JP6149799B2 - ニッケル硫化物の塩素浸出設備および塩素浸出方法 - Google Patents
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Description
本湿式製錬プロセスでは、原料のニッケル硫化物として、ニッケルマットとニッケル・コバルト混合硫化物(MS:ミックスサルファイド)の2種類が用いられる。ニッケルマットは、硫鉄ニッケル鉱を熔錬することで得られる。また、ニッケル・コバルト混合硫化物は、低品位ラテライト鉱を硫酸浸出し、浸出液中のニッケルとコバルトを硫化物として回収することで得られる。
(化1)
3Cl2 + 6CuCl3 2- → 6CuCl+ + 18Cl-
(化2)
6CuCl+ + Ni3S2 + 18Cl- → 3NiCl2 + 6CuCl3 2- + 2S
(化3)
2CuCl+ + MS + 6Cl- → MCl2 + 2CuCl3 2- + S (M = Ni、Co、Fe、Cu)
第2発明のニッケル硫化物の塩素浸出設備は、第1発明において、複数の前記前段浸出槽を備え、前記第1ニッケル硫化物の一部と前記第2ニッケル硫化物とが、それぞれ前記複数の前段浸出槽に分けて供給され、前記複数の前段浸出槽から排出された排出液と前記第1ニッケル硫化物の残部とが、前記後段浸出槽に供給されることを特徴とする。
第3発明のニッケル硫化物の塩素浸出設備は、第1または第2発明において、前記第1ニッケル硫化物は、ニッケルマット中のニッケルメタルを銅イオンと置換させるセメンテーション工程から得られたセメンテーション残渣であり、前記第2ニッケル硫化物は、低品位ラテライト鉱を硫酸浸出し、浸出液中のニッケルとコバルトを硫化物として回収して得られたニッケル・コバルト混合硫化物であることを特徴とする。
第4発明のニッケル硫化物の塩素浸出方法は、第1ニッケル硫化物と、該第1ニッケル硫化物に比べて銅濃度が低く、かつ、浸出反応効率が低い第2ニッケル硫化物とを塩素浸出する方法であって、前記第1ニッケル硫化物の一部と前記第2ニッケル硫化物とを前段浸出槽に供給して、その混合液を塩素浸出し、前記前段浸出槽から排出された排出液と前記第1ニッケル硫化物の残部とを後段浸出槽に供給して、その混合液を塩素浸出し、前記前段浸出槽において、混合液の銅イオン濃度が30g/L以上となるように、前記第1ニッケル硫化物と前記第2ニッケル硫化物の混合割合を調整することを特徴とする。
第5発明のニッケル硫化物の塩素浸出方法は、第4発明において、前記第1ニッケル硫化物の一部と前記第2ニッケル硫化物とを、それぞれ複数の前段浸出槽に分けて供給して、その混合液を塩素浸出し、前記複数の前段浸出槽から排出された排出液と前記第1ニッケル硫化物の残部とを後段浸出槽に供給して、その混合液を塩素浸出することを特徴とする。
第6発明のニッケル硫化物の塩素浸出方法は、第4または第5発明において、前記第1ニッケル硫化物は、ニッケルマット中のニッケルメタルを銅イオンと置換させるセメンテーション工程から得られたセメンテーション残渣であり、前記第2ニッケル硫化物は、低品位ラテライト鉱を硫酸浸出し、浸出液中のニッケルとコバルトを硫化物として回収して得られたニッケル・コバルト混合硫化物であることを特徴とする。
第2発明によれば、複数の前段浸出槽を備えるので、各前段浸出槽への供給量を低減でき、前段浸出槽での滞留時間が長くなり、浸出反応効率が低い第2ニッケル硫化物の浸出時間をより長くすることができる。
第3発明によれば、銅濃度が低く、浸出反応効率が低いニッケル・コバルト混合硫化物を効率よく塩素浸出できる。
第4発明によれば、前段浸出槽において、銅濃度が低い第2ニッケル硫化物に銅濃度が高い第1ニッケル硫化物を混合して塩素浸出するので、混合液の銅濃度が高くなり、塩素浸出反応を促進できる。混合液の銅濃度が30g/L以上であるので、塩素浸出反応を促進でき、浸出反応効率を高くできる。また、前段浸出槽には、浸出反応効率が高い第1ニッケル硫化物の一部のみが供給されるので、浸出反応効率が低い第2ニッケル硫化物の塩素浸出反応に塩素を寄与させることができる。しかも、前段浸出槽への供給量を低減できるので、前段浸出槽での滞留時間が長くなり、浸出反応効率が低い第2ニッケル硫化物の浸出時間を長くすることができる。その結果、銅濃度が低く、浸出反応効率が低い第2ニッケル硫化物を効率よく塩素浸出できる。
第5発明によれば、複数の前段浸出槽を備えるので、各前段浸出槽への供給量を低減でき、前段浸出槽での滞留時間が長くなり、浸出反応効率が低い第2ニッケル硫化物の浸出時間をより長くすることができる。
第6発明によれば、銅濃度が低く、浸出反応効率が低いニッケル・コバルト混合硫化物を効率よく塩素浸出できる。
本発明に係るニッケル硫化物の塩素浸出設備および塩素浸出方法は、ニッケル硫化物を塩素浸出する工程であれば、いかなる工程にも適用できる。
図1に示すように、本発明の第1実施形態に係る塩素浸出設備Aは、直列に接続された4つの浸出槽1、2、3、4を備えている。説明の便宜のため、先頭段を第1浸出槽1、第2段を第2浸出槽2、第3段を第3浸出槽3、最終段を第4浸出槽4と称する。第1浸出槽1からの排出液は第2浸出槽2に供給され、第2浸出槽2からの排出液は第3浸出槽3に供給され、第3浸出槽3からの排出液は第4浸出槽4に供給され、第4浸出槽4からは塩素浸出反応後の終液が排出される。なお、第1浸出槽1および第2浸出槽2が、それぞれ特許請求の範囲に記載の「前段浸出槽」および「後段浸出槽」に相当する。
図2に示すように、本発明の第2実施形態に係る塩素浸出設備Bは、第1実施形態の塩素浸出設備Aにおいて、第1浸出槽1および第2浸出槽2を並列に設けて、先頭段の浸出槽を2槽とした形態である。第1浸出槽1および第2浸出槽2からの排出液はともに第3浸出槽3に供給され、第3浸出槽3からの排出液は第4浸出槽4に供給され、第4浸出槽4からは塩素浸出反応後の終液が排出される。なお、第1浸出槽1および第2浸出槽2が特許請求の範囲に記載の「前段浸出槽」に相当し、第3浸出槽3が特許請求の範囲に記載の「後段浸出槽」に相当する。
ニッケル硫化物を原料とした湿式製錬プロセスの塩素浸出工程において、得られた浸出液の銅濃度と、浸出残渣中のニッケル残分とを測定した。その結果を図3に示す。図3より、銅濃度が30g/L未満となるとニッケル残分が急激に上昇することが分かる。これより、塩素浸出工程の反応液の銅濃度を30g/L以上に調整することで、浸出反応効率を高くできることが確認された。
(実施例1)
第1実施形態と同様に、4槽の浸出槽を直列に接続した塩素浸出設備を用いて操業を行った。なお、各浸出槽の容積、ならびにセメンテーション残渣およびニッケル・コバルト混合硫化物の供給量は第1実施形態と異なる。
第2実施形態と同様に、先頭段の浸出槽を2槽とした塩素浸出設備を用いて操業を行った。なお、各浸出槽の容積、ならびにセメンテーション残渣およびニッケル・コバルト混合硫化物の供給量は第2実施形態と異なる。
1 第1浸出槽
2 第2浸出槽
3 第3浸出槽
4 第4浸出槽
Claims (6)
- 第1ニッケル硫化物と、該第1ニッケル硫化物に比べて銅濃度が低く、かつ、浸出反応効率が低い第2ニッケル硫化物とを塩素浸出する設備であって、
前記第1ニッケル硫化物の一部と前記第2ニッケル硫化物とが供給され、その混合液を塩素浸出する前段浸出槽と、
前記前段浸出槽から排出された排出液と前記第1ニッケル硫化物の残部とが供給され、その混合液を塩素浸出する後段浸出槽と、を備え、
前記前段浸出槽において、前記第1ニッケル硫化物と前記第2ニッケル硫化物の混合割合が、混合液の銅濃度が30g/L以上となる割合である
ことを特徴とするニッケル硫化物の塩素浸出設備。 - 複数の前記前段浸出槽を備え、
前記第1ニッケル硫化物の一部と前記第2ニッケル硫化物とが、それぞれ前記複数の前段浸出槽に分けて供給され、
前記複数の前段浸出槽から排出された排出液と前記第1ニッケル硫化物の残部とが、前記後段浸出槽に供給される
ことを特徴とする請求項1記載のニッケル硫化物の塩素浸出設備。 - 前記第1ニッケル硫化物は、ニッケルマット中のニッケルメタルを銅イオンと置換させるセメンテーション工程から得られたセメンテーション残渣であり、
前記第2ニッケル硫化物は、低品位ラテライト鉱を硫酸浸出し、浸出液中のニッケルとコバルトを硫化物として回収して得られたニッケル・コバルト混合硫化物である
ことを特徴とする請求項1または2記載のニッケル硫化物の塩素浸出設備。 - 第1ニッケル硫化物と、該第1ニッケル硫化物に比べて銅濃度が低く、かつ、浸出反応効率が低い第2ニッケル硫化物とを塩素浸出する方法であって、
前記第1ニッケル硫化物の一部と前記第2ニッケル硫化物とを前段浸出槽に供給して、その混合液を塩素浸出し、
前記前段浸出槽から排出された排出液と前記第1ニッケル硫化物の残部とを後段浸出槽に供給して、その混合液を塩素浸出し、
前記前段浸出槽において、混合液の銅イオン濃度が30g/L以上となるように、前記第1ニッケル硫化物と前記第2ニッケル硫化物の混合割合を調整する
ことを特徴とするニッケル硫化物の塩素浸出方法。 - 前記第1ニッケル硫化物の一部と前記第2ニッケル硫化物とを、それぞれ複数の前段浸出槽に分けて供給して、その混合液を塩素浸出し、
前記複数の前段浸出槽から排出された排出液と前記第1ニッケル硫化物の残部とを後段浸出槽に供給して、その混合液を塩素浸出する
ことを特徴とする請求項4記載のニッケル硫化物の塩素浸出方法。 - 前記第1ニッケル硫化物は、ニッケルマット中のニッケルメタルを銅イオンと置換させるセメンテーション工程から得られたセメンテーション残渣であり、
前記第2ニッケル硫化物は、低品位ラテライト鉱を硫酸浸出し、浸出液中のニッケルとコバルトを硫化物として回収して得られたニッケル・コバルト混合硫化物である
ことを特徴とする請求項4または5記載のニッケル硫化物の塩素浸出方法。
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