JPS60502216A - 炭酸塩を含有する原料から、価値のある金属、特に希土類及び類似の金属を採取する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 炭酸塩を含有する原料から、価値のある金属、特に希土類及び類似の金属を採取 する方法現実には経済的な方法で採取することが困難であるか、あるいは実質的 に不可能なような条件のもとで、価値のある金属が多量又は少量産出する例が若 干ある。

かなりの量の炭酸カルシウム、すなわちいわゆるカルポナタイ）　（ｃａ、ｒｂ ｏｎａｔｉｔｅｓ）を含有する母岩中に価値のある金属が微細に分散された形態 で存在するのが、このような条件の一例である。微細に分散された形態のために 、価ｆｉ＆のある金属を浮選のような通常の選鉱で採取することができない。酸 −で抽出して採取する手段では、使用する酸のかなりの部分が炭酸カルシウムの 中和に消費されるので、通常では許容できない高い酸消費量になる。

特に重要であり、かつこのような鉱床と関連のある、価値のある金属は、例えば スカンゾウム及びイツ）　ｌ）ラムのような希土類及び類似の金属、並びにニオ ブ、タンタル及びウランのような金属と共に産出する金属である。更に、他の興 味のるる金属はケゞルマニウム、インジウム、バナジウム及びレニウムである。

その外にニソクル、コバルト、クロム及び他の金属も上記の条件下で産出するこ とがある。

上記のタイツ０の価値のある金属・疋ついての問題は上として、それらを採取す るのが困難な母岩つ・ら、それらを１切に濃縮した溶液にすることである。それ ら２濃厚な溶液にしてしなうや否や、例えばレビコーービル・サンテ不一ル・デ ・レコール゛７ユヘリエール・デ・フイシン・工・／ミー　アンドストリニル［ ＲｅｖｕｅｄｕＣｅｎｊａｌｎａ、１ｒｅ（ｌｅ”ＥＣ０１ｅＳｕｐｅｒｉｅｕ ｒｅｄ、ｅＰｈｙＳ］、ＣｅｔＣｈｌｍｉｅ　Ｉｎｄｕｓｔｒ１ｅｌｌｅ〕（Ｅ ＳＰＣＩ　、パリ（ｐａｒｌｓ）１９８２年）で希土類について記載しであるよ うに、純粋な形ｔｈｅ、、Ｉｎｔｅｒｉｏｒ　、Ｂｕｒｅａｕ　ｏｆ、Ｍｉｎｅ ｓ）の不バタ州、レノ（Ｒｓｎｏ　、　Ｎｅｖ、）のレノ　ヤ金研究センター（ Ｒｅｎ。

Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ　Ｒｅ５ｅａ、ｒｃｈ　Ｃｅｒ＋ｔｅｒ）ヅ）エフ　ｅＯ 、、、−バ（Ｆ、Ｐ　、Ｈａｖｅｒ　）及びエム・エム・ウオング（Ｍ’、Ｍ、 Ｗｏｎｇ）の研究；苔報告（＝勾Ｒｅｐｏｒｔ　ｏｆ　丁ｎｖｅｓｔ、１ｇａ、 ｔｊ、ｏｎｓ）８００６ｒ黄銅鉱精鉱の処理に関する石灰焼成浸出方法（Ｌｉｍ ｅ　Ｒｏａ、５ｔ−Ｌｅａｃｈ　Ｍｅｔ、ｈｏｄ　ｆｏｒ　Ｔｒｅａｔｉｎｇ　 Ｃｈａｌｃｏ−ｐｙｒｉｔｅ　Ｃｏｎｃｅｎｔｒａ、ｔｅ）　ｊから、ＳＯ２が 拘東されて、大気中に漏れろことのないように、黄銅鉱７石灰と共に焼成して不 溶性の硬セソコウを作ることは公知である。

酸塩も消費する反応に対する燃料としての＝午做黄の使用全記載しである。

価値のある金属の採取について最初に言及される間頌全、意外な、しかも立派な 方法で解決することができ、従って従来は実用することのできなかった鉱宋乞経 済的な方法で利用することがでさることをこの度、見い出した。

本発明によれば、選鉱又は酸浸出による経隘的な方法で価値のある金属を直接採 取することのできない、炭酸カル／ラム含有原料物質中に分布して顔出する価値 りある金属を採取する方法を提供する。この方法の特徴は、価値のある金属を含 有する原料物質・′て強力な加熱を施して硫黄酸化物、特にＳ０２と反応させろ こと、及び焼成品から希薄な酸又は水で価値のある金・、川を抽出し、その後に 価値のある金属を本来公知の方法て抽出物から採ｑ叉することである。

加熱及び硫黄酸化物、特にＳＯ２添加は、棟々の方法で行うことができる。

実行の可能性のあるのは、原料物質勿硫黄オ釘物質と混合して、微粉末混合物に し、次にこの混合物を硫黄Ｊ自物質の燃焼で７１１］熱する。加熱では炭酸カル シウムが分解して、生石灰とＣＯ２とになり、燃焼では硫黄の酸化物、特にＳ　 Ｏ２が生成する。生成したＳＯ２は次忙、生成したＣａＯと直接反応して、水及 び希薄な暇に実質門に各ボしない硬セノコウ、Ｃａ　ＳＯ４を生成する。包含さ れる反応及び全反応は下記（硫黄吉負物質として黄鉄鉱を用いて）のように示す ことができる。

１、２ＦｅＳ２　→−１１／２０２　→　Ｆｅ２　Ｑ３　子　４８ｏ２２、　４ ＣａＣ○３　→　４ＣａＯ＋　４ｃ０２７）、４ｓｏ２　＋　４ＣａＯ＋　２０ ２　→　４．ＣａＳＯ４４、２ＦｅＳ２　＋　４０ａＣＯ３＋　１５／２０２　 →Ｆ’ＪＱ３　＋４ＣａＳ○４　＋　４ＣＯ２ 強い発熱反応１０間に発生ずる熱は／Ａ−解反応２を引き起こし、かつ反応１で 生じるＳ０２は反応２てりＶじるＣａＱと、やはり発熱反応である反応６に従っ て反応してＣａＳＯ４を主成する。

生成するＦ’ｅ２０３もＣａＳＯ４と同様に、水及び８薄な酸沈は実質的ｉＣ不 溶性である。しかしながら、最ｐｈ　Ｋ　＊げておいたような価値のろろ金属は 水又は希薄な散てかなりの程度ｆで溶解させることができ、これは最も意外なこ とと考えなげればならない。価１直のある金属は高温で不溶性シ（二されろもの と当然予想されるのであるが、これに反して、これらの金属は主として可溶性の 壕まであるか、あるいは円滑性形態に転１ヒされろこシウム及び鉄ばか焼物中に 残る。価値のある金属は、先に記載したように、本来公知の方法で、水性の、場 合によっては酸性の、濃縮液から採取ずろことがでさ質は通常やはり赤鉄鉱、Ｆ ｅ２Ｏ３のような他の物質をも含有する。赤鉄鉱は水及び希酸では溶解されない で、焼成品を水洗する場合には焼成品中に残る。処理で黄鉄鉱、ＦｅＳ２を使用 すれば既に述べたように、やはり赤鉄鉱が生成し、次に場合によっては焼成品を 鉄の採取に使用することができる。燃焼のために硫黄含有鉱物を選定する場合に は、硫黄含有鉱物が価値のある金属の精鉱中に明確に所望の金属を含有している のでなげれば、焼成品中に水又は酸に可溶性の残留物を生成するも、のを選定す るべきである。このような硫黄含有物質の例は、得られる精鉱中にニッケルを要 望することのできるニッケル含有鉱石である。

黄鉄鉱とカルボナタイ）　（ｃａｒｂｏｎａｔｉｔｅ）との間の全反応（反応４ ）は発熱反応である、すなわち黄鉄鉱２モルとカルボナタイト４モルとの焼成で 、６８４Ｋｃａｌを遊離するような発熱反応である。

工程で使用する硫黄又は硫黄含有鉱物の量は理想的には炭酸カル７ウム全部が硫 黄塩に転化するようにするべきである。しかしながら、特定の条件に基づいて、 すこし、例えば１０％、過剰又は不足にすることができる。例えば次の焼成品の 浸出に多量の酸を使用することができるものとすれば、硫黄又は硫黄含有鉱物の 使用量を少なくしてもよいが、排気ガスからの３０２の除去が全く問題を起こさ ない場合には、過剰を使用してもよい。

荷ｖｃ適切な硫黄含有鉱物は黄鉄黄であり、特にこれは比較的安価だからであり 、かつ焼成すれば水及び希酸に実質的に不溶性の赤鉄鉱を生成することになるか らである。考えうる他の鉱物は列えば元素硫黄のほかに異なったタイプの鉱石で ある。

上記の反応１及び２では、それぞれでガス、８０２及びＣｏ２が放出される。理 想的にはＣｏ２は全部捕集してＣａＳＯ３として拘束するが、純粋のＣｏ２は散 逸させるか、あるいは適箔な方法で、できるだけ捕集する。

しかしながら、反応１及び２、従ってろも、同じ反応器の中で起こる場合には、 特に最初に反応１が余義なく反応２よりも先ＩＣ始まる場合にはＳ０２が多少漏 れる。処理中には、反応２を促進するために、Ｃｏ２の除去を試みるのが好まし く、そうすれば若干のＳ０２を容易に同伴することができる。それ故、例えば反 応１で生じる反応熱によって加熱しである別個の反応器の中で反応２を行うのが 有益になることがある。始動の際には８０２を除去するために精製プラントを使 用することが必要になるかも知れないが、反応２が起った後に反応６を起こすた めに、Ｓ０２を反応器の中に導入してもよい。これは、一つの反応器の加熱で生 じるＳ０２を、ＣａＯが生成された次の反応器の中に移す、などのように、数個 の反応器全連続して使用することによって適切に行うことができる。別の方法で 、例えば電気又は石油を用いて、加熱（反応２）を行い、かつ価値のある元素を 生石灰（ＣａＯ）と−緒（に入れてるる反応器に、Ｓ０２を別の供給源から導入 することもできる。次にＣｏ２は例えば炎道ガス又は焼成ガスから出てきてもよ い。

通常は実際的ではないが、反応器の中で原料物質と硫黄含有物質とを混合し、後 者を加熱して存在する炭酸塩７分解しく反応２）、その後、同じ反応器の中で反 応１及びろを開始させることもできる。

異なる実施態様を模式的に図示する。

を含有する生成した中間体（ｂ）を他の反応器Ｂに導入する。第３反応器（Ｃ） では反応１が起こり、かつ該反応器からＳ０２を反応器Ｂに導入し、かつ第１反 応器（Ａ）から来る中間体と反応させる。Ｃｏ２は場合によっては、炎道ガスの ような他の供給源から来てもよい。

反応器Ｂ及びＣの中で放出される熱を適切な方法で反応器Ａの加熱に適切に使用 することもできる。場合によっては反応器Ａに更に熱を加える。反応器Ｂで得た 焼成品に水又は希薄な酸で洗浄を施し、こうして得た水溶液から価値のある金属 を採集する。適切な温度は、反応器Ａでは例えば約９５０℃であり、反応器Ｂで は約６００　’Ｃであり、反応器Ｃでは約６５０　’Ｃである。

反応器Ｃの温度は、他の２基の反応器の温度を調節するために変化させることが できる。

第２図では第１図如示した過程のときのように、反応１が別個の反応器（Ｃ）で 起こる過程を示す。原料物質（ａ）を別の反応器（Ｅ）に仕込み、反応器Ｃから Ｓ０２を導入することによって、この中で両反応２及びろが起こる。特に連続過 程では通常、反応２及び３が同時に起こり、適切な温度は約６００°Ｃである。

（既（／ｌｃ述べたように）反応器Ｅの中で原料物質全加熱しく反応２）、次に 同じ反し器の中で、これをＳ０２と混合して反応３を引き起こす゛こともできる 。

第３図では、反応２が別個の反応器（Ａ）で起こり、ＣａＯを含有する中間体を 別の反応器（Ｆ）に仕込み、ここでこれを硫黄含有物質と混合し、かつ反応１及 び６が硫酸塩化焼成として起こる過程を示す。

それぞれ第２図及び第６図の反応器Ｅ及びＦで得た焼成品からの価値のある金属 の採取は、第１図に関連して記載したようにして行う。

硫黄含有物質の燃焼（反応１）は、黄鉄鉱を使用する場合には列えば４０σ〜６ ００℃で起こるのか適切であり、他の物質に対しては多少異なった温度で起こっ てもよい。炭酸塩の分解（反応２）は多少高い温度、例えば８００°〜９００℃ で起こるのが好ましいが、既に約２００℃から始まる。分解が十分迅速、かつ効 率よく起こるためには、温度を少なくとも４００’ＣＩＣするべきである。適切 な温度は９５０’Ｃである。硫酸塩化（反応３）は４００°〜６５０　”Ｃ１特 に５７５’〜６ｏｏ’ｃで起こるのが適切である。同一反応器内で２又は６種類 の反応が起こる場合には、反応のための温度は同一になり、一般には出発原料物 質及び反応器を基準にした適切な温度を選足することが一般に必要である。

か焼物の浸出には、場合によっては多少高い温度、例えば１００℃で、水あるい は特に希薄な、塩酸又は硝酸のような、鉱酸を使用する。適切な酸の濃度（場合 によっては水）は、かなりの程度まで使用する温度に左右される。

黄鉄鉱及び炭酸塩含有赤鉄鉱（Ｆｅ　２０３約６５条、炭酸カルシウム約１９％ 、リン灰石約４チ、ケイ酸塩約７％及び希土類約４％）の化学量論量で行う実験 では、６００°Ｃで焼成した後のペレッ）２０．！；’を２モルのＨＣ１水溶液 ６００ｍ１で洗浄した。得た抽出物中には希土類が実質的に１００チあったが、 最初のカル／ラム及び鉄は、わずかに１係よシも少なかった。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）価値のある金Ｆｉ含有する原料物質に強力な加熱を施し、かつ硫黄酸化物 、特にＳ０２と反応させ、か焼物から希薄な酸又は水で測置のある金属を抽出し 、その後、本来公知の方法で抽出物から測置のある金属を採取することを特徴と する、炭酸カルシウムを含有する原料物質中に微・踊に分布して産出する価値の ある金属、特に希土類及び類似の金属を採取する方法。
2. （２）　価値のある金属を含有する原料物質を硫黄又は可燃性の硫黄含有物質と 混合し、かつこれに発熱性ｇ焼を施すことによって、加熱及び硫黄酸化物との反 応を行うことを特徴とする第（１）項の方法。
3. （３）ｌｉｌＩｉ値のある金属を含有する炭酸カルシウム含有原料物質を黄鉄鉱 と混合して微粉末混合物（・でし、これを燃焼させることを特徴とする第（２） 項の方法。
4. （４）存在する炭酸塩ケ本質的に全部分解させてｃｏ２及び酸化物にし、かつ酸 化物を硫酸塩に転化させるような量で、硫黄又は可燃性の硫黄含有物質を使用す ることを特徴とする、第（２）項及び第（３）項の方法。
5. （５）　原料物質を反応器中で加熱し、かつ炭酸カルシウムを分解する加熱が起 った後に、原料物質を、場合によっては、他の反応器に移して硫黄酸化物と反応 させることを特徴とする第（１）項の方法。
6. （６）反応器を、反応器の外側の硫黄又は硫黄含有物質の燃焼によって加熱し、 かつ燃焼ガスを収集して反応器の中に移すことを特徴とする第（５）項の方法。
7. （７）微粉末になっている価直のある金属全含有する炭酸カルシウム含有原料物 質を反応器の中で、硫黄含有物質、特に黄鉄鉱の燃焼によって刀０熱し、かつこ れらから出る燃焼ガス又はｓｏ２を反応器の中１（移すことを特徴とする第（１ ）項及び第１５）項〜第（６）項のいずれかの１項による方法。
8. （８）数基の反応器を使用し、かつ１基の反応器の加熱で生じる燃焼ガスを別の 反応器の中に移し、この中で炭酸塩の分解が起ったことを特徴とする第（１）項 及び第（５）項〜第（７）項の方法。
9. （９）反応器の中で原料物質に加熱を施し、かつこれで生成した中間体を硫黄含 有物質と混合し、かつ所望によっては、別の反応器の中で、硫醒塩化焼成を施す ことを特徴とする第（５）項の方法。