JP7293873B2 - Method for producing nickel sulfide, hydrometallurgical method for nickel oxide ore - Google Patents

Method for producing nickel sulfide, hydrometallurgical method for nickel oxide ore Download PDF

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Description

本発明は、ニッケルを含む硫酸酸性溶液に硫化水素ガスと共に水硫化ナトリウム溶液を添加して硫化反応を生じさせることによりニッケル硫化物を製造する方法、及びその方法を硫化工程に適用したニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法に関する。 The present invention provides a method for producing nickel sulfide by adding a sodium hydrosulfide solution together with hydrogen sulfide gas to a sulfuric acid acidic solution containing nickel to cause a sulfurization reaction, and a nickel oxide ore obtained by applying the method to the sulfurization process. relates to a hydrometallurgical method of.

ニッケル酸化鉱石を原料とする湿式製錬においては、高圧酸浸出(HPAL:High Pressure Acid Leach)法と称する、高温高圧下にてニッケルやコバルト等の有価金属を酸浸出する技術が実用化されている。このHPAL法では、ニッケル酸化鉱石から浸出されたニッケルやコバルト等の有価金属を含む浸出液に対して、加圧下で硫化水素ガス等の硫化剤を添加して硫化反応を生じさせてそれら有価金属を硫化物として回収する方法である。このような方法では、低ニッケル品位のニッケル酸化鉱石であっても有価金属を効率よく回収できるという利点を有している。 In hydrometallurgy using nickel oxide ore as a raw material, a technique called high pressure acid leaching (HPAL), which acid leaches valuable metals such as nickel and cobalt under high temperature and high pressure, has been put into practical use. there is In this HPAL method, a sulfiding agent such as hydrogen sulfide gas is added under pressure to a leachate containing valuable metals such as nickel and cobalt leached from nickel oxide ore to cause a sulfurization reaction to remove these valuable metals. This is a method of recovering as sulfide. Such a method has the advantage of being able to efficiently recover valuable metals even from low nickel grade nickel oxide ores.

より具体的に、HPAL法に基づくニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスでは、まず、数種類の低品位ニッケル酸化鉱石を所定のニッケル品位、不純物品位となるように混合し、それらを水と混合してスラリー化したものを篩にかけ、所定のアンダーサイズの鉱石のみを調合する(鉱石調合工程)。 More specifically, in the nickel oxide ore hydrometallurgical process based on the HPAL method, first, several kinds of low-grade nickel oxide ores are mixed so as to have a predetermined nickel grade and impurity grade, and then mixed with water. The slurried material is sieved, and only prescribed undersized ores are blended (ore blending step).

次に、鉱石のスラリーをオートクレーブに供給して高温及び加圧の状態でニッケルを硫酸浸出させる(浸出工程)。 Next, the slurry of ore is fed into an autoclave and the nickel is sulfuric acid leached under high temperature and pressure (leaching step).

次に、浸出して得られた浸出スラリーに対して中和処理(予備中和処理)を施し、残留遊離酸を、石灰石を用いて中和する(予備中和工程)。その後、浸出スラリーをシックナー等の固液分離装置にて、浸出液と浸出残渣とに固液分離する(固液分離工程)。 Next, the leached slurry obtained by leaching is neutralized (preliminary neutralization), and residual free acids are neutralized using limestone (preliminary neutralization step). After that, the leaching slurry is solid-liquid separated into a leaching solution and a leaching residue using a solid-liquid separator such as a thickener (solid-liquid separation step).

分離された浸出残渣は、最終中和工程にて重金属類を所定の濃度まで除去したのちテーリングダムへと送液される。一方、固液分離にて得られた浸出液は、不純物を除去する中和工程を経たのちに、硫化水素ガス等の硫化剤を用いた硫化処理が施される硫化工程へと送液される。なお、中和工程を経て得られた中和後液中に亜鉛が含まれている場合には、その中和後液に所定条件で硫化処理が施されて、亜鉛を硫化物として除去する浄液処理が行われる(浄液工程(脱亜鉛工程))。硫化工程を経て、ニッケルが分離された硫化後液(貧液)の一部は、予備中和工程での処理後の固液分離工程での処理で再利用され、余剰分は最終中和の処理を行う工程(最終中和工程)に送液される。 The separated leaching residue is sent to a tailing dam after removing heavy metals to a predetermined concentration in the final neutralization step. On the other hand, the leachate obtained by the solid-liquid separation undergoes a neutralization step for removing impurities, and then is sent to a sulfurization step where a sulfurization treatment using a sulfurizing agent such as hydrogen sulfide gas is performed. In addition, when zinc is contained in the post-neutralization liquid obtained through the neutralization process, the post-neutralization liquid is subjected to a sulfidation treatment under predetermined conditions to remove zinc as a sulfide. Liquid treatment is performed (liquid purification process (dezincification process)). Part of the post-sulfidation solution (poor solution) from which nickel has been separated through the sulfurization process is reused in the solid-liquid separation process after treatment in the preliminary neutralization process, and the surplus is used in the final neutralization process. The liquid is sent to the process for treatment (final neutralization process).

ここで、上述した湿式製錬プロセスにおける硫化工程についてより具体的に説明する。硫化工程では、中和処理を経て得られた中和後液(あるいは浄液工程後の浄液後液)が、多段に構成された反応槽(硫化反応槽)に送られ、各反応槽の気相部に吹き込んだ硫化水素ガスの気液接触による連続硫化反応によって、ニッケルを含む硫化物(ニッケル硫化物)を析出させる。析出したニッケル硫化物を含むスラリーが固液分離処理の前に曝気されることにより、溶液中に溶存した硫化水素ガスが回収され、リサイクルガスとして硫化反応に再利用される。また、ニッケル硫化物の一部は、種晶として反応槽に繰り返される(例えば、特許文献1参照)。 Here, the sulfurization step in the hydrometallurgical process described above will be described more specifically. In the sulfurization process, the post-neutralization liquid obtained through the neutralization treatment (or the post-purification liquid after the purification process) is sent to reaction tanks (sulfurization reaction tanks) configured in multiple stages, and each reaction tank A sulfide containing nickel (nickel sulfide) is precipitated by a continuous sulfurization reaction due to gas-liquid contact of the hydrogen sulfide gas blown into the gas phase. By aerating the slurry containing precipitated nickel sulfide before the solid-liquid separation treatment, the hydrogen sulfide gas dissolved in the solution is recovered and reused in the sulfurization reaction as recycled gas. Also, part of the nickel sulfide is repeated in the reactor as seed crystals (see, for example, Patent Document 1).

硫化反応槽は、密閉容器であり、多段に構成された反応槽のうちの後段の反応槽に設置された排気ラインによって反応槽内の圧力調整を行っている。反応槽から排出された硫化水素を含むガスは、除害設備に送られて苛性ソーダ水溶液による硫化水素の除害処理が施され、その後に大気に放出される。苛性ソーダ水溶液とガス中の硫化水素とが反応して生成された硫化水素ナトリウム(水硫化ナトリウム)溶液の一部は、硫化反応槽に返送され、硫化反応の補助剤として反応に使用され、残りは最終中和工程へ送られる(例えば、特許文献2参照)。 The sulfurization reaction tank is a closed container, and the pressure inside the reaction tank is adjusted by an exhaust line installed in the latter reaction tank among the multistage reaction tanks. The gas containing hydrogen sulfide discharged from the reaction tank is sent to a detoxification facility where the hydrogen sulfide is detoxified with an aqueous caustic soda solution and then released into the atmosphere. Part of the sodium hydrogen sulfide (sodium hydrosulfide) solution produced by the reaction of the aqueous solution of caustic soda and hydrogen sulfide in the gas is returned to the sulfurization reaction tank and used as an auxiliary agent for the sulfurization reaction, and the rest is It is sent to the final neutralization step (see Patent Document 2, for example).

硫化反応の補助剤として水硫化ナトリウム溶液を添加することにより、中和後液(あるいは浄液後液)に含まれるニッケルの収率を向上させることができる。ところが一方で、水硫化ナトリウム溶液を過剰に添加した場合には、析出生成するニッケル硫化物の粒径が細かくなるため、固液分離処理において脱水不良を招き、ニッケル硫化物中の不純物品位の上昇や、ニッケル硫化物のハンドリング性の悪化を誘発する。さらに、固液分離後に得られる硫化後液中へのニッケル硫化物のリーク量が増加するため、ニッケルの収率が低下してしまう。 By adding a sodium hydrosulfide solution as an auxiliary agent for the sulfurization reaction, the yield of nickel contained in the post-neutralization liquid (or the post-purification liquid) can be improved. On the other hand, if the sodium hydrosulfide solution is added excessively, the particle size of the precipitated nickel sulfide becomes finer, which causes poor dehydration in the solid-liquid separation process and increases the impurity grade in the nickel sulfide. Also, it induces deterioration of the handleability of nickel sulfide. Furthermore, since the amount of nickel sulfide leaking into the post-sulfidation liquid obtained after solid-liquid separation increases, the yield of nickel decreases.

このような問題に対して、余剰分の水硫化ナトリウム溶液を最終中和工程へ払い出すことが考えられるが、このことは、除害設備で使用した苛性ソーダを廃棄するのに等しい。そのため、ニッケルの収率や原単位の観点からすると、生成した水硫化ナトリウム溶液は全量系内へ繰り返すことが望ましくなる。 Concerning such a problem, it is conceivable to send the surplus sodium hydrosulfide solution to the final neutralization step, but this is equivalent to discarding the caustic soda used in the detoxification equipment. Therefore, from the viewpoint of nickel yield and basic unit, it is desirable to repeat the entire amount of the sodium hydrosulfide solution produced in the system.

このようなことから、上述したニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおいて、ニッケル収率の向上及び原単位削減のために、除害設備で生成した水硫化ナトリウム溶液を全量回収しながら、硫化反応で生成するニッケル硫化物の粒径を適切に制御できる方法が望まれている。 For this reason, in the hydrometallurgical process of nickel oxide ore described above, in order to improve the nickel yield and reduce the basic unit, while recovering the entire amount of the sodium hydrosulfide solution generated in the detoxification equipment, the sulfidation reaction A method capable of appropriately controlling the particle size of nickel sulfide to be produced is desired.

なお、例えば特許文献3には、ニッケルよりも貴な金属の塩と保護コロイド剤との複合コロイド粒子が分散したコロイド水溶液と、錯化剤と、アルカリ性物質と、還元剤とを混合した混合液にニッケル塩水溶液を添加した後に、水硫化ナトリウム、硫化水素アンモニウム、硫化ナトリウム又は硫化アンモニウムのいずれか一つ以上の硫化物を添加することを特徴とする硫黄含有ニッケル粉末の製造方法について開示されている。しかしながら、硫黄含有ニッケル粉末の粒径制御に関しては述べられていない。 For example, Patent Document 3 discloses a mixed solution of a colloidal aqueous solution in which composite colloidal particles of a salt of a metal nobler than nickel and a protective colloidal agent are dispersed, a complexing agent, an alkaline substance, and a reducing agent. Disclosed is a method for producing sulfur-containing nickel powder, characterized by adding one or more sulfides of sodium hydrosulfide, ammonium hydrogen sulfide, sodium sulfide or ammonium sulfide after adding an aqueous nickel salt solution to there is However, there is no mention of particle size control of the sulfur-containing nickel powder.

特開2016-160526号公報JP 2016-160526 A 特開2010-126778号公報JP 2010-126778 A 特開2015-160978号公報JP 2015-160978 A

本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、例えばニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおいて、硫化処理によりニッケル硫化物を生成させるにあたり、硫化水素ガスを除害処理して生成した水硫化ナトリウム溶液を全量して再利用しながら、生成するニッケル硫化物の粒径を適切に制御する方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the circumstances described above. It is an object of the present invention to provide a method for appropriately controlling the particle size of nickel sulfide produced while reusing the entire sodium hydrosulfide solution.

本発明者は、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、直列に接続された2基以上の反応槽を使用し、硫化水素ガスを除害処理して生成した水硫化ナトリウム溶液の全量を、最も上流側の第1の反応槽と、その第1の反応槽の後段の反応槽とに分配して添加するとともに、その第1の反応槽への水硫化ナトリウム溶液の分配比率を特定の範囲とすることで、水硫化ナトリウム溶液を全量して再利用しながら、生成するニッケル硫化物の粒径を適切に制御できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The inventor of the present invention has made intensive studies to solve the above-described problems. As a result, using two or more reactors connected in series, the total amount of sodium hydrosulfide solution produced by detoxifying hydrogen sulfide gas is transferred to the first reactor on the most upstream side and its first reactor. The total amount of the sodium hydrosulfide solution is added by distributing it to the reaction tank in the latter stage of the first reaction tank and by setting the distribution ratio of the sodium hydrosulfide solution to the first reaction tank in a specific range. The inventors have found that the particle size of the nickel sulfide produced can be appropriately controlled while reusing the nickel sulfide, and have completed the present invention.

(1)本発明の第1の発明は、ニッケルを含む硫酸酸性溶液を反応槽に収容し、硫化水素ガスを添加して硫化反応を生じさせることでニッケル硫化物を得るニッケル硫化物の製造方法であって、前記硫酸酸性溶液に添加した硫化水素ガスのうちの未反応のガスを回収し、回収した硫化水素ガスに水酸化ナトリウム水溶液を添加して水硫化ナトリウム溶液を生成させ、得られる水硫化ナトリウム溶液の全量を前記硫化水素ガスと共に該硫酸酸性溶液に添加して硫化反応を生じさせる工程を含み、前記反応槽は、直列に接続された2基以上の反応槽から構成されており、最も上流側の第1の反応槽と、該第1の反応槽の後段の反応槽とに前記水硫化ナトリウム溶液を分配して添加し、前記水硫化ナトリウム溶液の全量のうち、最も上流側の前記第1の反応槽への該水硫化ナトリウム溶液の分配比率を40~70%の範囲とする、ニッケル硫化物の製造方法である。 (1) A first aspect of the present invention is a nickel sulfide production method in which a nickel-containing sulfuric acid acid solution is placed in a reaction tank, and hydrogen sulfide gas is added to cause a sulfurization reaction to produce nickel sulfide. wherein unreacted gas out of the hydrogen sulfide gas added to the sulfuric acid acid solution is recovered, an aqueous sodium hydroxide solution is added to the recovered hydrogen sulfide gas to generate a sodium hydrosulfide solution, and water obtained adding the total amount of the sodium sulfide solution together with the hydrogen sulfide gas to the sulfuric acid acid solution to cause a sulfurization reaction, wherein the reaction tank is composed of two or more reaction tanks connected in series; The sodium hydrosulfide solution is distributed and added to the most upstream first reaction tank and the latter reaction tank of the first reaction tank, and out of the total amount of the sodium hydrosulfide solution, the most upstream In the method for producing nickel sulfide, the distribution ratio of the sodium hydrosulfide solution to the first reaction tank is in the range of 40 to 70%.

(2)本発明の第2の発明は、第1の発明において、前記水硫化ナトリウム溶液の全量のうち、最も上流側の前記第1の反応槽へ分配する水硫化ナトリウム溶液以外を、該第1の反応槽に連続する第2の反応槽に分配して添加する、ニッケル硫化物の製造方法である。 (2) A second aspect of the present invention is based on the first aspect, wherein the sodium hydrosulfide solution other than the sodium hydrosulfide solution to be distributed to the first reaction vessel on the most upstream side of the total amount of the sodium hydrosulfide solution is This is a method for producing nickel sulfide, in which nickel sulfide is added by being distributed to a second reaction tank that is continuous with one reaction tank.

(3)本発明の第3の発明は、第1又は第2の発明において、生成するニッケル硫化物の50%粒径が50~80μmとなるようにする、ニッケル硫化物の製造方法である。 (3) A third aspect of the present invention is a method for producing nickel sulfide according to the first or second aspect, wherein the nickel sulfide produced has a 50% particle size of 50 to 80 μm.

(4)本発明の第4の発明は、第1乃至第3のいずれかの発明において、前記硫酸酸性溶液に含まれるニッケル量に対する前記水硫化ナトリウム溶液の添加比率を所定の範囲に調整しながら、該水硫化ナトリウム溶液を添加する、ニッケル硫化物の製造方法である。 (4) In a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, while adjusting the addition ratio of the sodium hydrosulfide solution to the amount of nickel contained in the sulfuric acid acid solution within a predetermined range , a method for producing nickel sulfide, wherein the sodium hydrosulfide solution is added.

(5)本発明の第5の発明は、第4の発明において、前記硫酸酸性溶液に含まれるニッケル量に対する前記水硫化ナトリウム溶液の添加比率が0.72~1.09m/t-Niとなるように、該水硫化ナトリウム溶液を添加する、ニッケル硫化物の製造方法である。 (5) A fifth aspect of the present invention is the fourth aspect, wherein the addition ratio of the sodium hydrosulfide solution to the amount of nickel contained in the sulfuric acid acidic solution is 0.72 to 1.09 m 3 /t-Ni. It is a method for producing nickel sulfide, in which the sodium hydrosulfide solution is added so as to obtain.

(6)本発明の第6の発明は、ニッケル酸化鉱石に対して硫酸を用いてニッケルを浸出し、得られた浸出液からニッケル硫化物を生成するニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法において、前記浸出液を反応槽に収容し、硫化水素ガスを添加して硫化反応を生じさせることでニッケル硫化物を生成する硫化工程を含み、前記硫化工程は、前記浸出液に添加した硫化水素ガスのうちの未反応のガスを回収し、回収した硫化水素ガスに水酸化ナトリウム水溶液を添加して水硫化ナトリウム溶液を生成させ、得られる水硫化ナトリウム溶液の全量を前記硫化水素ガスと共に該浸出液に添加して硫化反応を生じさせる工程を含み、前記反応槽は、直列に接続された2基以上の反応槽から構成されており、最も上流側の第1の反応槽と、該第1の反応槽の後段の反応槽とに前記水硫化ナトリウム溶液を分配して添加し、前記水硫化ナトリウム溶液の全量のうち、最も上流側の前記第1の反応槽への該水硫化ナトリウム溶液の分配比率を40~70%の範囲とする、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法である。 (6) A sixth aspect of the present invention is a hydrometallurgical method for nickel oxide ore in which nickel is leached from nickel oxide ore using sulfuric acid and nickel sulfide is produced from the obtained leachate, wherein the leachate is stored in a reaction tank, and hydrogen sulfide gas is added to cause a sulfurization reaction to generate nickel sulfide, wherein the sulfurization step includes unreacted hydrogen sulfide gas added to the leachate gas is recovered, an aqueous sodium hydroxide solution is added to the recovered hydrogen sulfide gas to generate a sodium hydrosulfide solution, and the entire amount of the resulting sodium hydrosulfide solution is added to the leachate together with the hydrogen sulfide gas to cause a sulfidation reaction The reaction tank is composed of two or more reaction tanks connected in series, the first reaction tank on the most upstream side, and the reaction in the latter stage of the first reaction tank The sodium hydrosulfide solution is distributed and added to the tank, and the distribution ratio of the sodium hydrosulfide solution to the first reaction tank on the most upstream side of the total amount of the sodium hydrosulfide solution is 40 to 70%. It is a hydrometallurgical method for nickel oxide ore in the range of

本発明によれば、硫化処理によりニッケル硫化物を生成させるにあたり、硫化水素ガスを除害処理して生成した水硫化ナトリウム溶液を全量して再利用しながら、生成するニッケル硫化物の粒径を適切に制御することができる。 According to the present invention, when nickel sulfide is produced by sulfidation treatment, the particle size of nickel sulfide produced is reduced while reusing the entire sodium hydrosulfide solution produced by detoxifying hydrogen sulfide gas. can be properly controlled.

硫化処理の流れの一例を示す工程図である。It is a process drawing which shows an example of the flow of sulfuration treatment. 直列に接続された2基以上の多段の反応槽の構成と、未反応の硫化水素ガスを除害処理して生成される水硫化ナトリウム溶液を供給の流れを説明するための模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of two or more multistage reaction vessels connected in series and the flow of supplying a sodium hydrosulfide solution produced by detoxifying unreacted hydrogen sulfide gas. ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法の流れの一例を示した工程図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is process drawing which showed an example of the flow of the hydrometallurgy method of a nickel oxide ore. 実施例の結果に基づいて、第1の反応槽へ各分配比率で水硫化ナトリウム溶液を添加させたときの、水硫化ナトリウム溶液の添加比率に対するニッケル硫化物のD50粒径の関係を示したグラフ図である。A graph showing the relationship between the D50 particle size of nickel sulfide and the sodium hydrosulfide solution addition ratio when the sodium hydrosulfide solution was added to the first reactor at each distribution ratio, based on the results of the examples. It is a diagram.

以下、本発明の具体的な実施形態)について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。なお、本明細書にて、「X~Y」(X、Yは任意の数値)との表記は、「X以上Y以下」の意味である。 Specific embodiments of the present invention will be described in detail below. In addition, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications are possible without changing the gist of the present invention. In this specification, the notation "X to Y" (X and Y are arbitrary numerical values) means "X or more and Y or less".

≪1.ニッケル硫化物の製造方法≫
本発明に係るニッケル硫化物の製造方法は、反応槽に収容したニッケルを含む硫酸酸性溶液に、硫化水素ガスを添加して硫化反応を生じさせてニッケル硫化物を得る方法である。例えば、この製造方法は、詳しくは後述するニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおける硫化工程に適用することができる。
≪1. Method for producing nickel sulfide»
The method for producing nickel sulfide according to the present invention is a method for obtaining nickel sulfide by adding hydrogen sulfide gas to a sulfuric acid acid solution containing nickel contained in a reaction tank to cause a sulfurization reaction. For example, this production method can be applied to the sulfurization step in the nickel oxide ore hydrometallurgical process, which will be described later in detail.

なお、湿式製錬プロセスでは、処理対象(原料)の硫酸酸性溶液にコバルトも含まれており、硫化反応によってニッケル及びコバルトを含む、いわゆる混合硫化物が得られる。したがって、「ニッケル硫化物」とは、ニッケルを少なくとも含む硫化物であり、ニッケル及びコバルトの混合硫化物も含む。 In the hydrometallurgical process, cobalt is also contained in the sulfuric acid acidic solution to be treated (raw material), and a so-called mixed sulfide containing nickel and cobalt is obtained by a sulfurization reaction. Therefore, "nickel sulfide" is a sulfide containing at least nickel, and also includes mixed sulfides of nickel and cobalt.

具体的に、本発明に係るニッケル硫化物の製造方法は、ニッケルを含む硫酸酸性溶液に添加した硫化水素ガスのうちの未反応のガスを回収し、回収した硫化水素ガスに水酸化ナトリウム水溶液を添加して水硫化ナトリウム溶液を生成させ、得られる水硫化ナトリウム溶液の全量を硫化水素ガスと共にその硫酸酸性溶液に添加して硫化反応を生じさせる工程を含んでいる。 Specifically, in the method for producing nickel sulfide according to the present invention, unreacted gas out of hydrogen sulfide gas added to a sulfuric acid acidic solution containing nickel is recovered, and an aqueous sodium hydroxide solution is added to the recovered hydrogen sulfide gas. adding to form a sodium hydrosulfide solution and adding the total amount of the resulting sodium hydrosulfide solution along with hydrogen sulfide gas to the sulfuric acid acid solution to effect the sulfidation reaction.

この製造方法において、硫酸酸性溶液を収容して硫化反応が生じる場となる反応槽(硫化反応槽)は、直列に接続された2基以上の反応槽から構成されており、最も上流側の第1の反応槽と、その第1の反応槽の後段の反応槽とに水硫化ナトリウム溶液を分配して添加する。そして、水硫化ナトリウム溶液の全量のうち、最も上流側の第1の反応槽への水硫化ナトリウム溶液の分配比率を40~70%の範囲とすることを特徴としている。 In this production method, the reaction tank (sulfurization reaction tank) in which the sulfuric acid acid solution is accommodated and where the sulfurization reaction occurs is composed of two or more reaction tanks connected in series. A sodium hydrosulfide solution is distributed and added to one reactor and to the reactors subsequent to the first reactor. Then, the distribution ratio of the sodium hydrosulfide solution to the first reaction vessel on the most upstream side of the total amount of the sodium hydrosulfide solution is in the range of 40 to 70%.

ここで、例えば、上述したようにニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスでは、ニッケル酸化鉱石に対して高温高圧下で硫酸を用いてニッケルを浸出し、得られた浸出液からニッケル硫化物を生成させる硫化工程を有する。硫化工程における硫化処理では、例えば純度95%~99%程度の硫化水素ガスを硫化剤として用い、硫化反応によって硫化物を生成させるための必要理論当量よりも多い量(過剰量)の硫化水素ガスを、硫化反応始液であるニッケルを含む硫酸酸性溶液に添加する。これにより、硫酸酸性溶液に含まれるニッケルを硫化物として高い回収率で回収することができる。 Here, for example, in the nickel oxide ore hydrometallurgical process as described above, nickel is leached from the nickel oxide ore using sulfuric acid under high temperature and high pressure, and sulfidation is performed to generate nickel sulfide from the resulting leachate. have a process. In the sulfurization treatment in the sulfurization step, for example, hydrogen sulfide gas with a purity of about 95% to 99% is used as a sulfurizing agent, and an amount (excess) of hydrogen sulfide gas that is larger than the theoretical equivalent required to generate sulfide by a sulfurization reaction. is added to a sulfuric acid acid solution containing nickel, which is the starting solution for the sulfurization reaction. As a result, nickel contained in the sulfuric acid acid solution can be recovered as sulfide at a high recovery rate.

一方で、その硫化工程における硫化処理では、過剰量の硫化水素ガスを添加しているために、硫化反応に関与しなかった未反応のガスが反応槽内に残存するようになる。そのため、硫化処理では、添加した硫化水素ガスのうちの未反応のガスを回収し、回収した硫化水素ガスに水酸化ナトリウムを添加して水硫化ナトリウム溶液を生成させ、得られた水硫化ナトリウム溶液を硫化剤として硫化水素ガスと共に硫酸酸性溶液に添加している。このことにより、硫酸酸性溶液中のニッケルを、硫化物としてより一層高い回収率で回収できるとともに硫化水素ガスの利用効率を向上させることができる。さらに、生成するニッケル硫化物が微細になることを防いで、粒径を適切に制御することができる。 On the other hand, in the sulfurization treatment in the sulfurization process, since an excessive amount of hydrogen sulfide gas is added, unreacted gas that did not participate in the sulfurization reaction remains in the reaction vessel. Therefore, in the sulfurization treatment, unreacted gas among the added hydrogen sulfide gas is recovered, sodium hydroxide is added to the recovered hydrogen sulfide gas to generate a sodium hydrosulfide solution, and the resulting sodium hydrosulfide solution is added to the sulfuric acid acid solution together with hydrogen sulfide gas as a sulfiding agent. As a result, nickel in the sulfuric acid acid solution can be recovered as sulfide at a higher recovery rate, and the utilization efficiency of hydrogen sulfide gas can be improved. Furthermore, it is possible to prevent the generated nickel sulfide from becoming finer and to appropriately control the particle size.

具体的に、未反応の硫化水素ガスを回収して水硫化ナトリウム溶液を生成させ、その全量を硫化処理に繰り返している。このことから、硫化処理においては、下記[1]式に示されるような硫化水素ガスによる硫化反応に加えて、下記[2]式で示されるような水硫化ナトリウムによる硫化反応が生じる。なお、式中のMはNiやCoを表す。
MSO+HS→MS+HSO ・・・[1]
2NaHS+MSO→NaSO+MS+HS ・・・[2]
Specifically, unreacted hydrogen sulfide gas is recovered to produce a sodium hydrosulfide solution, and the entire amount is repeated for the sulfurization treatment. Therefore, in the sulfurization treatment, in addition to the sulfurization reaction with hydrogen sulfide gas as shown in the following formula [1], a sulfurization reaction with sodium hydrosulfide as shown in the following formula [2] occurs. Note that M in the formula represents Ni or Co.
MSO4 + H2S →MS+ H2SO4 ... [ 1]
2NaHS + MSO4Na2SO4 +MS+ H2S [2]

図1は、硫化処理の流れの一例を示す工程図である。図1に示すように、硫化処理においては、ニッケルを含む硫酸酸性溶液が反応槽内に装入され、その反応槽の気相中に過剰量の硫化水素ガスが添加され、その硫化水素ガスの気液接触による連続硫化反応によってニッケルを含む硫化物が析出生成する。このとき、ニッケル等の収率の観点からすると、反応槽に吹き込む硫化水素ガス量は、硫化処理に供する硫酸酸性溶液の供給量と、その溶液中に含まれる硫酸ニッケル濃度、つまり供給するニッケル量に依存する。 FIG. 1 is a process chart showing an example of the flow of sulfuration treatment. As shown in FIG. 1, in the sulfurization treatment, a nickel-containing sulfuric acid acid solution is charged into a reaction tank, an excess amount of hydrogen sulfide gas is added to the gas phase of the reaction tank, and the hydrogen sulfide gas is Nickel-containing sulfides are precipitated by continuous sulfurization reaction due to gas-liquid contact. At this time, from the viewpoint of the yield of nickel and the like, the amount of hydrogen sulfide gas blown into the reaction tank is determined by the amount of supplied sulfuric acid acid solution to be subjected to sulfurization treatment and the concentration of nickel sulfate contained in the solution, that is, the amount of nickel to be supplied. depends on

硫化反応により生成したニッケル硫化物は、ニッケル濃度を低い水準で安定させた貧液(硫化後液)から濃縮スラリーの形態で分離される。濃縮スラリーの形態のニッケル硫化物は、その一部が種晶として抜き出されて反応槽に戻される。これにより、その種晶を核として硫化反応による硫化物の析出が生じるようになるため、生成するニッケル硫化物粒子の粒径を大きくばらつかせることなく安定的に成長させることができる。 The nickel sulfide produced by the sulfurization reaction is separated in the form of a concentrated slurry from the poor solution (post-sulfurization solution) in which the nickel concentration has been stabilized at a low level. A portion of nickel sulfide in the form of a concentrated slurry is withdrawn as seed crystals and returned to the reactor. As a result, sulfide is precipitated by a sulfurization reaction with the seed crystal as a nucleus, so that the nickel sulfide particles to be produced can be stably grown without large variations in particle size.

一方で、反応槽内に残存した未反応の硫化水素ガスは、回収され、除害設備に装入される。除害設備では、硫化水素ガスによる除害処理が行われ、具体的には水酸化ナトリウム水溶液による除害処理が行われて、硫化水素ナトリウム(水硫化ナトリウム)溶液が生成する。なお、この水硫化ナトリウム溶液は、水酸化ナトリウムを含む溶液であってpHがおよそ13以上である。 On the other hand, the unreacted hydrogen sulfide gas remaining in the reaction tank is recovered and charged into the detoxification equipment. In the detoxification equipment, a detoxification treatment is performed using hydrogen sulfide gas, specifically, a detoxification treatment is performed using an aqueous sodium hydroxide solution to generate a sodium hydrogen sulfide (sodium hydrosulfide) solution. This sodium hydrosulfide solution is a solution containing sodium hydroxide and has a pH of about 13 or more.

生成した水硫化ナトリウム溶液は、硫化処理が行われる反応槽に繰り返され、硫化剤として硫化水素ガスと共にニッケルを含む酸性溶液に添加される。これにより、上記の反応式[1]及び[2]が生じることになる。 The resulting sodium hydrosulfide solution is cycled into the reactor where the sulfiding treatment is carried out and added to an acidic solution containing nickel together with hydrogen sulfide gas as a sulfiding agent. This results in reactions [1] and [2] above.

ところが、反応槽内の硫酸酸性溶液に硫化剤としての硫化水素ガス及び水硫化ナトリウム溶液を単に添加するだけでは、生成するニッケル硫化物の粒子の50%粒径(D50)が80μmを超えるほどの粗大になることがある。また、過剰に水硫化ナトリウム溶液を添加すると、生成するニッケル硫化物の粒子が細かくなりすぎてしまい、固液分離処理での脱水不良を招き、不純物品位を上昇させることもある。一方で、ニッケル等の収率や原単位の観点からすると、除害処理により生成した水硫化ナトリウム溶液は、その全量を系内に繰り返して用いることが望ましい。 However, simply adding hydrogen sulfide gas and a sodium hydrosulfide solution as a sulfiding agent to the acidic solution of sulfuric acid in the reaction vessel will cause nickel sulfide particles to have a 50% particle size (D50) exceeding 80 μm. can be coarse. Also, if the sodium hydrosulfide solution is added excessively, the particles of nickel sulfide to be produced become too fine, causing poor dehydration in the solid-liquid separation treatment and possibly increasing the quality of impurities. On the other hand, from the viewpoint of the yield of nickel and the like and the basic unit, it is desirable to repeatedly use the entire amount of the sodium hydrosulfide solution produced by the detoxification treatment in the system.

そこで、本発明に係るニッケル硫化物の製造方法においては、多段の反応槽、すなわち直列に接続された2基以上の反応槽を用いて、最も上流側の第1の反応槽と、その第1の反応槽の後段の反応槽とに水硫化ナトリウム溶液を分配して添加する。ここで、「後段の反応槽」とは、第1の反応槽、第2の反応槽、・・・第nの反応槽(nは2以上)により上流から下流から構成される多段の反応槽における、第2の反応槽以降の反応槽をいう。 Therefore, in the method for producing nickel sulfide according to the present invention, a multi-stage reaction tank, that is, two or more reaction tanks connected in series are used, and the first reaction tank on the most upstream side and the first reaction tank A sodium hydrosulfide solution is added in portions to the subsequent reactors. Here, the "later-stage reaction vessel" means a multi-stage reaction vessel composed of a first reaction vessel, a second reaction vessel, ... an n-th reaction vessel (where n is 2 or more) from upstream to downstream. In, the reaction tank after the second reaction tank.

そして、水硫化ナトリウム溶液の全量のうち、最も上流側の第1の反応槽への水硫化ナトリウム溶液の分配比率を40~70%の範囲とする。ここで、分配比率とは、水硫化ナトリウム溶液の全量に対して、多段に設けた反応槽のうちの特定の反応槽への水硫化ナトリウム溶液の分配添加量をいう。 Then, the distribution ratio of the sodium hydrosulfide solution to the first reaction vessel on the most upstream side of the total amount of the sodium hydrosulfide solution is in the range of 40 to 70%. Here, the distribution ratio refers to the amount of the sodium hydrosulfide solution distributed and added to a specific reaction tank among the reaction tanks provided in multiple stages with respect to the total amount of the sodium hydrosulfide solution.

このように、硫化反応を生じさせる反応槽を多段に構成し、水硫化ナトリウム溶液を、第1の反応槽とその第1の反応槽の後段の反応槽とに分配して添加するとともに、第1の反応槽への分配比率を特定の範囲に調整する、すなわち40~70%の範囲の分配比率に調整することで、生成するニッケル硫化物の粒子の50%粒径(D50)を安定的に制御することができる。具体的には、粒径D50を50~80μm程度の範囲に安定的に制御することができる。また、除害処理により生成した水硫化ナトリウム溶液の全量を、反応槽に分配添加するようにしているため、除害に使用した水酸化ナトリウムを含む水硫化ナトリウム溶液を廃棄する必要がなくなり、廃棄のための処理コストが削減されて、効率的なニッケル硫化物の製造を実現することができる。 In this way, the reaction tanks for causing the sulfurization reaction are configured in multiple stages, and the sodium hydrosulfide solution is distributed and added to the first reaction tank and the subsequent reaction tanks of the first reaction tank. By adjusting the distribution ratio to the reaction tank of No. 1 to a specific range, that is, by adjusting the distribution ratio to a range of 40 to 70%, the 50% particle size (D50) of the nickel sulfide particles to be produced is stabilized. can be controlled to Specifically, the particle size D50 can be stably controlled within the range of about 50 to 80 μm. In addition, since the entire amount of the sodium hydrosulfide solution generated by the detoxification process is distributed and added to the reaction tank, there is no need to dispose of the sodium hydrosulfide solution containing sodium hydroxide used for detoxification. The processing cost for is reduced, and efficient production of nickel sulfide can be realized.

第1の反応槽への分配比率に関して、40%未満であるとニッケルの収率が低下する。また、分配比率を増加させるほどニッケル硫化物の粒径が細かくなる傾向にあり、70%を超えると微細になりすぎてしまい、安定的に粒径を制御できなくなる。 With respect to the distribution ratio to the first reactor, if it is less than 40%, the yield of nickel decreases. In addition, the grain size of nickel sulfide tends to become finer as the distribution ratio is increased.

図2は、直列に接続された2基以上の多段の反応槽の構成と、未反応の硫化水素ガスを除害処理して生成される水硫化ナトリウム溶液を供給の流れを説明するための模式図である。なお、図2では、連続的に4段で反応槽(第1の反応槽11~第4の反応槽14)が構成された例を示す。 FIG. 2 is a schematic for explaining the configuration of two or more multistage reaction vessels connected in series and the flow of supplying a sodium hydrosulfide solution produced by detoxifying unreacted hydrogen sulfide gas. It is a diagram. Note that FIG. 2 shows an example in which the reaction tanks (first reaction tank 11 to fourth reaction tank 14) are configured in four consecutive stages.

図2に示すように、第1の反応槽11~第4の反応槽14の4段で構成された反応槽において、最も上流側の第1の反応槽11に、ニッケルを含む硫酸酸性溶液(例えば、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおける脱亜鉛処理後の浄液後液)が装入されると、硫化剤である硫化水素ガスが吹き込み添加されて硫化反応が生じる。硫化反応により生成したニッケル硫化物を含むスラリーは、第1の反応槽11に続く第2の反応槽12に移送され、その第2の反応槽12においても同様に硫化水素ガスが吹き込み添加されてニッケル硫化物が生成する硫化反応が生じる。そして同様に、ニッケル硫化物を含むスラリーが第3の反応槽13、第4の反応槽14へと順次移送され、各反応槽にて硫化反応が生じる。これにより、ニッケル硫化物を含むスラリーが徐々に濃縮され、固液分離処理を経てニッケル硫化物が回収される。 As shown in FIG. 2, in the reaction tanks composed of four stages of the first reaction tank 11 to the fourth reaction tank 14, the first reaction tank 11 on the most upstream side contains a sulfuric acid acidic solution containing nickel ( For example, when the post-cleaning solution after dezincing treatment in the hydrometallurgical process of nickel oxide ore is charged, hydrogen sulfide gas, which is a sulfiding agent, is blown in to cause a sulfidation reaction. The slurry containing nickel sulfide produced by the sulfurization reaction is transferred to the second reaction tank 12 following the first reaction tank 11, and hydrogen sulfide gas is similarly blown into the second reaction tank 12. A sulfidation reaction occurs that produces nickel sulfide. Similarly, the slurry containing nickel sulfide is transferred to the third reaction tank 13 and the fourth reaction tank 14 in sequence, and the sulfurization reaction occurs in each reaction tank. As a result, the slurry containing nickel sulfide is gradually concentrated, and the nickel sulfide is recovered through solid-liquid separation.

なお、硫化剤である硫化水素ガスについては、2基以上の多段に構成された反応槽のすべてに添加してもよいが、第1の反応槽のみに添加するようにしてもよい。例えば、硫化水素ガスを第1の反応槽のみ添加することで、その第1の反応槽における硫化反応時間を最大化させて、より効果的にニッケル硫化物の生成させることができ、ニッケルの収率を向上させることができる。 Hydrogen sulfide gas, which is a sulfiding agent, may be added to all of the two or more multistage reaction tanks, or may be added only to the first reaction tank. For example, by adding hydrogen sulfide gas only to the first reaction tank, the sulfurization reaction time in the first reaction tank can be maximized, nickel sulfide can be produced more effectively, and nickel can be collected. rate can be improved.

一方、特に限定されないが、第3の反応槽13及び第4の反応槽14からは、硫化反応に関与しなかった未反応の硫化水素ガスが回収されて除害設備21へと移送される。除害設備21では、回収した硫化水素ガスに水酸化ナトリウム溶液を添加して水流化ナトリウムを生成させる除害処理が行われる。除害設備21での除害処理により無害化されたガス成分は大気へ放出され、また除害処理により生成した水硫化ナトリウム溶液は、硫化処理が行われる反応槽に繰り返され添加される。これにより、反応槽(例えば第1の反応槽11)では、硫化水素ガスと共に水硫化ナトリウム溶液が添加されて、硫化反応が生じる(上記の反応式[1]及び[2])。 On the other hand, although not particularly limited, unreacted hydrogen sulfide gas that has not been involved in the sulfurization reaction is recovered from the third reaction tank 13 and the fourth reaction tank 14 and transferred to the detoxification equipment 21 . In the detoxification equipment 21, a detoxification process is performed in which a sodium hydroxide solution is added to the recovered hydrogen sulfide gas to generate sodium hydrosulfide. The gas components rendered harmless by the detoxification treatment in the detoxification equipment 21 are released into the atmosphere, and the sodium hydrosulfide solution produced by the detoxification treatment is repeatedly added to the reaction tank where the sulfidation treatment is performed. As a result, in the reactor (for example, the first reactor 11), the sodium hydrosulfide solution is added together with the hydrogen sulfide gas, causing a sulfurization reaction (reaction formulas [1] and [2] above).

このとき、生成した水硫化ナトリウム溶液は、その全量が反応槽に繰り返されるとともに、最も上流側の第1の反応槽11とその第1の反応槽11の後段の反応槽(第2の反応槽12~第4の反応槽の少なくともいずれか1つ)とに分配して添加される。具体的に、図2の模式図では、第1の反応槽11と第2の反応槽12とに、水硫化ナトリウム溶液が分配されている例を示している。 At this time, the entire amount of the sodium hydrosulfide solution produced is repeated in the reaction vessel, and the first reaction vessel 11 on the most upstream side and the reaction vessel in the rear stage of the first reaction vessel 11 (second reaction vessel) 12 to at least one of the 4th reaction tanks). Specifically, the schematic diagram of FIG. 2 shows an example in which the sodium hydrosulfide solution is distributed to the first reaction tank 11 and the second reaction tank 12 .

そして、第1の反応槽11と第2の反応槽12に分配して水硫化ナトリウム溶液の全量を添加するに際し、第1の反応槽11に添加する水硫化ナトリウム溶液の分配添加量の割合(分配比率)を40~70%の範囲とする。 Then, when adding the total amount of the sodium hydrosulfide solution distributed to the first reaction tank 11 and the second reaction tank 12, the ratio of the distributed addition amount of the sodium hydrosulfide solution added to the first reaction tank 11 ( distribution ratio) is in the range of 40 to 70%.

ここで、多段に設けた反応槽の数(設置数)は、図2の模式図に示すような4基に限られず、2基であっても3基であってもよく、あるいは5基以上であってもよい。 Here, the number of reaction tanks provided in multiple stages (number of installations) is not limited to four as shown in the schematic diagram of FIG. 2, and may be two or three, or five or more. may be

また、多段に設けた反応槽において、最も上流側の第1の反応槽と、その第1の反応槽の後段の反応槽とに水硫化ナトリウム溶液を分配して添加するに際し、第1の反応槽と、その第1の反応槽に連続する第2の反応槽との2つの反応槽に分配して添加することが好ましい。例えば、図2の模式図の例の場合、4段の反応槽(第1の反応槽11~第4の反応槽14)により構成したとき、第1の反応槽11と第2の反応槽12とに、水硫化ナトリウム溶液の全量を分配する。図2でも示すように、第1の反応槽11では、種晶として所定量のニッケル硫化物が添加され、その種晶を核としてニッケル硫化物が生成する。次の第2の反応槽12では、生成したニッケル硫化物に基づいて、硫化反応により主に粒子の成長が生じる。 In addition, in the reaction tanks provided in multiple stages, when the sodium hydrosulfide solution is distributed and added to the first reaction tank on the most upstream side and the reaction tank in the rear stage of the first reaction tank, the first reaction It is preferred to distribute and add to two reaction tanks, a second reaction tank which is continuous with the first reaction tank. For example, in the case of the example of the schematic diagram of FIG. Dispense the entire amount of sodium hydrosulfide solution into each. As shown in FIG. 2, in the first reaction tank 11, a predetermined amount of nickel sulfide is added as a seed crystal, and nickel sulfide is produced with the seed crystal as a nucleus. In the following second reactor 12, mainly grain growth occurs due to the sulfidation reaction, based on the nickel sulfide produced.

したがって、このようにニッケル硫化物の粒子の生成と初期の成長が主として生じる上流側の反応槽である、第1の反応槽と第2の反応槽との2つの反応槽に、水硫化ナトリウム溶液の全量を分配して添加することで、生成するニッケル硫化物の粒子が微細になることを防ぎ、より安定的に、ニッケル硫化物の粒径を制御することができる。 Thus, sodium hydrosulfide solution was added to two reactors, a first reactor and a second reactor, which are the upstream reactors in which the formation and initial growth of nickel sulfide particles primarily occur. By distributing and adding the whole amount of, it is possible to prevent the nickel sulfide particles to be formed from becoming finer and to more stably control the particle size of the nickel sulfide.

また、水硫化ナトリウム溶液を添加するに際しては、硫酸酸性溶液に含まれるニッケル量に対する水硫化ナトリウム溶液の添加比率を所定の範囲に調整することが好ましい。このように、ニッケル量に対する水硫化ナトリウム溶液の添加比率を所定の範囲に調整しながら水硫化ナトリウム溶液を添加することで、生成するニッケル硫化物の粒径を、より一層に安定的に所望の範囲に制御することができる。 Moreover, when adding the sodium hydrosulfide solution, it is preferable to adjust the addition ratio of the sodium hydrosulfide solution to the amount of nickel contained in the sulfuric acid acid solution within a predetermined range. Thus, by adding the sodium hydrosulfide solution while adjusting the addition ratio of the sodium hydrosulfide solution to the amount of nickel within a predetermined range, the particle size of the nickel sulfide to be produced can be further stably adjusted to the desired value. Range can be controlled.

具体的には、硫酸酸性溶液に含まれるニッケル量に対する水硫化ナトリウム溶液の添加比率が0.72~1.09m/t-Niとなるように水硫化ナトリウム溶液を添加することが好ましい。水硫化ナトリウム溶液の添加比率が0.72m/t未満では、除害処理に用いた水酸化ナトリウムの原単位が悪化し、一方で、1.09m/tを超えると、ニッケル硫化物の粒子が細かくなる傾向があり、不純物品位の上昇やハンドリング性の悪化を招くことがある。分配比率40%以下ではニッケルの収率が低下し、比率を増加させるほどニッケル硫化物の粒径が細かくなるため、70%程度に調整するのが好ましい。 Specifically, it is preferable to add the sodium hydrosulfide solution so that the addition ratio of the sodium hydrosulfide solution to the amount of nickel contained in the sulfuric acid acid solution is 0.72 to 1.09 m 3 /t-Ni. If the addition ratio of the sodium hydrosulfide solution is less than 0.72 m 3 /t, the basic unit of sodium hydroxide used for the abatement treatment deteriorates. Particles tend to be fine, which may lead to an increase in impurity quality and deterioration of handling properties. If the distribution ratio is 40% or less, the yield of nickel decreases, and as the ratio increases, the grain size of nickel sulfide becomes finer, so it is preferable to adjust the distribution ratio to about 70%.

なお、生成するニッケル硫化物の粒子の50%粒径(D50)としては、50~80μm程度の範囲であることが好ましい。ニッケル硫化物の粒径がD50で80μm超えると、ニッケル硫化物を原料とした塩素浸出の処理や、オートクレーブでの加圧浸出の処理等において、ニッケル浸出率が低下したり、粗大粒子による撹拌機の磨耗や損傷を引き起こしたりする問題が生ずることがある。 The 50% particle size (D50) of nickel sulfide particles to be produced is preferably in the range of about 50 to 80 μm. If the particle size of nickel sulfide exceeds 80 μm in D50, the nickel leaching rate will decrease in chlorine leaching treatment using nickel sulfide as a raw material or pressure leaching treatment in an autoclave. Problems can arise that cause wear and tear on the

一方で、ニッケル硫化物の粒径がD50で50μm未満であると、ニッケル硫化物を含むスラリーから圧搾濾過器等の固液分離装置を用いて固液分離する際の脱水性が低下し、所望の処理量を確保するためには標準的なものよりも大きな固液分離装置を用いる必要が生じることがある。また、固液分離装置の個数を増やしたりする必要が生じ、設備コストが著しく高くなるおそれがある。また、50μm未満の微細なニッケル硫化物粒子は、酸化されやすいため、品質に悪影響を及ぼすことがある。 On the other hand, when the particle size of nickel sulfide is less than 50 μm in terms of D50, the dehydration property when solid-liquid separation is performed from the slurry containing nickel sulfide using a solid-liquid separation device such as a pressure filter is lowered, which is desirable. It may be necessary to use a larger than standard solid-liquid separator to ensure a throughput of . In addition, it is necessary to increase the number of solid-liquid separators, and there is a possibility that the facility cost will be significantly increased. Also, fine nickel sulfide particles of less than 50 μm are easily oxidized, which may adversely affect the quality.

≪2.ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法≫
本発明に係るニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法は、ニッケル酸化鉱石に対して高温高圧下で硫酸を用いてニッケルを浸出し、得られた浸出液からニッケル硫化物を生成させる方法である。この湿式製錬方法は、ニッケルを含む硫酸酸性溶液である浸出液を反応槽に収容し、硫化水素ガスを添加して硫化反応を生じさせることでニッケル硫化物を生成する硫化工程を含む。
≪2. Hydrometallurgical method of nickel oxide ore>>
The method for hydrometallurgical refining of nickel oxide ore according to the present invention is a method of leaching nickel from nickel oxide ore using sulfuric acid at high temperature and high pressure, and producing nickel sulfide from the obtained leaching solution. This hydrometallurgical method includes a sulfurization step in which a leachate, which is a sulfuric acid acid solution containing nickel, is placed in a reaction tank, and hydrogen sulfide gas is added to cause a sulfurization reaction to generate nickel sulfide.

そして、この湿式製錬方法における硫化工程では、上述したニッケル硫化物の製造方法を適用することができる。 Then, in the sulfurization step in this hydrometallurgical method, the method for producing nickel sulfide described above can be applied.

具体的には、硫化工程においては、硫酸酸性溶液である浸出液に添加した硫化水素ガスのうちの未反応のガスを回収し、回収した硫化水素ガスに水酸化ナトリウム水溶液を添加して水硫化ナトリウム溶液を生成させ、得られる水硫化ナトリウム溶液の全量を硫化水素ガスと共にその浸出液に添加して硫化反応を生じさせる工程を含む。硫化反応を生じさせる反応槽は、直列に接続された2基以上の反応槽から構成されており、最も上流側の第1の反応槽と、その第1の反応槽の後段の反応槽とに水硫化ナトリウム溶液を分配して添加する。そして、水硫化ナトリウム溶液の全量のうち、最も上流側の第1の反応槽への水硫化ナトリウム溶液の分配比率を40~70%の範囲とすることを特徴としている。 Specifically, in the sulfurization step, unreacted gas out of the hydrogen sulfide gas added to the leachate, which is an acidic solution of sulfuric acid, is recovered, and an aqueous sodium hydroxide solution is added to the recovered hydrogen sulfide gas to obtain sodium hydrosulfide. Forming a solution and adding all of the resulting sodium hydrosulfide solution to the leachate along with hydrogen sulfide gas to effect a sulfidation reaction. The reaction tanks for causing the sulfurization reaction are composed of two or more reaction tanks connected in series. Add the sodium hydrosulfide solution in portions. Then, the distribution ratio of the sodium hydrosulfide solution to the first reaction vessel on the most upstream side of the total amount of the sodium hydrosulfide solution is in the range of 40 to 70%.

このような方法によれば、硫化反応を生じさせる反応槽を多段に構成し、水硫化ナトリウム溶液を、第1の反応槽とその第1の反応槽の後段の反応槽とに分配して添加するとともに、第1の反応槽への分配比率を特定の範囲に調整する、すなわち40~70%の範囲の分配比率に調整していることにより、硫化工程にて生成するニッケル硫化物の粒子の50%粒径(D50)を安定的に制御することができる。具体的には、粒径D50を50~80μm程度の範囲に安定的に制御することができる。 According to such a method, the reaction tanks for causing the sulfurization reaction are configured in multiple stages, and the sodium hydrosulfide solution is distributed and added to the first reaction tank and the subsequent reaction tanks of the first reaction tank. In addition, by adjusting the distribution ratio to the first reaction tank to a specific range, that is, by adjusting the distribution ratio to a range of 40 to 70%, nickel sulfide particles generated in the sulfurization process are reduced. The 50% particle size (D50) can be stably controlled. Specifically, the particle size D50 can be stably controlled within the range of about 50 to 80 μm.

また、除害処理により生成した水硫化ナトリウム溶液の全量を、反応槽に分配添加するようにしているため、除害に使用した水酸化ナトリウムを含む水硫化ナトリウム溶液を廃棄する必要がなくなり、廃棄のための処理コストが削減されて、効率的なニッケル硫化物の製造を実現することができる。 In addition, since the entire amount of the sodium hydrosulfide solution generated by the detoxification process is distributed and added to the reaction tank, there is no need to dispose of the sodium hydrosulfide solution containing sodium hydroxide used for detoxification. The processing cost for is reduced, and efficient production of nickel sulfide can be realized.

以下では、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法についての概要を説明して、その湿式製錬方法における硫化工程での処理に、上述したニッケル硫化物の製造方法を適用した具体的な態様について説明する。なお、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法として、高温高圧下で浸出を行う高温加圧酸浸出法(HPAL法)による湿式製錬方法を例に説明する。 In the following, an outline of the hydrometallurgical method for nickel oxide ore will be described, and a specific embodiment in which the above-described method for producing nickel sulfide is applied to the sulfidation step in the hydrometallurgical method will be described. . As a hydrometallurgical method for nickel oxide ore, a hydrometallurgical method by a high temperature pressure acid leaching method (HPAL method) in which leaching is performed at high temperature and high pressure will be described as an example.

<ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法の各工程について>
図3は、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法の流れの一例を示した工程図である。図3に示すように、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法は、原料のニッケル酸化鉱石の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浸出工程S1と、浸出スラリーから残渣を分離してニッケルを含む浸出液を得る固液分離工程S2と、浸出液のpHを調整して浸出液中の不純物元素を中和澱物として分離し中和後液を得る中和工程S3と、中和後液に硫化水素ガスを添加することでニッケル硫化物を生成させる硫化工程(ニッケル回収工程)S4と、を有する。
<Regarding each step of the hydrometallurgical method for nickel oxide ore>
FIG. 3 is a process chart showing an example of the flow of a hydrometallurgical method for nickel oxide ore. As shown in FIG. 3, the nickel oxide ore hydrometallurgical method includes a leaching step S1 in which sulfuric acid is added to a nickel oxide ore slurry as a raw material and subjected to leaching treatment under high temperature and high pressure, and a residue is separated from the leached slurry. a solid-liquid separation step S2 in which a leachate containing nickel is obtained by adjusting the pH of the leachate to separate impurity elements in the leachate as neutralized sediment to obtain a post-neutralization solution; a neutralization step S3 in which a solution after neutralization is obtained; and a sulfurization step (nickel recovery step) S4 for generating nickel sulfide by adding hydrogen sulfide gas to the.

(1)浸出工程
浸出工程S1では、オートクレーブ等の高温加圧反応槽を用い、ニッケル酸化鉱石のスラリー(鉱石スラリー)に硫酸を添加して、温度230℃~270℃程度、圧力3~5MPa程度の条件下で撹拌し、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。
(1) Leaching step In the leaching step S1, sulfuric acid is added to nickel oxide ore slurry (ore slurry) using a high-temperature pressurized reaction tank such as an autoclave, and the temperature is about 230 ° C. to 270 ° C. and the pressure is about 3 to 5 MPa. to produce a leach slurry consisting of the leach solution and leach residue.

ニッケル酸化鉱石としては、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挙げられる。ラテライト鉱のニッケル含有量は、通常、0.8重量%~2.5重量%であり、水酸化物又はケイ苦土(ケイ酸マグネシウム)鉱物として含有される。また、鉄の含有量は、10重量%~50重量%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、浸出工程S1では、このようなラテライト鉱のほかに、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を用いることができる。 Nickel oxide ores mainly include so-called laterite ores such as limonite ores and saprolite ores. The nickel content of laterite ores is typically 0.8% to 2.5% by weight and is contained as a hydroxide or magnesium silicate (magnesium silicate) mineral. In addition, the content of iron is 10% to 50% by weight, and it is mainly in the form of trivalent hydroxide (goethite), but some divalent iron is contained in magnesium minerals. . In the leaching step S1, in addition to such laterite ore, oxide ore containing valuable metals such as nickel, cobalt, manganese, and copper, such as manganese nodules existing in the deep seabed, can be used.

浸出処理では、ニッケル、コバルト等の硫酸塩としての浸出と、浸出された硫酸鉄のヘマタイトとしての固定化が行われる。ただし、鉄イオンの固定化は完全には進行しないため、通常、得られる浸出スラリーの液部分には、ニッケル、コバルト等のほかに2価と3価の鉄イオンが含まれる。なお、浸出工程S1では、次工程の固液分離工程S2で生成されるヘマタイトを含む浸出残渣の濾過性の観点から、得られる浸出液のpHが0.1~1.0にとなるように調整することが好ましい。 In the leaching treatment, nickel, cobalt, etc. are leached as sulfates, and the leached iron sulfate is fixed as hematite. However, since iron ions do not completely immobilize, the liquid portion of the obtained leaching slurry usually contains divalent and trivalent iron ions in addition to nickel, cobalt, and the like. In the leaching step S1, the obtained leaching solution is adjusted to have a pH of 0.1 to 1.0 from the viewpoint of filterability of the leaching residue containing hematite produced in the subsequent solid-liquid separation step S2. preferably.

なお、鉱石スラリーを装入したオートクレーブへの硫酸の添加量としては、特に限定されないが、鉱石中の鉄が浸出されるような過剰量が用いられる。例えば、鉱石1トン当り300kg~400kg程度とする。 The amount of sulfuric acid to be added to the autoclave charged with the ore slurry is not particularly limited, but an excessive amount is used so that the iron in the ore is leached out. For example, about 300 kg to 400 kg per ton of ore.

(2)固液分離工程
固液分離工程S2では、浸出工程S1で生成した浸出スラリーを多段洗浄して、ニッケルやコバルト等の有価金属を含む浸出液と浸出残渣とに分離する。
(2) Solid-Liquid Separation Step In the solid-liquid separation step S2, the leaching slurry produced in the leaching step S1 is washed in multiple stages to separate the leaching solution containing valuable metals such as nickel and cobalt from the leaching residue.

固液分離工程S2では、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装置を用いて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、浸出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やコバルトをその希釈度合に応じて減少させることができる。なお、実操業では、このような機能を持つシックナーを多段に連結して用いることにより、ニッケル及びコバルトの回収率の向上を図ることができる。 In the solid-liquid separation step S2, after the leaching slurry is mixed with the cleaning liquid, solid-liquid separation processing is performed using a solid-liquid separation device such as a thickener. Specifically, first, the leaching slurry is diluted with a cleaning liquid, and then the leaching residue in the leaching slurry is concentrated as a thickener sediment. As a result, nickel and cobalt adhering to the leaching residue can be reduced according to the degree of dilution. In actual operation, the recovery rate of nickel and cobalt can be improved by connecting thickeners having such functions in multiple stages.

(3)中和工程
中和工程S3では、浸出液の酸化を抑制しながら、pHが4以下となるように酸化マグネシウムや炭酸カルシウム等の中和剤を添加して中和処理を施し、3価の鉄を含む中和澱物スラリーとニッケル回収用母液である中和後液とを得る。
(3) Neutralization step In the neutralization step S3, a neutralizing agent such as magnesium oxide or calcium carbonate is added so that the pH of the leachate becomes 4 or less while suppressing oxidation of the leachate. A neutralized sediment slurry containing iron and a post-neutralization solution as a mother liquor for recovering nickel are obtained.

中和処理では、分離された浸出液の酸化を抑制しながら、得られる中和後液の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、浸出液に炭酸カルシウム等の中和剤を添加し、ニッケル回収用の母液の元となる中和後液と、不純物元素として3価の鉄を含む中和澱物のスラリーとを形成する。中和工程S3では、このように浸出液に対する中和処理(浄液処理)を施すことで、HPAL法による浸出処理で用いた過剰の酸を中和して中和後液と生成するとともに、溶液中に残留する3価の鉄イオンやアルミニウムイオン等の不純物を中和澱物として除去する。 In the neutralization treatment, the pH of the resulting neutralized liquid is 4 or less, preferably 3.0 to 3.5, more preferably 3.1 to 3.2, while suppressing oxidation of the separated leachate. , a neutralizing agent such as calcium carbonate is added to the leachate to form a post-neutralization solution serving as a mother liquor for recovering nickel and a slurry of neutralized precipitate containing trivalent iron as an impurity element. . In the neutralization step S3, by performing the neutralization treatment (liquid purification treatment) on the leaching solution in this way, the excess acid used in the leaching treatment by the HPAL method is neutralized to produce a post-neutralization solution and a solution. Impurities such as trivalent iron ions and aluminum ions remaining therein are removed as neutralization precipitates.

(4)硫化工程(ニッケル回収工程)
硫化工程S4では、ニッケルを含む硫酸酸性溶液である中和後液を硫化反応始液として、その硫化反応始液に対して硫化剤を添加することで硫化反応を生じさせ、不純物成分の少ないニッケル硫化物と、ニッケル濃度を低い水準で安定させた貧液(硫化後液)とを生成させる。なお、中和後液中に亜鉛が含まれる場合、硫化物としてニッケルを分離するに先立って、亜鉛を硫化物として選択的に分離することができる。脱亜鉛処理を行う工程を浄液工程ともいい、脱亜鉛処理後の溶液を浄液後液ともいう。
(4) Sulfurization step (nickel recovery step)
In the sulfurization step S4, the post-neutralization solution, which is a sulfuric acid acid solution containing nickel, is used as the starting solution for the sulfurization reaction, and a sulfurizing agent is added to the starting solution for the sulfurization reaction to cause the sulfurization reaction, thereby producing nickel containing few impurities. A sulfide and a poor solution (post-sulfidation solution) in which the nickel concentration is stabilized at a low level are produced. If zinc is contained in the neutralized solution, zinc can be selectively separated as sulfide before nickel is separated as sulfide. The process of performing dezincing treatment is also called a solution purification process, and the solution after dezincification treatment is also called a post-purification solution.

硫化処理は、硫化反応槽を用いて行うことができる。具体的には、硫化反応槽に収容させた硫化反応始液(ニッケルを含む硫酸酸性溶液)に対し、反応槽内の気相部分に硫化剤である硫化水素ガスを吹き込み、溶液中に硫化水素ガスを溶解させることで硫化反応を生じさせる。この硫化処理により、硫化反応始液中に含まれるニッケルを硫化物として固定化して回収する。 The sulfurization treatment can be performed using a sulfurization reaction tank. Specifically, hydrogen sulfide gas, which is a sulfiding agent, is blown into the gas phase portion of the reaction tank for the starting solution of the sulfurization reaction (sulfuric acid acid solution containing nickel) contained in the sulfurization reaction tank, and hydrogen sulfide is added to the solution. Dissolving the gas causes a sulfidation reaction. By this sulfurization treatment, the nickel contained in the starting liquid of the sulfurization reaction is fixed as a sulfide and recovered.

なお、硫化反応の終了後においては、得られたニッケル硫化物を含むスラリーをシックナー等の沈降分離装置に装入して沈降分離処理を施し、その硫化物のみをシックナーの底部より分離回収する。なお、回収したニッケル硫化物の一部は種晶として硫化処理の反応槽に戻される(図中のR)。一方で、水溶液成分は、シックナーの上部からオーバーフローさせて貧液として回収する。 After completion of the sulfurization reaction, the obtained slurry containing nickel sulfide is put into a sedimentation separation apparatus such as a thickener and subjected to a sedimentation separation treatment, and only the sulfide is separated and recovered from the bottom of the thickener. Part of the recovered nickel sulfide is returned to the reaction tank for sulfurization as seed crystals (R in the figure). On the other hand, the aqueous solution component overflows from the upper part of the thickener and is collected as a poor liquid.

硫化処理に使用する硫化反応槽としては、特に限定されないが、直列に連結された2基以上の槽、好ましくは3基以上の槽、より好ましくは4基以上の槽からなる反応槽を用いる(例えば、図2を参照)。2基以上の多段に構成された硫化反応槽においては、最も上流にある反応槽(第1の反応槽)に、硫化反応始液であるニッケルを含む硫酸酸性溶液が供給され、それぞれの反応槽にてガス吹き込み口から硫化水素ガスが吹き込み添加することで、順次連続的に硫化反応を生じさせる。 The sulfurization reaction tank used for the sulfurization treatment is not particularly limited, but a reaction tank consisting of two or more tanks, preferably three or more tanks, more preferably four or more tanks connected in series is used ( For example, see FIG. 2). In two or more multi-stage sulfurization reaction tanks, a sulfuric acid acidic solution containing nickel, which is the starting solution for the sulfurization reaction, is supplied to the most upstream reaction tank (first reaction tank), and the reaction tanks By blowing hydrogen sulfide gas from the gas blowing port at , the sulfuration reaction is caused successively and continuously.

多段に構成された反応槽において、主として第1の反応槽では、硫化反応に基づくニッケル硫化物の生成反応が生じ、続く第2の反応槽以降では、生成したニッケル硫化物のいわゆる成長が生じる。 In the multi-stage reaction tanks, mainly in the first reaction tank, a nickel sulfide production reaction based on a sulfurization reaction occurs, and in the following second reaction tank and thereafter, the so-called growth of the nickel sulfide produced occurs.

ここで、上述した硫化工程S4では、ニッケルを含む硫酸酸性溶液である中和後液(あるいは浄液後液)に対してニッケル硫化物を生成させる硫化処理を行うとともに、添加した硫化水素ガスのうちの未反応のガスを回収し、回収した硫化水素ガスに水酸化ナトリウム水溶液を添加して水硫化ナトリウム溶液を生成させ、得られる水硫化ナトリウム溶液を硫化水素ガスと共に硫酸酸性溶液に添加することを含む。 Here, in the above-described sulfurization step S4, the post-neutralization solution (or post-purification solution), which is a sulfuric acid acid solution containing nickel, is subjected to a sulfurization treatment to generate nickel sulfide, and the added hydrogen sulfide gas is removed. The unreacted gas is recovered, an aqueous sodium hydroxide solution is added to the recovered hydrogen sulfide gas to generate a sodium hydrosulfide solution, and the resulting sodium hydrosulfide solution is added to the sulfuric acid acid solution together with the hydrogen sulfide gas. including.

このとき、本発明に係る湿式製錬方法では、硫化水素ガスと共に、得られる水硫化ナトリウム溶液の全量を、直列に接続された2基以上の反応槽のうちの、最も上流側の第1の反応槽とその第1の反応槽の後段の反応槽とに水硫化ナトリウム溶液を分配して添加することで、硫化反応を生じさせる。そして、水硫化ナトリウム溶液の全量のうち、最も上流側の第1の反応槽への水硫化ナトリウム溶液の分配比率を40~70%の範囲とする。 At this time, in the hydrometallurgy method according to the present invention, the total amount of the sodium hydrosulfide solution obtained together with the hydrogen sulfide gas is transferred to the first, most upstream, of the two or more reaction vessels connected in series. The sulfidation reaction is effected by the distributed addition of the sodium hydrosulfide solution to the reactor and the reactors subsequent to the first reactor. Then, the distribution ratio of the sodium hydrosulfide solution to the first reaction vessel on the most upstream side of the total amount of the sodium hydrosulfide solution is in the range of 40 to 70%.

硫化工程S4において、このような方法により硫化処理を行うことによって、硫化工程にて生成するニッケル硫化物の粒子の50%粒径(D50)を安定的に制御することができる。具体的には、粒径D50を50~80μm程度の範囲に安定的に制御することができる。また、除害処理により生成した水硫化ナトリウム溶液の全量を、反応槽に分配添加するようにしているため、除害に使用した水酸化ナトリウムを含む水硫化ナトリウム溶液を廃棄する必要がなくなり、効率的なニッケル硫化物の製造を実現することができる。 In the sulfurization step S4, the 50% particle size (D50) of the nickel sulfide particles generated in the sulfurization step can be stably controlled by performing the sulfurization treatment by such a method. Specifically, the particle size D50 can be stably controlled within the range of about 50 to 80 μm. In addition, since the entire amount of the sodium hydrosulfide solution generated by the detoxification process is distributed and added to the reaction tank, there is no need to dispose of the sodium hydrosulfide solution containing sodium hydroxide used for detoxification, which improves efficiency. production of nickel sulfide can be realized.

また、好ましくは、ニッケル硫化物の粒子の生成と初期の成長が主として生じる上流側の反応槽である、第1の反応槽と第2の反応槽との2つの反応槽に、水硫化ナトリウム溶液の全量を分配して添加する。 Also, preferably, sodium hydrosulfide solution is added to two reactors, a first reactor and a second reactor, which are upstream reactors where the formation and initial growth of nickel sulfide particles primarily occur. Distribute and add the total amount of

また、水硫化ナトリウム溶液を添加するに際して、硫酸酸性溶液に含まれるニッケル量に対する水硫化ナトリウム溶液の添加比率を所定の範囲、より好ましくはその水硫化ナトリウム溶液の添加比率が0.72~1.09m/t-Niとなるようにする。 Further, when adding the sodium hydrosulfide solution, the addition ratio of the sodium hydrosulfide solution to the amount of nickel contained in the acidic solution of sulfuric acid is within a predetermined range, more preferably the addition ratio of the sodium hydrosulfide solution is 0.72-1. 09 m 3 /t-Ni.

これらのことにより、生成するニッケル硫化物の粒径を、より一層に安定的に所望の範囲に制御することができる。 As a result, the particle size of nickel sulfide to be produced can be more stably controlled within a desired range.

以下、本発明の実施例を示してより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.

[実施例1]
ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセス(HPALプロセス、図3を参照)によりニッケル硫化物を製造した。硫化工程では、ニッケルを含む硫酸酸性溶液である浄液後液(反応始液)を、直列に連結された4基の反応槽のうちの最も上流側の第1の反応槽(図2を参照。第1の反応槽11)に反応始液として供給し、第1の反応槽に硫化剤として純度99容量%の硫化水素ガスを吹き込み添加した。
[Example 1]
Nickel sulfide was produced by a nickel oxide ore hydrometallurgical process (HPAL process, see FIG. 3). In the sulfurization step, a post-purification solution (initial reaction solution), which is a sulfuric acid acid solution containing nickel, is added to the first reaction tank (see FIG. 2), which is the most upstream of the four reaction tanks connected in series. A reaction starting solution was supplied to the first reaction tank 11), and hydrogen sulfide gas having a purity of 99% by volume was blown into the first reaction tank as a sulfiding agent.

ニッケルを含む硫酸酸性溶液である浄液後液は、ニッケル濃度が3.7g/Lであり、これを流量1200m/hrで第1の反応槽に供給した。また、第1の反応槽への硫化水素ガスの供給流量を1560Nm/hrとし、それを反応槽の液相部に吹き込んだ。また、第1の反応槽には、最も下流側の第4の反応槽から抜き出したニッケル硫化物を含むスラリーをシックナーで濃縮することで得た、スラリー濃度1130g/Lの濃縮スラリーの一部を種晶として繰り返した。なお、第1の反応槽に単位時間に供給した硫酸酸性水溶液中のニッケル量に対して、単位時間に45質量%のニッケル量が繰り返されるように種晶の添加量を調整した。 The post-purification liquid, which is a sulfuric acid acid solution containing nickel, has a nickel concentration of 3.7 g/L, and was supplied to the first reaction tank at a flow rate of 1200 m 3 /hr. Further, the supply flow rate of the hydrogen sulfide gas to the first reaction tank was set at 1560 Nm 3 /hr, and the hydrogen sulfide gas was blown into the liquid phase portion of the reaction tank. Further, in the first reaction tank, part of the concentrated slurry having a slurry concentration of 1130 g/L obtained by concentrating the slurry containing nickel sulfide extracted from the fourth reaction tank on the most downstream side with a thickener. Repeated as seed crystals. The amount of seed crystals to be added was adjusted so that the amount of nickel in the acidic aqueous solution of sulfuric acid supplied to the first reaction vessel per unit time was repeatedly 45% by mass per unit time.

また、添加した硫化水素ガスのうちの未反応のガスを回収し、回収した硫化水素ガスに水酸化ナトリウム溶液を添加して除害処理を施して生成させた水硫化ナトリウム溶液を、硫化水素ガスと共に硫化剤として硫酸酸性溶液に添加して硫化反応を生じさせた。 In addition, the unreacted gas of the added hydrogen sulfide gas is recovered, and the sodium hydrosulfide solution produced by adding a sodium hydroxide solution to the recovered hydrogen sulfide gas and performing a detoxification treatment is used as the hydrogen sulfide gas. was added to the acidic solution of sulfuric acid as a sulfiding agent to cause a sulfiding reaction.

なお、未反応の硫化水素ガスに対する除害処理は、第3の反応槽及び第4の反応槽の気相部から排出されたガスを除害設備に導入し(図2を参照)、その内部を循環する濃度25質量%の水酸化ナトリウム溶液に気液接触させることによって行い、未反応分のガスを水酸化ナトリウム溶液に吸収させて水硫化ナトリウム溶液を生成させた。 In the abatement treatment for unreacted hydrogen sulfide gas, the gases discharged from the gas phase portions of the third and fourth reaction tanks are introduced into the abatement equipment (see FIG. 2), and the inside thereof is was brought into gas-liquid contact with a circulating sodium hydroxide solution having a concentration of 25% by mass, and the unreacted gas was absorbed by the sodium hydroxide solution to produce a sodium hydrosulfide solution.

そして、実施例1では、生成した水硫化ナトリウム溶液(濃度2%)の全量を、流量3.6m/hr(反応始液である硫酸酸性溶液の供給流量の0.30%に相当)で、第1の反応槽と第2の反応槽とに分配して添加した。ここで、第1の反応槽への水硫化ナトリウム溶液の分配比率は50~60%の範囲とした。また、反応始液である硫酸酸性溶液に含まれるニッケル量に対する水硫化ナトリウム溶液の添加比率を0.78~1.06m/t-Niの範囲で変化させた。 In Example 1, the total amount of the generated sodium hydrosulfide solution (2% concentration) was supplied at a flow rate of 3.6 m 3 /hr (corresponding to 0.30% of the supply flow rate of the sulfuric acid acidic solution as the reaction starting solution). , were distributed and added to the first and second reactors. Here, the distribution ratio of the sodium hydrosulfide solution to the first reaction tank was in the range of 50-60%. Further, the addition ratio of the sodium hydrosulfide solution to the amount of nickel contained in the sulfuric acid acidic solution, which is the initial reaction solution, was varied within the range of 0.78 to 1.06 m 3 /t-Ni.

このようにして硫化工程における硫化処理を実行し、生成するニッケル硫化物の平均粒径(D50)を測定した。なお、金属の分析はICP発光分析法により行い、ニッケル硫化物の粒径の測定はマイクロトラック粒度分析器(堀場製作所社製、LA-950V2)を用いてレーザー回折散乱法に基づく粒度分布測定により行った。 Thus, the sulfurization treatment in the sulfurization process was carried out, and the average particle size (D50) of nickel sulfide produced was measured. The metal analysis is performed by ICP emission spectrometry, and the particle size of nickel sulfide is measured by particle size distribution measurement based on the laser diffraction scattering method using a Microtrac particle size analyzer (manufactured by Horiba, Ltd., LA-950V2). gone.

[実施例2]
実施例2では、第1の反応槽への水硫化ナトリウム溶液の分配比率を40~50%の範囲とし、また、反応始液である硫酸酸性溶液に含まれるニッケル量に対する水硫化ナトリウム溶液の添加比率を0.90~1.09m/t-Niの範囲で変化させた。それ以外は、実施例1と同様にして硫化処理を実行し、ニッケル硫化物を製造した。
[Example 2]
In Example 2, the distribution ratio of the sodium hydrosulfide solution to the first reaction tank was in the range of 40 to 50%, and the addition of the sodium hydrosulfide solution relative to the amount of nickel contained in the sulfuric acid acidic solution that was the initial reaction solution. The ratio was varied in the range of 0.90-1.09 m 3 /t-Ni. Otherwise, sulfuration treatment was carried out in the same manner as in Example 1 to produce nickel sulfide.

[実施例3]
実施例3では、第1の反応槽への水硫化ナトリウム溶液の分配比率を60~70%の範囲とし、また、反応始液である硫酸酸性溶液に含まれるニッケル量に対する水硫化ナトリウム溶液の添加比率を0.72~0.89m/t-Niの範囲で変化させた。それ以外は、実施例1と同様にして硫化処理を実行し、ニッケル硫化物を製造した。
[Example 3]
In Example 3, the distribution ratio of the sodium hydrosulfide solution to the first reaction tank was in the range of 60 to 70%, and the addition of the sodium hydrosulfide solution to the amount of nickel contained in the sulfuric acid acidic solution that was the initial reaction solution. The ratio was varied in the range of 0.72-0.89 m 3 /t-Ni. Otherwise, sulfuration treatment was carried out in the same manner as in Example 1 to produce nickel sulfide.

下記表1に、実施例1~実施例3での分配比率及び水硫化ナトリウム溶液の添加比率の条件と、生成したニッケル硫化物のD50粒径の測定結果を示す。また、図4に、測定結果に基づいて、第1の反応槽へ各分配比率で水硫化ナトリウム溶液を添加させたときの、水硫化ナトリウム溶液の添加比率に対するD50粒径の関係を示すグラフ図を示す。 Table 1 below shows the conditions of the distribution ratio and the addition ratio of the sodium hydrosulfide solution in Examples 1 to 3, and the measurement results of the D50 particle size of the produced nickel sulfide. Further, FIG. 4 is a graph showing the relationship of the D50 particle size to the addition ratio of the sodium hydrosulfide solution when the sodium hydrosulfide solution is added to the first reaction tank at each distribution ratio based on the measurement results. indicates

Figure 0007293873000001
Figure 0007293873000001

実施例1~実施例3の結果に示されるように、水硫化ナトリウム溶液の第1の反応槽への分配比率を特定の範囲とすることで、その水硫化ナトリウム溶液の添加比率に依らず、生成するニッケル硫化物の粒径を50μm~80μmの範囲に制御することができる。 As shown in the results of Examples 1 to 3, by setting the distribution ratio of the sodium hydrosulfide solution to the first reaction tank within a specific range, regardless of the addition ratio of the sodium hydrosulfide solution, The grain size of nickel sulfide to be produced can be controlled within the range of 50 μm to 80 μm.

また、このように除害処理により生成した水硫化ナトリウム溶液の全量を系内に添加できるため、ニッケルの収率向上、並びに原単位の削減が可能となる。 In addition, since the entire amount of the sodium hydrosulfide solution produced by the detoxification treatment can be added to the system, it is possible to improve the yield of nickel and reduce the unit consumption.

ここで、図4のグラフから分かるように、第1の反応槽への分配比率を高くするに従って、生成するニッケル硫化物の平均粒径が小さくなることがわかる。このことから、例えば水硫化ナトリウム溶液の全量を第1の反応槽にのみ添加した場合には、ニッケル硫化物の粒子が微細になってしまうことが推測される。 Here, as can be seen from the graph of FIG. 4, as the distribution ratio to the first reaction tank increases, the average particle size of nickel sulfide produced decreases. From this, it is presumed that, for example, when the total amount of the sodium hydrosulfide solution is added only to the first reaction tank, the particles of nickel sulfide become fine.

11 第1の反応槽
12 第2の反応槽
13 第3の反応槽
14 第4の反応槽
21 除害設備
11 first reaction tank 12 second reaction tank 13 third reaction tank 14 fourth reaction tank 21 abatement equipment

Claims (2)

ニッケルを含む硫酸酸性溶液を反応槽に収容し、硫化水素ガスを添加して硫化反応を生じさせることでニッケル硫化物を得るニッケル硫化物の製造方法であって、
前記硫酸酸性溶液に添加した硫化水素ガスのうちの未反応のガスを回収し、回収した硫化水素ガスに水酸化ナトリウム水溶液を添加して水硫化ナトリウム溶液を生成させ、得られる水硫化ナトリウム溶液の全量を前記硫化水素ガスと共に該硫酸酸性溶液に添加して硫化反応を生じさせる工程を含み、
前記反応槽は、直列に接続された2基以上の反応槽から構成されており、
最も上流側の第1の反応槽と、該第1の反応槽の後段の反応槽とに前記水硫化ナトリウム溶液を分配して添加し、前記水硫化ナトリウム溶液の全量のうち、最も上流側の前記第1の反応槽への該水硫化ナトリウム溶液の分配比率を40~70%の範囲に調整するとともに、
反応始液である前記硫酸酸性溶液に含まれるニッケル量に対する前記第1の反応槽への前記水硫化ナトリウム溶液の添加比率を0.72~1.09m/t-Niとなるように調整して、
生成するニッケル硫化物の50%粒径が50~80μmとなるようにする、
ニッケル硫化物の製造方法。
A nickel sulfide production method for obtaining nickel sulfide by placing a sulfuric acid acid solution containing nickel in a reaction tank and adding hydrogen sulfide gas to cause a sulfurization reaction,
Unreacted gas out of the hydrogen sulfide gas added to the sulfuric acid acidic solution is recovered, an aqueous sodium hydroxide solution is added to the recovered hydrogen sulfide gas to generate a sodium hydrosulfide solution, and the resulting sodium hydrosulfide solution is adding the whole amount to the sulfuric acid acidic solution together with the hydrogen sulfide gas to cause a sulfurization reaction;
The reaction tank is composed of two or more reaction tanks connected in series,
The sodium hydrosulfide solution is distributed and added to the most upstream first reaction tank and the latter reaction tank of the first reaction tank, and out of the total amount of the sodium hydrosulfide solution, the most upstream Adjusting the distribution ratio of the sodium hydrosulfide solution to the first reaction tank in the range of 40 to 70%,
The addition ratio of the sodium hydrosulfide solution to the first reaction tank with respect to the amount of nickel contained in the sulfuric acid acidic solution, which is the reaction starting solution, is adjusted to be 0.72 to 1.09 m 3 /t-Ni. hand,
so that the 50% particle size of the generated nickel sulfide is 50 to 80 μm,
A method for producing nickel sulfide.
ニッケル酸化鉱石に対して硫酸を用いてニッケルを浸出し、得られた浸出液からニッケル硫化物を生成するニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法において、
前記浸出液から得られたニッケルを含む硫酸酸性溶液を反応槽に収容し、硫化水素ガスを添加して硫化反応を生じさせることでニッケル硫化物を生成する硫化工程を含み、
前記硫化工程は、
前記硫酸酸性溶液に添加した硫化水素ガスのうちの未反応のガスを回収し、回収した硫化水素ガスに水酸化ナトリウム水溶液を添加して水硫化ナトリウム溶液を生成させ、得られる水硫化ナトリウム溶液の全量を前記硫化水素ガスと共に前記硫酸酸性溶液に添加して硫化反応を生じさせる工程を含み、
前記反応槽は、直列に接続された2基以上の反応槽から構成されており、
最も上流側の第1の反応槽と、該第1の反応槽の後段の反応槽とに前記水硫化ナトリウム溶液を分配して添加し、前記水硫化ナトリウム溶液の全量のうち、最も上流側の前記第1の反応槽への該水硫化ナトリウム溶液の分配比率を40~70%の範囲に調整するとともに、
反応始液である前記硫酸酸性溶液に含まれるニッケル量に対する前記第1の反応槽への前記水硫化ナトリウム溶液の添加比率を0.72~1.09m/t-Niとなるように調整して、
生成するニッケル硫化物の50%粒径が50~80μmとなるようにする、
ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法。
In a hydrometallurgical method for nickel oxide ore in which nickel is leached using sulfuric acid for nickel oxide ore and nickel sulfide is produced from the resulting leachate,
including a sulfurization step of placing the nickel-containing sulfuric acid acid solution obtained from the leachate in a reaction tank and adding hydrogen sulfide gas to cause a sulfurization reaction to generate nickel sulfide;
The sulfurating step includes
Unreacted gas out of the hydrogen sulfide gas added to the sulfuric acid acidic solution is recovered, an aqueous sodium hydroxide solution is added to the recovered hydrogen sulfide gas to generate a sodium hydrosulfide solution, and the resulting sodium hydrosulfide solution is adding the whole amount to the sulfuric acid acidic solution together with the hydrogen sulfide gas to cause a sulfurization reaction;
The reaction tank is composed of two or more reaction tanks connected in series,
The sodium hydrosulfide solution is distributed and added to the most upstream first reaction tank and the latter reaction tank of the first reaction tank, and out of the total amount of the sodium hydrosulfide solution, the most upstream Adjusting the distribution ratio of the sodium hydrosulfide solution to the first reaction tank in the range of 40 to 70%,
The addition ratio of the sodium hydrosulfide solution to the first reaction tank with respect to the amount of nickel contained in the sulfuric acid acidic solution, which is the reaction starting solution, is adjusted to be 0.72 to 1.09 m 3 /t-Ni. hand,
so that the 50% particle size of the generated nickel sulfide is 50 to 80 μm,
A hydrometallurgical method for nickel oxide ore.
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