JP7087566B2 - Pressure oxidative leaching method and nickel sulfate manufacturing method - Google Patents
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本発明は、加圧酸化浸出方法および硫酸ニッケルの製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、ニッケル硫化物を加圧酸化浸出して硫酸ニッケル水溶液を得る加圧酸化浸出方法、および加圧酸化浸出工程を含む硫酸ニッケルの製造方法に関する。 The present invention relates to a pressure oxidative leaching method and a method for producing nickel sulfate. More specifically, the present invention relates to a pressure oxidative leaching method for obtaining a nickel sulfate aqueous solution by pressure oxidative leaching of nickel sulfide, and a method for producing nickel sulfate including a pressure oxidative leaching step.
特許文献1には、原料としてニッケル硫化物を含む原料スラリーをオートクレーブに連続供給し、オートクレーブ内のスラリーに高圧空気を吹き込んで加圧酸化浸出することで、硫酸ニッケル水溶液を得ることが開示されている。
オートクレーブ内におけるニッケル硫化物の酸化反応が不十分であると、硫化ニッケルを構成する硫黄の酸化が完全には進まず、チオ硫酸などの還元性の硫黄のオキソ酸(以下、「還元性硫黄化合物」と称する。)が生成されることがある。そうすると、硫酸ニッケル水溶液を精製して製造される硫酸ニッケル結晶にも、微量の還元性硫黄化合物が含有されることになる。硫酸ニッケル結晶は、例えば、無電解Ni-P合金めっきの原料として用いられる。硫酸ニッケル結晶に還元性硫黄化合物が混入していると、Ni-P合金めっき層内部への微量の硫黄の析出が起こり、めっきの耐酸性が低下するという不具合が生じる。そのため、加圧酸化浸出における硫黄の酸化を完全に進めること、換言すればニッケル硫化物の浸出率を向上することが求められる。 If the oxidation reaction of nickel sulfide in the autoclave is insufficient, the oxidation of sulfur constituting nickel sulfide does not proceed completely, and the oxo acid of reducing sulfur such as thiosulfate (hereinafter, "reducing sulfur compound"). ") May be generated. Then, the nickel sulfate crystal produced by purifying the nickel sulfate aqueous solution also contains a trace amount of the reducing sulfur compound. Nickel sulfate crystals are used, for example, as a raw material for electroless Ni-P alloy plating. When the reducing sulfur compound is mixed in the nickel sulfate crystals, a small amount of sulfur is deposited inside the Ni-P alloy plating layer, which causes a problem that the acid resistance of the plating is lowered. Therefore, it is required to completely promote the oxidation of sulfur in the pressure oxidation leaching, in other words, to improve the leaching rate of nickel sulfide.
本発明は上記事情に鑑み、原料の浸出率を向上できる加圧酸化浸出方法、およびその加圧酸化浸出工程を含む硫酸ニッケルの製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a pressure oxidative leaching method capable of improving the leaching rate of a raw material, and a method for producing nickel sulfate including the pressure oxidative leaching step.
第1発明の加圧酸化浸出方法は、ニッケル硫化物を含む原料スラリーをオートクレーブに供給し、ニッケル硫化物を加圧酸化浸出して硫酸ニッケル水溶液を得るにあたり、前記オートクレーブに供給される時点における前記原料スラリーの液相のニッケル濃度を10g/L以下とすることを特徴とする。
第2発明の加圧酸化浸出方法は、第1発明において、前記オートクレーブに供給される時点における前記原料スラリーの液相のニッケル濃度を3g/L以下とすることを特徴とする。
第3発明の硫酸ニッケルの製造方法は、ニッケル硫化物を含む原料とレパルプ水とを混合して原料スラリーを得るレパルプ工程と、前記原料スラリーをオートクレーブに供給し、ニッケル硫化物を加圧酸化浸出して硫酸ニッケル水溶液である浸出液を得る加圧酸化浸出工程と、前記加圧酸化浸出工程に続く後工程で得られたニッケル薄液を希釈して、前記レパルプ工程で用いられる前記レパルプ水を得る希釈工程と、を備え、前記希釈工程において、前記レパルプ水のニッケル濃度を10g/L以下に調整することを特徴とする。
第4発明の硫酸ニッケルの製造方法は、第3発明において、前記浸出液に中和剤を添加して、該浸出液に含まれる鉄を中和澱物として除去する脱鉄工程と、前記中和澱物に随伴されるニッケル水酸化物を硫酸水溶液で溶解して前記ニッケル薄液を得る溶解工程と、を備えることを特徴とする。
第5発明の硫酸ニッケルの製造方法は、第3または第4発明において、前記希釈工程において、前記レパルプ水のニッケル濃度を3g/L以下に調整することを特徴とする。
In the pressure oxidative leaching method of the first invention, a raw material slurry containing nickel sulfide is supplied to an autoclave, and nickel sulfide is pressurized oxidatively leached to obtain a nickel sulfate aqueous solution. It is characterized in that the nickel concentration of the liquid phase of the raw material slurry is 10 g / L or less.
The pressure oxidative leaching method of the second invention is characterized in that, in the first invention, the nickel concentration of the liquid phase of the raw material slurry at the time of being supplied to the autoclave is 3 g / L or less.
The method for producing nickel sulfate of the third invention is a repelling step of mixing a raw material containing nickel sulfide and repulp water to obtain a raw material slurry, and supplying the raw material slurry to an autoclave and pressurizing and leaching the nickel sulfide. Then, the nickel thin liquid obtained in the pressurized oxidative leaching step to obtain the leachate which is the nickel sulfate aqueous solution and the subsequent step following the pressurized oxidative leaching step is diluted to obtain the repulp water used in the repulp step. It comprises a diluting step, and is characterized in that the nickel concentration of the repulp water is adjusted to 10 g / L or less in the diluting step .
The method for producing nickel sulfate of the fourth invention is the iron removal step of adding a neutralizing agent to the leachate to remove the iron contained in the leachate as a neutralizing starch, and the neutralizing starch in the third invention. It is characterized by comprising a dissolution step of dissolving a nickel hydroxide accompanying an object with a sulfuric acid aqueous solution to obtain the nickel thin liquid.
The method for producing nickel sulfate of the fifth invention is characterized in that, in the third or fourth invention, the nickel concentration of the repulp water is adjusted to 3 g / L or less in the dilution step.
本発明によれば、オートクレーブ内において、未反応の原料の表面に硫酸ニッケルの結晶が析出して、原料の加圧酸化浸出が阻害されることを抑制できる。その結果、加圧酸化浸出における原料の浸出率を向上できる。 According to the present invention, it is possible to prevent the nickel sulfate crystals from precipitating on the surface of the unreacted raw material in the autoclave and inhibiting the pressure oxidative leaching of the raw material. As a result, the leaching rate of the raw material in the pressure oxidative leaching can be improved.
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明の一実施形態に係る硫酸ニッケルの製造方法は、特に限定されないが、図1に示す硫酸ニッケル結晶の製造プロセスに好適に用いられる。また、本発明の一実施形態に係る加圧酸化浸出方法は、特に限定されないが、硫酸ニッケル結晶の製造プロセスの一工程である加圧酸化浸出工程に好適に用いられる。以下、硫酸ニッケル結晶の製造プロセスを順に説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The method for producing nickel sulfate according to an embodiment of the present invention is not particularly limited, but is suitably used for the process for producing nickel sulfate crystals shown in FIG. Further, the pressure oxidative leaching method according to the embodiment of the present invention is not particularly limited, but is suitably used for the pressure oxidative leaching step which is one step of the nickel sulfate crystal manufacturing process. Hereinafter, the manufacturing process of nickel sulfate crystals will be described in order.
硫酸ニッケル結晶の製造プロセスにはニッケル硫化物を含む原料が用いられる。原料にはニッケル硫化物のほか、コバルト硫化物などの他の金属硫化物が含まれてもよい。この種の原料としてニッケル・コバルト混合硫化物(MS:Mixed Sulfide)が挙げられる。 A raw material containing nickel sulfide is used in the process of producing nickel sulfate crystals. In addition to nickel sulfide, the raw material may contain other metal sulfides such as cobalt sulfide. Examples of this type of raw material include nickel-cobalt mixed sulfide (MS: Mixed Sulfide).
ニッケル・コバルト混合硫化物は、例えば、つぎの手順で得られる。まず、低品位ラテライト鉱などのニッケル酸化鉱石を加圧酸浸出(HPAL:High Pressure Acid Leaching)して浸出液を得る。浸出液から鉄などの不純物を除去する。その後、浸出液に硫化水素ガスを吹き込み、硫化反応を生じさせる。硫化反応により、ニッケル・コバルト混合硫化物が得られる。 The nickel-cobalt mixed sulfide can be obtained, for example, by the following procedure. First, nickel oxide ore such as low-grade laterite ore is subjected to high pressure acid Leaching (HPAL) to obtain a leachate. Remove impurities such as iron from the leachate. Then, hydrogen sulfide gas is blown into the leachate to cause a sulfurization reaction. The sulfurization reaction gives a nickel-cobalt mixed sulfurized product.
ニッケル・コバルト混合硫化物の化学組成は、Niが45~60重量%、Coが4~6重量%、Sが35~39重量%(いずれも乾燥量基準)である。ニッケル・コバルト混合硫化物には、鉄、銅、亜鉛などの不純物が含まれている。 The chemical composition of the nickel-cobalt mixed sulfide is 45 to 60% by weight for Ni, 4 to 6% by weight for Co, and 35 to 39% by weight for S (all based on the dry amount). Nickel-cobalt mixed sulfide contains impurities such as iron, copper and zinc.
レパルプ工程では、原料とレパルプ水とを混合して原料スラリーを得る。原料スラリーの固形分濃度は200~300g/Lに調整される。 In the repulp step, the raw material and repulp water are mixed to obtain a raw material slurry. The solid content concentration of the raw material slurry is adjusted to 200 to 300 g / L.
加圧酸化浸出工程では、原料スラリーをオートクレーブに供給し、加圧酸化浸出して浸出液を得る。ニッケル硫化物を加圧酸化浸出すると、硫酸ニッケル水溶液が得られる。浸出液の主成分は硫酸ニッケル水溶液である。浸出液にはニッケルのほか、コバルト、その他の不純物が含まれる。 In the pressure oxidative leaching step, the raw material slurry is supplied to the autoclave and pressurized oxidative leaching to obtain a leachate. Pressurized oxidative leaching of nickel sulfide gives an aqueous solution of nickel sulfate. The main component of the leachate is an aqueous solution of nickel sulfate. In addition to nickel, the leachate contains cobalt and other impurities.
加圧酸化浸出工程には、例えば、図2に示すオートクレーブ1が用いられる。オートクレーブ1は液密性、気密性を有する横長の槽10を有している。槽10の一端には原料スラリーを供給する供給口11が設けられている。槽10の他端には浸出液を排出する排出口12が設けられている。槽10の内部には複数の隔壁13が立設している。この隔壁13により、槽10の内部は長手方向に並んだ複数の反応室14a~14eに分割されている。
For example, the
反応室14a~14eの数は特に限定されない。図2に示すオートクレーブ1は5つの反応室14a~14eを有する。5つの反応室14a~14eをそれぞれ第1室14a、第2室14b、第3室14c、第4室14d、第5室14eと称する。
The number of
供給口11は第1室14aに設けられている。原料スラリーは最初に第1室14aに供給される。第1室14a内のスラリーは隔壁13をオーバーフローして第2室14bに供給される。このようなオーバーフローを繰り返して、スラリーは第5室14eに到達する。このように、複数の反応室14a~14eはスラリーが順に流れるように直列に配置されている。排出口12は第5室14eに設けられている。第5室14eに到達したスラリーは浸出液として排出口12から排出される。
The
各反応室14a~14eには図示しない空気吹込管が挿入されている。空気吹込管を通して各反応室14a~14e内のスラリーに高圧空気を吹き込む。ニッケル硫化物と酸素とが接触し、ニッケル硫化物が酸化されることで、硫酸ニッケル水溶液が得られる。ニッケル硫化物と酸素との接触を促進し、酸化反応を効率的に行なうために、各反応室14a~14eには撹拌機15が設けられている。
An air blow pipe (not shown) is inserted in each of the
ニッケル硫化物の酸化反応は発熱反応である。したがって、そのままではオートクレーブ1内のスラリーの温度が高くなりすぎる。オートクレーブ1内のスラリーを適切な温度に調整するため、冷却水の添加が行なわれる。
The oxidation reaction of nickel sulfide is an exothermic reaction. Therefore, the temperature of the slurry in the
各反応室14a~14eには冷却水供給管16が挿入されている。冷却水供給管16を通して各反応室14a~14e内のスラリーに冷却水を添加できる。冷却水の添加によりオートクレーブ1内のスラリーが適切な温度に調整される。
A cooling
冷却水は主に蒸発時に蒸発潜熱を消費する効果によりスラリーを冷却する。冷却水および原料スラリーに元々含まれている水分が蒸発することによりスラリーが冷却される。冷却水の蒸発により水蒸気が発生する。槽10の気相部には圧力調整弁17が設けられている。圧力調整弁17から余剰の水蒸気を排出することで、オートクレーブ1内の圧力が所定の圧力に維持される。
The cooling water cools the slurry mainly by the effect of consuming the latent heat of vaporization at the time of evaporation. The slurry is cooled by evaporating the water originally contained in the cooling water and the raw material slurry. Water vapor is generated by evaporation of cooling water. A
オートクレーブ1にはスラリーの液温を測定する温度計18が設けられている。図2に示すオートクレーブ1は第1室14aに温度計18が設けられている。したがって、温度計18により第1室14a内のスラリーの液温を測定できる。
The
原料スラリーはオートクレーブ1に連続供給される。オートクレーブ1内において、スラリーが第1室14aから第5室14eまで流れる間に、ニッケル硫化物が加圧酸化浸出され、硫酸ニッケル水溶液が生成される。オートクレーブ1から浸出液が連続的に排出される。浸出液は硫酸ニッケル水溶液を主成分とする液と固形分とからなるスラリーである。
The raw material slurry is continuously supplied to the
原料スラリーの供給量、各反応室14a~14eへの高圧空気の供給量、オートクレーブ1内の温度、圧力などは、操業効率を考慮して適切に調整される。例えば、オートクレーブ1内の温度(スラリーの液温)は140~200℃、オートクレーブ1内の圧力はゲージ圧で1~2MPaGに調整することが一般的である。
The supply amount of the raw material slurry, the supply amount of high-pressure air to each of the
オートクレーブ1から排出された浸出液は、フラッシュタンクにより大気圧まで降圧され、冷却槽で60℃未満に冷却される。浸出液は、例えば、pH1.0~2.0である。また、浸出液の組成は、例えば、Niが110~150g/L、Coが5~15g/L、Feが0.5~1.5g/Lである。
The leachate discharged from the
冷却槽において浸出液の酸化還元電位が測定される。浸出液の酸化還元電位は、オートクレーブ1における浸出率の指標として用いられる。ここで、浸出率とは原料のうち酸化浸出に寄与したものの割合を意味する。ニッケル浸出率であれば、「ニッケル浸出率[%]=(浸出液中のニッケル重量÷装入された原料中のニッケル重量)×100」で求めることができる。オートクレーブ1において原料の酸化が不十分であると浸出液の酸化還元電位が低くなる。浸出液の酸化還元電位が管理基準値よりも低い場合には、浸出率が低下していると判断される。
The redox potential of the leachate is measured in the cooling tank. The redox potential of the leaching solution is used as an index of the leaching rate in the
図1に戻り、硫酸ニッケル結晶の製造プロセスを説明する。脱鉄工程では、浸出液に中和剤を添加して中和することで、浸出液に含まれる不純物、主に鉄を中和澱物として除去する。中和剤としては、例えば消石灰が用いられる。脱鉄工程により脱鉄終液が得られる。脱鉄終液にはニッケルのほか、コバルトなどが含まれている。 Returning to FIG. 1, the manufacturing process of nickel sulfate crystals will be described. In the iron removal step, impurities contained in the leachate, mainly iron, are removed as a neutralizing starch by adding a neutralizing agent to the leachate to neutralize the leachate. As the neutralizing agent, for example, slaked lime is used. The iron-removing final liquid is obtained by the iron-removing step. In addition to nickel, cobalt-free final solution contains cobalt and the like.
溶媒抽出工程では、溶媒抽出により脱鉄終液からコバルトおよび不純物を除去して高純度硫酸ニッケル水溶液を得る。溶媒抽出工程は、抽出段、洗浄段、交換段、ニッケル回収段、コバルト回収段、逆抽出段からなる。抽出段では高純度硫酸ニッケル水溶液中のニッケルを有機相に抽出し、ニッケル保持有機相を得る。洗浄段ではニッケル保持有機相を、ニッケルを含有する洗浄液で洗浄する。交換段では洗浄後のニッケル保持有機相と脱鉄終液とを接触させて、ニッケル保持有機相中のニッケルと脱鉄終液中の不純物とを置換し、高純度硫酸ニッケル水溶液を得る。交換段で得られた有機相をニッケル回収段、コバルト回収段、逆抽出段に送ることで、有機相に担持されたニッケルの回収、コバルトの回収、不純物の除去を行なう。抽出された金属類が脱離され清浄化された有機相は抽出段に繰り返される。 In the solvent extraction step, cobalt and impurities are removed from the iron-removing final solution by solvent extraction to obtain a high-purity nickel sulfate aqueous solution. The solvent extraction step includes an extraction stage, a washing stage, an exchange stage, a nickel recovery stage, a cobalt recovery stage, and a back extraction stage. In the extraction stage, nickel in a high-purity nickel sulfate aqueous solution is extracted into an organic phase to obtain a nickel-retaining organic phase. In the washing stage, the nickel-retaining organic phase is washed with a washing liquid containing nickel. In the exchange stage, the nickel-retaining organic phase after washing is brought into contact with the iron-retaining final solution to replace the nickel in the nickel-retaining organic phase with impurities in the iron-removing final solution to obtain a high-purity nickel sulfate aqueous solution. By sending the organic phase obtained in the exchange stage to the nickel recovery stage, the cobalt recovery stage, and the back extraction stage, nickel carried on the organic phase can be recovered, cobalt can be recovered, and impurities can be removed. The organic phase from which the extracted metals have been desorbed and purified is repeated in the extraction stage.
晶析工程では、晶析設備を用いて高純度硫酸ニッケル水溶液を濃縮し、硫酸ニッケル結晶を析出させて回収する。 In the crystallization step, a high-purity nickel sulfate aqueous solution is concentrated using a crystallization facility, and nickel sulfate crystals are precipitated and recovered.
一方、脱鉄工程から排出された中和澱物にはニッケル水酸化物が随伴される。そのため、中和澱物をそのまま系外に排出するとニッケルのロスとなる。そこで、中和澱物からニッケルを回収し、回収したニッケルを系内に繰り返すことが好ましい。 On the other hand, the neutralized starch discharged from the iron removal step is accompanied by nickel hydroxide. Therefore, if the neutralized starch is discharged to the outside of the system as it is, nickel will be lost. Therefore, it is preferable to recover nickel from the neutralized starch and repeat the recovered nickel in the system.
溶解工程では、脱鉄工程から排出された中和澱物に硫酸水溶液を添加する。中和澱物に随伴されるニッケル水酸化物を硫酸水溶液で溶解して、ニッケル薄液を得る。ニッケル薄液は比較的低濃度のニッケルを含む水溶液である。ニッケル薄液のニッケル濃度は、例えば、10~30g/Lである。 In the dissolution step, a sulfuric acid aqueous solution is added to the neutralized starch discharged from the iron removal step. The nickel hydroxide accompanying the neutralized starch is dissolved in a sulfuric acid aqueous solution to obtain a nickel thin liquid. Nickel thin liquid is an aqueous solution containing nickel having a relatively low concentration. The nickel concentration of the nickel thin liquid is, for example, 10 to 30 g / L.
希釈工程では、ニッケル薄液を希釈してレパルプ水を得る。希釈により、レパルプ水はニッケル濃度が低く調整される。ここで、レパルプ水のニッケル濃度を10g/L以下に調整することが好ましく、3g/L以下に調整することがより好ましい。 In the dilution step, a thin nickel solution is diluted to obtain repulp water. Dilution adjusts the repulp water to a lower nickel concentration. Here, it is preferable to adjust the nickel concentration of the repulp water to 10 g / L or less, and more preferably to 3 g / L or less.
ニッケル薄液は希釈液と混合されることにより希釈される。希釈液としてニッケル薄液よりもニッケル濃度の低い液が用いられる。希釈液として、工水を用いてもよいし、硫酸ニッケル結晶の製造プロセスで排出される水を用いてもよい。例えば、晶析工程では、晶析設備において高純度硫酸ニッケル水溶液を濃縮する際に水蒸気が発生する。その水蒸気から得られた凝縮水を希釈液として用いてもよい。 The nickel thin solution is diluted by mixing with the diluent. A liquid having a lower nickel concentration than a nickel thin liquid is used as the diluting liquid. As the diluting liquid, industrial water may be used, or water discharged in the process of producing nickel sulfate crystals may be used. For example, in the crystallization step, water vapor is generated when concentrating a high-purity nickel sulfate aqueous solution in a crystallization facility. Condensed water obtained from the water vapor may be used as a diluent.
希釈工程で得られたレパルプ水はレパルプ工程で用いられる。これにより、原料スラリーの液相は、レパルプ水と同様に、ニッケル濃度が低く調整される。ここで、オートクレーブに供給される時点における原料スラリーの液相のニッケル濃度は10g/L以下が好ましく、3g/L以下がより好ましい。 The repulp water obtained in the dilution step is used in the repulp step. As a result, the liquid phase of the raw material slurry is adjusted to have a low nickel concentration, as in the case of repulp water. Here, the nickel concentration of the liquid phase of the raw material slurry at the time of being supplied to the autoclave is preferably 10 g / L or less, more preferably 3 g / L or less.
脱鉄工程から排出された中和澱物に由来するニッケル薄液をレパルプ水として再利用することで、ニッケルのロスを低減できる。なお、溶解工程は特許請求の範囲に記載の「後工程」に包含される。レパルプ水の生成に用いられるニッケル薄液として、溶解工程のほか、加圧酸化浸出工程に続く他の後工程で得られた液、例えば溶媒抽出工程のニッケル回収段から得られたニッケル回収液を用いてもよい。 Nickel loss can be reduced by reusing the nickel thin liquid derived from the neutralized starch discharged from the iron removal step as repulp water. The dissolution step is included in the "post-step" described in the claims. As the nickel thin liquid used for producing repulp water, a liquid obtained in a subsequent step following the pressure oxidation leaching step in addition to the dissolution step, for example, a nickel recovery liquid obtained from the nickel recovery step in the solvent extraction step is used. You may use it.
希釈工程とレパルプ工程とは、別に行なってもよいし、同時に行なってもよい。希釈工程とレパルプ工程とを同時に行なうには、単一の槽で原料とニッケル薄液と希釈液と混合すればよい。 The dilution step and the repulp step may be performed separately or at the same time. In order to carry out the diluting step and the repulp step at the same time, the raw material, the nickel thin liquid and the diluting liquid may be mixed in a single tank.
レパルプ工程で用いられるレパルプ水として、例えば、工業的に一般に用いられる工水を用いてもよい。原料スラリーの液相のニッケル濃度を所望の濃度に維持できればよい。 As the repulp water used in the repulp step, for example, industrially commonly used industrial water may be used. It suffices if the nickel concentration in the liquid phase of the raw material slurry can be maintained at a desired concentration.
ところで、加圧酸化浸出における浸出率が低下する原因の一つとして、原料スラリーの液相のニッケル濃度の上昇が挙げられる。原料スラリーの液相のニッケル濃度が高いほど、浸出液の酸化還元電位が低くなる。すなわち、浸出率が低下する。 By the way, one of the causes of the decrease in the leaching rate in the pressurized oxidative leaching is an increase in the nickel concentration in the liquid phase of the raw material slurry. The higher the nickel concentration in the liquid phase of the raw material slurry, the lower the redox potential of the leachate. That is, the leaching rate decreases.
この理由は、つぎのとおりであると推測される。
原料スラリーの液相のニッケル濃度が高いほど、オートクレーブの第1室14a内で溶出したニッケルと原料スラリーの液相に元々含まれていたニッケルとの合算濃度が高くなる。そうすると、硫酸ニッケル一水和物の結晶が析出しやすくなる。未反応および反応途中の原料(ニッケル硫化物)の表面に硫酸ニッケル一水和物が析出すると、原料と酸素との接触が阻害される。そうすると、原料の一部は未反応のままオートクレーブから排出されることとなり、浸出率が低下する。
The reason for this is presumed to be as follows.
The higher the nickel concentration in the liquid phase of the raw material slurry, the higher the total concentration of nickel eluted in the
そこで、レパルプ水のニッケル濃度、すなわち原料スラリーの液相のニッケル濃度を低減することで、加圧酸化浸出における浸出率を向上できると考えられる。原料スラリーの液相のニッケル濃度を低減すれば、オートクレーブ内において、未反応および反応途中の原料の表面に硫酸ニッケル一水和物が析出して、原料の加圧酸化浸出が阻害されることを抑制できる。その結果、加圧酸化浸出における浸出率を向上できる。 Therefore, it is considered that the leaching rate in the pressurized oxidative leaching can be improved by reducing the nickel concentration of the repulp water, that is, the nickel concentration of the liquid phase of the raw material slurry. If the nickel concentration in the liquid phase of the raw material slurry is reduced, nickel sulfate monohydrate precipitates on the surface of the raw material that has not reacted and is in the process of reaction in the autoclave, and the pressure oxidation leaching of the raw material is hindered. Can be suppressed. As a result, the leaching rate in pressurized oxidative leaching can be improved.
従来は、浸出液の酸化還元電位が管理基準値よりも低い場合には、オートクレーブへの原料スラリーの供給量を減少させていた。これにより、オートクレーブ内でのスラリーの滞留時間を長くし、浸出率の向上を図っていた。しかし、原料スラリーの供給量を減少させるため、硫酸ニッケル結晶の生産量が減少してしまう。これに対して、本実施形態によれば、原料スラリーの供給量を減少させる必要がないので、硫酸ニッケル結晶の減産を回避できる。 Conventionally, when the redox potential of the leachate is lower than the control reference value, the supply amount of the raw material slurry to the autoclave has been reduced. As a result, the residence time of the slurry in the autoclave is lengthened, and the leaching rate is improved. However, since the supply amount of the raw material slurry is reduced, the production amount of nickel sulfate crystals is reduced. On the other hand, according to the present embodiment, it is not necessary to reduce the supply amount of the raw material slurry, so that it is possible to avoid a reduction in the production of nickel sulfate crystals.
また、オートクレーブにおいてニッケル硫化物が十分に酸化されるので、還元性硫黄化合物の生成を抑制できる。そのため、硫酸ニッケル結晶への還元性硫黄化合物の混入を防止できる。 Further, since the nickel sulfide is sufficiently oxidized in the autoclave, the formation of the reducing sulfur compound can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent the reducing sulfur compound from being mixed into the nickel sulfate crystals.
つぎに、実施例を説明する。
図1に示す硫酸ニッケル結晶の製造プロセスの操業を行なった。
原料としてニッケル・コバルト混合硫化物を用いた。原料のニッケル含有率は57.6~58.2重量%である。レパルプ水のニッケル濃度を1.9~17.4g/Lの種々の条件に調整した。原料とレパルプ水とを混合して原料スラリーを調製した。原料スラリーの固形分濃度は220~250g/Lに調整した。
Next, an embodiment will be described.
The operation of the nickel sulfate crystal manufacturing process shown in FIG. 1 was carried out.
Nickel-cobalt mixed sulfide was used as a raw material. The nickel content of the raw material is 57.6 to 58.2% by weight. The nickel concentration of the repulp water was adjusted to various conditions of 1.9 to 17.4 g / L. A raw material slurry was prepared by mixing the raw material and repulp water. The solid content concentration of the raw material slurry was adjusted to 220 to 250 g / L.
オートクレーブに原料スラリーを連続供給して加圧酸化浸出を行なった。オートクレーブへの原料スラリーの供給量を80~88L/分とした。オートクレーブ内の圧力をゲージ圧で1.8MPaGとした。オートクレーブ内への高圧空気の供給量を6,000~6,500Nm3/時間とした。オートクレーブに冷却水を50~52L/分で添加し、オートクレーブ内のスラリーの温度を140~180℃に制御した。 The raw material slurry was continuously supplied to the autoclave to perform pressure oxidation leaching. The supply amount of the raw material slurry to the autoclave was set to 80 to 88 L / min. The pressure in the autoclave was set to 1.8 MPaG in gauge pressure. The amount of high-pressure air supplied into the autoclave was set to 6,000 to 6,500 Nm 3 / hour. Cooling water was added to the autoclave at 50 to 52 L / min, and the temperature of the slurry in the autoclave was controlled to 140 to 180 ° C.
オートクレーブから排出された浸出液をフラッシュタンクにより大気圧まで降圧した後、冷却槽で冷却した。冷却槽内の浸出液の酸化還元電位を測定した。レパルプ水のニッケル濃度と浸出液の酸化還元電位との関係を図3のグラフに示す。ここで、酸化還元電位はAg/AgCl電極基準の測定値である。 The leachate discharged from the autoclave was lowered to atmospheric pressure by a flash tank, and then cooled in a cooling tank. The redox potential of the leachate in the cooling tank was measured. The relationship between the nickel concentration of the repulp water and the redox potential of the leachate is shown in the graph of FIG. Here, the redox potential is a measured value based on the Ag / AgCl electrode.
図3のグラフより、レパルプ水のニッケル濃度が低いほど、浸出液の酸化還元電位が高くなることが分かる。これより、レパルプ水のニッケル濃度を低くすることで、加圧酸化浸出における浸出率を向上できることが確認できた。 From the graph of FIG. 3, it can be seen that the lower the nickel concentration of the repulp water, the higher the redox potential of the leachate. From this, it was confirmed that the leaching rate in the pressurized oxidative leaching can be improved by lowering the nickel concentration of the repulp water.
また、レパルプ水のニッケル濃度を10g/L以下に調整すれば、浸出液の酸化還元電位が390mV以上となり、十分な浸出率が得られることが分かった。また、レパルプ水のニッケル濃度を3g/L以下に調整すれば、浸出液の酸化還元電位が410mV以上となり、浸出率がより高くなることが分かった。また、レパルプ水のニッケル濃度を3g/L以下に調整すれば、還元性硫黄化合物は生成されなかった。 It was also found that if the nickel concentration of the repulp water was adjusted to 10 g / L or less, the redox potential of the leachate became 390 mV or more, and a sufficient leachate rate could be obtained. It was also found that if the nickel concentration of the repulp water was adjusted to 3 g / L or less, the redox potential of the leachate became 410 mV or more, and the leachate rate became higher. Further, when the nickel concentration of the repulp water was adjusted to 3 g / L or less, the reducing sulfur compound was not produced.
1 オートクレーブ
10 槽
11 供給口
12 排出口
13 隔壁
14a~14e 反応室
15 撹拌機
16 冷却水供給管
17 圧力調整弁
18 温度計
1 Autoclave 10
Claims (5)
前記オートクレーブに供給される時点における前記原料スラリーの液相のニッケル濃度を10g/L以下とする
ことを特徴とする加圧酸化浸出方法。 In supplying a raw material slurry containing nickel sulfide to an autoclave and pressurizing and leaching nickel sulfide to obtain a nickel sulfate aqueous solution.
A pressure oxidative leaching method, wherein the nickel concentration of the liquid phase of the raw material slurry at the time of being supplied to the autoclave is 10 g / L or less.
ことを特徴とする請求項1記載の加圧酸化浸出方法。 The pressure oxidative leaching method according to claim 1, wherein the nickel concentration of the liquid phase of the raw material slurry at the time of being supplied to the autoclave is 3 g / L or less.
前記原料スラリーをオートクレーブに供給し、ニッケル硫化物を加圧酸化浸出して硫酸ニッケル水溶液である浸出液を得る加圧酸化浸出工程と、
前記加圧酸化浸出工程に続く後工程で得られたニッケル薄液を希釈して、前記レパルプ工程で用いられる前記レパルプ水を得る希釈工程と、を備え、
前記希釈工程において、前記レパルプ水のニッケル濃度を10g/L以下に調整する
ことを特徴とする硫酸ニッケルの製造方法。 A repulp process in which a raw material containing nickel sulfide and repulp water are mixed to obtain a raw material slurry, and
A pressure oxidative leaching step of supplying the raw material slurry to an autoclave and pressurizing oxidative leaching of nickel sulfide to obtain a leachate which is a nickel sulfate aqueous solution.
The present invention comprises a diluting step of diluting a nickel thin liquid obtained in a subsequent step following the pressure oxidative leaching step to obtain the repulp water used in the repulp step .
In the dilution step, the nickel concentration of the repulp water is adjusted to 10 g / L or less.
A method for producing nickel sulfate.
前記中和澱物に随伴されるニッケル水酸化物を硫酸水溶液で溶解して前記ニッケル薄液を得る溶解工程と、を備える
ことを特徴とする請求項3記載の硫酸ニッケルの製造方法。 An iron removal step of adding a neutralizing agent to the leachate to remove iron contained in the leachate as a neutralizing starch.
The method for producing nickel sulfate according to claim 3, further comprising a dissolution step of dissolving the nickel hydroxide accompanying the neutralized starch with an aqueous sulfuric acid solution to obtain the nickel thin liquid.
ことを特徴とする請求項3または4記載の硫酸ニッケルの製造方法。 The method for producing nickel sulfate according to claim 3 or 4, wherein the nickel concentration of the repulp water is adjusted to 3 g / L or less in the dilution step.
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