,

б) высушенную руду подвергают стадии (2) сухого измельчения,

в) измельченную руду направляют на стадию (3) смешивания кислотной обработки, на которой используют концентрированную неорганическую кислоту и руду однородно смешивают с кислотой, количество которой является, по меньшей мере, стехиометрическим относительно металлов, содержащихся в руде,

г) смесь руды и кислоты подают на реакционную стадию (4) кислотной обработки, которую осуществляют при давлении окружающей среды и при температуре от 150°С до температуры кипения кислоты, при этом кислота и руда вступают в реакцию; водяной пар, образующийся при реакциях, извлекают и возвращают обратно для использования на стадии (1) сушки руды,

д) обработанную кислотой латеритную руду подают на стадию (5) извлечения кислоты, где непрореагировавшую кислоту извлекают посредством выпаривания, после чего кислоту охлаждают и возвращают обратно на стадию (3) смешивания,

е) обработанную кислотой латеритную руду, выходящую после извлечения кислоты, подают на стадию (6) выщелачивания металлов, которую осуществляют с помощью воды.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что 90% зерен дробленой латеритной руды имеет размер менее 10 мм.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии (2) сухого измельчения руду измельчают до крупности, при которой 90% зерен имеет размер менее 500 мм.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что на стадии (2) сухого измельчения руду измельчают до крупности, при которой 90% зерен имеет размер менее 150 мкм.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что кислоту и латерит смешивают с получением однородной смеси при температуре, при которой металлы еще не вступают в реакцию с кислотой.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадиях (3, 4) кислотной обработки металлы латеритной руды переводят в форму водорастворимых солей неорганической кислоты.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что неорганическая кислота представляет собой по меньшей мере одну из серной кислоты, азотной кислоты или соляной кислоты или смесь по меньшей мере двух из этих кислот.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрация неорганической кислоты составляет 7098%.

9. Способ по п.1 или 7, отличающийся тем, что неорганическая кислота представляет собой серную кислоту, и реакционная стадия (4) представляет собой сульфатирование.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что смесь кислоты и руды, подаваемую на реакционную стадию (4), нагревают в начальной части стадии.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что непрореагировавшую кислоту на стадии (5) извлечения кислоты выпаривают путем нагревания обработанного кислотой латерита при нормальном давлении до температуры кипения кислоты.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что непрореагировавшую кислоту на стадии (5) извлечения кислоты выпаривают с использованием разрежения.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что суспензию, выходящую со стадии (6) водного выщелачивания, подают на стадию (7) нейтрализации, на которой железо осаждают путем нейтрализации суспензии.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что суспензию, образующуюся на стадии (6) водного выщелачивания, подают непосредственно на стадию (9) ионообменной обработки, на которой ионообменная смола является селективной относительно никеля и кобальта.

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что отработанный шлам после стадии (9) ионообменной обработки подают на нейтрализацию для осаждения других металлов.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что суспензию, получаемую на стадии (6) водного выщелачивания, подают на стадию (11) цементации, на которой ценные металлы - никель и кобальт - цементируют из раствора с помощью порошка железа и отделяют от суспензии путем стадии (12) магнитной сепарации.

17. Способ по п.1, отличающийся тем, что после стадии (11) цементации и стадии (12) магнитной сепарации ценных металлов отработанный шлам подают на нейтрализацию для осаждения других металлов.

18. Способ по п.1, отличающийся тем, что нейтрализующий агент загружают на стадию (14) водного выщелачивания обработанного кислотой материала для осаждения железа в виде гидроксида, тогда как никель и кобальт остаются в виде водорастворимых солей.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что нейтрализующий агент представляет собой известняк и/или известковое молоко.

20. Способ по п.1 или 18, отличающийся тем, что после стадии (14) выщелачивания и осаждения железа осуществляют стадию (16) осаждения никеля и кобальта из раствора в виде гидроксида, сульфида или карбоната.

- 7 018749

21. Способ по п.1, отличающийся тем, что используемая неорганическая кислота представляет собой серную кислоту и по меньшей мере часть обработанного кислотой материала подают на стадию (18) термической обработки, на которой сульфаты железа разлагаются на оксиды серы и гематит.

22. Способ по п.21, отличающийся тем, что оксиды серы подают в установку (19) синтеза серной кислоты для получения серной кислоты, которую используют для кислотной обработки латеритной руды.

23. Способ по п.21, отличающийся тем, что материал, состоящий из гематита и водорастворимых солей металлов, выходящий после стадии (18) термической обработки подают на стадию (6) водного выщелачивания.