JP6977458B2 - Hydrometallurgical method for nickel oxide ore - Google Patents
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Description
本発明は、硫酸を用いた高圧酸浸出法によるニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法に関する。 The present invention relates to a hydrometallurgical method for nickel oxide ore by a high pressure acid leaching method using sulfuric acid.
近年、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法として、硫酸を用いた高圧酸浸出法(High Pressure Acid Leach)が注目されている。この方法は、例えば、特許文献1に記載されているように、ニッケル酸化鉱石のスラリーを高温高圧の硫酸に浸して浸出液と浸出残渣からなる浸出スラリーを得る浸出工程、浸出残渣に付着した浸出液を分離する固液分離工程、浸出液を中和する中和工程、中和した浸出液に硫化水素ガスを吹き込んでニッケル硫化物を生成し貧液を分離する硫化工程、貧液を中和する貧液中和工程等からなる。また、この方法は、ニッケル酸化鉱石からニッケル品位50質量%程度のニッケル硫化物を湿式処理のみで得ることができ、還元及び乾燥工程等の乾式処理に頼らずにすむので、エネルギー的及びコスト的に有利である。 In recent years, as a wet smelting method for nickel oxide ore, a high pressure acid leach method using sulfuric acid has attracted attention. In this method, for example, as described in Patent Document 1, a leachate step of immersing a slurry of nickel oxide ore in sulfuric acid at high temperature and high pressure to obtain a leachate slurry consisting of a leachate and a leachate residue, and a leachate adhering to the leachate residue are used. Solid-liquid separation step to separate, neutralization step to neutralize leachate, sulfurization step to generate nickel sulfide by blowing hydrogen sulfide gas into the neutralized leachate to separate poor liquid, in poor liquid to neutralize poor liquid It consists of a sum process and the like. Further, in this method, nickel sulfide having a nickel grade of about 50% by mass can be obtained from nickel oxide ore only by wet treatment, and it is not necessary to rely on dry treatment such as reduction and drying steps, so that it is energy-wise and cost-effective. It is advantageous to.
浸出工程では、回収対象であるニッケル以外にも、鉄、マグネシウム、マンガン、アルミニウム等の不純物元素も硫酸によって浸出されるために、処理には過剰の硫酸が必要であった。硫酸の使用量を低減するために、例えば、特許文献2では、ニッケル酸化鉱石のスラリーから低ニッケル含有粒子を除去してから浸出工程に供給する方法について開示されている。 In the leaching step, in addition to nickel to be recovered, impurity elements such as iron, magnesium, manganese, and aluminum are also leached by sulfuric acid, so that excess sulfuric acid is required for the treatment. In order to reduce the amount of sulfuric acid used, for example, Patent Document 2 discloses a method of removing low nickel-containing particles from a slurry of nickel oxide ore and then supplying the particles to the leaching step.
しかしながら、低ニッケル含有粒子にも微量ながらもニッケルを含有しているので、当該低ニッケル含有粒子を除去すると、採掘・搬送したニッケルの全量を生かせないことになる。すなわち、浸出工程で使用する硫酸の使用量を低減させるために行うニッケル酸化鉱石の鉱石スラリーの前処理を施す際に、除去された低ニッケル含有粒子を破棄せずに、当該低ニッケル含有粒子に微量に含まれるニッケルを有効活用してニッケルの回収率を更に向上させることが好ましい。 However, since the low nickel-containing particles also contain a small amount of nickel, if the low nickel-containing particles are removed, the total amount of mined and transported nickel cannot be utilized. That is, when the pretreatment of the ore slurry of nickel oxide ore performed to reduce the amount of sulfuric acid used in the leaching step is performed, the removed low nickel-containing particles are not discarded, but the low nickel-containing particles are used. It is preferable to make effective use of nickel contained in a trace amount to further improve the nickel recovery rate.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、浸出工程で使用する硫酸等の使用量を大幅に増やさずに、ニッケルの回収率を更に向上させることの可能な、新規かつ改良されたニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is new and improved so that the recovery rate of nickel can be further improved without significantly increasing the amount of sulfuric acid or the like used in the leaching step. It is an object of the present invention to provide a method for hydrometallurgical nickel oxide ore.
本発明の一態様は、高圧酸浸出法を用いてニッケル酸化鉱石からニッケルを浸出処理して回収するニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法であって、前記ニッケル酸化鉱石をスラリー化する鉱石スラリー化工程と、前記鉱石スラリー化工程を経て得られた鉱石スラリーを粒径45μm未満の粒子の割合が10質量%以上30質量%以下である粗粒部と、粒径45μm未満の粒子の割合が前記粗粒部よりも高い細粒部に分離し、該細粒部を前記浸出処理に供給する第1分離工程と、前記第1分離工程にて分離した前記粗粒部をスパイラルコンセントレータで比重が4.0〜5.0である重比重部と比重が2.7〜3.7である軽比重部に分離し、該重比重部を前記浸出処理に供給する第2分離工程と、前記第2分離工程にて分離した前記軽比重部を目開きが300μm以上500μm以下である振動篩によって篩上と篩下に分離し、該篩下の鉱石スラリーを前記浸出処理に供給する振動篩工程と、前記篩上で回収された高マグネシウム含有粒子を、80質量%の粒子の粒径が100μm未満となるよう粉砕する粉砕工程と、を有し、前記第1分離工程は、前記鉱石スラリーをハイドロサイクロンに供給して分級分離する分級分離工程と、前記分級分離工程において前記ハイドロサイクロンにより分級されたアンダーフローをデンシティセパレータに供給して比重分離する比重分離工程と、を有し、前記比重分離工程後のアンダーフローを前記粗粒部とし、前記分級分離工程後のオーバーフロー及び前記比重分離工程後のオーバーフローを前記細粒部とし、前記粉砕工程で粉砕された前記高マグネシウム含有粒子を前記浸出処理で排出される硫酸酸性の浸出スラリーに添加することを特徴とする。 One aspect of the present invention is a wet smelting method for nickel oxide ore that is recovered by leaching nickel from nickel oxide ore using a high-pressure acid leaching method, and is an ore slurrying step for sieving the nickel oxide ore. In the ore slurry obtained through the ore sieving step, the proportion of particles having a particle size of less than 45 μm is 10% by mass or more and 30% by mass or less, and the proportion of particles having a particle size of less than 45 μm is coarse. 3. The specific gravity of the coarse grain portion separated in the first separation step and the coarse grain portion separated in the first separation step, which is separated into fine grain portions higher than the grain portion and supplied to the leaching process, is 4. A second separation step of separating into a heavy specific gravity portion having a specific gravity of 0 to 5.0 and a light specific gravity portion having a specific gravity of 2.7 to 3.7, and supplying the heavy specific gravity portion to the leaching process, and the second separation. The vibrating sieving step in which the light specific gravity portion separated in the step is separated into an upper sieve and a lower sieve by a vibrating sieve having an opening of 300 μm or more and 500 μm or less, and the ore slurry under the sieve is supplied to the leaching process, and the above. The first separation step comprises a crushing step of crushing the high magnesium-containing particles recovered on a sieve so that the particle size of 80% by mass of the particles is less than 100 μm, and the first separation step turns the ore slurry into a hydrocyclone. It has a classification separation step of supplying and classifying and separating, and a specific gravity separation step of supplying the underflow classified by the hydrocyclone to the density separator and performing specific gravity separation in the classification separation step, after the specific gravity separation step. The underflow is the coarse grain portion, the overflow after the classification separation step and the overflow after the specific gravity separation step are the fine grain portions, and the high magnesium-containing particles crushed in the crushing step are discharged by the leaching process. It is characterized by being added to a sulfuric acid-acidic leaching slurry.
本発明の一態様によれば、前処理で分別された高マグネシウム含有粒子を粉砕して得られた粉砕粒子を浸出スラリーに添加することによって、浸出スラリーに残留した硫酸で高マグネシウム含有粒子に含まれるニッケルの浸出を追加的に行えるので、この追加的な浸出によって残留硫酸が中和されて中和剤の使用量を抑制しながら、硫酸の使用量を抑制した上で、ニッケルの回収量を更に増加できる。 According to one aspect of the present invention, by adding the pulverized particles obtained by pulverizing the high magnesium-containing particles separated by the pretreatment to the leaching slurry, the sulfuric acid remaining in the leaching slurry is contained in the high magnesium-containing particles. Since the nickel can be additionally leached out, the residual sulfuric acid is neutralized by this additional leaching, and the amount of the neutralizing agent used is suppressed. It can be increased further.
このようにすれば、鉱石スラリーを粒度に応じてアンダーフローとオーバーフローに精度よく分離できるようになる。 In this way, the ore slurry can be accurately separated into underflow and overflow according to the particle size.
このようにすれば、多量に鉱石スラリーを処理する前段側で分級分離をしてから、鉱石スラリーの処理量が前段側より減少した後段側で比重分離を行うので、効率的に鉱石スラリーを粗粒部と細粒部に分離できる。 In this way, after the classification separation is performed on the front stage side where a large amount of ore slurry is processed, the specific gravity separation is performed on the rear stage side where the processing amount of the ore slurry is smaller than that on the front stage side, so that the ore slurry is efficiently coarsened. It can be separated into a grain part and a fine grain part.
このようにすれば、篩上への低マグネシウム含有粒子の残留や、篩下への高マグネシウム含有粒子の混入の増加を抑制できるので、ニッケルの回収率を更に向上させながら、硫酸や中和剤の使用量を抑制できる。 By doing so, it is possible to suppress the residual of low magnesium-containing particles on the sieve and the increase of contamination of high magnesium-containing particles under the sieve. Therefore, while further improving the recovery rate of nickel, sulfuric acid and a neutralizing agent can be suppressed. The amount of water used can be suppressed.
以上説明したように本発明によれば、浸出工程の硫酸使用量を増加させずに、ニッケルの回収量を更に増加させることができる。 As described above, according to the present invention, the amount of nickel recovered can be further increased without increasing the amount of sulfuric acid used in the leaching step.
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. It should be noted that the present embodiment described below does not unreasonably limit the content of the present invention described in the claims, and all the configurations described in the present embodiment are indispensable as the means for solving the present invention. It is not always the case.
まず、本発明の一実施形態に係るニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法のフローについて、図面を使用しながら説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法のフローの一例を示す工程図である。 First, the flow of the hydrometallurgical method for nickel oxide ore according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a process diagram showing an example of a flow of a hydrometallurgical method for nickel oxide ore according to an embodiment of the present invention.
本発明の一実施形態に係るニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法は、高圧酸浸出法(HPAL法)を用いて、ニッケル酸化鉱石からニッケルを浸出させて回収する製錬プロセスである。本発明の一実施形態に係るニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法は、図1に示すように、鉱石スラリー化工程S1と、分別工程S2と、鉱石スラリー濃縮工程S3と、浸出工程S4と、固液分離工程S5と、中和工程S6と、硫化工程S7と、最終中和工程S8と、及び粉砕工程S9とを有する。 The hydrometallurgical method for nickel oxide ore according to an embodiment of the present invention is a smelting process for leaching and recovering nickel from nickel oxide ore using a high-pressure acid leaching method (HPAL method). As shown in FIG. 1, the wet smelting method for nickel oxide ore according to an embodiment of the present invention includes an ore slurrying step S1, a sorting step S2, an ore slurry concentration step S3, a leaching step S4, and a solid. It has a liquid separation step S5, a neutralization step S6, a sulfide step S7, a final neutralization step S8, and a pulverization step S9.
本実施形態では、鉱石スラリーに対する硫酸による浸出処理を施す前に、スラリー化した鉱石に含まれる高マグネシウム含有粒子を分別する分別工程S2を有すること、及び当該分別工程S2によって分別された高マグネシウム含有粒子を粉砕工程S9で粉砕して、当該粉砕工程S9で得られた粉砕粒子を浸出スラリーに添加することを特徴とする。以下、本発明の一実施形態に係るニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法の各工程について、詳細に説明する。 In the present embodiment, the ore slurry is provided with a sorting step S2 for separating the high magnesium-containing particles contained in the slurried ore before the leaching treatment with sulfuric acid, and the high magnesium content separated by the sorting step S2. The particles are crushed in the crushing step S9, and the crushed particles obtained in the crushing step S9 are added to the leaching slurry. Hereinafter, each step of the hydrometallurgical method for nickel oxide ore according to the embodiment of the present invention will be described in detail.
(1)鉱石スラリー化工程
鉱石スラリー化工程S1は、ニッケル酸化鉱石をスラリー化する。具体的には、本実施形態の鉱石スラリー化工程S1では、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石に対して、所定の分級点で分級してオーバーサイズの鉱石粒子を除去した後に、アンダーサイズの鉱石粒子に水を添加して鉱石スラリーとする。
(1) Ore Slurry Step The ore slurry step S1 slurries nickel oxide ore. Specifically, in the ore slurrying step S1 of the present embodiment, the nickel oxide ore, which is the raw material ore, is classified at a predetermined classification point to remove oversized ore particles, and then the undersized ore particles are removed. Add water to the ore slurry to make an ore slurry.
ここで、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石は、ニッケルやコバルトを含有する鉱石であり、主としてリモナイト鉱及びサプロライト鉱等のいわゆるラテライト鉱が用いられる。ラテライト鉱のニッケル含有量は、一般的には0.8質量%〜2.5質量%であり、ニッケルは、水酸化物又はケイ苦土(ケイ酸マグネシウム)鉱物として含有される。また、鉄の含有量は、10質量%〜50質量%であり、主として3価の水酸化物(ゲーサイト)の形態であるが、一部2価の鉄がケイ苦土鉱物に含有される。また、このようなラテライト鉱の他に、ニッケル、コバルト、マンガン、銅等の有価金属を含有する酸化鉱石、例えば、深海底に賦存するマンガン瘤等が用いられる。 Here, the nickel oxide ore, which is a raw material ore, is an ore containing nickel or cobalt, and so-called laterite ore such as limonite ore and saprolite ore is mainly used. The nickel content of the laterite ore is generally 0.8% by mass to 2.5% by mass, and nickel is contained as a hydroxide or a magnesium silicate (magnesium silicate) mineral. The iron content is 10% by mass to 50% by mass, mainly in the form of trivalent hydroxide (goethite), but some divalent iron is contained in the caustic mineral. .. In addition to such laterite ore, oxide ore containing valuable metals such as nickel, cobalt, manganese, and copper, for example, manganese aneurysm endowed on the deep sea floor, and the like are used.
ニッケル酸化鉱石の分級方法については、所望の粒径に基づいて鉱石を分級できるものであれば特に限定されず、例えば、一般的なグリズリーや振動篩等を用いた篩分けによって行うことができる。また、その分級点についても特に限定されず、鉱石品種に応じて処理速度等で判断して調節することができる。例えば、45μm未満の粒径を有する粒子が固形分中の30質量%以下を占める分級点となるように調節すると、短時間で低ニッケル含有粒子を精度よく分離できる。 The method for classifying nickel oxide ore is not particularly limited as long as it can classify the ore based on a desired particle size, and can be performed by, for example, sieving using a general grizzly or a vibrating sieve. Further, the classification point is not particularly limited, and can be determined and adjusted by the processing speed or the like according to the ore type. For example, if the particles having a particle size of less than 45 μm are adjusted to be a classification point that occupies 30% by mass or less of the solid content, the low nickel-containing particles can be separated accurately in a short time.
(2)分別工程
分別工程S2では、鉱石スラリー化工程S1で生成された鉱石スラリーに対して浸出処理を施すに先立ち、当該鉱石スラリーに前処理を施す。本実施形態では、分別工程S2では、鉱石スラリー化工程S1を経て得られた鉱石スラリーに前処理を施して当該鉱石スラリーから高マグネシウム含有粒子を分別する。
(2) Separation Step In the sorting step S2, the ore slurry is pretreated prior to the leaching treatment of the ore slurry produced in the ore slurrying step S1. In the present embodiment, in the sorting step S2, the ore slurry obtained through the ore slurrying step S1 is pretreated to separate the high magnesium-containing particles from the ore slurry.
本実施形態では、分別工程S2は、第1分離工程S21と、第2分離工程S22と、振動篩工程S23とを有する。第1分離工程S21は、鉱石スラリー化工程S1を経て得られた鉱石スラリーを45μm未満の粒径を有する粒子が固形分中の30質量%以下である粗粒部と粒径45μm未満の粒子の割合が粗粒部よりも高い細粒部に分離して、その細粒部を浸出工程S4における浸出処理に供給する。第2分離工程S22は、第1分離工程S21にて分離した粗粒部をスパイラルコンセントレータで重比重部と軽比重部に分離し、当該重比重部を浸出処理に供給する。振動篩工程S23は、第2分離工程S22にて分離した粗粒部を振動篩によって篩上と篩下に分離し、その篩下の鉱石スラリーを浸出工程S4における浸出処理に供給する。 In the present embodiment, the sorting step S2 includes a first separating step S21, a second separating step S22, and a vibrating sieving step S23. In the first separation step S21, the ore slurry obtained through the ore slurrying step S1 is composed of coarse-grained portions having a particle size of less than 45 μm and particles having a particle size of less than 30% by mass in the solid content and particles having a particle size of less than 45 μm. It is separated into fine-grained portions having a higher ratio than the coarse-grained portions, and the fine-grained portions are supplied to the leaching process in the leaching step S4. In the second separation step S22, the coarse grain portion separated in the first separation step S21 is separated into a heavy specific density portion and a light specific gravity portion by a spiral concentrator, and the heavy specific gravity portion is supplied to the leaching process. In the vibrating sieving step S23, the coarse-grained portion separated in the second separation step S22 is separated into an upper sieve and a lower sieve by a vibrating sieve, and the ore slurry under the sieve is supplied to the leaching process in the leaching step S4.
ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスでは、浸出工程S4の浸出処理にて使用する硫酸量は、原料鉱石であるニッケル酸化鉱石に含まれる金属元素でニッケルやコバルト以外の鉄、マグネシウム、マンガン、アルミニウム等の元素の存在により増加することが知られている。このような金属元素は、主に脈石成分として、浸出処理に供するニッケル酸化鉱石のスラリー(鉱石スラリー)に混入している。かかる脈石成分は、鉱石スラリー中における粗粒の粒子、例えば、粒径45μm以上の粗粒の粒子であるので分離しておく。これにより浸出工程S4の浸出処理にて使用する硫酸を節約できる。そして、本発明者らは、この粗粒の粒子を粉砕して、浸出工程S4から排出される浸出スラリーに添加することで、当該粗粒の粒子に含まれるニッケルを回収できることを見出した。 In the wet smelting process of nickel oxide ore, the amount of sulfuric acid used in the leaching process of the leaching step S4 is a metal element contained in nickel oxide ore, which is a raw material ore, and iron, magnesium, manganese, aluminum, etc. other than nickel and cobalt. It is known that it increases due to the presence of the element of. Such a metal element is mainly mixed as a gangue component in a nickel oxide ore slurry (ore slurry) to be subjected to a leachation treatment. Since such gangue components are coarse particles in the ore slurry, for example, coarse particles having a particle size of 45 μm or more, they are separated. As a result, the sulfuric acid used in the leaching process in the leaching step S4 can be saved. Then, the present inventors have found that nickel contained in the coarse particles can be recovered by crushing the coarse particles and adding the coarse particles to the leaching slurry discharged from the leaching step S4.
また、脈石成分のうちマグネシウム分は、硫酸消費が大きい。そこで、本発明者らは、マグネシウム分が軽比重粒子として存在していることに着目し、マグネシウム分を主眼に置いた分離方法を開発した。具体的には、この軽比重粒子を分離することによって、ニッケル分の大半を浸出工程S4に送りながらも、硫酸が節約できることを見出した。本実施形態では、この軽比重粒子を粉砕して、浸出工程S4から排出される浸出スラリーに添加することで、当該軽比重粒子に含まれるニッケルも回収可能としている。その際に、軽比重粒子に含まれるニッケルによって、未反応の硫酸を中和できる。さらに、それに加えて、軽比重粒子に含まれるマグネシウムによって、未反応の硫酸を効率よく中和できる。 In addition, magnesium in the gangue component consumes a large amount of sulfuric acid. Therefore, the present inventors have focused on the fact that magnesium content exists as light-density particles, and have developed a separation method focusing on magnesium content. Specifically, it has been found that by separating the light specific density particles, sulfuric acid can be saved while sending most of the nickel content to the leaching step S4. In the present embodiment, by crushing the light specific density particles and adding them to the leachate slurry discharged from the leaching step S4, nickel contained in the light specific gravity particles can also be recovered. At that time, the unreacted sulfuric acid can be neutralized by the nickel contained in the light density particles. Furthermore, in addition to that, magnesium contained in the light density particles can efficiently neutralize unreacted sulfuric acid.
このため、本実施形態では、浸出工程S4における浸出処理に供する鉱石スラリーから高マグネシウム含有粒子の粗粒の鉱石を多めに分離して、その粗粒の鉱石から軽比重粒子を更に分離した上で、振動篩によってその軽比重粒子から粗粒の鉱石を厳選して分離する前処理を施す。そして、この軽比重粒子を粉砕して、浸出工程S4から排出される浸出スラリーに添加する。以下、分別工程S2の各工程について説明する。 Therefore, in the present embodiment, a large amount of coarse-grained ore of high magnesium-containing particles is separated from the ore slurry to be subjected to the leaching treatment in the leaching step S4, and light specific density particles are further separated from the coarse-grained ore. Pretreatment is performed to carefully select and separate coarse-grained ore from the light-density particles using a vibrating sieve. Then, the light specific density particles are crushed and added to the leaching slurry discharged from the leaching step S4. Hereinafter, each step of the sorting step S2 will be described.
第1分離工程S21では、ニッケル酸化鉱石の鉱石スラリーを45μm未満の粒径を有する粒子が固形分中の30質量%以下である「粗粒部」と、粒径45μm未満の粒子の割合が粗粒部よりも高い「細粒部」とに分離する。分離して得られた細粒部は、鉱石スラリー化工程S1で得られた鉱石スラリーから粒径45μm未満の粒子を取り出したものであり、粒径45μm未満の粒子の占める割合は、鉱石スラリー化工程S1で得られた鉱石スラリーよりも高く、例えば、65質量%以上、好ましくは、89質量%以上である。この細粒部は、そのまま、浸出処理に供給する鉱石スラリーとして使用できる。第1分離工程S21では、分級分離設備、又は比重分離設備を使用して、鉱石スラリー中の粒径45μm未満の粒子の割合が30質量%以下である粗粒部と、粒径45μm未満の粒子の割合が粗粒部よりも高い細粒部に分離することができる。 In the first separation step S21, the proportion of the “coarse grain portion” in which the particles having a particle size of less than 45 μm are 30% by mass or less in the solid content and the particles having a particle size of less than 45 μm is coarse in the ore slurry of nickel oxide ore. Separate into "fine grain parts" that are higher than the grain parts. The fine-grained portions obtained by separation are obtained by extracting particles having a particle size of less than 45 μm from the ore slurry obtained in the ore slurrying step S1, and the proportion of the particles having a particle size of less than 45 μm is the ore slurrying. It is higher than the ore slurry obtained in step S1, for example, 65% by mass or more, preferably 89% by mass or more. This fine-grained portion can be used as it is as an ore slurry to be supplied to the leaching process. In the first separation step S21, the coarse particle portion in which the proportion of particles having a particle size of less than 45 μm in the ore slurry is 30% by mass or less and the particles having a particle size of less than 45 μm are used by using a classification separation facility or a specific gravity separation facility. Can be separated into fine-grained portions having a higher ratio of coarse-grained portions.
より具体的には、第1分離工程S21における分離処理は、ハイドロサイクロン、デンシティセパレータの少なくとも1つを1〜3段使用して行う。このようなハイドロサイクロンやデンシティセパレータを用いた分離処理では、その鉱石スラリーを粒度によってアンダーフローとオーバーフローとに精度良く分離することができるため好ましい。 More specifically, the separation process in the first separation step S21 is performed using at least one of a hydrocyclone and a density separator in 1 to 3 stages. Such a separation treatment using a hydrocyclone or a density separator is preferable because the ore slurry can be accurately separated into underflow and overflow depending on the particle size.
特に、この分離処理においては、先ず、鉱石スラリーをハイドロサイクロンに供給して分級分離し(この処理工程を「分級分離工程」ともいう。)、次に、その分級分離工程にてハイドロサイクロンにより分級されたアンダーフローをデンシティセパレータに供給して比重分離する(この処理工程を「比重分離工程」ともいう。)ことがより好ましい。 In particular, in this separation treatment, first, the ore slurry is supplied to the hydrocyclone for classification separation (this treatment step is also referred to as “classification separation step”), and then in the classification separation step, classification is performed by the hydrocyclone. It is more preferable to supply the underflow to the density separator for specific gravity separation (this treatment step is also referred to as “specific gravity separation step”).
その理由としては、湿式製錬方法にて処理するニッケル酸化鉱石(鉱石スラリー)は、大量であり、また、その鉱石スラリーの粒子は、例えば、その粒子の80質量%〜95質量%の割合が粒径45μm未満と細かいからである。このため、第1分離工程S21においては、最初に大量の鉱石スラリーの処理に適し、かつ、細粒部からなるオーバーフローへの分配が多い場合の処理に適するハイドロサイクロンによる分級分離処理を施すことが好ましい。そして、続いて処理すべき量が大きく減少した鉱石スラリーを処理量が比較的少なく、アンダーフローとオーバーフローとへの分配の割合がほぼ同じ場合の処理に適するデンシティセパレータによる比重分離処理を施すことが好ましい。 The reason is that the amount of nickel oxide ore (ore slurry) treated by the hydrometallurgical method is large, and the particles of the ore slurry are, for example, 80% by mass to 95% by mass of the particles. This is because the particle size is as fine as less than 45 μm. Therefore, in the first separation step S21, it is possible to first perform a classification separation treatment with a hydrocyclone, which is suitable for processing a large amount of ore slurry and is suitable for processing when there is a large amount of distribution to the overflow composed of fine-grained portions. preferable. Then, the ore slurry in which the amount to be treated is greatly reduced can be subjected to the specific gravity separation treatment with a density separator suitable for the treatment when the treatment amount is relatively small and the distribution ratio to the underflow and the overflow is almost the same. preferable.
このように、第1分離工程S21において、ハイドロサイクロンによる分級分離処理と、デンシティセパレータによる比重分離処理とによる分離処理を施すことによって、鉱石スラリー中の脈石成分を含む粗粒の粒子、すなわち、低ニッケル含有粒子を効率的に分離することができる。 As described above, in the first separation step S21, by performing the separation treatment by the classification separation treatment by the hydrocyclone and the specific gravity separation treatment by the density separator, the coarse particles containing the gangue component in the ore slurry, that is, Low nickel-containing particles can be separated efficiently.
ここで、第1分離工程S21で得る粗粒部は、固形分として粒径が45μm未満である粒子を含有し、粒径が45μm未満である粒子の割合は、固形分の30質量%以下とする。30質量%を超えると、後述する第2分離工程S22に供給されたときにスパイラルコンセントレータでの分離性が悪化し、比重分離して得られる軽比重部の中に粒径45μm未満の粒子が多く残存することになる。すると、さらに次の工程である振動篩工程S23において、残存した粒径45μm未満の粒子が粗粒に付着してしまい、その粗粒と共に、振動篩の篩上に移行して除去されてしまう。 Here, the coarse-grained portion obtained in the first separation step S21 contains particles having a particle size of less than 45 μm as a solid content, and the proportion of particles having a particle size of less than 45 μm is 30% by mass or less of the solid content. do. If it exceeds 30% by mass, the separability in the spiral concentrator deteriorates when it is supplied to the second separation step S22 described later, and many particles having a particle size of less than 45 μm are contained in the light specific gravity portion obtained by the specific gravity separation. It will remain. Then, in the vibrating sieve step S23, which is the next step, the remaining particles having a particle size of less than 45 μm adhere to the coarse particles, and together with the coarse particles, move onto the sieve of the vibrating sieve and are removed.
一方で、振動篩に供給する鉱石中で粒径45μm未満の粒子の割合が小さいほど、第1分離工程S21において粗粒部を分離させた細粒部に粗粒の高マグネシウム含有粒子が混じり易い。例えば、粒径45μm未満の粒子の割合が10質量%では、細粒部に粗粒の高マグネシウム含有粒子が僅かに混じることがある。一方、30質量%では、細粒部に粗粒の高マグネシウム含有粒子が殆ど見られない。このため、本実施形態では、第1分離工程S21における閾値を鉱石スラリーの粗粒部で45μm未満の粒径を有する粒子が固形分中に10質量%以上ある場合でも、30質量%以下に抑えるようにしている。 On the other hand, the smaller the proportion of particles having a particle size of less than 45 μm in the ore supplied to the vibrating sieve, the easier it is for the coarse-grained high-magnesium-containing particles to be mixed in the fine-grained portion from which the coarse-grained portion was separated in the first separation step S21. .. For example, when the proportion of particles having a particle size of less than 45 μm is 10% by mass, coarse particles containing high magnesium may be slightly mixed in the fine particles. On the other hand, at 30% by mass, coarse particles containing high magnesium are hardly found in the fine particles. Therefore, in the present embodiment, the threshold value in the first separation step S21 is suppressed to 30% by mass or less even when the solid content contains 10% by mass or more of particles having a particle size of less than 45 μm in the coarse grain portion of the ore slurry. I am doing it.
第2分離工程S22では、第1分離工程S21にて分離した鉱石スラリー中の粒径45μm未満の粒子の割合が30質量%以下である粗粒部をスパイラルコンセントレータに供給して、粗粒部の固形分と比較して比重が大きい重比重粒子(「重比重部」ともいう。)と比重が小さい軽比重粒子(「軽比重部」ともいう。)とに分離する。分離して得られた重比重部は、浸出処理に供給する鉱石スラリーとなる。 In the second separation step S22, the coarse-grained portion having a particle size of less than 45 μm in the ore slurry separated in the first separation step S21 of 30% by mass or less is supplied to the spiral concentrator to supply the coarse-grained portion. It is separated into heavy specific density particles (also referred to as "heavy specific gravity portion") having a larger specific gravity than the solid content and light specific gravity particles (also referred to as "light specific gravity portion") having a smaller specific gravity. The weight specific gravity portion obtained by separation becomes an ore slurry to be supplied to the leaching process.
具体的に、この第2分離工程S22では、脈石の中から、含有するニッケルが浸出され易い部分を選択的に分別するために、この部分の比重が小さいことを利用して、スパイラルコンセントレータによる比重分離を行う。スパイラルコンセントレータでは、重比重部を回収するための出口幅が軽比重部を回収するための出口幅の3倍〜12倍とすることで、マグネシウムを軽比重部側に選択的に濃縮することができる。その際の比重は、重比重部で4.0〜5.0、軽比重部で2.7〜3.7の範囲となっている。 Specifically, in the second separation step S22, in order to selectively separate the portion where the contained nickel is easily leached from the gangue, the spiral concentrator is used by utilizing the fact that the specific gravity of this portion is small. Perform specific gravity separation. In the spiral concentrator, magnesium can be selectively concentrated on the light density part side by setting the outlet width for collecting the heavy density part to 3 to 12 times the outlet width for collecting the light density part. can. The specific gravity at that time is in the range of 4.0 to 5.0 in the heavy specific gravity portion and 2.7 to 3.7 in the light specific gravity portion.
第2分離工程S22で得た重比重部と軽比重部とを比較すると、重比重部は、ニッケルが少ない。軽比重部は、幾つかの工程を経た上で浸出工程S4ではなく、浸出工程S4から排出される浸出スラリーに添加することで、マグネシウムによる浸出工程S4での酸の消費を抑制し、軽比重部に含まれているニッケルを回収することができる。 Comparing the heavy specific gravity part and the light specific weight part obtained in the second separation step S22, the heavy specific weight part has less nickel. The light specific density portion is added to the leaching slurry discharged from the leaching step S4 instead of the leaching step S4 after undergoing several steps to suppress the consumption of acid in the leaching step S4 by magnesium and have a light specific density. Nickel contained in the part can be recovered.
振動篩工程S23では、第2分離工程S22で得た軽比重部の鉱石スラリーが振動篩を用いて篩上と篩下に分別される。振動篩工程S23で篩下に振り分けられた鉱石スラリー(篩下)は、浸出工程S4における浸出処理に供給され、篩上に振り分けられた篩目より大きな粒子(篩上)は、その後、粉砕工程S9における粉砕処理に供給され、当該粉砕処理で得られた粉砕粒子を浸出工程S4から排出される硫酸酸性の浸出スラリーに添加して、残留硫酸によりニッケルを液中に浸出回収する。 In the vibrating sieve step S23, the ore slurry of the light specific density portion obtained in the second separation step S22 is separated into an upper sieve and a lower sieve using a vibrating sieve. The ore slurry (under the sieve) distributed under the sieve in the vibrating sieving step S23 is supplied to the leaching process in the leaching step S4, and the particles larger than the sieve distributed on the sieve (on the sieve) are subsequently pulverized. The pulverized particles supplied to the pulverization treatment in S9 and obtained in the pulverization treatment are added to the sulfate-acidic leaching slurry discharged from the leaching step S4, and nickel is leached and recovered in the liquid by residual sulfuric acid.
振動篩処理に用いる振動篩の目開きとしては、特に限定されないが、300μm〜500μm程度とすることが望ましい。振動篩の目開きが300μm未満であると、篩上に残留する鉱石粒の割合が増加し、この鉱石粒に付着して低マグネシウム含有率の微細粒が篩上に多く残留してしまう可能性がある。一方で、振動篩の目開きが500μmを超えると、篩下に高マグネシウム含有粒子となる鉱石粒が混入してしまうことがある。このため、本実施形態では、振動篩の目開きが300μm以上500μm以下となるように構成することによって、篩上への低マグネシウム含有粒子の残留や、篩下への高マグネシウム含有粒子の混入の増加を抑制できるので、ニッケルの回収率が更に向上するようになる。 The opening of the vibrating sieve used for the vibrating sieve treatment is not particularly limited, but is preferably about 300 μm to 500 μm. If the opening of the vibrating sieve is less than 300 μm, the proportion of ore grains remaining on the sieve increases, and there is a possibility that a large amount of fine particles having a low magnesium content will remain on the sieve by adhering to the ore grains. There is. On the other hand, if the opening of the vibrating sieve exceeds 500 μm, ore particles, which are high magnesium-containing particles, may be mixed under the sieve. Therefore, in the present embodiment, by configuring the vibrating sieve so that the mesh size is 300 μm or more and 500 μm or less, low magnesium-containing particles remain on the sieve and high magnesium-containing particles are mixed under the sieve. Since the increase can be suppressed, the recovery rate of nickel will be further improved.
このように、本実施形態では、振動篩による処理を施すことで、高マグネシウム含有粒子の鉱石粒を効率的に分離すると共に、当該鉱石粒を脱水することができる。この鉱石粒は、篩目より大きいので、粉砕に処することで反応効率を短時間で一気に向上できる。また、この鉱石粒は、脱水されているので、粉砕工程S9では、乾式ミルを使うことができる。なお、乾式ミルの代わりに、水を添加して湿式ミルを使うこともできる。 As described above, in the present embodiment, the ore grains of the high magnesium-containing particles can be efficiently separated and the ore grains can be dehydrated by performing the treatment with the vibrating sieve. Since these ore grains are larger than the sieve mesh, the reaction efficiency can be improved at once in a short time by subjecting them to pulverization. Further, since the ore grains are dehydrated, a dry mill can be used in the crushing step S9. Instead of the dry mill, a wet mill can be used by adding water.
このように、本実施形態に係る分別工程S2は、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法の浸出処理に供給する鉱石スラリーに対して、第1分離工程S21、第2分離工程S22、及び振動篩工程S23の3工程を有する。このため、振動篩工程S23を経て得られた振動篩の篩上において、鉄、マグネシウム、マンガン、アルミニウム等の脈石成分を効率的に分離することができる。特に、浸出対象となる鉱石スラリーから高マグネシウム含有粒子を分別することによって、ニッケルの浸出に必要な硫酸がマグネシウム等により消費されなくなるので、浸出工程S4において使用される硫酸使用量を確実に低減できる。 As described above, in the sorting step S2 according to the present embodiment, the first separation step S21, the second separation step S22, and the vibrating sieving step are used for the ore slurry supplied to the leaching process of the hydrometallurgical method of nickel oxide ore. It has three steps of S23. Therefore, the gangue components such as iron, magnesium, manganese, and aluminum can be efficiently separated on the sieve of the vibrating sieve obtained through the vibrating sieve step S23. In particular, by separating the high magnesium-containing particles from the ore slurry to be leached, the sulfuric acid required for nickel leaching is not consumed by magnesium or the like, so that the amount of sulfuric acid used in the leaching step S4 can be reliably reduced. ..
また、硫酸は、消費が低減されて濃度が高く維持できるので、浸出工程S4では、低マグネシウム含有粒子を速やかに浸出して回収することができる。また、本実施形態では、振動篩で篩上に分別された高マグネシウム含有粒子を粉砕工程S9で粉砕処理して浸出スラリーに添加するので、高マグネシウム含有粒子に含まれる微量のニッケルも回収できることとなり、ニッケルの回収率が更に向上する。 Further, since the consumption of sulfuric acid is reduced and the concentration can be maintained high, the low magnesium-containing particles can be rapidly leached out and recovered in the leaching step S4. Further, in the present embodiment, since the high magnesium-containing particles separated on the sieve with a vibrating sieve are pulverized in the pulverization step S9 and added to the leachate slurry, a small amount of nickel contained in the high magnesium-containing particles can be recovered. , Nickel recovery rate is further improved.
分別工程S2では、第1分離工程S21と、第2分離工程S22と、振動篩工程S23とを任意の順番で配置することができる。第1分離工程S21を第2分離工程S22より先に行うことがよく、これによって第2分離工程S22に送る粗粒部の量を鉱石スラリー化工程S1から来る鉱石スラリーの量よりも減らすことができる。特に、第1分離工程S21では、ハイドロサイクロンのような処理能力に優れた装置を用いると、第2分離工程S22の設備費用を抑えつつ、第1分離工程S21の設備費用を抑えることが可能となる。また、第2分離工程S22は、振動篩工程S23より先に行うことがよく、これによって振動篩工程S23で処理する鉱石量が減少して、振動篩への負担が小さくなり、当該振動篩が詰まりにくくなる。 In the sorting step S2, the first separation step S21, the second separation step S22, and the vibrating sieving step S23 can be arranged in any order. The first separation step S21 is often performed before the second separation step S22, whereby the amount of coarse-grained portions sent to the second separation step S22 can be reduced compared to the amount of ore slurry coming from the ore slurrying step S1. can. In particular, in the first separation step S21, if an apparatus having excellent processing capacity such as a hydrocyclone is used, it is possible to suppress the equipment cost of the first separation step S21 while suppressing the equipment cost of the second separation step S22. Become. Further, the second separation step S22 is often performed before the vibrating sieve step S23, whereby the amount of ore to be processed in the vibrating sieve step S23 is reduced, the burden on the vibrating sieve is reduced, and the vibrating sieve is used. It becomes difficult to clog.
(3)鉱石スラリー濃縮工程
鉱石スラリー濃縮工程S3では、前述した分別工程S2における第1分離工程S21にて分離した細粒部を含む鉱石スラリーと、第2分離工程S22にて分離した重比重部の鉱石スラリーと、振動篩工程S23にて分離した篩下の鉱石粒子を含む鉱石スラリーとを固液分離装置に装入し、その鉱石スラリー中に含まれる水分を分離除去して鉱石成分を濃縮し、濃縮された鉱石スラリーを得る。この濃縮された鉱石スラリーが浸出工程S4における浸出処理に供される鉱石スラリーとなる。
(3) Ore Slurry Concentration Step In the ore slurry concentrating step S3, the ore slurry containing the fine-grained portion separated in the first separation step S21 in the above-mentioned sorting step S2 and the weight specific gravity portion separated in the second separation step S22. The ore slurry and the ore slurry containing the ore particles under the sieving separated in the vibrating sieving step S23 are charged into a solid-liquid separation device, and the water contained in the ore slurry is separated and removed to concentrate the ore components. And obtain a concentrated ore slurry. This concentrated ore slurry becomes an ore slurry to be subjected to the leaching process in the leaching step S4.
具体的には、鉱石スラリー濃縮工程S3では、例えば、シックナー等の固液分離装置にそれぞれの鉱石スラリーを装入し、固形成分を沈降させて装置の下部から取り出し、一方で上澄みとなった水分を装置の上部からオーバーフローさせる固液分離を行う。この固液分離処理により、鉱石スラリー中の水分を低減させ、スラリー中の鉱石成分を濃縮させることによって、例えば固形分濃度として40質量%程度の鉱石スラリーを得る。第1分離工程S21で分離した細粒部と、第2分離工程S22で分離した重比重部と、振動篩工程S23で分離した篩下の鉱石粒子は、予め混合した上で固液分離装置に装入することができるが、他の方法として、それぞれに専用の固液分離装置を用意して、そこに装入したり、同一の固液分離装置に時間差を設けて装入したりしてもよい。 Specifically, in the ore slurry concentration step S3, for example, each ore slurry is charged into a solid-liquid separation device such as a thickener, the solid component is settled and taken out from the lower part of the device, while the water content becomes the supernatant. Performs solid-liquid separation that overflows from the top of the device. By this solid-liquid separation treatment, the water content in the ore slurry is reduced and the ore component in the slurry is concentrated to obtain, for example, an ore slurry having a solid content concentration of about 40% by mass. The fine particles separated in the first separation step S21, the heavy specific gravity part separated in the second separation step S22, and the ore particles under the sieve separated in the vibrating sieving step S23 are mixed in advance and then put into a solid-liquid separation device. It is possible to charge, but as another method, prepare a dedicated solid-liquid separation device for each and charge it there, or charge the same solid-liquid separation device with a time lag. May be good.
なお、以上のように、鉱石スラリー化工程S1と、第1分離工程S21、第2分離工程S22、及び振動篩工程S23を含む分別工程S2と、鉱石スラリー濃縮工程S3とを経ることによって、後述する浸出工程S4における浸出処理に供する鉱石スラリーを製造することができ、これらの工程を含む方法を鉱石スラリーの製造方法として定義することができる。 As described above, the ore slurry formation step S1, the separation step S2 including the first separation step S21, the second separation step S22, and the vibration sieving step S23, and the ore slurry concentration step S3 will be described later. It is possible to produce an ore slurry to be subjected to the leaching process in the leaching step S4, and a method including these steps can be defined as a method for producing the ore slurry.
(4)浸出工程
浸出工程S4では、製造した鉱石スラリーに対して、例えば、オートクレーブ等の圧力容器や保温容器を使用して、高圧酸浸出法を用いた浸出処理を施す。具体的には、原料となるニッケル酸化鉱石を含有する鉱石スラリーに硫酸を添加し、220℃〜280℃の高い温度条件下で加圧しながら鉱石スラリーを攪拌し、浸出液と浸出残渣とからなる浸出スラリーを生成させる。すなわち、浸出工程S4では、製造された鉱石スラリーに硫酸を添加して高温高圧下で浸出処理を施す。
(4) Leaching Step In the leaching step S4, the produced ore slurry is leached using a high-pressure acid leaching method using, for example, a pressure vessel such as an autoclave or a heat insulating vessel. Specifically, sulfuric acid is added to an ore slurry containing nickel oxide ore as a raw material, and the ore slurry is stirred while pressurizing under high temperature conditions of 220 ° C to 280 ° C, and leachate consisting of a leachate and a leachate residue is leached out. Generate a slurry. That is, in the leaching step S4, sulfuric acid is added to the produced ore slurry and the leaching treatment is performed under high temperature and high pressure.
浸出工程S4における浸出処理では、下記式(i)〜(iii)で表される浸出反応と下記式(iv)及び(v)で表される高温熱加水分解反応が生じ、ニッケルや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。 In the leaching treatment in the leaching step S4, a leaching reaction represented by the following formulas (i) to (iii) and a high-temperature thermal hydrolysis reaction represented by the following formulas (iv) and (v) occur, and nickel, cobalt and the like are produced. Leaching as sulfate and immobilization of leached iron sulfate as hematite are performed.
・浸出反応
Ma/2O+H2SO4→Ma/2SO4+H2O ・・・(i)
(なお、式中Mは、Ni、Co、Fe、Zn、Cu、Mg、Cr、Mn等を表し、aは、価数を表す)
2Fe(OH)3+3H2SO4→Fe2(SO4)3+6H2O ・・・(ii)
FeO+H2SO4→FeSO4+H2O ・・・(iii)
・高温熱加水分解反応
2FeSO4+H2SO4+1/2O2→Fe2(SO4)3+H2O ・・・(iv)
Fe2(SO4)3+3H2O→Fe2O3+3H2SO4 ・・・(v)
・ Leaching reaction Ma / 2 O + H 2 SO 4 → Ma / 2 SO 4 + H 2 O ・ ・ ・ (i)
(Note that M in the formula represents Ni, Co, Fe, Zn, Cu, Mg, Cr, Mn, etc., and a represents a valence).
2Fe (OH) 3 + 3H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 6H 2 O ・ ・ ・ (ii)
FeO + H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2 O ・ ・ ・ (iii)
・ High temperature thermal hydrolysis reaction 2FeSO 4 + H 2 SO 4 + 1 / 2O 2 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + H 2 O ・ ・ ・ (iv)
Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O → Fe 2 O 3 + 3H 2 SO 4 ... (v)
ニッケル酸化鉱石には、ニッケルやコバルト以外にも、鉄、マグネシウム、マンガン、アルミニウム等の不純物も含まれ、これら不純物も硫酸により浸出され、浸出に伴い硫酸を消費する。このため、ニッケルやコバルトの浸出で消費される硫酸に加えて、不純物の浸出で消費される硫酸も必要となる。不純物による硫酸の消費に関して、本実施形態では、浸出工程S4における浸出処理に供する鉱石スラリーに対して、前述した分別工程S2において特定の前処理を施しているので、その鉱石スラリーに含まれるマグネシウム等の不純物濃度を低減させることができる。このため、浸出工程S4におけるマグネシウム等の不純物となる脈石成分による硫酸の消費が抑制されるので、ニッケル等の実収率の低下をより効果的に抑制しながら、浸出処理に用いる硫酸添加量を効果的に低減させることができる。 In addition to nickel and cobalt, nickel oxide ore also contains impurities such as iron, magnesium, manganese, and aluminum, and these impurities are also leached out by sulfuric acid, and sulfuric acid is consumed as the leaching occurs. Therefore, in addition to the sulfuric acid consumed by the leaching of nickel and cobalt, the sulfuric acid consumed by the leaching of impurities is also required. Regarding the consumption of sulfuric acid due to impurities, in the present embodiment, the ore slurry to be subjected to the leaching treatment in the leaching step S4 is subjected to a specific pretreatment in the above-mentioned sorting step S2, so that magnesium and the like contained in the ore slurry are applied. Impurity concentration can be reduced. Therefore, since the consumption of sulfuric acid due to the gangue component which is an impurity such as magnesium in the leaching step S4 is suppressed, the amount of sulfuric acid added for the leaching treatment can be suppressed while more effectively suppressing the decrease in the actual yield of nickel or the like. It can be effectively reduced.
また、ニッケル酸化鉱石におけるニッケル品位やコバルト品位は、例えば、Niを約1質量%、Coを約0.1質量%含有した乾燥鉱石が流通していることから分かるように低いため、反応速度が遅い。このため、反応速度を高めるために、不純物量を加味した当量を超えて硫酸を添加して高濃度で浸出反応を行う。ここで、本実施形態では、浸出工程S4における浸出処理に供する鉱石スラリーに対して、前述した分別工程S2において特定の前処理を施しているので、その鉱石スラリーに含まれるニッケル濃度を向上させることができる。高濃度の硫酸と高濃度のニッケルを反応させることによって、反応速度が相乗的に向上する。そのため、同じ硫酸添加量では、短時間にニッケルを浸出することができ、同じ量のニッケルを浸出するのに、硫酸添加量を少なく抑えることができる。 In addition, the nickel grade and cobalt grade of nickel oxide ore are low, as can be seen from the fact that, for example, dry ore containing about 1% by mass of Ni and about 0.1% by mass of Co is distributed, so that the reaction rate is low. slow. Therefore, in order to increase the reaction rate, sulfuric acid is added in excess of the equivalent amount including the amount of impurities to carry out the leaching reaction at a high concentration. Here, in the present embodiment, the ore slurry to be subjected to the leaching treatment in the leaching step S4 is subjected to a specific pretreatment in the above-mentioned sorting step S2, so that the nickel concentration contained in the ore slurry is improved. Can be done. By reacting a high concentration of sulfuric acid with a high concentration of nickel, the reaction rate is synergistically improved. Therefore, with the same amount of sulfuric acid added, nickel can be leached in a short time, and the amount of sulfuric acid added can be kept small even though the same amount of nickel is leached.
さらに、浸出工程S4において未反応で残った硫酸は、分別工程S2で取り分けた高マグネシウム含有粒子の浸出に用いることで有効利用することができる。その際に、分別工程S2で取り分けた高マグネシウム含有粒子の浸出に用いることを見越して浸出工程S4の硫酸添加量を多くして、浸出工程S4を短時間で行うこともできる。分別工程S2で取り分けた高マグネシウム含有粒子は、浸出工程S4において未反応で残った硫酸を含有する浸出スラリーに混合する前に、後述する粉砕工程S9で処理しておくことによって、反応性を高めて効力を高めることができる。 Further, the sulfuric acid remaining unreacted in the leaching step S4 can be effectively utilized by using it for leaching the high magnesium-containing particles separated in the sorting step S2. At that time, the leaching step S4 can be performed in a short time by increasing the amount of sulfuric acid added in the leaching step S4 in anticipation of using the high magnesium-containing particles separated in the sorting step S2 for leaching. The high magnesium-containing particles separated in the sorting step S2 are treated in the pulverization step S9 described later before being mixed with the leached slurry containing sulfuric acid remaining unreacted in the leaching step S4 to enhance the reactivity. Can be enhanced.
分別工程S2で取り分けた高マグネシウム含有粒子は、マグネシウム等を浸出されることによって未反応の硫酸を消費するので、浸出スラリーの酸性が弱まり、後述する中和工程S6で浸出液の中和に用いる中和剤や最終中和工程S8で浸出残渣の中和に用いる中和剤を節約することができる。換言すると、分別工程S2で取り分けた高マグネシウム含有粒子は、ニッケル源かつ中和剤として活用できる。 Since the high magnesium-containing particles separated in the sorting step S2 consume unreacted sulfuric acid by leaching magnesium or the like, the acidity of the leached slurry weakens, and the particles are used for neutralizing the leachate in the neutralization step S6 described later. It is possible to save the Japanese agent and the neutralizing agent used for neutralizing the leachate residue in the final neutralization step S8. In other words, the high magnesium-containing particles separated in the sorting step S2 can be used as a nickel source and a neutralizing agent.
(5)固液分離工程
固液分離工程S5では、浸出工程S4を経て得られた浸出スラリーを多段で洗浄しながら、ニッケル及びコバルトと共に不純物元素を含む浸出液と、浸出残渣とを分離する。本実施形態の固液分離工程S5では、例えば、浸出スラリーを洗浄液と混合した後、シックナー等の固液分離設備により固液分離処理を施す。具体的には、先ず、浸出スラリーが洗浄液により希釈され、次に、スラリー中の浸出残渣がシックナーの沈降物として濃縮される。これにより、浸出残渣に付着するニッケル分をその希釈の度合いに応じて減少させることができる。なお、固液分離処理においては、例えば、アニオン系の凝集剤を添加して行うようにしてもよい。
(5) Solid-Liquid Separation Step In the solid-liquid separation step S5, the leachate containing an impurity element together with nickel and cobalt and the leachate residue are separated while washing the leachate slurry obtained through the leachate step S4 in multiple stages. In the solid-liquid separation step S5 of the present embodiment, for example, after mixing the leached slurry with the cleaning liquid, the solid-liquid separation treatment is performed by a solid-liquid separation facility such as a thickener. Specifically, first, the leaching slurry is diluted with a washing liquid, and then the leaching residue in the slurry is concentrated as a sediment of thickener. Thereby, the nickel content adhering to the leachate residue can be reduced according to the degree of dilution thereof. In the solid-liquid separation treatment, for example, an anionic flocculant may be added.
また、固液分離工程S5では、浸出スラリーを多段洗浄しながら固液分離をすることが好ましい。多段洗浄方法としては、例えば、浸出スラリーに対して洗浄液を向流に接触させる連続向流洗浄法を用いることができる。これにより、系内に新たに導入する洗浄液を削減できると共に、ニッケル及びコバルトの回収率を95%以上に向上させることができる。固液分離工程S5で使用する洗浄液(洗浄水)としては、特に限定されないが、ニッケルを含まず、工程に影響を及ぼさないものを用いることが好ましい。例えば、洗浄液として、好ましくは、後工程の硫化工程S7で得られる貧液を繰り返して利用することができる。 Further, in the solid-liquid separation step S5, it is preferable to perform solid-liquid separation while washing the leaching slurry in multiple stages. As the multi-stage cleaning method, for example, a continuous countercurrent cleaning method in which the cleaning liquid is brought into contact with the countercurrent with respect to the leachate slurry can be used. As a result, the amount of cleaning liquid newly introduced into the system can be reduced, and the recovery rate of nickel and cobalt can be improved to 95% or more. The cleaning liquid (cleaning water) used in the solid-liquid separation step S5 is not particularly limited, but it is preferable to use a cleaning liquid (cleaning water) that does not contain nickel and does not affect the process. For example, as the cleaning liquid, preferably, the poor liquid obtained in the sulfide step S7 in the subsequent step can be repeatedly used.
さらに、本実施形態では、固液分離工程S5は、粉砕工程S9で高マグネシウム含有粒子を粉砕して得られた粉砕粒子を浸出スラリーに添加してから多段洗浄することを特徴とする。すなわち、本実施形態では、固液分離工程S5は、振動篩工程S23において振動篩で篩上に分別された高マグネシウム含有粒子を粉砕工程S9で粉砕処理して浸出スラリーに添加したものを多段洗浄しながら固液分離することによって、高マグネシウム含有粒子に含まれる微量のニッケルも回収できるので、ニッケルの回収率が更に向上する。 Further, in the present embodiment, the solid-liquid separation step S5 is characterized in that the crushed particles obtained by crushing the high magnesium-containing particles in the crushing step S9 are added to the leaching slurry and then washed in multiple stages. That is, in the present embodiment, in the solid-liquid separation step S5, the high magnesium-containing particles separated on the sieve by the vibrating sieve in the vibrating sieve step S23 are crushed in the crushing step S9 and added to the leachate slurry for multi-stage washing. By solid-liquid separation while doing so, a small amount of nickel contained in the high magnesium-containing particles can be recovered, so that the recovery rate of nickel is further improved.
(6)中和工程
中和工程S6では、固液分離工程S5にて分離された浸出液のpHを調整して、不純物元素を含む中和澱物を分離して、ニッケルやコバルトを含む中和終液を得る。具体的には、中和工程S6では、分離された浸出液の酸化を抑制しながら、得られる中和終液のpHが4以下、好ましくは3.0〜3.5、より好ましくは3.1〜3.2になるように、その浸出液に炭酸カルシウム等の中和剤を添加して、中和終液と不純物元素として3価の鉄やアルミニウム等を含む中和澱物とを生成させる。中和工程S6では、このようにして不純物を中和澱物として除去し、ニッケル回収用の母液となる中和終液を生成させる。
(6) Neutralization Step In the neutralization step S6, the pH of the leachate separated in the solid-liquid separation step S5 is adjusted to separate the neutralized starch containing an impurity element, and neutralization containing nickel and cobalt is performed. Get the final solution. Specifically, in the neutralization step S6, the pH of the obtained neutralization final solution is 4 or less, preferably 3.0 to 3.5, more preferably 3.1, while suppressing the oxidation of the separated leachate. A neutralizing agent such as calcium carbonate is added to the leachate so as to be ~ 3.2, and a neutralizing final solution and a neutralized starch containing trivalent iron, aluminum, etc. as impurity elements are produced. In the neutralization step S6, impurities are thus removed as a neutralizing starch to generate a neutralizing final solution as a mother liquor for nickel recovery.
(7)硫化工程
硫化工程S7では、ニッケル回収用の母液である中和終液に対して、硫化水素ガス等の硫化剤を吹き込んで硫化反応を生じさせて、ニッケル(及びコバルト)を含む硫化物(以下、単に「ニッケル硫化物」ともいう)と貧液とを生成させる。ニッケル回収用の母液である中和終液は、浸出液から中和工程S6を経て不純物成分が低減された硫酸溶液である。なお、このニッケル回収用母液には、不純物成分として鉄、マグネシウム、マンガン等が数g/L程度含まれている可能性があるが、これら不純物成分は、硫化物としての安定性が低く(回収するニッケル及びコバルトに対して)、生成するニッケル硫化物に含有されることはない。
(7) Sulfide step In the sulfurization step S7, a sulfurizing agent such as hydrogen sulfide gas is blown into the neutralized final liquid which is a mother liquor for recovering nickel to cause a sulfurization reaction, and sulfurization containing nickel (and cobalt) is caused. It produces a substance (hereinafter, also simply referred to as "nickel sulfide") and a poor liquid. The neutralization final solution, which is the mother liquor for recovering nickel, is a sulfuric acid solution in which the impurity component is reduced from the leachate through the neutralization step S6. The nickel recovery mother liquor may contain several g / L of iron, magnesium, manganese, etc. as impurity components, but these impurity components are less stable as sulfides (recovery). (For nickel and cobalt), it is not contained in the nickel sulfide produced.
硫化工程S7における硫化処理は、ニッケル回収設備にて実行される。ニッケル回収設備は、例えば、母液である中和終液に対して硫化水素ガス等を吹き込んで硫化反応を行う硫化反応槽と、硫化反応後液からニッケル硫化物を分離回収する固液分離槽とを備える。固液分離槽は、例えば、シックナー等によって構成され、ニッケル硫化物を含んだ硫化反応後のスラリーに対して沈降分離処理を施すことで、沈殿物であるニッケル硫化物をシックナーの底部より分離回収する。一方、水溶液成分は、オーバーフローさせて貧液として回収する。なお、回収した貧液は、ニッケル等の有価金属濃度の極めて低い溶液であり、硫化されずに残留した鉄、マグネシウム、マンガン等の不純物元素を含む。この貧液は、後述する最終中和工程S8に移送されて無害化処理される。 The sulfurization treatment in the sulfurization step S7 is carried out in a nickel recovery facility. Nickel recovery equipment includes, for example, a sulfurization reaction tank in which hydrogen sulfide gas or the like is blown into a neutralized final liquid which is a mother liquor to carry out a sulfurization reaction, and a solid-liquid separation tank in which nickel sulfide is separated and recovered from the liquid after the sulfurization reaction. Equipped with. The solid-liquid separation tank is composed of, for example, a thickener or the like, and the nickel sulfide which is a precipitate is separated and recovered from the bottom of the thickener by subjecting the slurry after the sulfurization reaction containing nickel sulfide to a sedimentation separation treatment. do. On the other hand, the aqueous solution component overflows and is recovered as a poor liquid. The recovered poor liquid is a solution having an extremely low concentration of valuable metals such as nickel, and contains impurity elements such as iron, magnesium, and manganese that remain without being sulfided. This poor liquid is transferred to the final neutralization step S8 described later and detoxified.
(8)最終中和工程
最終中和工程S8では、硫化工程S7にて排出された鉄、マグネシウム、マンガン等の不純物元素を含む貧液に対して、排出基準を満たす所定のpH範囲に調整する中和処理による無害化処理を施す。この最終中和工程S8では、固液分離工程S5における固液分離処理から排出された浸出残渣も併せて処理することもできる。
(8) Final Neutralization Step In the final neutralization step S8, the poor liquid containing impurity elements such as iron, magnesium and manganese discharged in the sulfide step S7 is adjusted to a predetermined pH range satisfying the discharge standard. Detoxify by neutralization. In this final neutralization step S8, the leaching residue discharged from the solid-liquid separation treatment in the solid-liquid separation step S5 can also be treated.
最終中和工程S8における無害化処理の方法、すなわち、pHの調整方法としては、特に限定されないが、例えば、炭酸カルシウム(石灰石)スラリーや水酸化カルシウム(消石灰)スラリー等の中和剤を添加することによって所定の範囲に調整することができる。 The method of detoxification treatment in the final neutralization step S8, that is, the method of adjusting the pH is not particularly limited, but for example, a neutralizing agent such as calcium carbonate (limestone) slurry or calcium hydroxide (slaked lime) slurry is added. This can be adjusted to a predetermined range.
最終中和工程S8における最終中和処理では、石灰石を中和剤として用いた第1段階の中和処理(第1最終中和工程S81)と、消石灰を中和剤として用いた第2段階の中和処理(第2最終中和工程S82)とからなる段階的な中和処理を行うようにすることができる。このように段階的な中和処理を行うことによって、効率的にかつ効果的な中和処理を行うことができる。 In the final neutralization treatment in the final neutralization step S8, a first-stage neutralization treatment using limestone as a neutralizing agent (first final neutralization step S81) and a second-stage neutralization treatment using slaked lime as a neutralizing agent are performed. A stepwise neutralization treatment including a neutralization treatment (second final neutralization step S82) can be performed. By performing the stepwise neutralization treatment in this way, an efficient and effective neutralization treatment can be performed.
具体的に、第1最終中和工程S81では、硫化工程S7から排出され回収した貧液や固液分離工程S5にて分離した浸出残渣を中和処理槽に装入し、石灰石スラリーを添加して攪拌処理を施す。この第1最終中和工程S81では、石灰石スラリーを添加することによって、貧液等の処理対象溶液のpHを4〜5に調整する。 Specifically, in the first final neutralization step S81, the poor liquid discharged and recovered from the sulfide step S7 and the leachate residue separated in the solid-liquid separation step S5 are charged into the neutralization treatment tank, and the limestone slurry is added. And stir. In this first final neutralization step S81, the pH of the solution to be treated such as a poor liquid is adjusted to 4 to 5 by adding a limestone slurry.
次に、第2最終中和工程S82では、石灰石スラリーを添加して第1段階の中和処理を施した溶液に対して、消石灰スラリーを添加して撹拌処理を施す。この第2最終中和工程S82では、消石灰スラリーを添加することによって、処理対象溶液のpHを8〜9に引き上げる。 Next, in the second final neutralization step S82, the slaked lime slurry is added to the solution subjected to the neutralization treatment in the first step by adding the limestone slurry, and the stirring treatment is performed. In this second final neutralization step S82, the pH of the solution to be treated is raised to 8 to 9 by adding the slaked lime slurry.
このような2段階の中和処理を施すことによって、中和処理残渣が生成され、テーリングダムに貯留される(テーリング残渣)。一方、中和処理後の溶液は、排出基準を満たすものとなり、系外に排出される。 By performing such a two-step neutralization treatment, a neutralization treatment residue is generated and stored in a tailing dam (tailing residue). On the other hand, the solution after the neutralization treatment meets the emission standard and is discharged to the outside of the system.
ここで、最終中和工程における処理では、貧液中に残留しているマグネシウムイオンやマンガンイオン等の不純物元素イオンの量に応じて、消石灰等の中和剤の量が決定される。本実施形態においては、浸出工程S4における浸出処理に供する鉱石スラリーに対して、前述した分別工程S2において特定の前処理を施すようにしていることにより、その鉱石スラリーに含まれるマグネシウムやマンガン等の不純物元素を低減させることができる。これにより、貧液中に含まれるこれらの元素濃度を減少させることができ、最終中和工程S8における中和処理に用いる中和剤使用量を効果的に低減させることができる。 Here, in the treatment in the final neutralization step, the amount of the neutralizing agent such as slaked lime is determined according to the amount of impurity element ions such as magnesium ion and manganese ion remaining in the poor liquid. In the present embodiment, the ore slurry to be subjected to the leaching treatment in the leaching step S4 is subjected to a specific pretreatment in the above-mentioned sorting step S2, so that magnesium, manganese, etc. contained in the ore slurry can be obtained. Impurity elements can be reduced. Thereby, the concentration of these elements contained in the poor liquid can be reduced, and the amount of the neutralizing agent used for the neutralization treatment in the final neutralization step S8 can be effectively reduced.
(9)粉砕工程
粉砕工程S9は、分別工程S2で分別された高マグネシウム含有粒子を粉砕する。本発明者らは、前述した目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、浸出工程S4に供するニッケル酸化鉱石中の高マグネシウム含有粒子を、すなわち、粗粒の鉱石を2段階の比重分離法とそれに続く振動篩によって分別した高マグネシウム含有粒子を粉砕して浸出工程S4から排出される浸出スラリーに添加することによって、硫酸使用量を増加させずに高マグネシウム含有粒子からニッケルを回収できることを見出し、本発明を完成するに至った。
(9) Crushing Step In the crushing step S9, the high magnesium-containing particles separated in the sorting step S2 are crushed. As a result of diligent studies to achieve the above-mentioned object, the present inventors have obtained high magnesium-containing particles in the nickel oxide ore to be subjected to the leaching step S4, that is, coarse-grained ore by a two-step specific gravity separation method. It was found that nickel can be recovered from the high magnesium-containing particles without increasing the amount of sulfuric acid used by crushing the high magnesium-containing particles separated by the vibrating sieve and adding them to the leaching slurry discharged from the leaching step S4. , The present invention has been completed.
粉砕工程S9では、分別工程S2で分別された高マグネシウム含有粒子を粉砕して、80質量%の粒子の粒径が100μm未満となる粉砕をしている。これによって、粉砕粒子との接触効率が高まるので、高マグネシウム含有粒子に含まれるニッケルの浸出及び浸出スラリーに残留した硫酸の中和が確実に進み、中和剤の使用量を抑制しながら、ニッケルの回収量を更に増加できるようになる。なお、粉砕工程S9での粉砕には、石臼やボールミル、タワーミル等の公知の粉砕装置を用いることができる。 In the pulverization step S9, the high magnesium-containing particles separated in the separation step S2 are pulverized so that the particle size of the 80% by mass particles is less than 100 μm. As a result, the contact efficiency with the pulverized particles is increased, so that nickel contained in the high magnesium-containing particles is leached out and the sulfuric acid remaining in the leached slurry is neutralized reliably, and nickel is suppressed while suppressing the amount of the neutralizing agent used. It will be possible to further increase the amount of recovery. A known crushing device such as a stone mill, a ball mill, or a tower mill can be used for crushing in the crushing step S9.
次に、本発明の一実施形態に係るニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法について、実施例により詳しく説明する。なお、本発明は、当該実施例に限定されるものではない。 Next, a hydrometallurgical method for nickel oxide ore according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to Examples. The present invention is not limited to the embodiment.
(実施例1)
実施例1では、下記の表1に示す組成を有するニッケル酸化鉱石を水と混合してスラリー化し(鉱石スラリー化工程)、ハイドロサイクロン(ソルターサイクロン社製,SC1030−P型)へ固形分60t/hの流量で供給して分級分離処理を施し、続いて、ハイドロサイクロンからのアンダーフローをデンシティセパレータ(シーエフエス社製,6×6型)へ供給して比重分離処理を施した。なお、これらの分離処理の工程を第1分離工程とする。この第1分離工程における分離処理により、デンシティセパレータのアンダーフロー固形分中における粒径45μm未満の粒子の含有量が25質量%である鉱石スラリー(粗粒部)を得た。
(Example 1)
In Example 1, a nickel oxide ore having the composition shown in Table 1 below is mixed with water to form a slurry (ore slurrying step), and the solid content is 60 t / to a hydrocyclone (manufactured by Salter Cyclone, SC1030-P type). The underflow from the hydrocyclone was supplied to a density separator (manufactured by CFS Co., 6 × 6 type) and subjected to specific gravity separation treatment after being supplied at a flow rate of h and subjected to classification separation treatment. The process of these separation processes is referred to as a first separation step. By the separation treatment in this first separation step, an ore slurry (coarse grain portion) in which the content of particles having a particle size of less than 45 μm in the underflow solid content of the density separator was 25% by mass was obtained.
次に、第1分離工程を経て分離された粗粒部の鉱石スラリーを20質量%の固形分濃度となるように水を添加した上で、スパイラルコンセントレータ(オートテック社製)に供給して比重分離を行い、軽比重部としてニッケル品位が0.86質量%、マグネシウム品位が5.5質量%の固形分を含む鉱石スラリーを得た。なお、この分離処理の工程を第2の分離工程とする。 Next, the coarse-grained ore slurry separated through the first separation step is added with water so as to have a solid content concentration of 20% by mass, and then supplied to a spiral concentrator (manufactured by Autotech) for specific gravity separation. To obtain an ore slurry containing a solid content having a nickel grade of 0.86% by mass and a magnesium grade of 5.5% by mass as a light specific gravity portion. The process of this separation process is referred to as a second separation step.
次に、分離された軽比重部の鉱石スラリーを、目開き300μmの篩を備える振動篩(サイズテック社製,VDS27−6型)に供給して篩分け処理を行った。なお、この篩分け処理の工程を振動篩工程とする。この振動篩により、篩上としてニッケル品位1.1質量%、マグネシウム品位7.8質量%の固形分、すなわち、高マグネシウム含有粒子が得られた。一方で、振動篩工程における振動篩の篩下の鉱石スラリー、上述した第1分離工程で分離された細粒部の鉱石スラリー(各オーバーフロー)、及び第2分離工程で分離された重比重部の鉱石スラリーは、シックナーにより鉱石スラリー濃縮工程を行った上で浸出工程に供給した。振動篩工程で篩上として回収された高マグネシウム含有粒子は、粉砕タワーミル(NIPPON EIRICH社製KW-700MS型)にて粉砕し、固形分濃度30質量%のスラリーとなるように水を添加した上で、浸出工程のオートクレーブから排出された硫酸酸性の浸出スラリーに添加し、混合スラリーを得た。 Next, the separated ore slurry having a light specific density portion was supplied to a vibrating sieve (manufactured by Sizetech Co., Ltd., VDS27-6 type) equipped with a sieve having an opening of 300 μm to perform a sieving process. The step of this sieving process is referred to as a vibration sieving step. By this vibrating sieve, solid content of nickel grade 1.1% by mass and magnesium grade 7.8% by mass, that is, high magnesium-containing particles were obtained on the sieve. On the other hand, the ore slurry under the sieve of the vibrating sieve in the vibrating sieve step, the ore slurry of the fine-grained portion separated in the first separation step (each overflow), and the weight specific gravity portion separated in the second separation step. The ore slurry was supplied to the leaching step after performing the ore slurry concentration step with a thickener. The high magnesium-containing particles recovered on the sieve in the vibrating sieve step are crushed by a crushing tower mill (KW-700MS type manufactured by NIPPON EIRICH), and water is added so as to form a slurry having a solid content concentration of 30% by mass. Then, it was added to the sulfuric acid-acidic leaching slurry discharged from the autoclave in the leaching step to obtain a mixed slurry.
このとき、鉱石スラリー化工程に供給した鉱石中のニッケルのうち、92%が混合スラリーの液中に浸出回収された。また、浸出工程での硫酸消費量は、278kg/乾燥鉱石トンであった。さらに、最終中和工程の消石灰消費は44kg/乾燥鉱石トンであった。 At this time, 92% of the nickel in the ore supplied to the ore slurrying step was leached and recovered in the liquid of the mixed slurry. The amount of sulfuric acid consumed in the leaching step was 278 kg / ton of dry ore. In addition, the slaked lime consumption in the final neutralization step was 44 kg / ton of dry ore.
(実施例2)
デンシティセパレータのアンダーフローとオーバーフローの分配比率を変えた点以外は、実施例1と同様の操作を行った。第1分離工程において、デンシティセパレータのアンダーフロー固形分中における粒径45μm未満の粒子の含有量が30質量%である鉱石スラリー(粗粒部)を得た。
(Example 2)
The same operation as in Example 1 was performed except that the distribution ratios of the underflow and overflow of the density separator were changed. In the first separation step, an ore slurry (coarse grain portion) in which the content of particles having a particle size of less than 45 μm in the underflow solid content of the density separator was 30% by mass was obtained.
そして、第2分離工程として、得られた粗粒部の鉱石スラリーを20質量%の固形分濃度でスパイラルコンセントレータに供給し、軽比重部としてニッケル品位が1.1質量%、マグネシウム品位が5.6質量%の固形分を含む鉱石スラリーを得た。 Then, as the second separation step, the obtained ore slurry of the coarse grain portion is supplied to the spiral concentrator at a solid content concentration of 20% by mass, and the nickel grade is 1.1% by mass and the magnesium grade is 5. An ore slurry containing 6% by mass of solid content was obtained.
さらに、振動篩工程として、得られた軽比重部の鉱石スラリーを目開き300μmの篩を備える振動篩に供給して篩分け処理を行った。この篩分けにより、篩上としてニッケル品位が1.1質量%、マグネシウム品位が7.5質量%の固形分、すなわち、高マグネシウム含有粒子が得られた。一方で、振動篩工程における振動篩の篩下の鉱石スラリー、上述した第1分離工程で分離された細粒部の鉱石スラリー(各オーバーフロー)、及び第2分離工程で分離された重比重部の鉱石スラリーは、シックナーにより鉱石スラリー濃縮工程を行った上で浸出工程に供給した。振動篩工程で篩上として回収された高マグネシウム含有粒子は、粉砕タワーミル(NIPPON EIRICH社製KW-700MS型)にて粉砕し、固形分濃度30質量%のスラリーとなるように水を添加した上で、浸出工程のオートクレーブから排出された硫酸酸性の浸出スラリーに添加し、混合スラリーを得た。 Further, as a vibrating sieve step, the obtained ore slurry having a light specific gravity portion was supplied to a vibrating sieve provided with a sieve having an opening of 300 μm to perform a sieving process. By this sieving, solid content having a nickel grade of 1.1% by mass and a magnesium grade of 7.5% by mass, that is, high magnesium-containing particles were obtained on the sieve. On the other hand, the ore slurry under the sieve of the vibrating sieve in the vibrating sieve step, the ore slurry of the fine-grained portion separated in the first separation step (each overflow), and the weight specific gravity portion separated in the second separation step. The ore slurry was supplied to the leaching step after performing the ore slurry concentration step with a thickener. The high magnesium-containing particles recovered on the sieve in the vibrating sieve step are crushed by a crushing tower mill (KW-700MS type manufactured by NIPPON EIRICH), and water is added so as to form a slurry having a solid content concentration of 30% by mass. Then, it was added to the sulfuric acid-acidic leaching slurry discharged from the autoclave in the leaching step to obtain a mixed slurry.
このとき、鉱石スラリー化工程に供給した鉱石中のニッケルのうち92%が混合スラリーの液中に浸出回収された。また、浸出工程での硫酸消費量は、278kg/乾燥鉱石トンであった。さらに、最終中和工程の消石灰消費は、44kg/乾燥鉱石トンであった。 At this time, 92% of the nickel in the ore supplied to the ore slurrying step was leached and recovered in the liquid of the mixed slurry. The amount of sulfuric acid consumed in the leaching step was 278 kg / ton of dry ore. In addition, the slaked lime consumption in the final neutralization step was 44 kg / ton of dry ore.
(比較例1)
振動篩で得る篩上の固形分を粉砕する代わりに工程外へ払い出し、粉砕粒子スラリーを浸出スラリーに添加しなかった点以外は、実施例1と同様の操作を行った。振動篩の篩上としてニッケル品位が1.1質量%、マグネシウム品位が7.8質量%の固形分が得られた。振動篩工程における振動篩の篩下の鉱石スラリー、上述した第1分離工程で分離された細粒部の鉱石スラリー(各オーバーフロー)、及び第2分離工程で分離された重比重部の鉱石スラリーは、シックナーにより鉱石スラリー濃縮工程を行った上で浸出工程に供給した。
(Comparative Example 1)
The same operation as in Example 1 was carried out except that the solid content on the sieve obtained by the vibrating sieve was discharged out of the process instead of being pulverized and the pulverized particle slurry was not added to the leaching slurry. A solid content having a nickel grade of 1.1% by mass and a magnesium grade of 7.8% by mass was obtained on the sieve of the vibrating sieve. The ore slurry under the sieve of the vibrating sieve in the vibrating sieving step, the ore slurry of the fine-grained portion separated in the first separation step (each overflow), and the ore slurry of the heavy specific gravity portion separated in the second separation step are After performing the ore slurry concentration step with a thickener, it was supplied to the leaching step.
このとき、鉱石スラリー化工程に供給した鉱石中のニッケルのうち88%が浸出スラリーの液中に浸出回収された。浸出工程での硫酸消費量は、278kg/乾燥鉱石トンであった。また、最終中和工程の消石灰消費は、41kg/乾燥鉱石トンであった。このように、比較例1では、浸出工程における硫酸使用量、及び、最終中和工程における消石灰使用量は低減できたものの、ニッケル回収率が低下した。 At this time, 88% of the nickel in the ore supplied to the ore slurrying step was leached and recovered in the liquid of the leached slurry. Sulfuric acid consumption in the leaching process was 278 kg / ton of dry ore. The slaked lime consumption in the final neutralization step was 41 kg / ton of dry ore. As described above, in Comparative Example 1, although the amount of sulfuric acid used in the leaching step and the amount of slaked lime used in the final neutralization step could be reduced, the nickel recovery rate was lowered.
(比較例2)
振動篩で得る篩上の固形分を粉砕する代わりに工程外へ払い出し、粉砕粒子スラリーを浸出スラリーに添加しなかった点以外は、実施例2と同様の操作を行った。振動篩の篩上としてニッケル品位が1.1質量%、マグネシウム品位が7.5質量%の固形分が得られた。振動篩工程における振動篩の篩下の鉱石スラリー、上述した第1分離工程で分離された細粒部の鉱石スラリー(各オーバーフロー)、及び第2分離工程で分離された重比重部の鉱石スラリーは、シックナーにより鉱石スラリー濃縮工程を行った上で鉱石に対する浸出処理を施す浸出工程に供給した。
(Comparative Example 2)
The same operation as in Example 2 was carried out except that the solid content on the sieve obtained by the vibrating sieve was discharged out of the process instead of being pulverized and the pulverized particle slurry was not added to the leaching slurry. A solid content having a nickel grade of 1.1% by mass and a magnesium grade of 7.5% by mass was obtained on the sieve of the vibrating sieve. The ore slurry under the sieving of the vibrating sieve in the vibrating sieving step, the ore slurry of the fine-grained portion separated in the first separation step (each overflow), and the ore slurry of the heavy specific gravity portion separated in the second separation step are , The ore slurry was concentrated by a thickener and then supplied to the leaching step in which the ore was leached.
このとき、鉱石スラリー化工程に供給した鉱石中のニッケルのうち88%が浸出スラリーの液中に浸出回収された。浸出工程での硫酸消費量は、278kg/乾燥鉱石トンであった。また、最終中和工程の消石灰消費は、41kg/乾燥鉱石トンであった。このように、比較例2では、浸出工程における硫酸使用量、及び最終中和工程における消石灰使用量は低減できたものの、ニッケル実収率が低下した。 At this time, 88% of the nickel in the ore supplied to the ore slurrying step was leached and recovered in the liquid of the leached slurry. Sulfuric acid consumption in the leaching process was 278 kg / ton of dry ore. The slaked lime consumption in the final neutralization step was 41 kg / ton of dry ore. As described above, in Comparative Example 2, although the amount of sulfuric acid used in the leaching step and the amount of slaked lime used in the final neutralization step could be reduced, the actual nickel yield was lowered.
(比較例3)
表1に組成を示したニッケル酸化鉱石をスラリー化し、その鉱石スラリーに対して前処理(第1分離工程、第2分離工程、及び振動篩工程)も粉砕も行わず、浸出工程に供給して浸出処理を行った。このとき、鉱石スラリー化工程に供給した鉱石中のニッケルのうち92%が浸出スラリーの液中に浸出回収された。浸出工程における硫酸消費量は、282kg/乾燥鉱石トンであった。また、最終中和工程の消石灰消費は、44kg/乾燥鉱石トンであった。このように、比較例3では、浸出工程における硫酸使用量、及び、最終中和工程における消石灰使用量が多くなった。
(Comparative Example 3)
The nickel oxide ore whose composition is shown in Table 1 is made into a slurry, and the ore slurry is supplied to the leaching step without pretreatment (first separation step, second separation step, and vibration sieving step) or pulverization. Leaching treatment was performed. At this time, 92% of the nickel in the ore supplied to the ore slurrying step was leached and recovered in the liquid of the leached slurry. Sulfuric acid consumption in the leaching step was 282 kg / ton of dry ore. The slaked lime consumption in the final neutralization step was 44 kg / ton of dry ore. As described above, in Comparative Example 3, the amount of sulfuric acid used in the leaching step and the amount of slaked lime used in the final neutralization step increased.
前述した実施例1〜2、及び比較例1〜3の操作におけるスパイラルコンセントレータ及び振動篩に供給した鉱石スラリーの固形分、並びに振動篩による処理により篩上に回収された回収粒子に関して、それぞれニッケル及びマグネシウムの品位と45μm未満の粒子の含有量と流量を下記表2にまとめて示す。 Regarding the solid content of the ore slurry supplied to the spiral concentrator and the vibrating sieve in the operations of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 2 described above, and the recovered particles recovered on the sieve by the treatment with the vibrating sieve, nickel and The grade of magnesium and the content and flow rate of particles smaller than 45 μm are summarized in Table 2 below.
また、前述した実施例1〜2、及び比較例1〜3の操作における浸出工程への供給スラリーの固形分に関する成分と流量、浸出工程での硫酸消費量、最終中和工程での消石灰消費量、並びにニッケル回収率を下記表3にまとめて示す。 In addition, the components and flow rate of the solid content of the slurry supplied to the leaching step in the operations of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 2 described above, the amount of sulfuric acid consumed in the leaching step, and the amount of slaked lime consumed in the final neutralization step. , And the nickel recovery rate are summarized in Table 3 below.
表3に示すように、実施例1、2を比較例1、2と比較すると、振動篩上に回収された高マグネシウム含有粒子を粉砕して、浸出スラリーに添加することによって、浸出スラリー(混合スラリー)の液中に4%多くのニッケルを回収できることが分かった。 As shown in Table 3, when Examples 1 and 2 are compared with Comparative Examples 1 and 2, the high magnesium-containing particles recovered on the vibrating sieve are crushed and added to the leaching slurry to obtain a leaching slurry (mixing). It was found that 4% more nickel could be recovered in the liquid of the slurry).
また、表3に示すように、実施例1、2を比較例3と比較すると、振動篩上に回収された高マグネシウム含有粒子を粉砕して、浸出スラリーに添加することによって、浸出スラリー(混合スラリー)の液中に同量のニッケルを回収した上で、酸消費量を4kg/乾燥鉱石トン低く抑えられることが分かった。 Further, as shown in Table 3, when Examples 1 and 2 are compared with Comparative Example 3, the high magnesium-containing particles recovered on the vibrating sieve are crushed and added to the leaching slurry to obtain a leaching slurry (mixing). After recovering the same amount of nickel in the liquid of the slurry), it was found that the acid consumption could be suppressed to a low value of 4 kg / dry ore ton.
このように、振動篩上に回収された高マグネシウム含有粒子を粉砕して、浸出スラリーに添加することによって、浸出スラリーに残存する酸と高マグネシウム含有粒子に微量に含まれるニッケルとが有効活用される。その結果、高マグネシウム含有粒子の残土としての廃棄量を減少させてニッケルの回収率を維持しつつ、硫酸の使用量を抑制できることが分かった。 By crushing the high magnesium-containing particles recovered on the vibrating sieve and adding them to the leachate slurry in this way, the acid remaining in the leachate slurry and the nickel contained in a trace amount in the high magnesium-containing particles are effectively utilized. Ru. As a result, it was found that the amount of sulfuric acid used can be suppressed while reducing the amount of high magnesium-containing particles discarded as residual soil and maintaining the nickel recovery rate.
なお、上記のように本発明の一実施形態及び各実施例について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。従って、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。 Although one embodiment of the present invention and each embodiment have been described in detail as described above, those skilled in the art will be aware that many modifications that do not substantially deviate from the new matters and effects of the present invention are possible. , Will be easy to understand. Therefore, all such modifications are included in the scope of the present invention.
例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法の動作も本発明の一実施形態及び各実施例で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。 For example, a term described at least once in a specification or drawing with a different term in a broader or synonymous manner may be replaced by that different term anywhere in the specification or drawing. Further, the operation of the wet smelting method for nickel oxide ore is not limited to that described in one embodiment of the present invention and each embodiment, and various modifications can be carried out.
S1 鉱石スラリー化工程、S2 分別工程、S3 鉱石スラリー濃縮工程、S4 浸出工程、S5 固液分離工程、S6 中和工程、S7 硫化工程、S8 最終中和工程、S9 粉砕工程、S21 第1分離工程、S22 第2分離工程、S23 振動篩工程、S81 第1最終中和工程、S82 第2最終中和工程 S1 ore slurry formation step, S2 separation step, S3 ore slurry concentration step, S4 leaching step, S5 solid-liquid separation step, S6 neutralization step, S7 sulphurization step, S8 final neutralization step, S9 crushing step, S21 first separation step. , S22 2nd separation step, S23 vibrating sieve step, S81 1st final neutralization step, S82 2nd final neutralization step
Claims (1)
前記ニッケル酸化鉱石をスラリー化する鉱石スラリー化工程と、
前記鉱石スラリー化工程を経て得られた鉱石スラリーを粒径45μm未満の粒子の割合が10質量%以上30質量%以下である粗粒部と、粒径45μm未満の粒子の割合が前記粗粒部よりも高い細粒部に分離し、該細粒部を前記浸出処理に供給する第1分離工程と、
前記第1分離工程にて分離した前記粗粒部をスパイラルコンセントレータで比重が4.0〜5.0である重比重部と比重が2.7〜3.7である軽比重部に分離し、該重比重部を前記浸出処理に供給する第2分離工程と、
前記第2分離工程にて分離した前記軽比重部を目開きが300μm以上500μm以下である振動篩によって篩上と篩下に分離し、該篩下の鉱石スラリーを前記浸出処理に供給する振動篩工程と、
前記篩上で回収された高マグネシウム含有粒子を、80質量%の粒子の粒径が100μm未満となるよう粉砕する粉砕工程と、を有し、
前記第1分離工程は、
前記鉱石スラリーをハイドロサイクロンに供給して分級分離する分級分離工程と、
前記分級分離工程において前記ハイドロサイクロンにより分級されたアンダーフローをデンシティセパレータに供給して比重分離する比重分離工程と、を有し、
前記比重分離工程後のアンダーフローを前記粗粒部とし、前記分級分離工程後のオーバーフロー及び前記比重分離工程後のオーバーフローを前記細粒部とし、
前記粉砕工程で粉砕された前記高マグネシウム含有粒子を前記浸出処理で排出される硫酸酸性の浸出スラリーに添加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。 It is a hydrometallurgical method for nickel oxide ore that recovers nickel by leaching nickel from nickel oxide ore using the high-pressure acid leaching method.
The ore slurrying step of slurrying the nickel oxide ore and
In the ore slurry obtained through the ore slurrying step, the proportion of particles having a particle size of less than 45 μm is 10% by mass or more and 30% by mass or less, and the proportion of particles having a particle size of less than 45 μm is the coarse particle portion. The first separation step of separating into higher fine particles and supplying the fine particles to the leaching process.
The coarse-grained portion separated in the first separation step is separated into a heavy specific density portion having a specific density of 4.0 to 5.0 and a light specific gravity portion having a specific gravity of 2.7 to 3.7 by a spiral concentrator. In the second separation step of supplying the weight specific gravity portion to the leaching process,
The light specific gravity portion separated in the second separation step is separated into an upper sieve and a lower sieve by a vibrating sieve having an opening of 300 μm or more and 500 μm or less, and the ore slurry under the sieve is supplied to the leaching process. Process and
It has a pulverization step of pulverizing the high magnesium-containing particles recovered on the sieve so that the particle size of 80% by mass of the particles is less than 100 μm.
The first separation step is
A classification separation step of supplying the ore slurry to a hydrocyclone for classification separation,
In the classification separation step, the underflow classified by the hydrocyclone is supplied to the density separator to perform specific gravity separation.
The underflow after the specific gravity separation step is referred to as the coarse grain portion, and the overflow after the classification separation step and the overflow after the specific gravity separation step are referred to as the fine grain portion.
A method for hydrometallurgical nickel oxide ore, which comprises adding the high magnesium-containing particles crushed in the crushing step to a sulfuric acid-acidic leaching slurry discharged in the leaching process.
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