JP2020117749A - Method for preparing ore slurry - Google Patents

Method for preparing ore slurry Download PDF

Info

Publication number
JP2020117749A
JP2020117749A JP2019008457A JP2019008457A JP2020117749A JP 2020117749 A JP2020117749 A JP 2020117749A JP 2019008457 A JP2019008457 A JP 2019008457A JP 2019008457 A JP2019008457 A JP 2019008457A JP 2020117749 A JP2020117749 A JP 2020117749A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ore
slurry
ore slurry
nickel
storage tank
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2019008457A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
大地 村瀬
Daichi Murase
大地 村瀬
勝輝 佐藤
Katsuaki Sato
勝輝 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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 Sumitomo Metal Mining Co Ltd filed Critical Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority to JP2019008457A priority Critical patent/JP2020117749A/en
Publication of JP2020117749A publication Critical patent/JP2020117749A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

To provide a method capable of usually and stably manufacturing ore slurry without generating a problem on the transfer of the ore slurry.SOLUTION: A method for preparing ore slurry used as a raw material in a high pressure acid exudation method for collecting nickel and cobalt by subjecting a nickel oxide ore to acid exudation at a high temperature and a high pressure comprises: a pulverization and classification step S1 of uniforming the nickel oxide ore with a predetermined particle size; an ore slurry condensation step S2 of condensing the ore slurry obtained in the pulverization and classification step S1; and a slurry storing/sending step S3 of sending the slurry to the post step after storing the condensed ore slurry in a slurry storage tank once. After pressurizing the condensed ore slurry extracted from the bottom of the slurry storage tank by a circulating pump, the condensed ore slurry is self-circulated by returning the slurry to the slurry storage tank.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、採掘後のニッケル酸化鉱石の原鉱石を処理して鉱石スラリーを調製する方法に関し、特に移送配管系の閉塞等の問題の発生を防止すべく降伏応力を抑えた鉱石スラリーを調製する方法に関する。 The present invention relates to a method for treating an original ore of nickel oxide ore after mining to prepare an ore slurry, and in particular, to prepare an ore slurry in which a yield stress is suppressed so as to prevent the occurrence of problems such as blockage of a transfer pipe system. Regarding the method.

非鉄金属製錬においては、近年、低品位の原料鉱石からニッケルやコバルトなどの有価金属を回収する技術が求められており、鉱石原料全体に対してニッケルを1.0〜2.0質量%、コバルトを0.1〜0.5質量%程度含有する低品位ニッケル酸化鉱石からこれらニッケルやコバルトを効率的に回収する湿式製錬法として、高温高圧下で硫酸を用いて酸浸出するHPAL法(High Pressure Acid Leaching)とも呼称される高圧酸浸出法が注目されている。 In the non-ferrous metal smelting, in recent years, a technology for recovering valuable metals such as nickel and cobalt from low-grade raw material ores has been required, and 1.0 to 2.0 mass% of nickel is contained in the entire ore raw material, As a hydrometallurgical method for efficiently recovering nickel and cobalt from a low-grade nickel oxide ore containing 0.1 to 0.5 mass% of cobalt, an HPAL method of acid leaching with sulfuric acid under high temperature and high pressure ( Attention has been focused on a high-pressure acid leaching method, which is also called High Pressure Acid Leaching.

上記のHPAL法は、例えば特許文献1に記載されているように、ニッケル酸化鉱石に水を加えて調製した鉱石スラリーを高温高圧下で硫酸により浸出し、これにより有価金属のニッケル及びコバルトのほか不純物元素を含む浸出液を得る浸出工程と、該浸出液のpHを調整することで不純物元素のうち主に鉄からなる中和澱物を生成し、これを濃縮スラリーの形態で除去することで浄液されたニッケル回収用母液を得る中和工程と、該ニッケル回収用母液に硫化水素ガスを添加することでニッケル・コバルト混合硫化物を生成し、これを貧液から分離して回収する硫化工程とを有している。 In the HPAL method, for example, as described in Patent Document 1, an ore slurry prepared by adding water to a nickel oxide ore is leached with sulfuric acid under high temperature and high pressure, whereby nickel and cobalt other than valuable metals are added. A leaching step for obtaining a leaching solution containing an impurity element, and a pH of the leaching solution is adjusted to produce a neutralized precipitate composed mainly of iron among the impurity elements, and the neutralized precipitate is removed in the form of a concentrated slurry to obtain a purified solution. A neutralization step for obtaining a nickel recovery mother liquor, and a sulfurization step for producing a nickel-cobalt mixed sulfide by adding hydrogen sulfide gas to the nickel recovery mother liquor, and separating and recovering the nickel-cobalt mixed sulfide from the poor liquid have.

上記のHPAL法のうち、浸出工程においては、一般的に鉱石スラリー中のニッケルやコバルトの90%以上を浸出させることができ、固液分離により浸出残渣から分離された浸出液は、次の中和工程において中和法により該浸出液中の不純物が分離除去される。この中和工程の次工程の硫化工程で回収されるニッケル・コバルト混合硫化物は、ニッケル品位が55〜60%、コバルト品位が3〜6%程度であり、ニッケル製錬やコバルト製錬の中間原料として用いられる。 Among the above HPAL methods, in the leaching step, generally 90% or more of nickel and cobalt in the ore slurry can be leached, and the leachate separated from the leaching residue by solid-liquid separation is subjected to the next neutralization. In the step, impurities in the leachate are separated and removed by a neutralization method. The nickel-cobalt mixed sulfides recovered in the sulfurization step, which is the next step of the neutralization step, have a nickel grade of 55-60% and a cobalt grade of 3-6%, which is an intermediate level between nickel smelting and cobalt smelting. Used as a raw material.

ところで、上記のHPAL法の原料として用いるニッケル酸化鉱石は、一般的に鉱山を採掘することで得た原鉱石に対して様々な前処理を行う鉱石処理工程を経ることで鉱石スラリーの形態に調製される。このニッケル酸化鉱石の鉱石処理工程では、ニッケル品位1.0〜2.0%程度の低品位のニッケル酸化鉱石に対して、多段階からなる分級(篩別)及び粉砕を行うことによって、所定の粒度を有する鉱石が所定の濃度で含まれる鉱石スラリーを作製し、これを回収して浸出工程に移送することが行われる。このようにして作製される鉱石スラリーは、一般的には過剰の水分を含んでいるため、例えば特許文献2に記載されているように、上記浸出工程に移送する前に鉱石スラリーの濃縮を行うシックナーにおいて当該過剰の水分を除去することが行われる。 By the way, the nickel oxide ore used as a raw material for the above HPAL method is generally prepared in the form of an ore slurry by undergoing an ore treatment step of performing various pretreatments on a raw ore obtained by mining a mine. To be done. In the ore processing step of this nickel oxide ore, a low grade nickel oxide ore with a nickel grade of about 1.0 to 2.0% is subjected to multi-stage classification (sieving) and pulverization to obtain a predetermined amount. An ore slurry containing an ore having a particle size at a predetermined concentration is prepared, and this is recovered and transferred to a leaching step. Since the ore slurry thus produced generally contains excess water, the ore slurry is concentrated before being transferred to the leaching step as described in Patent Document 2, for example. The excess water is removed in a thickener.

上記のシックナーでは、沈降分離により得られる濃縮スラリー中の固形分の比率や密度を管理しており、そのため、装入される鉱石量等に応じて凝集剤の添加量が調整されている。これにより、上記浸出工程に移送される単位体積当たりの鉱石スラリーに含まれる鉱石成分が増加するため、プラント全体の操業効率を向上させることができる。しかしながら、上記のスラリー中の固形分の比率や密度は、高くなればなるほどスラリーの粘性も上昇する傾向がある。また、凝集剤を多量に添加量すると、スラリーの粘性が高くなりすぎる場合がある。このように、スラリーの粘性が高くなりすぎると、スラリーの移送配管が頻繁に閉塞する問題が生じやすくなり、場合によってはプラントを一時的に停止させる事態に至り、操業効率が大きく低下することになる。 In the above thickener, the ratio and density of the solid content in the concentrated slurry obtained by sedimentation are controlled, and therefore the addition amount of the flocculant is adjusted according to the amount of ore charged. As a result, the ore component contained in the ore slurry per unit volume transferred to the leaching step increases, so that the operation efficiency of the entire plant can be improved. However, the viscosity of the slurry tends to increase as the proportion or density of the solid content in the slurry increases. Further, when a large amount of the aggregating agent is added, the viscosity of the slurry may become too high. As described above, when the viscosity of the slurry becomes too high, the problem that the transfer pipe of the slurry is frequently blocked tends to occur, and in some cases, the plant may be temporarily stopped, resulting in a significant decrease in operating efficiency. Become.

そこで、鉱石スラリーの粘度を低下させるため、例えば特許文献3には、鉱石スラリーの固形分の含有率を最適値である40〜45質量%に維持する技術が開示されている。また、特許文献4には、粒度測定工程にて測定された粒度が所定値を下回った場合に、解砕・分級工程にて除去されたオーバーサイズの鉱石粒子の一部を固液分離装置に添加することで鉱石スラリーの粘度の上昇を抑える技術が開示されている。一方、上記特許文献4には、鉱石スラリーの粘度上昇の対策として、移送前の鉱石スラリーに対して「剪断ポンプ」を使用し、これにより剪断力を複数回掛けることによって粘度を低下させる効果(shear thinning効果)が得られることが記載されている。 Therefore, in order to reduce the viscosity of the ore slurry, for example, Patent Document 3 discloses a technique for maintaining the solid content of the ore slurry at an optimum value of 40 to 45 mass %. Further, in Patent Document 4, when the particle size measured in the particle size measuring step is lower than a predetermined value, a part of the oversized ore particles removed in the crushing/classifying step is transferred to a solid-liquid separation device. A technique for suppressing an increase in the viscosity of the ore slurry by adding it is disclosed. On the other hand, in the above-mentioned Patent Document 4, as a measure for increasing the viscosity of the ore slurry, an effect of lowering the viscosity by using a “shear pump” for the ore slurry before transfer and applying a shearing force a plurality of times by this ( It is described that a shear thinning effect) can be obtained.

更に特許文献5には、高圧酸浸出法の原料となる鉱石スラリーのシックナーを用いた濃縮段階において、該鉱石スラリーに移送上の問題を生じさせないようにするため、凝集剤の分子量や、その添加時の希釈率を規定したり、凝集剤の添加量を規定したりすること、更には濃縮後の鉱石スラリーの温度を規定することによって、濃度と粘度が調整された鉱石スラリーを作製する技術が開示されている。また、特許文献6には、高圧酸浸出法の原料となるニッケル酸化鉱石の水性スラリーに対して、中和剤を添加してpHを等電点近傍に調整することにより、鉱石スラリーの沈降速度又は降伏応力を制御し、これにより鉱石スラリーの固形分濃度を高める技術が開示されている。 Further, in Patent Document 5, in order to prevent a transfer problem from occurring in the ore slurry in the concentration step of the ore slurry as a raw material for the high-pressure acid leaching method using a thickener, the molecular weight of the aggregating agent and its addition are added. A technique for producing an ore slurry whose concentration and viscosity are adjusted by specifying the dilution rate at the time, specifying the addition amount of the coagulant, and further specifying the temperature of the ore slurry after concentration It is disclosed. Further, in Patent Document 6, a sedimentation rate of an ore slurry is obtained by adding a neutralizing agent to an aqueous slurry of nickel oxide ore, which is a raw material for a high-pressure acid leaching method, to adjust the pH to near the isoelectric point. Alternatively, a technique for controlling the yield stress and thereby increasing the solid content concentration of the ore slurry is disclosed.

特開2005−350766号公報JP, 2005-350766, A 特開2009−173967号公報JP, 2009-173967, A 国際公開第2016/117051号International Publication No. 2016/117051 特開2013−95998号公報JP, 2013-95998, A 特開2012−153922号公報JP 2012-153922 A 特開2008−189999号公報JP, 2008-189999, A

上記の特許文献1〜4に開示されている技術により鉱石スラリーの移送時に生じる閉塞等の問題をある程度抑制することができると思われるものの、他の外乱要因で配管が閉塞することがあった。特に、鉱石スラリーの降伏応力が約100Pa以上に上昇した際に、スラリー配管がしばしば閉塞することがあった。例えば、スラリーの移送系に設けられるポンプに、一般的に使用される比較的安価な遠心式ポンプを用いた場合、送液可能なスラリーの降伏応力は100Pa程度と言われている。そのため、この降伏応力を超えるスラリーを送液すると、ポンプが停止したり、配管系が閉塞したりするおそれある。 Although it is considered that the techniques disclosed in the above Patent Documents 1 to 4 can suppress the problem such as clogging that occurs when the ore slurry is transferred, the pipe may be clogged due to other disturbance factors. In particular, when the yield stress of the ore slurry increased to about 100 Pa or more, the slurry pipe was often blocked. For example, when a relatively inexpensive centrifugal pump that is generally used is used as a pump provided in a slurry transfer system, it is said that the yield stress of the slurry that can be sent is about 100 Pa. Therefore, when the slurry that exceeds the yield stress is sent, the pump may stop or the piping system may be blocked.

この対策として、降伏応力が100Paを超えるスラリーの場合は、希釈などを行ってスラリーの降伏応力を100Pa以下に調整することが考えられる。しかしながら、この場合は、どの程度まで希釈すればよいのか判断するのが困難であるため、安全をみて過剰に希釈することになるため不経済になる。あるいは、希釈せずに、動力が大きく定量性のあるポンプや前述した剪断ポンプを使用して上記スラリーをそのまま送液することが考えられるが、これらポンプは価格が高価であるうえ、特に剪断ポンプの場合は構造が複雑になるため、設備コストや保守コストが高くなるので好ましくない。 As a countermeasure against this, in the case of a slurry having a yield stress of more than 100 Pa, it may be possible to adjust the yield stress of the slurry to 100 Pa or less by performing dilution or the like. However, in this case, it is difficult to determine how much to dilute, and therefore it is uneconomical to dilute excessively for safety. Alternatively, it is conceivable to feed the slurry as it is by using a pump having a large power and a quantitative property or the above-mentioned shear pump without diluting, but these pumps are expensive, and especially the shear pump is used. In the case of (1), the structure becomes complicated, and the equipment cost and maintenance cost increase, which is not preferable.

したがって、上述したように鉱石スラリーの固形分比率を高めて操業効率を向上させながら、これに伴って生じやすい鉱石スラリーの粘性上昇を抑えて粘性を低く維持するという相反する要件を満たすことが必要になる。本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、鉱石スラリーの降伏応力を簡便な方法で低下させることで、該鉱石スラリーの移送上の問題を発生させることなく常時安定的に鉱石スラリーを製造可能な方法を提供することを目的としている。 Therefore, as described above, it is necessary to satisfy the contradictory requirements that the solid content ratio of the ore slurry is increased and the operating efficiency is improved, while the viscosity increase of the ore slurry, which is likely to occur along with this, is suppressed and the viscosity is kept low. become. The present invention has been made in view of the above circumstances, by reducing the yield stress of the ore slurry by a simple method, always stable ore slurry without causing problems in the transfer of the ore slurry It is an object of the present invention to provide a method capable of manufacturing

上記目的を達成するため、本発明に係る鉱石スラリーの調製方法は、ニッケル酸化鉱石に対して高温高圧下で酸浸出処理を行うことによってニッケル及びコバルトを回収する高圧酸浸出法の原料に用いる鉱石スラリーの調製方法であって、該ニッケル酸化鉱石を所定の粒度に揃える粉砕・分級工程と、前記粉砕・分級工程で得られたスラリー状の鉱石スラリーを濃縮する鉱石スラリー濃縮工程と、該濃縮された鉱石スラリーを貯液槽に一旦貯留した後、後工程に送液する貯留・送液工程とを含む鉱石スラリーの調製方法であって、前記貯液槽の底部から抜き出した前記濃縮された鉱石スラリーを循環ポンプで昇圧した後、該貯液槽に戻すことで該濃縮された鉱石スラリーを自己循環させることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the method for preparing an ore slurry according to the present invention is an ore used as a raw material for a high pressure acid leaching method for recovering nickel and cobalt by subjecting a nickel oxide ore to an acid leaching treatment under high temperature and high pressure. A method for preparing a slurry, comprising a crushing/classifying step of aligning the nickel oxide ore to a predetermined particle size, an ore slurry concentrating step of concentrating the slurry-like ore slurry obtained in the crushing/classifying step, and the concentrated step. A method for preparing an ore slurry, comprising the step of temporarily storing the ore slurry in a liquid storage tank, and then sending the liquid to a subsequent step, wherein the concentrated ore extracted from the bottom of the liquid storage tank. It is characterized in that the concentrated ore slurry is self-circulated by returning the pressure to the storage tank after the pressure of the slurry is increased by a circulation pump.

本発明によれば、鉱石スラリーの降伏応力を簡便な方法で低下させることができ、よって鉱石スラリーの配管系の閉塞などの鉱石スラリーの移送上の問題を発生させることなく常時安定的に鉱石スラリーを製造することが可能になる。 According to the present invention, the yield stress of the ore slurry can be reduced by a simple method, and thus the ore slurry is always stable without causing problems in the transfer of the ore slurry such as clogging of the piping system of the ore slurry. Can be manufactured.

本発明の実施形態の鉱石スラリーの調製方法の工程図である。It is process drawing of the preparation method of the ore slurry of embodiment of this invention. 図1の貯留・送液工程で行われる鉱石スラリーの自己循環の模式的なフロー図である。FIG. 2 is a schematic flow diagram of self-circulation of ore slurry that is performed in the storing/sending process of FIG. 1. 自己循環流量とスラリー降伏応力との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a self-circulation flow rate and a slurry yield stress. 本発明の調製方法で調製された鉱石スラリーを原料として行われるニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法の一具体例の工程図である。It is a process drawing of one specific example of the hydrometallurgical method of nickel oxide ore performed using the ore slurry prepared by the preparation method of the present invention as a raw material.

以下、本発明の鉱石スラリーの調製方法の実施形態及び該調製方法により調製された鉱石スラリーを原料に用いて行われる金属製錬方法について、図面を参照しながら以下の順序に沿って詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更例や代替例を含むものである。
1.鉱石スラリーの調製方法
1−1.概要
1−2.各工程について
2.金属製錬方法(ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法)
Hereinafter, an embodiment of a method for preparing an ore slurry of the present invention and a metal smelting method performed using an ore slurry prepared by the method as a raw material will be described in detail in the following order with reference to the drawings. To do. The present invention is not limited to the following embodiments, and includes various modifications and alternatives without departing from the scope of the present invention.
1. Preparation method of ore slurry 1-1. Overview 1-2. About each process 2. Metal smelting method (hydrometallurgical method of nickel oxide ore)

<1.鉱石スラリーの調製方法>
<1−1.概要>
本発明の実施形態に係る鉱石スラリーの調製方法は、例えばニッケル酸化鉱石などの原料鉱石に対して、高温高圧下で硫酸を用いて酸浸出処理を行うことによりニッケルやコバルト等の有価金属を回収する非鉄金属の湿式製錬において、その原料に用いる鉱石スラリーを調製する方法であり、図1の工程図に示すように、粉砕・分級工程S1、鉱石スラリー濃縮工程S2、及び貯留・送液工程S3とからなる。
<1. Preparation method of ore slurry>
<1-1. Overview>
The method for preparing an ore slurry according to the embodiment of the present invention, for example, a raw material ore such as nickel oxide ore is subjected to acid leaching with sulfuric acid under high temperature and high pressure to recover valuable metals such as nickel and cobalt. Is a method for preparing an ore slurry used as a raw material in the non-ferrous metal hydrometallurgy, which comprises a crushing/classifying step S1, an ore slurry concentrating step S2, and a storing/sending step as shown in the process diagram of FIG. It consists of S3.

すなわち、先ず粉砕・分級工程S1において、原料鉱石を粉砕した後、所定の目開きを有する篩に水と共に供給することで湿式分級を行い、これにより篩上からオーバーサイズの鉱石粒子や夾雑物を除去すると共に、篩下にアンダーサイズの鉱石粒子を含んだ粗鉱石スラリーを得る。次に鉱石スラリー濃縮工程S2において、粗鉱石スラリーをシックナーなどの固液分離装置に装入し、ここで該粗鉱石スラリーに含まれる水分の一部を分離除去して鉱石成分を濃縮する。最後に、貯留・送液工程S3において、上記濃縮された鉱石スラリーをスラリー貯液槽内に一旦貯留した後、所定の流量で抜き出して次工程の高温加圧硫酸浸出工程に送液する。 That is, first, in the crushing/classifying step S1, the raw ore is crushed, and then wet classification is performed by supplying the raw ore together with water to a sieve having a predetermined opening, whereby oversized ore particles and contaminants are removed from the sieve. Along with the removal, a coarse ore slurry containing undersized ore particles under the sieve is obtained. Next, in the ore slurry concentrating step S2, the crude ore slurry is charged into a solid-liquid separator such as a thickener, where a part of the water contained in the crude ore slurry is separated and removed to concentrate the ore components. Finally, in the storing/sending step S3, the concentrated ore slurry is once stored in the slurry storage tank, then withdrawn at a predetermined flow rate and sent to the next high temperature pressurized sulfuric acid leaching step.

本発明の実施形態に係る鉱石スラリーの製造方法は、この貯留・送液工程S3において、スラリー貯液槽に貯留している鉱石スラリーを自己循環ポンプを用いて自己循環することを特徴とするものである。以下、かかる本発明の実施形態に係る鉱石スラリーの製造方法を構成する各工程について、図1の工程フローに沿って説明する。 The method for producing an ore slurry according to the embodiment of the present invention is characterized in that, in the storage/liquid feeding step S3, the ore slurry stored in the slurry storage tank is self-circulated by using a self-circulation pump. Is. Hereinafter, each step constituting the method for producing an ore slurry according to the embodiment of the present invention will be described along the step flow of FIG. 1.

<1−2.各工程について>
(粉砕・分級工程)
先ず粉砕・分級工程S1では、原料鉱石を粉砕機で粉砕し、所定の目開きを有する格子や篩などに水と共に供給して湿式分級することでオーバーサイズの鉱石粒子を除去すると共に、アンダーサイズの鉱石粒子を含む粗鉱石スラリーを得る。この粉砕・分級工程S1では、原料鉱石中に含まれる例えば小石や木の根等の夾雑物も除去することができ、また、凝集して塊状となっている原料鉱石は解砕されて所定の目開きを有する篩で分級される。本発明の実施形態の鉱石スラリーの製造方法が対象とする原料鉱石としては、金属を含有する鉱石であれば特に限定はなく、何れの鉱石であってもかまわない。例えば、ニッケルやコバルトを含有するニッケル酸化鉱石や、銅を含有する酸化銅鉱石等を挙げることができる。
<1-2. About each process>
(Crushing/classifying process)
First, in the crushing/classifying step S1, the raw ore is crushed by a crusher, and the oversized ore particles are removed by performing wet classification by supplying it to a grid or a sieve having a predetermined opening together with water to perform undersize. A crude ore slurry containing ore particles of is obtained. In this crushing/classifying step S1, it is possible to remove impurities such as pebbles and tree roots contained in the raw material ore, and the raw ore that is agglomerated into a lump is crushed to have a predetermined opening. And sieve. The raw material ore targeted by the method for producing an ore slurry according to the embodiment of the present invention is not particularly limited as long as it is an ore containing a metal, and any ore may be used. For example, nickel oxide ore containing nickel or cobalt, copper oxide ore containing copper, and the like can be given.

上記のニッケル酸化鉱石では、主としてリモナイト鉱やサプロライト鉱等のいわゆるラテライト鉱を挙げることができる。このラテライト鉱は通常はニッケル含有量が0.8〜2.5質量%であり、水酸化物又はケイ苦土(ケイ酸マグネシウム)鉱物として含まれている。また、ラテライト鉱は鉄の含有量が10〜50質量%であり、これは主として3価の水酸化物(ゲーサイト)の形態を有しているが、一部は2価の鉄の形態でケイ苦土鉱物に含まれている。また、上記のラテライト鉱のほか、ニッケル、コバルト、マンガン、銅等の有価金属を含有する例えば深海底に賦存するマンガン瘤等の酸化鉱石でもかまわない。 Among the above nickel oxide ores, so-called laterite ores such as limonite ore and saprolite ore can be mainly mentioned. The laterite ore usually has a nickel content of 0.8 to 2.5 mass% and is contained as a hydroxide or a magnesia silicate (magnesium silicate) mineral. Further, the laterite ore has an iron content of 10 to 50 mass %, which mainly has a form of trivalent hydroxide (goethite), but a part thereof has a form of divalent iron. Included in the magnesia clay mineral. In addition to the above-mentioned laterite ores, oxide ores containing valuable metals such as nickel, cobalt, manganese, and copper such as manganese nodules existing in the deep sea floor may be used.

上記の原料鉱石の粉砕や解砕に用いる粉砕機や解砕機には特に限定はなく、一般的なボールミル、ロッドミル、SAG(Semi−Autogenous Grinding)ミル等を用いることができる。また、これら粉砕機や解砕機のサイズ、ボールミル等で用いるボールなどの解砕媒体の大きさ等についても特に限定はなく、例えば粉砕・解砕対象となる原料鉱石の粒度や硬度等の分布について予備試験を行って適宜選定すればよい。この粉砕や解砕後の原料鉱石の分級装置についても、該原料鉱石を所望の粒径に良好に分級できるものであれば特に限定はなく、例えば、一般的なグリズリーや振動ふるい等の篩分装置を1段又は複数段で用いることができるが、少なくとも最終段の分級装置には、湿式で分級を行うトロンメル式の湿式分級装置を用いるのが好ましい。 The crusher or crusher used for crushing or crushing the above raw material ore is not particularly limited, and a general ball mill, rod mill, SAG (Semi-Automatic Grinding) mill or the like can be used. Also, there is no particular limitation on the size of the crusher or crusher, the size of the crushing medium such as balls used in the ball mill, etc., for example, regarding the distribution of the particle size and hardness of the raw material ore to be crushed and crushed. Preliminary tests may be conducted and selected appropriately. The apparatus for classifying the raw ore after crushing or crushing is also not particularly limited as long as the raw ore can be satisfactorily classified to a desired particle size, and for example, a general grizzly or a vibrating sieve and the like The apparatus can be used in one stage or a plurality of stages, but it is preferable to use a Trommel type wet classifier that performs wet classification as at least the final classifier.

上記の分級装置で分級処理する際の原料鉱石のオーバーサイズとアンダーサイズの境となる分級点についても特に限定はなく、鉱石スラリーに含まれる鉱石粒子に求められる粒度分布から適宜設定することができる。例えば粒径1.4mm以下の鉱石原料からなる鉱石スラリーを製造する場合は、目開き1.4mmの篩を用いて篩分けすることによって分級点1.4mmで分級処理することができる。この場合、篩上に残存する1.4mmより大きな粒径を有する鉱石粒子は、オーバーサイズの鉱石粒子として小石や木の根等と共に除去される。 There is also no particular limitation on the classification point that becomes the boundary between the oversize and the undersize of the raw ore during the classification treatment with the above classification device, and it can be appropriately set from the particle size distribution required for the ore particles contained in the ore slurry. .. For example, in the case of producing an ore slurry composed of an ore raw material having a particle size of 1.4 mm or less, classification can be performed at a classification point of 1.4 mm by sieving using a sieve having an opening of 1.4 mm. In this case, the ore particles having a particle size larger than 1.4 mm remaining on the sieve are removed as oversized ore particles together with pebbles and tree roots.

なお、この除去されたオーバーサイズの鉱石粒子は別途回収しておき、必要に応じて後段の鉱石スラリー濃縮工程における固液分離装置に添加してもよい。一方で、目開き1.4mmの篩を通過した1.4mm以下の粒径を有する篩下(網下)の小さな鉱石粒子は、アンダーサイズの鉱石粒子として回収される。前述したように少なくとも最終段の分級装置では水と共に原料鉱石の装入が行われる湿式で分級されるので篩下に水と共に回収されるアンダーサイズの鉱石粒子は、粗鉱石スラリーの形態で次工程に移送される。 The removed oversized ore particles may be separately collected and, if necessary, added to the solid-liquid separation device in the subsequent ore slurry concentration step. On the other hand, small ore particles under the sieve (under the net) having a particle diameter of 1.4 mm or less that have passed through a sieve with a mesh of 1.4 mm are recovered as undersized ore particles. As described above, at least in the final stage classifier, the raw ore is charged together with water so that the raw ore is classified by the wet method, so the undersized ore particles recovered with water under the sieve are in the form of coarse ore slurry in the next step. Be transferred to.

(鉱石スラリー濃縮工程)
鉱石スラリー濃縮工程S2では、上記の粉砕・分級工程S1により所定の分級点で分級された鉱石粒子を含む粗鉱石スラリーを固液分離装置に導入し、ここで粗鉱石スラリー中に含まれる水分の一部を分離除去する。これにより、鉱石成分が濃縮された鉱石スラリーが得られる。
(Ore slurry concentration process)
In the ore slurry concentrating step S2, the crude ore slurry containing the ore particles classified at the predetermined classification point in the crushing/classifying step S1 is introduced into the solid-liquid separation device, and the moisture contained in the crude ore slurry is introduced therein. A part is separated and removed. As a result, an ore slurry in which the ore component is concentrated is obtained.

具体的に説明すると、この鉱石スラリー濃縮工程S2では、固液分離装置として例えば重力沈降により固液分離を行うシックナーに上記の粗鉱石スラリーを装入し、ここで固形分が除去された上澄み水をシックナー上部からオーバーフローで排出すると共に、沈降した固形分を濃縮スラリーの形態でシックナーの底部から抜き出す。この固液分離により、例えば固形分濃度40質量%程度に濃縮した鉱石スラリーが得られる。 More specifically, in the ore slurry concentration step S2, the above-mentioned crude ore slurry is charged into a thickener that performs solid-liquid separation by gravity settling, for example, as a solid-liquid separator, and the supernatant water from which the solid content is removed is added. Is discharged from the upper portion of the thickener by overflow, and the solid content settled out is discharged from the bottom portion of the thickener in the form of a concentrated slurry. By this solid-liquid separation, for example, an ore slurry concentrated to a solid content concentration of about 40 mass% can be obtained.

鉱石スラリー濃縮工程S2では、固液分離装置に装入する粗鉱石スラリーに、必要に応じて凝集剤を添加してもよい。この凝集剤の添加により粗鉱石スラリーに含まれる固形分の凝集が促進されるので、沈降分離性を高めることができる。この凝集剤には例えば高分子系の凝集剤を用いることができ、その分子量には特に制約はなく様々な分子量のものを用いることができる。凝集剤の形態にも特に制約はないが、水などの希釈液で希釈してから添加するのが好ましく、これにより凝集剤をより均質に粗鉱石スラリーに混合させることができるので、凝集剤の添加効果を十分に発揮させることができる。また、凝集剤と粗鉱石スラリーとを十分に接触させるため、上記希釈後の凝集剤を例えばシックナーのフィードウエル内を流れている粗鉱石スラリーに添加することが好ましい。 In the ore slurry concentrating step S2, a flocculant may be added to the crude ore slurry charged into the solid-liquid separator, if necessary. The addition of this aggregating agent promotes agglomeration of solids contained in the crude ore slurry, so that sedimentation and separability can be enhanced. As the aggregating agent, for example, a polymer-type aggregating agent can be used, and the molecular weight thereof is not particularly limited and various molecular weights can be used. The form of the coagulant is not particularly limited, but it is preferable to add it after diluting it with a diluting liquid such as water, which allows the coagulant to be more homogeneously mixed with the coarse ore slurry. The effect of addition can be sufficiently exerted. Further, in order to bring the flocculant into contact with the coarse ore slurry sufficiently, it is preferable to add the diluted flocculant to the coarse ore slurry flowing in the feed well of the thickener, for example.

(貯留・送液工程)
次に、貯留・送液工程S3では、図2に示すように、上記の鉱石スラリー濃縮工程S2にて濃縮された鉱石スラリーを貯液槽1に受け入れて一旦貯留した後、該貯液槽1の底部から好適には一定流量で該鉱石スラリーを抜き出して送液ポンプ2で昇圧し、次工程の高温加圧硫酸浸出工程に送液する。この貯液槽1には、その底部から鉱石スラリーを抜き出して循環ポンプ3で昇圧し、該貯液槽1の上部に戻す循環系4が別途設けられており、この循環系4で鉱石スラリーを自己循環させることで、鉱石スラリーに剪断応力をかけることができるので、その降伏応力を低下させることができる。
(Storage/liquid transfer process)
Next, in the storing/sending step S3, as shown in FIG. 2, the ore slurry concentrated in the ore slurry concentrating step S2 is received in the storage tank 1 and temporarily stored therein, and then the storage tank 1 is stored. The ore slurry is preferably withdrawn from the bottom of the tank at a constant flow rate, the pressure is increased by the liquid sending pump 2, and the solution is sent to the high temperature pressurized sulfuric acid leaching step of the next step. The liquid storage tank 1 is additionally provided with a circulation system 4 for extracting the ore slurry from the bottom thereof, pressurizing it with the circulation pump 3 and returning it to the upper part of the liquid storage tank 1. The circulation system 4 supplies the ore slurry. By self-circulating, a shear stress can be applied to the ore slurry, so that the yield stress can be reduced.

具体的には、上記の循環系4での自己循環により降伏応力を100Pa以下に抑えた鉱石スラリーを調製することができる。これにより、前述した送液ポンプ2に一般的なポンプを用いても、配管系の閉塞等の送液不良等の問題を生じさせることなく、後段の例えばHPAL法の浸出工程に良好に鉱石スラリーを移送することができる。この鉱石スラリー調製方法で調製する鉱石スラリーの濃度としては、特に限定はないが、15〜45質量%になるように調製することが好ましい。 Specifically, the ore slurry in which the yield stress is suppressed to 100 Pa or less can be prepared by the self-circulation in the circulation system 4 described above. As a result, even if a general pump is used as the liquid feed pump 2 described above, the ore slurry can be satisfactorily used in the leaching step of the latter stage, for example, the HPAL method, without causing problems such as liquid feed failure such as clogging of the piping system. Can be transferred. The concentration of the ore slurry prepared by this ore slurry preparation method is not particularly limited, but it is preferably prepared so as to be 15 to 45 mass %.

上記の循環ポンプ3には、インペラの高速回転により生ずる遠心力で送液する遠心式ポンプを用いることができ、1段のポンプで昇圧してもよいが、例えば低圧ポンプと高圧ポンプとからなる連続する複数段のポンプで昇圧するのが好ましい。また、上記の循環系4における鉱石スラリーの循環流量は、250m/h以上が好ましい。あるいは、上記の貯液槽1の有効容量を該循環流量で除した値が8時間以上14時間以下であるのが好ましく、10時間以上12時間以下であるのがより好ましい。この循環流量が250m/h以上であれば、配管系に閉塞が発生しやすくなる領域である100Paを超える降伏応力に鉱石スラリーがならないように抑制することができる。 The circulation pump 3 may be a centrifugal pump that feeds by centrifugal force generated by high-speed rotation of the impeller, and may be boosted by a single-stage pump, for example, a low pressure pump and a high pressure pump. It is preferable to boost the pressure with a continuous multistage pump. Further, the circulation flow rate of the ore slurry in the circulation system 4 is preferably 250 m 3 /h or more. Alternatively, the value obtained by dividing the effective volume of the liquid storage tank 1 by the circulation flow rate is preferably 8 hours or more and 14 hours or less, and more preferably 10 hours or more and 12 hours or less. When the circulation flow rate is 250 m 3 /h or more, it is possible to prevent the ore slurry from becoming a yield stress exceeding 100 Pa, which is a region where clogging is likely to occur in the piping system.

なお、上記の循環流量の上限値については特に限定はないが、経済的な観点から550m/h以下であるのが好ましい。また、上記の循環系4では、スラリーの流速が1.0〜3.0m/sec程度の範囲内となるように配管サイズを定めるのが好ましい。更に、鉱石スラリーの降伏応力を測定する方法には特に限定はなく、例えばレオメーター等を用いて測定することができる。一般的には、粘度測定の対象となる流体試料に対して回転式粘度計を用いて回転体を回転させ、その際、該回転体が流体から受ける抵抗(粘性抵抗)を回転トルクなどから読み取ることで降伏応力を測定することができる。 The upper limit value of the circulation flow rate is not particularly limited, but is preferably 550 m 3 /h or less from the economical point of view. Further, in the above circulation system 4, it is preferable to determine the pipe size so that the flow rate of the slurry is within the range of about 1.0 to 3.0 m/sec. Further, the method for measuring the yield stress of the ore slurry is not particularly limited, and it can be measured using, for example, a rheometer. Generally, a rotating body is rotated using a rotary viscometer with respect to a fluid sample to be measured for viscosity, and at that time, the resistance (viscous resistance) received by the rotating body from the fluid is read from a rotating torque or the like. Therefore, the yield stress can be measured.

<2.金属製錬方法(ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法)>
次に、上述した鉱石スラリーの調製方法により調製したニッケル酸化鉱石を含む鉱石スラリーを原料として高圧酸浸出法(HPAL法)によりニッケル及びコバルトの回収を行う湿式製錬方法について図4を参照しながら説明する。
<2. Metal smelting method (hydrometallurgical method of nickel oxide ore)>
Next, a hydrometallurgical method for recovering nickel and cobalt by a high pressure acid leaching method (HPAL method) using an ore slurry containing nickel oxide ore prepared by the above-described method for preparing an ore slurry as a raw material, with reference to FIG. explain.

この図4に示すニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法は、上記の鉱石スラリーの調製方法で調製した鉱石スラリーに対して、高温高圧下で硫酸による浸出処理を行ってニッケル及びコバルトを浸出させる浸出工程S11と、該浸出工程S11で得た浸出スラリーを浸出液と浸出残渣とに固液分離する固液分離工程S12と、該浸出液を中和して中和澱物を生成し、これを分離除去してニッケル等の有価金属を含んだ硫酸水溶液からなるニッケル回収用の母液を得る中和工程S13と、該母液に硫化水素ガスを吹き込んで硫化反応を行うことでニッケルを含む硫化物を生成し、これを貧液から分離して回収する硫化工程S14とを有する。以下、これら工程の各々についてより具体的に説明する。 The hydrometallurgical method for nickel oxide ore shown in FIG. 4 is a leaching step for leaching nickel and cobalt by subjecting the ore slurry prepared by the above-mentioned method for preparing ore slurry to leaching with sulfuric acid under high temperature and high pressure. S11, a solid-liquid separation step S12 in which the leaching slurry obtained in the leaching step S11 is subjected to solid-liquid separation into a leaching solution and a leaching residue, and the leaching solution is neutralized to form a neutralized precipitate, which is separated and removed. Neutralization step S13 for obtaining a mother liquor for recovering nickel consisting of an aqueous sulfuric acid solution containing a valuable metal such as nickel, and hydrogen sulfide gas is blown into the mother liquor to perform a sulfurization reaction to generate a sulfide containing nickel, And a sulfurization step S14 for separating and recovering this from the poor liquid. Hereinafter, each of these steps will be described more specifically.

(浸出工程)
浸出工程S11では、上記鉱石スラリー調製方法にて調製された鉱石スラリーを例えばオートクレーブと称する高温加圧容器に装入し、更に該高温加圧容器に硫酸を添加して220〜280℃程度の高温条件下で攪拌しながら浸出処理させる。この浸出処理では、下記の式1〜3で表される浸出反応と、式4〜5で表わされる高温熱加水分解反応とが生じ、ニッケル、コバルト等の硫酸塩としての浸出と、浸出された硫酸鉄のヘマタイトとしての固定化が行われる。これにより浸出液と浸出残渣とからなる浸出スラリーが生成される。ただし、鉄イオンの固定化は完全には進行しないため、通常、得られる浸出スラリーの液部分には、ニッケル、コバルト等の有価金属の他に2価と3価の鉄イオンが含まれる。
(Leaching process)
In the leaching step S11, the ore slurry prepared by the ore slurry preparation method is charged into, for example, a high temperature pressure vessel called an autoclave, and sulfuric acid is added to the high temperature pressure vessel to obtain a high temperature of about 220 to 280°C. The leaching process is performed under stirring under the conditions. In this leaching process, a leaching reaction represented by the following formulas 1 to 3 and a high-temperature thermal hydrolysis reaction represented by formulas 4 to 5 occurred, and leaching as a sulfate such as nickel and cobalt and leaching were performed. Immobilization of iron sulfate as hematite is performed. As a result, a leaching slurry composed of the leaching liquid and the leaching residue is generated. However, since the fixation of iron ions does not proceed completely, the liquid portion of the obtained leaching slurry normally contains divalent and trivalent iron ions in addition to valuable metals such as nickel and cobalt.

[式1]
MO+HSO→MSO+H
(式中、Mは、Ni、Co、Fe、Zn、Cu、Mg、Cr、Mn等を表す)
[式2]
2Fe(OH)+3HSO→Fe(SO)+6H
[式3]
FeO+HSO→FeSO+H
[式4]
2FeSO+HSO+1/2O→Fe(SO)+H
[式5]
Fe(SO)+3HO→Fe+3HSO
[Formula 1]
MO+H 2 SO 4 → MSO 4 +H 2 O
(In the formula, M represents Ni, Co, Fe, Zn, Cu, Mg, Cr, Mn, etc.)
[Formula 2]
2Fe(OH) 3 +3H 2 SO 4 →Fe 2 (SO 4 ) 3 +6H 2 O
[Formula 3]
FeO+H 2 SO 4 →FeSO 4 +H 2 O
[Formula 4]
2FeSO 4 +H 2 SO 4 +1/2O 2 →Fe 2 (SO 4 ) 3 +H 2 O
[Formula 5]
Fe 2 (SO 4 ) 3 +3H 2 O→Fe 2 O 3 +3H 2 SO 4

上記高温加圧容器に添加する硫酸の添加量には特に限定はないが、一般的には鉱石中の鉄が十分に浸出されるように化学量論量よりも過剰に添加することが行われている。具体的には、鉱石1トン当り300〜400kg程度の硫酸が添加される。この鉱石1トン当りの硫酸添加量が300kg未満では浸出処理が不十分になるおそれがあり、逆に400kgを超えると硫酸コストがかかりすぎるので好ましくない。 The amount of sulfuric acid added to the high temperature pressure vessel is not particularly limited, but generally, it is performed by adding an excessive amount over the stoichiometric amount so that iron in the ore is sufficiently leached. ing. Specifically, about 300 to 400 kg of sulfuric acid is added per ton of ore. If the amount of sulfuric acid added per ton of ore is less than 300 kg, the leaching process may be insufficient, and if it exceeds 400 kg, the cost of sulfuric acid is too high, which is not preferable.

(固液分離工程)
固液分離工程S12では、上記浸出工程S11で生成した浸出スラリーを好適には多段洗浄法により洗浄しながら固液分離することで、ニッケル及びコバルトを含む浸出液を浸出残渣から分離する。この多段洗浄法には、特に限定するものではないが、複数基のシックナーを直列に接続してニッケルを含まない洗浄液と上記浸出スラリーとを互いに向流に流すことで接触させるCCD法(Counter Current Decantation)とも称する連続向流洗浄法を用いることが好ましい。この連続向流洗浄法を用いることによって、系内に新たに導入する洗浄液を削減することができるうえ、ニッケル及びコバルトの回収率を95%以上にすることができる。
(Solid-liquid separation process)
In the solid-liquid separation step S12, the leachate containing nickel and cobalt is separated from the leach residue by performing solid-liquid separation while washing the leach slurry generated in the leach step S11, preferably by a multi-step cleaning method. This multi-stage cleaning method is not particularly limited, but a CCD method (Counter Current) in which a plurality of thickeners are connected in series and the nickel-free cleaning liquid and the above-mentioned leached slurry are brought into contact with each other by flowing countercurrently to each other It is preferable to use a continuous countercurrent washing method also called Decantation). By using this continuous countercurrent cleaning method, the cleaning liquid newly introduced into the system can be reduced and the recovery rate of nickel and cobalt can be 95% or more.

(中和工程)
中和工程S13では、上記固液分離工程S12にて得た浸出液に対して、酸化を抑制しながらそのpH調整のために炭酸カルシウム等の中和剤を添加する。これにより、浸出工程S11で過剰に添加した酸を中和処理すると共に、浸出液中に残留する3価の鉄イオンやアルミニウムイオン等の不純物から中和澱物を生成させる。この中和澱物を分離除去し、ニッケル回収用の母液を得る。
(Neutralization process)
In the neutralization step S13, a neutralizing agent such as calcium carbonate is added to the leachate obtained in the solid-liquid separation step S12 in order to adjust its pH while suppressing oxidation. As a result, the acid added in excess in the leaching step S11 is neutralized, and at the same time neutralized precipitates are produced from impurities such as trivalent iron ions and aluminum ions remaining in the leaching solution. The neutralized precipitate is separated and removed to obtain a mother liquor for recovering nickel.

上記の中和剤の添加によるpH調整では、浸出液のpHを4以下にするのが好ましく、3.2〜3.8にするのがより好ましい。この浸出液のpHが4を超えると、ニッケルの水酸化物の発生が多くなり、その結果ニッケル回収率が低下するので好ましくない。また、この中和工程S13において浸出液中に残留する3価の鉄イオンを除去するに際して、浸出液中に2価で存在する鉄イオンを酸化させないことが好ましい。そのため、例えば空気の吹込み等が生じないようにして溶液の酸化を極力防止することが好ましい。これにより、2価の鉄の除去に伴う炭酸カルシウムの消費量の増加を抑えることができる。また、中和澱物スラリーの生成量の増加を抑えることができるので、結果的に中和澱物に伴ってニッケルがロスするのを抑えることができる。 In the pH adjustment by adding the above-mentioned neutralizing agent, the pH of the leachate is preferably 4 or less, more preferably 3.2 to 3.8. If the pH of the leachate exceeds 4, the generation of nickel hydroxide will increase and, as a result, the nickel recovery rate will decrease, which is not preferable. Further, when removing the trivalent iron ions remaining in the leachate in the neutralization step S13, it is preferable not to oxidize the divalent iron ions present in the leachate. Therefore, it is preferable to prevent the air from being blown into the solution and prevent the solution from being oxidized as much as possible. As a result, it is possible to suppress an increase in the consumption of calcium carbonate due to the removal of divalent iron. Further, since it is possible to suppress an increase in the amount of the neutralized precipitate slurry produced, it is possible to suppress nickel loss due to the neutralized precipitate as a result.

この中和工程S13で除去した中和澱物スラリーは、必要に応じて固液分離工程S12に戻してもよい。これにより、該中和澱物スラリーに含まれるニッケルを効果的に回収することができる。すなわち、該中和工程S13よりも低いpH条件で処理する固液分離工程S12に中和澱物スラリーを繰返すことによって、浸出残渣の洗浄と同時に該中和澱物に付着したニッケル分を含んだ付着水を回収できるうえ、中和澱物の表面部での局所的な反応により生成した水酸化ニッケルの溶解を促進させることができるので、ニッケル分の回収ロスを低減することができる。なお、ニッケルと同時に鉄の水酸化物も一部再溶解されるので、この溶解した3価の鉄イオンの固定に再度中和剤が必要となる場合がある。この点からも、上記したように2価の鉄イオンを酸化させないで中和澱物量の削減を図ることが望ましい。 The neutralized starch slurry removed in the neutralization step S13 may be returned to the solid-liquid separation step S12 if necessary. As a result, nickel contained in the neutralized precipitate slurry can be effectively recovered. That is, by repeating the neutralized starch slurry in the solid-liquid separation step S12 of treating at a pH condition lower than the neutralization step S13, the leaching residue was washed and the nickel content adhering to the neutralized precipitate was included. Since the adhered water can be recovered and the nickel hydroxide generated by the local reaction on the surface portion of the neutralized precipitate can be promoted, the recovery loss of the nickel component can be reduced. In addition, since a part of iron hydroxide is also redissolved simultaneously with nickel, a neutralizing agent may be needed again for fixing the dissolved trivalent iron ions. From this point as well, it is desirable to reduce the amount of neutralized precipitate without oxidizing the divalent iron ion as described above.

中和工程S13における反応温度は、50〜80℃程度が好ましい。この反応温度が50℃未満では、生成される3価の鉄イオンを含む中和澱物が微細になりすぎるので、上記したように中和澱物スラリーを固液分離工程S12に戻した時に該固液分離工程S12に悪影響を及ぼすおそれがある。逆に、この反応温度が80℃を超えると、装置材料が腐食されやすくなるうえ加熱のためのエネルギー消費量が増大するので製造コストが高くなる。 The reaction temperature in the neutralization step S13 is preferably about 50 to 80°C. If the reaction temperature is less than 50° C., the neutralized starch containing trivalent iron ions produced becomes too fine, so that when the neutralized starch slurry is returned to the solid-liquid separation step S12 as described above, The solid-liquid separation step S12 may be adversely affected. On the other hand, when the reaction temperature exceeds 80° C., the material of the device is easily corroded and the energy consumption for heating increases, which increases the manufacturing cost.

(硫化工程)
硫化工程S14では、上記中和工程S13において得た硫酸水溶液からなるニッケル回収用の母液に硫化水素ガスを吹き込んで硫化反応を生じさせ、ニッケルの硫化物を生成させる。この母液は、元々は上記したように浸出工程S11において鉱石スラリーを硫酸で浸出処理して得たものであり、中和工程S13においてpH調整がなされているものの、pH3.2〜4.0程度の硫酸水溶液であり、ニッケル濃度が2〜5g/L、コバルト濃度が0.1〜1.0g/Lである。また、この母液は不純物成分として鉄、マグネシウム、マンガン等を含んでいる。
(Sulfiding process)
In the sulfiding step S14, hydrogen sulfide gas is blown into the mother liquor for nickel recovery, which is formed of the sulfuric acid aqueous solution obtained in the neutralizing step S13, to cause a sulfidation reaction to generate nickel sulfide. This mother liquor was originally obtained by leaching the ore slurry with sulfuric acid in the leaching step S11 as described above, and although the pH was adjusted in the neutralization step S13, the pH was about 3.2 to 4.0. Aqueous solution of sulfuric acid having a nickel concentration of 2 to 5 g/L and a cobalt concentration of 0.1 to 1.0 g/L. Further, this mother liquor contains iron, magnesium, manganese and the like as impurity components.

上記の不純物成分は、浸出工程S11における浸出処理時の酸化還元電位、オートクレーブの操業条件、及び鉱石品位により大きく変化するが、一般的には鉄、マグネシウム、マンガンをそれぞれ数g/L程度含んでいる。このように、上記母液には不純物成分が、回収対象物質であるニッケルやコバルトに対して比較的多く存在するが、これら不純物は硫化物としての安定性が低い。そのため、これら鉄、マンガン、アルカリ金属、及びマグネシウム等のアルカリ土類金属は、生成する硫化物にはほとんど分配されない。 The above-mentioned impurity components greatly vary depending on the redox potential during the leaching process in the leaching step S11, the operating conditions of the autoclave, and the ore grade, but generally, iron, magnesium, and manganese are each contained in the amount of several g/L. There is. As described above, the mother liquor contains a relatively large amount of impurity components with respect to nickel and cobalt which are recovery target substances, but these impurities have low stability as sulfides. Therefore, these alkaline earth metals such as iron, manganese, alkali metals, and magnesium are hardly distributed to the sulfides produced.

上記母液中に亜鉛が含まれる場合には、この硫化工程S14における硫化反応によりニッケル等を硫化物として生成させる前に、亜鉛を硫化物として選択的に分離する脱亜鉛処理を行うことが好ましい。この脱亜鉛処理では、反応容器内の圧力を硫化工程S14よりも低くするなどの弱い硫化反応条件下で硫化処理を行うのが好ましい。これにより、硫化反応の速度を抑制することが可能になり、亜鉛と比較して濃度の高いニッケルの共沈を抑制しながら亜鉛を選択的に除去することができる。 When zinc is contained in the mother liquor, it is preferable to perform a dezincification treatment for selectively separating zinc as a sulfide before generating nickel or the like as a sulfide by the sulfurization reaction in the sulfiding step S14. In this dezincification treatment, it is preferable to carry out the sulfidation treatment under a weak sulfidation reaction condition such as lowering the pressure in the reaction vessel than in the sulfidation step S14. This makes it possible to suppress the rate of the sulfurization reaction, and it is possible to selectively remove zinc while suppressing coprecipitation of nickel having a higher concentration than zinc.

この硫化工程S14において生成した不純物含有率が低いニッケルを含む硫化物は、ニッケル濃度を低い水準で安定させた貧液から固液分離により回収することができる。例えば、上記のニッケルを含む硫化物のスラリーをシックナー等の沈降分離装置に導入し、ここで重力沈降により固液分離処理することによって、該硫化物をシックナーの底部から沈殿物として分離回収すると共に、該沈殿物が除去された水溶液成分を貧液としてオーバーフローにより排出することができる。なお、この貧液はpHが1〜3程度であり、上記硫化処理では硫化されない鉄、マグネシウム、マンガン等の不純物元素が残存している。 The sulfide containing nickel having a low impurity content generated in the sulfiding step S14 can be recovered by solid-liquid separation from the poor liquid in which the nickel concentration is stabilized at a low level. For example, the sulfide slurry containing nickel is introduced into a sedimentation separation device such as a thickener, and is subjected to solid-liquid separation treatment by gravity sedimentation, whereby the sulfide is separated and recovered as a precipitate from the bottom of the thickener. The aqueous solution component from which the precipitate has been removed can be discharged by overflow as a poor liquid. The poor liquid has a pH of about 1 to 3, and impurity elements such as iron, magnesium, manganese, etc., which are not sulfurized by the sulfurating treatment, remain.

この硫化工程S14においては、上記にて回収するニッケルを含む硫化物の平均粒径が所定の大きさ以上になるように、種晶としてニッケルを含む硫化物(ニッケル硫化物)を母液に添加してもよい。これにより、上記硫化物スラリーを上記シックナー等により固液分離する際、オーバーフロー液として排出される貧液中に含まれるニッケルを含む微細な浮遊固形分の濃度を低下させることができるので、ニッケルの回収ロスを低減させることができる。 In this sulfurization step S14, a sulfide containing nickel as a seed crystal (nickel sulfide) is added to the mother liquor so that the average particle size of the sulfide containing nickel recovered above becomes a predetermined size or more. May be. With this, when the sulfide slurry is subjected to solid-liquid separation by the thickener or the like, it is possible to reduce the concentration of fine suspended solids containing nickel contained in the poor liquid discharged as an overflow liquid. Recovery loss can be reduced.

上記の種晶として添加するニッケル硫化物の添加量は、母液に含まれるニッケル1質量部に対して4〜6質量部のニッケルが添加されることが好ましい。これにより、硫化処理を行う反応容器の内面への生成硫化物の付着を抑制することができると共に、貧液中のニッケル濃度をより一層に低い水準で安定させることができる。この種晶として添加するニッケル硫化物は、上記のシックナーなどの固液分離処理により回収されたニッケルを含む硫化物を一部抜き出して用いるのが好ましい。この抜き出した硫化物は平均粒径が所定の大きさ以上となるように、分級処理して粒径を調整することが好ましい。また、上記分級処理に先立ち、必要に応じて該硫化物を粉砕する処理を行ってもよい。次に、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。 The amount of nickel sulfide added as the seed crystal is preferably 4 to 6 parts by mass of nickel with respect to 1 part by mass of nickel contained in the mother liquor. This makes it possible to suppress the adhesion of the produced sulfide to the inner surface of the reaction vessel in which the sulfurating treatment is performed, and to stabilize the nickel concentration in the poor liquid at a much lower level. As the nickel sulfide added as this seed crystal, it is preferable to partially extract and use the sulfide containing nickel recovered by the solid-liquid separation treatment such as the above thickener. It is preferable to classify the extracted sulfides by classifying them so that the average particle size becomes equal to or larger than a predetermined size. In addition, prior to the classification treatment, a treatment of pulverizing the sulfide may be performed if necessary. Next, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the following examples.

[実施例]
図1に示すブロックフローに沿ってニッケル酸化鉱石を処理して鉱石スラリーの調製を行った。その際、鉱石スラリー濃縮工程S2においてシックナーにより沈降濃縮された粗鉱石スラリーを、貯留・送液工程S3において、図2に示すように滞留時間約7時間の容量を有する有効容量3472m、高さ19.8mの貯液槽1に連続的に受け入れた。この粗鉱石スラリーは、固体分濃度が42〜45質量%、密度が1.45〜1.50g/mLであった。
[Example]
The nickel oxide ore was processed according to the block flow shown in FIG. 1 to prepare an ore slurry. At that time, the crude ore slurry that has been settled and concentrated by the thickener in the ore slurry concentration step S2 is stored and fed in the storage step S3 as shown in FIG. 2 with an effective capacity of 3472 m 3 and a height of about 7 hours. It was continuously received in the 19.8 m storage tank 1. This crude ore slurry had a solid content concentration of 42 to 45 mass% and a density of 1.45 to 1.50 g/mL.

この粗鉱石スラリーを連続する2基の循環ポンプ3及び配管径10インチの循環系4を用いて1日かけて自己循環を行った。その際、該循環ポンプ3の吐出側のバルブ4aの開度を調整することで循環流量を様々に変えた。なお、この粗鉱石スラリーには、上記シックナーにおいて乾物基準の鉱石1トン当たり110〜130kgの凝集剤を添加した。また、循環ポンプ3には、Weir Minerals Australiz LTD社の型番6E−AHFのポンプを用いた。この2連循環ポンプ3による自己循環を行いながら、3連の送液ポンプ2により次工程に粗鉱石スラリーを連続的に送液した。 This crude ore slurry was self-circulated for one day using two continuous circulation pumps 3 and a circulation system 4 having a pipe diameter of 10 inches. At that time, the circulation flow rate was variously changed by adjusting the opening degree of the valve 4a on the discharge side of the circulation pump 3. To this crude ore slurry, 110 to 130 kg of a flocculant was added per ton of dry matter based on the above thickener. Further, as the circulation pump 3, a pump of model number 6E-AHF manufactured by Weir Minerals Australiaz Ltd. was used. While performing the self-circulation by the double circulation pump 3, the crude ore slurry was continuously fed to the next step by the triple liquid feeding pump 2.

上記の自己循環の循環流量と貯液槽1からサンプリングした粗鉱石スラリーの降伏応力との関係性を図3に示す。この図3から、循環流量を増加させることで、降伏応力を低下できることが分かる。特に、循環流量を250m/h以上にすることで、配管閉塞発生が生じやすくなる閾値である降伏応力100Pa以下の値を維持することができることが分かる。 FIG. 3 shows the relationship between the circulation flow rate of the self-circulation and the yield stress of the coarse ore slurry sampled from the liquid storage tank 1. From FIG. 3, it can be seen that the yield stress can be reduced by increasing the circulation flow rate. In particular, it can be seen that by setting the circulation flow rate to 250 m 3 /h or more, it is possible to maintain the value of the yield stress of 100 Pa or less, which is a threshold value at which the occurrence of pipe blockage easily occurs.

[比較例]
貯液槽1に受け入れた粗鉱石スラリーを自己循環させることなく連続的に次工程に送液した以外は上記実施例と同様にして鉱石スラリーを調製した。その結果、乾物基準の鉱石1トン当たり凝集剤を110〜120kg添加した場合は、ランダムに5回サンプリングした粗鉱石スラリーの降伏応力(Pa)が、85、88、90、100、及び100とばらついていた。また、凝集剤を120〜130kg添加した場合は、ランダムに5回サンプリングした粗鉱石スラリーの降伏応力(Pa)が、98、99、100、100、123とばらついた。これらの結果から分かるように、配管閉塞が発生しやすくなる降伏応力100Paを上回る場合が含まれていた。
[Comparative example]
An ore slurry was prepared in the same manner as in the above example, except that the crude ore slurry received in the liquid storage tank 1 was continuously sent to the next step without self-circulation. As a result, when 110 to 120 kg of a flocculant was added per 1 ton of dry matter, the yield stress (Pa) of the coarse ore slurry sampled at random 5 times varied with 85, 88, 90, 100, and 100. Was there. When 120 to 130 kg of a flocculant was added, the yield stress (Pa) of the coarse ore slurry sampled at random 5 times varied to 98, 99, 100, 100, 123. As can be seen from these results, there was included a case where the yield stress exceeded 100 Pa, which is likely to cause pipe clogging.

1 貯液槽
2 送液ポンプ
3 循環ポンプ
4 循環系
4a バルブ
S1 粉砕・分級工程
S2 鉱石スラリー濃縮工程
S3 貯留・送液工程
S11 浸出工程
S12 固液分離工程
S13 中和工程
S14 硫化工程
1 Liquid storage tank 2 Liquid feed pump 3 Circulation pump 4 Circulation system 4a Valve S1 Grinding/classification process S2 Ore slurry concentration process S3 Storage/liquid transfer process S11 Leaching process S12 Solid-liquid separation process S13 Neutralization process S14 Sulfidation process

Claims (2)

ニッケル酸化鉱石に対して高温高圧下で酸浸出処理を行うことによってニッケル及びコバルトを回収する高圧酸浸出法の原料に用いる鉱石スラリーの調製方法であって、該ニッケル酸化鉱石を所定の粒度に揃える粉砕・分級工程と、前記粉砕・分級工程で得られたスラリー状の鉱石スラリーを濃縮する鉱石スラリー濃縮工程と、該濃縮された鉱石スラリーを貯液槽に一旦貯留した後、後工程に送液する貯留・送液工程とを含む鉱石スラリーの調製方法であって、前記貯液槽の底部から抜き出した前記濃縮された鉱石スラリーを循環ポンプで昇圧した後、該貯液槽に戻すことで該濃縮された鉱石スラリーを自己循環させることを特徴とする鉱石スラリーの調製方法。 A method for preparing an ore slurry used as a raw material for a high-pressure acid leaching method for recovering nickel and cobalt by subjecting a nickel oxide ore to acid leaching under high temperature and high pressure, wherein the nickel oxide ore is made to have a predetermined particle size. Crushing/classifying step, ore slurry concentrating step of concentrating the slurry ore slurry obtained in the crushing/classifying step, and once the concentrated ore slurry is stored in a liquid storage tank, then sent to a subsequent step A method for preparing an ore slurry including a storing/sending step, wherein the concentrated ore slurry extracted from the bottom of the liquid storage tank is pressurized by a circulation pump and then returned to the liquid storage tank. A method for preparing an ore slurry, which comprises self-circulating a concentrated ore slurry. 前記自己循環の循環流量が250m/h以上であることを特徴とする、請求項1に記載の鉱石スラリーの調製方法。 The method for preparing an ore slurry according to claim 1, wherein the circulation flow rate of the self-circulation is 250 m 3 /h or more.
JP2019008457A 2019-01-22 2019-01-22 Method for preparing ore slurry Pending JP2020117749A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019008457A JP2020117749A (en) 2019-01-22 2019-01-22 Method for preparing ore slurry

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019008457A JP2020117749A (en) 2019-01-22 2019-01-22 Method for preparing ore slurry

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020117749A true JP2020117749A (en) 2020-08-06

Family

ID=71890107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019008457A Pending JP2020117749A (en) 2019-01-22 2019-01-22 Method for preparing ore slurry

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2020117749A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114768658A (en) * 2022-04-08 2022-07-22 内蒙古旭阳新材料有限公司 Intelligent metal slurry production system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114768658A (en) * 2022-04-08 2022-07-22 内蒙古旭阳新材料有限公司 Intelligent metal slurry production system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013150642A1 (en) Method for recovering chromite, and method for wet smelting of nickel oxide ore
JP5556608B2 (en) Chromite recovery method and nickel oxide ore hydrometallurgical method
JP5257501B2 (en) Ore slurry manufacturing method and metal smelting method
JP5516534B2 (en) Nickel recovery loss reduction method, nickel oxide ore hydrometallurgy method, and sulfurization treatment system
EP3296410B1 (en) Mineral ore slurry pretreatment method, and method for manufacturing mineral ore slurry
JP6969262B2 (en) Hydrometallurgical method for nickel oxide ore
EP2573197A1 (en) Method for controlling reaction in sulfuration reaction step
JP5692458B1 (en) Solid-liquid separation treatment method and nickel oxide ore hydrometallurgy method
JP5790839B2 (en) Chromite recovery method
JP2020117749A (en) Method for preparing ore slurry
JP5971364B1 (en) Ore slurry pretreatment method, ore slurry production method
JP5765459B2 (en) Nickel recovery loss reduction method, nickel oxide ore hydrometallurgy method, and sulfurization treatment system
JP6977458B2 (en) Hydrometallurgical method for nickel oxide ore
JP7155639B2 (en) Pretreatment method for nickel oxide ore raw material
JP7183503B2 (en) METHOD FOR MANUFACTURING HIGH CONCENTRATION ORE SLURRY
JP7127679B2 (en) Method for producing ore slurry, hydrometallurgical method for nickel oxide ore
JP7220846B2 (en) Pretreatment method for nickel oxide ore used as raw material for hydrometallurgy
JP2020028858A (en) Final neutralization method in wet refining process for nickel oxide ore
JP2021138985A (en) Wet type refining method for nickel oxide ore
JP2022139188A (en) Wet type smelting method for nickel oxide ore
JP2020132982A (en) Solid-liquid separation method of nickel high-pressure leach residue
JP2020029588A (en) PREPARATION METHOD OF ORE SLURRY CONTAINING Ni OXIDE ORE