JP5125597B2 - ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法 - Google Patents
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Description
近年、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬法として、硫酸を用いた高温加圧酸浸出法(High Pressure Acid Leach)が注目されている。この方法は、上記のような従来の一般的なニッケル酸化鉱石の製錬方法と異なり、乾燥及び焙焼工程等の乾式処理工程を含まず、一貫した湿式工程からなるので、エネルギー的及びコスト的に有利である。
前記第1の工程で、前記鉱石スラリーを構成する炭素品位の異なるニッケル酸化鉱石の配合割合により、該鉱石スラリーの固形分中の炭素品位を0.1〜0.5質量%となるように調整し、かつ前記第2の工程で、前記高圧空気の吹込量を該鉱石スラリーの固形分中の炭素1トン当たり700〜800Nm3に調整し、前記浸出液の酸化還元電位(Ag/AgCl規準)を400〜600mVに制御することを特徴とするニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法が提供される。
本発明のニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法は、ニッケル酸化鉱石をスラリー化し、鉱石スラリーを調製する第1の工程と、第1の工程から移送された鉱石スラリーに、硫酸を添加し、かつ高圧空気及び高圧水蒸気を吹込みながら浸出し、ニッケル及びコバルトを含む浸出液を得る第2の工程を含む高温加圧酸浸出法を用いたニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法において、前記第1の工程で、前記鉱石スラリーを構成する炭素品位の異なるニッケル酸化鉱石の配合割合により、該鉱石スラリーの固形分中の炭素品位を0.1〜0.5質量%となるように調整し、かつ前記第2の工程で、前記高圧空気の吹込量を該鉱石スラリーの固形分中の炭素1トン当たり700〜800Nm3に調整し、前記浸出液の酸化還元電位(Ag/AgCl規準)を400〜600mVに制御することを特徴とする。
さらに、上記製錬方法では、この鉱石スラリーの炭素量に合わせて、浸出時の高圧空気の吹込量を所定値に調整することにより、浸出液の酸化還元電位(Ag/AgCl規準)を400〜600mVに制御することができる。この結果、浸出液中の総鉄イオン濃度に対する3価の鉄イオン濃度の比率を表す鉄酸化率としては、50%以上が得られ、特に炭素品位が0.15%以下であれば、80%以上が得られる。
また、上記高圧水蒸気としては、工業用に通常用いられる高圧水蒸気が用いられるが、例えば3〜6MPaGの圧力のものが用いられる。
MO+H2SO4 ⇒ MSO4+H2O (1)
(式中Mは、Ni、Co、Fe、Zn、Cu、Mg、Cr、Mn等を表す。)
2FeOOH+3H2SO4 ⇒ Fe2(SO4)3+4H2O (2)
FeO+H2SO4 ⇒ FeSO4+H2O (3)
2FeSO4+H2SO4+1/2O2 ⇒ Fe2(SO4)3+H2O (4)
Fe2(SO4)3+3H2O⇒ Fe2O3+3H2SO4 (5)
なお、得られる浸出液のpHは、固液分離工程での生成されたヘマタイトを含む浸出残渣のろ過性から、0.1〜1.0に調整されることが好ましい。
炭素品位が0.1〜0.3質量%に調整され、ニッケル品位が1.25質量%、及び鉄品位が46質量%のニッケル酸化鉱石を、固形率が約40質量%のスラリーとし、容量1m3のチタン製オートクレーブ反応容器内に投入した。
その際、反応終液中のフリー硫酸濃度が,約45g/lとなるように硫酸を添加した。オートクレーブ内で、約5MPaGの高圧空気を、鉱石スラリーの固形分中の炭素1トン当たり750Nm3の吹込量で吹き込みながら、約5MPaGの高圧水蒸気を吹き込み、攪拌しながら245℃の温度に1時間保持し、得られた浸出スラリーの鉄濃度とORP(Ag/AgCl電極規準)を測定した。なお、高圧水蒸気の使用量は、乾燥鉱石1トン当たり200kgであった。
また、浸出スラリーに炭酸カルシウムスラリーを添加し、3価のFeイオンを酸化中和除去し、液中に残留する2価のFe濃度を分析した。その後、浸出スラリー中の浸出液の総Fe濃度と中和後液中の2価のFe濃度及び液量から逆算した浸出液の3価のFe濃度を用いて、浸出液中の鉄酸化率((3価の鉄濃度/総鉄濃度)×100)を求めた。
結果を図1、2に示す。図1は、鉱石の炭素品位と酸浸出液ORPの関係を表す。図2は、鉱石の炭素品位と鉄酸化率を表す(Fe(III)/Fe、total)比との関係を表す。
炭素品位が0.1〜0.3質量%に調整され、ニッケル品位が1.25質量%、及び鉄品位が46質量%のニッケル酸化鉱石を、固形率が約40質量%のスラリーとし、容量1m3のチタン製オートクレーブ反応容器内に投入した。
その際、反応終液中のフリー硫酸濃度が,約45g/lとなるように硫酸を添加した。オートクレーブ内で、約5MPaGの高圧空気の吹込み量を、鉱石中の炭素1トン当たり700〜800Nm3(実施例2)と875Nm3(比較例1)に変化させ、同時に約5MPaGの高圧水蒸気を吹き込み、攪拌しながら245℃の温度に1時間保持し、得られた浸出スラリーのORP(Ag/AgCl電極規準)と乾燥鉱石1トン当たりの高圧水蒸気の使用量を測定した。結果を図3に示す。図3は、鉱石の炭素1トン当たりの高圧空気吹込量と浸出液ORPの関係を表す。
実施例2と同様のスラリーを同様条件で浸出し、鉱石の炭素1トン当たりの高圧空気吹込み量(高圧空気量)、乾燥鉱石1トン当たりの高圧水蒸気の使用量(高圧水蒸気量)、及びそれぞれの浸出液ORPとを求めた。結果を表1、図4に示す。図4は、高圧空気吹込み量(高圧空気量)と高圧水蒸気の使用量(高圧水蒸気量)との関係を表す。
Claims (4)
- ニッケル酸化鉱石をスラリー化し、鉱石スラリーを調製する第1の工程と、第1の工程から移送された鉱石スラリーに、硫酸を添加し、かつ高圧空気及び高圧水蒸気を吹込みながら浸出し、ニッケル及びコバルトを含む浸出液を得る第2の工程を含む高温加圧酸浸出法を用いたニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法において、
前記第1の工程で、前記鉱石スラリーを構成する炭素品位の異なるニッケル酸化鉱石の配合割合により、該鉱石スラリーの固形分中の炭素品位を0.1〜0.5質量%となるように調整し、かつ前記第2の工程で、前記高圧空気の吹込量を該鉱石スラリーの固形分中の炭素1トン当たり700〜800Nm3に調整し、前記浸出液の酸化還元電位(Ag/AgCl規準)を400〜600mVに制御することを特徴とするニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法。 - さらに、前記高圧水蒸気の使用量を、乾燥鉱石1トン当たり150〜200kgに制御することを特徴とする請求項1に記載のニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法。
- 前記鉱石スラリーの固形分中の炭素品位を0.1〜0.15質量%となるように調整することを特徴とする請求項1に記載のニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法。
- 前記第2の工程において、浸出液中の鉄酸化率は80%以上であることを特徴とする請求項3に記載のニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法。
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