GR1010450B - Ανακτηση συμπυκνωματος νικελιου, κοβαλτιου απο φτωχα σιδηρονικελιουχα λατεριτικα μεταλλευματα - Google Patents

Ανακτηση συμπυκνωματος νικελιου, κοβαλτιου απο φτωχα σιδηρονικελιουχα λατεριτικα μεταλλευματα Download PDF

Info

Publication number
GR1010450B
GR1010450B GR20220100472A GR20220100472A GR1010450B GR 1010450 B GR1010450 B GR 1010450B GR 20220100472 A GR20220100472 A GR 20220100472A GR 20220100472 A GR20220100472 A GR 20220100472A GR 1010450 B GR1010450 B GR 1010450B
Authority
GR
Greece
Prior art keywords
nickel
magnesium
cobalt
trivalent
hydroxides
Prior art date
Application number
GR20220100472A
Other languages
English (en)
Inventor
Ηλιας Θεολογου Σταμπολιαδης
Original Assignee
Ηλιας Θεολογου Σταμπολιαδης
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ηλιας Θεολογου Σταμπολιαδης filed Critical Ηλιας Θεολογου Σταμπολιαδης
Priority to GR20220100472A priority Critical patent/GR1010450B/el
Publication of GR1010450B publication Critical patent/GR1010450B/el

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B23/00Obtaining nickel or cobalt
    • C22B23/005Preliminary treatment of ores, e.g. by roasting or by the Krupp-Renn process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B23/00Obtaining nickel or cobalt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B23/00Obtaining nickel or cobalt
    • C22B23/04Obtaining nickel or cobalt by wet processes
    • C22B23/0407Leaching processes
    • C22B23/0415Leaching processes with acids or salt solutions except ammonium salts solutions
    • C22B23/043Sulfurated acids or salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B23/00Obtaining nickel or cobalt
    • C22B23/04Obtaining nickel or cobalt by wet processes
    • C22B23/0453Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B23/0461Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by chemical methods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B26/00Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
    • C22B26/20Obtaining alkaline earth metals or magnesium
    • C22B26/22Obtaining magnesium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Η παρούσα πρόταση αφορά την παραγωγή ενός συμπυκνώματος νικελίου, κοβαλτίου από λατερίτες εκμεταλλευόμενη όχι κάποια διαφορά φυσικών ιδιοτήτων των νικελιούχων ορυκτών από τα μη νικελιούχα αλλά τη χημική διαφορά διαλυτότητάς τους σε υδατικό διάλυμα θειϊκού οξέος. Το κυοφορούν διάλυμα διαχωρίζεται από τα αδιάλυτα στερεά που απορρίπτονται και σε αυτό καταβυθίζονται τα υδροξείδια τρισθενών και δισθενών μετάλλων, εκτός του μαγνησίου. Το ίζημα μετά από διήθηση αποτελεί το τελικό πλούσιο συμπύκνωμα. Εναλλακτικά στο κυοφορούν διάλυμα καταβυθίζονται πρώτα τα τρισθενή μέταλλα ως υδροξείδια ή ως ζαροσίτες και αλουνίτες που διαχωρίζονται και απορρίπτονται με διήθηση. Στο υγρό διήθημα καταβυθίζονται τα δισθενή μέταλλα, εκτός του μαγνησίου, ως υδροξείδια που μετά από διήθηση αποτελούν το τελικό πλουσιότερο συμπύκνωμα. Με επιλογή ενώσεων του μαγνησίου στα στάδια καταβύθισης το τελευταίο υγρό μετά τη διήθηση του συμπυκνώματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην παραγωγή ένυδρου θειϊκού μαγνησίου με εξάτμιση.

Description

Ανάκτηση συμπυκνώματος νικελίου κοβαλτίου από φτωχά σιδηρονικελιούχα λατεριτικά μεταλλεύματα
Περιγραφή
Για τις ανάγκες της σύγχρονης τεχνολογίας υπάρχει ζήτηση μεταλλευμάτων νικελίου και κοβαλτίου τόσο για την παραγωγή σιδηρονικελίου που χρησιμοποιείται στην παραγωγή ανοξείδωτου χάλυβα όσο και για την παραγωγή των θειικών τους αλάτων που απαιτούνται στις εφαρμογές παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές.
Τέτοια μεταλλεύματα είναι και τα σιδηρονικελιούχα λατεριτικά κοιτάσματα που όσο περνάει ο χρόνος εξαντλούνται, μειώνεται η περιεκτικότητα τους σε νικέλιο, αυξάνει το κόστος εξόρυξης, αλλά και το κόστος μεταφοράς τους σε μεγάλες αποστάσεις. Υπάρχει ανάγκη εμπλουτισμού τους για την παραγωγή ενός συμπυκνώματος πλούσιου σε νικέλιο και κοβάλτιο που θα μειώσει το κόστος μεταφοράς του αλλά, και παραγωγής τελικών προϊόντων ώστε να αξιοποιηθούν φτωχότερα κοιτάσματα. Σήμερα για τον σκοπό παραγωγής ενός συμπυκνώματος πλουσιότερου σε νικέλιο και κοβάλτιο από το εξορυγμένο μετάλλευμα χρησιμοποιούνται διάφορες μέθοδοι εμπλουτισμού που διαχωρίζουν το μετάλλευμα σε ένα πλουσιότερο σε νικέλιο συμπύκνωμα και σε ένα απόρριμμα με ελάχιστο νικέλιο. Ο διαχωρισμός εκμεταλλεύεται κάποια διαφορά φυσικών ιδιοτήτων που υπάρχει μεταξύ των ορυκτών του μεταλλεύματος που περιέχουν το νικέλιο από τα υπόλοιπα, τα αποκαλούμενα στείρα ορυκτά, που περιέχουν ελάχιστο ή και καθόλου νικέλιο. Τα κυριότερα ορυκτά που υπάρχουν στους λατερίτες είναι ένυδρα οξείδια του σιδήρου FeO(OH).nH2O με διάσπαρτο ΝiΟ, μαγνησιοπυριτικά ορυκτά x(Mg,Fe,Ni)O.y(SiO2).z Η2O, και σαπωνίτες CaO.6MgO.4SiO2.2AI2O3.5H2O όπου το Νi αντικαθιστά μέρος του Mg, αιματίτης Fe2O3καιχρωμίτης (Mg,Fe)O.(Al,Fe,Cr)2O3με ελάχιστο νικέλιο καθώς ασβεστίτης CaCO3και χαλαζίας SiO2πou δεν περιέχουν νικέλιο. Ανάλογα με το κοίτασμα μπορεί να συνυπάρχουν και άλλα ορυκτά.
Τα ορυκτά που διαφέρουν περισσότερο στις φυσικές τους ιδιότητες από τα άλλα και δεν περιέχουν Νi είναι ο ασβεστίτης και ο χαλαζίας τα οποία είναι ελαφρύτερα αλλά και μη μαγνητικά σε σχέση με τα υπόλοιπα και διαχωρίζονται από αυτά με βαρυτομετρικό ή μαγνητικό διαχωρισμό. Δυστυχώς λόγω κακής αποδέσμευσης ο διαχωρισμός δεν είναι ικανοποιητικός, το απορριπτόμενο στείρο έχει μικρή μάζα με αποτέλεσμα η αύξηση της περιεκτικότητας νικελίου στο συμπύκνωμα να είναι μικρή και να καθιστά αμφίβολη την οικονομικότητα της διεργασίας του εμπλουτισμού με τις ανωτέρω φυσικές μεθόδους. Εδώ έρχεται να δώσει λύση η προτεινόμενη μεθοδολογία σύμφωνα με την οποία μπορεί κανείς σε πρώτο στάδιο να απορρίφειτο μεγαλύτερο ποσοστό της μάζας του μεταλλεύματος που αποτελούν τα πρακτικώς μη νικελιούχα ορυκτά εκμεταλλευόμενος την διαφορά διαλυτότητας των νικελιούχων ορυκτών στο θειικό οξύ σε σχέση με τα μη νικελιούχα.
Κατά την εκχύλιση με υδατικό διάλυμα θειικού οξέως τα νικελιούχα ορυκτά, διαλύονται σχεδόν πλήρως, όπως τα ένυδρα οξείδια του σιδήρου, τα μαγνησιοπυριτικά, οι σαπωνίτες και άλλα συνυπάρχοντα ενώ, τα μη νικελιούχα παραμένουν σχεδόν αδιάλυτα. Ειδικότερα ο χαλαζίας παραμένει τελείως αδιάλυτος, ο αιματίτης και ο χρωμίτης διαλύονται ελάχιστα, και ο ασβεστίτης μετατρέπεται σε στερεά αδιάλυτη γύψο CaSO4.2H2O. Στερεό αδιάλυτο μη νικελιούχο υπόλειμμα αφήνουν και τα ευδιάλυτα μαγνησιοπυριτικά και οι σαπωνίτες στα οποία τα ευδιάλυτα στοιχεία πηγαίνουν στο διάλυμα ως θειικά άλατα καί αφήνουν στερεό αδιάλυτο υπόλειμμα οξειδίου του πυριτίου.
Τα αδιάλυτα στείρα ορυκτά αποτελούν το μεγαλύτερο ποσοστό της μάζας, γύρω στο 80-85% του αρχικού μεταλλεύματος ανάλογα με την προέλευση, καί μπορούν να διαχωριστούν από το υγρό κυοφορούν διάλυμα με διήθηση καί να απορριφθούν.
Το κυοφορούν διάλυμα ελεύθερο από στερεά περιέχει τα διαλυθέντα στοιχεία υπό μορφή θειικών αλάτων καί την περίσσεια θειικού οξέως που χρησιμοποιήθηκε κατά την διαλυτοποίηση. Τα στοιχεία αυτά κατά σειρά πλειονότητας είναι κυρίως τα τρισθενή Fe<3+>, ΑΙ<3+>, Cr<3+>καί τα δισθενή Mg<2+>, Fe<2+>, Νi<2+>, Μn<2+>, Co<2+>.
Από το διάλυμα αυτό σε δεύτερο στάδιο μπορούν να ανακτηθούν σε στερεά μορφή σαν ίζημα τα διαλυθέντα στοιχεία, πλην του μαγνησίου, που μετά από τον διαχωρισμό του από το υγρό διάλυμα το ίζημα αυτό αποτελεί το στερεό συμπύκνωμα του εμπλουτισμού. FI μάζα του συμπυκνώματος είναι μικρό ποσοστό της μάζας του αρχικού μεταλλεύματος με πολλαπλάσια περιεκτικότητα σε νικέλιο και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή σιδηρονικελίου ή σε άλλες εφαρμογές , μπορεί επίσης να μεταφερθεί σε μεγάλες αποστάσεις με μικρότερο κόστος.
Οι διαδικασίες που περιλαμβάνονται στην προτεινόμενη μέθοδο εμπλουτισμού των λατεριτών όπως, η εκχύλιση μεταλλευμάτων με θειικό οξύ, η εξουδετέρωση οξέως, η καταβύθιση εν διαλύσει μετάλλων από υδατικά διαλύματα και ο διαχωρισμός στερεών από υγρά είναι ήδη γνωστές. Η καινοτομία της προτεινόμενης διαδικασίας εμπλουτισμού έγκειται στο ότι εκμεταλλεύεται την διαφορά διαλυτότητας στο θειικό οξύ των νικελιούχων ορυκτών από τα αδιάλυτα μη νικελιούχα που μπορούν άμεσα να απομακρυνθούν με διήθηση σαν απόρριμμα και την εν συνεχεία καταβύθιση από το διάλυμα των εν διαλύσει μετάλλων, πλην του μαγνησίου, μεταξύ των οποίων το νικέλιο και το κοβάλτιο. Το ίζημα, που αποτελεί μικρό ποσοστό της αρχικής μάζας του μεταλλεύματος, μετά τον διαχωρισμό του από το υπόλοιπο υγρό αποτελείτο τελικό συμπύκνωμα του εμπλουτισμού με πολλαπλάσια περιεκτικότητα νικελίου, κοβαλτίου από το αρχικό μετάλλευμα. Το μη καταβυθισθέν μαγνήσιο παραμένει στο διάλυμα από το οποίο μπορεί να ανακτηθεί με κρυστάλλωση ως ένυδρο θειικό μαγνήσιο.
Χρησιμοποιώντας κανείς γνωστές ήδη υδρομεταλλουργικές διαδικασίες, βασιζόμενος στην αρχική ιδέα παραγωγής ενός μεταλλικού ιζήματος ως το νικελιούχο συμπύκνωμα εμπλουτισμού του αρχικού μεταλλεύματος, μπορεί να παράξει ένα συμπύκνωμα λιγότερο ή περισσότερο πλούσιο σε νικέλιο, διαφοροποιώντας την μέθοδο καθίζησης ή και να παράξει ένα επιπλέον εμπορεύσιμο προϊόν ένυδρου θειικού μαγνησίου για να βελτιώσει την οικονομικότητα της συνολικής μεθόδου χρησιμοποιώντας γνωστές επιμέρους διαδικασίες. Το εάν το συμπύκνωμα που θα παραχθεί θα είναι λιγότερο ή περισσότερο πλούσιο σε νικέλιο και κοβάλτιο θα εξαρτηθεί από το εάν θα περιέχει το σύνολο των διαλυθέντων τρισθενών και δισθενών μετάλλων, εκτός του μαγνησίου, ή, θα περιέχει μόνο τα δισθενή μέταλλα, εκτός του μαγνησίου, στα οποία το ποσοστό νικελίου και κοβαλτίου είναι πολύ μεγαλύτερο.
Στην πρώτη περίπτωση καταβύθισης τρισθενών και δισθενών μετάλλων από το κυοφορούν διάλυμα, εκτός του μαγνησίου, αυτή μπορεί να γίνει με την αύξηση του pH προσθέτοντας ενώσεις οι οποίες αντιδρώντας με το θειικό οξύ ή τα θειικά άλατα δίδουν διαλυτό θειικό μαγνήσιο στο νερό χωρίς να αφήνουν αδιάλυτο υπόλειμμα. Τέτοιες είναι ο λειοτριβη μένος μαγνησίτης MgCO3που σε χαμηλό pH δρα ως ασθενής βάση και η αντίστοιχη καυστική μαγνήσια MgO που είναι μία ισχυρότερη βάση. Στην αρχή εξουδετερώνεται η περίσσεια θειικού οξέως όπου σαν βάση μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε μαγνησίτης , βλέπε αντίδραση (Ια), είτε, καυστική μαγνήσια, αντίδραση (1β).
H2SO4+ MgCO3-►MgSO4+ Η2O CO2^ ... (Ια)
H2SO4+ MgO -►MgSO4... (1β)
Στην συνέχεια καταβυθίζονται τα τρισθενή Fe<3+>, Al<3+>, Cr<3+>ως υδροξείδία σε pH 3-3,5 που μπορεί να επιτευχθεί είτε με μαγνησίτη, αντίδραση (2α), είτε, με μαγνήσια, αντίδραση (2β) όπου στην θέση του Fe<3+>μπορεί να είναι ΑΙ<3+>, Cr<3+>.
Fe2(SO4)3+ 3MgCO3+ 3Η2O — ► 3MgSO4+ 2Fe(OH)3+ 3Co2,..(2α)
Fe2(SO4)3+ 3MgO 3H2O —►3MgSO4+ 2Fe(OH)3,..(2β)
Στις αντιδράσεις (1) καί (2) η επιλογή της βάσης είναι θέμα κόστους και ταχύτητας της αντίδρασης. Στην συνέχεια καταβυθίζονται σε pH 9-9,5 τα δισθενή μέταλλα Fe<2+>, Νi<2+>, Co<2+>και μέρος του Μn<2+>ως υδροξείδία, αλλά όχι το Mg<2+>. Εδώ απαιτείται η ισχυρή βάση μαγνησίας όπως δείχνει η αντίδραση (3) όπου στην θέση του Νi<2+>μπορεί να είναι Fe<2+>, Mn<2+>, Co<2+>.
NiSO4+ MgO H2O — ► MgSO4+ Ni(OH)2| ...(3)
Μετά την καθίζηση των τρισθενών και δισθενών μετάλλων ως υδροξείδία το ίζημα διαχωρίζεται από το υδατικό διάλυμα με διήθηση και αποτελεί το επιθυμητό συμπύκνωμα εμπλουτισμού ενώ το διάλυμα περιέχει θειικό άλας του μαγνησίου. Το θειικό άλας του μαγνησίου αποτελεί χρήσιμο προϊόν ως λίπασμα και μπορεί να ανακτηθεί με εξάτμιση ως ένυδρο θειικό μαγνήσιο MgS04.7H2O Epsom salt .
Οι λόγοι για τους οποίους ως ρυθμιστής του pH δεν προτείνονται ενώσεις όπως το Ca(OH)2, η, το NaOH και το NaCO3είναι οι εξής. Το μεν Ca(OH)2στις αντιδράσεις 1,2,3 δίδει αδιάλυτη γύψο CaS04.H2O που συγκαταβυθίζεται με τα υδροξείδία των μετάλλων και αφενός μειώνει την περιεκτικότητα νικελίου , κοβαλτίου στο τελικό προϊόν και αφετέρου του προσδίδει θείο που το καθιστά ακατάλληλο για την παραγωγή σιδηρονικελίου. Από την άλλη μεριά τα NaOH και NaCO3στις ίδιες αντιδράσεις 1,2,3 δίδουν διαλυτό Na2SO4που στην περίπτωση κατά την οποία θέλουμε να ανακτήσουμε το θειικό μαγνήσιο από το τελικό διάλυμα θα συγκρυσταλλωθεί με αυτό και δεν θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως λίπασμα. Με την χρήση ενώσεων του μαγνησίου για την ρύθμιση του pH εξασφαλίζεται ότι το τελικό στερεό συμπύκνωμα περιέχει μόνο υδροξείδία τρισθενών και δισθενών μετάλλων, εκτός του μαγνησίου και το υδατικό διάλυμα περιέχει μόνο άλας θειικού μαγνησίου εν διαλύσει που μπορεί να ανακτηθεί με εξάτμιση.
Με την συγκαταβύθιση τρισθενών και δισθενών μετάλλων, εκτός του μαγνησίου, όλο το διαλυθέν νικέλιο και κοβάλτιο ανακτώνται στο ίζημα , δεν υπάρχει απώλεια και το ανακτώμενο συμπύκνωμα μπορεί να περιέχει πενταπλάσιο ποσοστό νικελίου από το αρχικό μετάλλευμα.
Με μία τροποποίηση της διαδικασίας καθίζησης των στοιχείων που περιέχονται στο κυοφορούν διάλυμα μπορεί να ανακτηθεί ένα πλουσιότερο συμπύκνωμα νικελίου, κοβαλτίου που να περιέχει μόνο τα υδροξείδία των δισθενών μετάλλων απομακρύνοντας τα τρισθενή σε προηγούμενο στάδιο, που αποτελούν και την πλειοψηφία της μάζας.
Αναφέρθηκε ήδη ότι τα υδροξείδία τρισθενών μετάλλων καταβυθίζονται σε pH 3-3,5 πριν την καταβύθιση των δισθενών καί μπορούν να απομακρυνθούν με διήθηση σαν δεύτερο απόρριμμα. Στην περίπτωση αυτή, στο κυοφορούν διάλυμα, πριν ή μετά την απομάκρυνση των αδιάλυτων στερεών του μεταλλεύματος, η εξουδετέρωση της περίσσειας οξέως αλλά καί η καταβύθιση των τρισθενών μετάλλων μπορεί να γίνει σύμφωνα με τις αντιδράσεις (1α), (1β), (2α), (2β), επειδή όμως το pH δεν θα ανέβει πάνω από το 3.5 καί το ίζημα θα απορριφθεί τότε μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ρυθμιστές του pH ουσίες που η αντίδραση τους σε όξινο θειικό περιβάλλον αφήνει αδιάλυτα κατάλοιπα όπως η χρήση λειοτριβημένου ασβεστίτη CaCO3, δολομίτη (Ca,Mg)CO3, υδροξειδίου του ασβεστίου Ca(OH)2, ακόμη καί λειοτριβημένα απορρίμματα της βιομηχανίας λευκολίθου που περιέχουν πυριτικές, καί ανθρακικές ενώσεις του μαγνησίου καί οξείδια αυτού. Μετά την καθίζηση τα αδιάλυτα στερεά απορρίπτονται με διήθηση. Τα δισθενή μέταλλα, που παραμένουν στο διάλυμα, μπορούν να καταβυθιστούν με οξείδιο του μαγνησίου σε pH 9-9,5 ως υδροξείδια, όπως στην αντίδραση (3) όπου στην θέση του Νi<2+>μπορεί να είναι Fe<2+>, Μn<2+>, Co<2+>, πλην του μαγνησίου
NiSO4+ MgO Η2O — ► MgSO4+ Ni(OH)2^ ...(3)
Μετά την διήθηση τα στερεά αποτελούν το τελικό συμπύκνωμα με μικρή μάζα καί με πολύ μεγαλύτερο ποσοστό νικελίου, κοβαλτίου από το αρχικό μετάλλευμα, περίπου δεκαπενταπλάσιο.
Τα υδροξείδια είναι άμορφα, ογκώδη καί γενικώς δύσκολα στην διήθηση, έχουν μεγάλη υγρασία καί εγκλωβίζουν μέρος των εν διαλύσει δισθενών στοιχείων καί στην περίπτωση καταβύθισης των τρισθενών πριν από τα δισθενή η διήθηση τους συνεπάγεται απώλεια πολυτίμου νικελίου καί κοβαλτίου. Για τον λόγο αυτό, αντί για την καταβύθιση των τρισθενών μετάλλων ως άμορφα υδροξείδια προτιμάται η καταβύθιση τους ως κρυσταλλικά ένυδρα θειικά άλατα με ένα μονοσθενές κατιόν όπως Na<+>, Κ<+>, ΝΗ4<+>. Τέτοια κρυσταλλικά άλατα είναι ο ζαροσίτης XFe3(SO4)2(OH)6όταν το τρισθενές κατιόν είναι Fe<3+>καί ο Αλουνίτης XAI3(SO4)2(OH)6όταν είναι Αl<3+>, όπου X ένα από τα ανωτέρω μονοσθενή κατιόντα. Η αντίδραση (4) γίνεται σε όξινο περιβάλλον καί δείχνει τον τρόπο σχηματισμού ζαροσίτη καί αλουνίτη, όπου στην θέση του Fe<3+>μπορεί να είναι Αl<3+>ή Cr<3+>.
3Fe2(SO4)3+ X2SO4+ 12Η2O — ► 2XFe3(SO4)2.(OH)6+ 6H2SO4...(4)
Η αντίδραση αυτή παράγει θειικό οξύ αλλά και κρυσταλλικά άλατα των τρισθενών μετάλλων που διηθούνται εύκολα και ο διαχωρισμός τους από το διάλυμα, που πλέον περιέχει τα δισθενή μέταλλα και κάποια περίσσεια από τα μονοσθενή κατιόντα, δημιουργεί μικρές απώλειες νικελίου και κοβαλτίου. Επειδή το ίζημα ζαροσίτη, αλουνίτη περιέχει τα τρισθενή μέταλλα και θα απορριφθεί τότε, για την εξουδετέρωση του παραγομένου θειικού οξέως στην αντίδραση (4) μπορούν να χρησιμοποιηθούν ουσίες που η αντίδραση τους σε όξινο θειικό περιβάλλον αφήνει αδιάλυτα κατάλοιπα όπως ο λειοτριβημένος ασβεστίτης CaCO3, ο δολομίτη (Ca,Mg)CO3, το υδροξειδίου του ασβεστίου Ca(OH)2, ακόμη και λειοτριβημένα απορρίμματα της βιομηχανίας λευκολίθου που περιέχουν πυριτικές, και ανθρακικές ενώσεις του μαγνησίου και οξείδια αυτού.
Μετά την καθίζηση των τρισθενών μετάλλων ως κρυσταλλικά πλέον άλατα τα αδιάλυτα στερεά απορρίπτονται με διήθηση. Τα δισθενή μέταλλα, που παραμένουν στο διάλυμα, μπορούν να καταβυθιστούν με μαγνήσια σε pH 9-9,5 ως υδροξείδια, όπως στην αντίδραση (3) όπου στην θέση του Νi<2+>μπορεί να είναι Fe<2+>, Μn<2+>, Co<2+>, πλην του μαγνησίου.
NiSO4+ MgO H2O → MgSO4+ Ni(OH)2...(3)
Μετά την διήθηση τα στερεά αποτελούν το τελικό συμπύκνωμα με καλή ανάκτηση νικελίου, κοβαλτίου, μικρή μάζα και με πολύ μεγαλύτερο ποσοστό νικελίου και κοβαλτίου από το αρχικό μετάλλευμα, περίπου δεκαπενταπλάσιο.
Τέλος, όπως ήδη αναφέρθηκε προηγουμένως, μετά την απομάκρυνση των υδροξειδίων των δισθενών μετάλλων από το διάλυμα αυτό περιέχει εν διαλύσει θειικό μαγνήσιο που μπορεί να ανακτηθεί σαν παραπροϊόν ένυδρου θειικού μαγνησίου MgSO4.7H2O Epsom salt που αποτελεί λίπασμα. Εάν αυτό είναι επιθυμητό τότε δεν θα πρέπει να υπάρχουν άλατα νατρίου στο διάλυμα διότι είναι βλαβερά στα λιπάσματα. Κατά συνέπια δεν θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν ενώσεις του νατρίου (NaOH, Na2CO3) σαν ρυθμιστές του pH ενώ για την περίπτωση καταβύθισης ζαροσίτη και αλουνίτη στην αντίδραση (4) δεν θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν άλατα του νατρίου ούτε θαλασσινό νερό αλλά το θειικό κάλιο K2SO4, ή, το θειικό αμμώνιο (NH4)2SO4ανάλογα με την διαθεσιμότητα και το κόστος.
Να παρατηρήσουμε επίσης ότι εάν στην περίπτωση καταβύθισης των τρισθενών μετάλλων, είτε σαν υδροξείδια, ή σαν αλουνίτης ζαροσίτης σε χαμηλό pH, χρησιμοποιηθούν ενώσεις ασβεστίου για την ρύθμιση του pH δημιουργείται αδιάλυτη γύψος που απορρίπτεται παρασύροντας θειικά ιόντα που θα μπορούσαν να ανακτηθούν στο τέλος σαν θειικό μαγνήσιο που έχει εμπορική αξία. Για τον λόγο αυτό συνίσταται η χρήση ενώσεων του μαγνησίου σαν ρυθμιστών του pH σε όλα τα στάδια.

Claims (5)

Αξιώσεις (Επαναδιατυπωμένες)
1. Η παρούσα πρόταση εκμεταλλεύεται την διαφορά διαλυτότητας, σε υδατικό διάλυμα θειικού οξέως, των νικελιούχων ορυκτών του λατερίτη από τα μη νικελιούχα ορυκτά που, είτε είναι πρακτικά αδιάλυτα, ή το προϊόν της διαλυτοποίησης τους είναι ένα άλλο αδιάλυτο ορυκτό. Τα στοιχεία των διαλυθέντων νικελιούχων ορυκτών ευρίσκονται εν διαλύσει στο υδατικό διάλυμα. Με τον διαχωρισμό των αδιάλυτων στερεών απορρίπτεται σε πρώτη φάση το στερεό αδιάλυτο απόρριμμα, που αποτελεί και το μεγαλύτερο ποσοστό μάζας του αρχικού μεταλλεύματος . Το τελικό συμπύκνωμα νικελίου, κοβαλτίου λαμβάνεται από το κυοφορούν διάλυμα με καταβύθιση των διαλυθέντων μεταλλικών στοιχείων, τρισθενών και δισθενών, εκτός του μαγνησίου, ως υδροξείδια σε pH 9-9,5. Ως ρυθμιστής του pH για την εξουδετέρωση της περίσσειας του οξέως και την καταβύθιση των τρισθενών μετάλλων σε χαμηλό pH χρησιμοποιούμε λεπτόκοκκο ανθρακικό μαγνήσιο. Σε μεγαλύτερο pH μέχρι 9,5 για την καταβύθιση των δισθενών μετάλλων , πλην του μαγνησίου χρησιμοποιούμε λεπτόκοκκο οξείδιο του μαγνησίου. Το συνολικό ίζημα τρισθενών και δισθενών υδροξειδίων, πλην του μαγνησίου, αποτελεί το κυρίως στερεό συμπύκνωμα νικελίου, κοβαλτίου που λαμβάνουμε από τον αρχικό λατερίτη με διαχωρισμό από το παραμένον διάλυμα θειικού μαγνησίου. Με βάση τα ανωτέρω η παρούσα εφεύρεση διεκδικείτην κατοχύρωση του εξής: Στον πολφό που προέρχεται από την εκχύλιση λατερίτη με θειικό οξύ και περιέχει εν διαλύσει περίσσεια οξέως , τρισθενή και δισθενή μέταλλα, μετά τον διαχωρισμό του διαλύματος από τα αδιάλυτα στερεά, που αποτελούν το πρώτο απόρριμμα, στο κυοφορούν διάλυμα εξουδετερώνεται αρχικά το θειικό οξύ και καταβυθίζονται τα τρισθενή μέταλλα με την προσθήκη λεπτόκοκκου ορυκτού ανθρακικού μαγνησίου, στην συνέχεια προστίθεται μαγνήσια που ανεβάζει περαιτέρω το pH οπότε καταβυθίζονται και τα δισθενή μέταλλα, εκτός του μαγνησίου που παραμένει στο διάλυμα. Με τον διαχωρισμό των στερεών από το διάλυμα λαμβάνεται το ίζημα υδροξειδίων τρισθενών και δισθενών μετάλλων που αποτελεί και το τελικό στερεό συμπύκνωμα πλουσιότερο σε νικέλιο και κοβάλτιο από τον αρχικό λατερίτη.
2. Εναλλακτικά για να πάρουμε ένα πλουσιότερο σε νικέλιο και κοβάλτιο συμπύκνωμα από αυτό της αξιώσεως 1 τότε, μετά τον διαχωρισμό των αδιάλυτων στο οξύ στερεών, που αποτελούντο πρώτο απόρριμμα, στο κυοφορούν διάλυμα εξουδετερώνουμε την περίσσεια του οξέως και καταβυθίζουμε μόνο τα τρισθενή στοιχεία ως υδροξείδια ρυθμίζοντας το pH γύρω στο 3-3,5 με την χρήση λεπτόκοκκου ανθρακικού μαγνησίου. Το ίζημα των τρισθενών υδροξειδίων απορρίπτεται ως δεύτερο απόρριμμα και στο παραμένον διάλυμα τα υπάρχοντα δισθενή μέταλλα, εκτός του μαγνησίου, καταβυθίζονται με οξείδιο του μαγνησίου σε pH 9-9,5 ως υδροξείδια. Το ίζημα αυτό των δισθενών μετάλλων, πλην του μαγνησίου, μετά από διήθηση αποτελεί το τελικό συμπύκνωμα πλουσιότερο σε νικέλιο και κοβάλτιο από αυτό της αξιώσεως 1.
3. Στην αξίωση 2 όπου παράγεται ένα πλουσιότερο σε νικέλιο συμπύκνωμα από αυτό της αξιώσεως 1, όπως αναφέρθηκε ήδη, ο διαχωρισμός και η έκπλυση των τρισθενών υδροξειδίων είναι δύσκολος και υπάρχει απώλεια νικελίου, κοβαλτίου. Εναλλακτικά ένας άλλος τρόπος για να πάρουμε ένα πλουσιότερο σε νικέλιο συμπύκνωμα από αυτό της αξιώσεως 1, με ελάχιστες απώλειες, είναι μετά τον διαχωρισμό των αδιάλυτων στο οξύ στερεών, που αποτελούν το πρώτο απόρριμμα, να καταβυθίσουμε στο κυοφορούν διάλυμα μόνο τα τρισθενή στοιχεία όχι ως άμορφα υδροξείδια αλλά ως κρυσταλλικά άλατα ζαροσίτη καί αλουνίτη παρουσία μονοσθενών κατιόντων ΝΗ4<+>με την προσθήκη άλατος (NH4)2SO4. Για την εξουδετέρωση του οξέως που παράγεται κατά την καθίζηση των ζαροσίτη καί αλουνίτη χρησιμοποιούμε ανθρακικό μαγνήσιο. Το ίζημα ζαροσίτη, αλουνίτη απορρίπτεται με εύκολη διήθηση καί έκπλυση ως δεύτερο απόρριμμα με μικρές απώλειες νικελίου κοβαλτίου καί στο παραμένον διάλυμα τα υπάρχοντα δισθενή μέταλλα, εκτός του μαγνησίου, καταβυθίζονται με την προσθήκη οξειδίου του μαγνησίου ως υδροξείδια σε pH 9-9,5. Το ίζημα αυτό μετά από διήθηση αποτελεί το τελικό συμπύκνωμα πλουσιότερο σε νικέλιο και κοβάλτιο από αυτό της αξιώσεως 1 και με μικρότερες απώλειες νικελίου, κοβαλτίου.
4. Εναλλακτικά στην αξίωση 3 ως μονοσθενές κατιόν για την καταβύθιση ζαροσίτη και αλουνίτη χρησιμοποιούμε το Κ<+>που γίνεται με την προσθήκη K2SO4αντί για (NH4)2SO4.
5. _Εναλλακτικά στις αξιώσεις 3 και 4 αντί για την χρήση ανθρακικού μαγνησίου για την εξουδετέρωση της αρχικής περίσσειας οξέως και του οξέως που παράγεται κατά τον σχηματισμό ζαροσίτη και αλουνίτη αντί για ανθρακικό μαγνήσιο χρησιμοποιούμε μαγνήσια.
GR20220100472A 2022-06-04 2022-06-04 Ανακτηση συμπυκνωματος νικελιου, κοβαλτιου απο φτωχα σιδηρονικελιουχα λατεριτικα μεταλλευματα GR1010450B (el)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GR20220100472A GR1010450B (el) 2022-06-04 2022-06-04 Ανακτηση συμπυκνωματος νικελιου, κοβαλτιου απο φτωχα σιδηρονικελιουχα λατεριτικα μεταλλευματα

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GR20220100472A GR1010450B (el) 2022-06-04 2022-06-04 Ανακτηση συμπυκνωματος νικελιου, κοβαλτιου απο φτωχα σιδηρονικελιουχα λατεριτικα μεταλλευματα

Publications (1)

Publication Number Publication Date
GR1010450B true GR1010450B (el) 2023-04-28

Family

ID=83995084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
GR20220100472A GR1010450B (el) 2022-06-04 2022-06-04 Ανακτηση συμπυκνωματος νικελιου, κοβαλτιου απο φτωχα σιδηρονικελιουχα λατεριτικα μεταλλευματα

Country Status (1)

Country Link
GR (1) GR1010450B (el)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2899300A (en) * 1959-08-11 Method for extracting nickel from
US3466144A (en) * 1967-07-03 1969-09-09 American Metal Climax Inc Treatment of nickeliferous oxidic materials for the recovery of nickel values
US4548794A (en) * 1983-07-22 1985-10-22 California Nickel Corporation Method of recovering nickel from laterite ores
WO2009146518A1 (en) * 2008-06-02 2009-12-10 Vale S.A. Magnesium recycling and sulphur recovery in leaching of lateritic nickel ores
CN103074493A (zh) * 2013-02-20 2013-05-01 广西银亿科技矿冶有限公司 水镁石用于回收镍钴

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2899300A (en) * 1959-08-11 Method for extracting nickel from
US3466144A (en) * 1967-07-03 1969-09-09 American Metal Climax Inc Treatment of nickeliferous oxidic materials for the recovery of nickel values
US4548794A (en) * 1983-07-22 1985-10-22 California Nickel Corporation Method of recovering nickel from laterite ores
WO2009146518A1 (en) * 2008-06-02 2009-12-10 Vale S.A. Magnesium recycling and sulphur recovery in leaching of lateritic nickel ores
CN103074493A (zh) * 2013-02-20 2013-05-01 广西银亿科技矿冶有限公司 水镁石用于回收镍钴

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MCDONALD, R.G. WHITTINGTON, B.I.: "Atmospheric acid leaching of nickel laterites review", HYDROMETALLURGY., ELSEVIER SCIENTIFIC PUBLISHING CY. AMSTERDAM., NL, vol. 91, no. 1-4, 28 November 2007 (2007-11-28), NL , pages 35 - 55, XP022524528, ISSN: 0304-386X, DOI: 10.1016/j.hydromet.2007.11.009 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7559972B2 (en) Process for enhanced acid leaching of laterite ores
EP3417082B1 (en) Lithium recovery from phosphate minerals
AU2008286193B2 (en) Atmospheric acid leach process for laterites
US20080271571A1 (en) Process for Leaching Lateritic Ore at Atmospheric Pressure
JP2009520661A (ja) 酸化マグネシウムの回収
JP2002520483A (ja) マグネシウム金属、塩化マグネシウム、マグネサイトおよびマグネシウムをベースとした生成物の単離並びに製造方法
EP1971695A1 (en) Recovery of solid magnesium sulfate hydrate
AU2015247229B2 (en) Wet-mode nickel oxide ore smelting method
CA2521817A1 (en) Process for leaching lateric ore at atmospheric pressure
AU2018316972B2 (en) Leaching treatment method, and wet smelting method of nickel oxide ore
GR1010450B (el) Ανακτηση συμπυκνωματος νικελιου, κοβαλτιου απο φτωχα σιδηρονικελιουχα λατεριτικα μεταλλευματα
BR112012006766B1 (pt) Método para recuperar níquel e cobalto a partir de laterita
EP2462249B1 (en) Process for the recovery of metals such as nickel from an iron-containing ore by leaching with acidic sulfate solution
RU2281978C1 (ru) Способ осаждения сульфидного концентрата никеля и кобальта из сернокислотных растворов
AU2007200975A1 (en) Process for recovering nickel and cobalt from oversize ore particles
Köse Hydrometallurgical processing of lateritic nickel ores
FI129207B (en) Method for treating a solution containing metal sulphates
Maulidia et al. Role of Cooling Temperature on Impurities Precipitation of Metal Sulfate Solution Derived from Crude Ferronickel Leaching Using MgO
AU2017220174B2 (en) Neutralization method and nickel oxide ore hydrometallurgical method
AU2006212723B2 (en) Process for enhanced acid leaching of laterite ores
Eghtesad Optimization of magnesium removal from hydrometallurgical leach liquors by struvite formation
WO2023077215A1 (en) Process of extracting nickel sulfate from asbestos mining residue
Adhikara et al. Characterization of Iron Removal Process Products from Atmospheric Lateritic Ore Leaching Solution by using 20 and 25% of Calcium Carbonate
WO2022256903A1 (en) Lithium recovery and purification
Jordan Processing Technologies for Extracting Cobalt from Domestic Resources

Legal Events

Date Code Title Description
PG Patent granted

Effective date: 20230510