KR20020070281A - 광석으로부터 금속 회수방법 - Google Patents
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Abstract
금속 함유 광석으로부터 금속을 생물학적으로 회수하는 방법이 제공된다. 광석은 황을 선택적으로 산화하는 미생물과 접촉된다. 미생물이 광석과 접촉하기 이전, 동안, 이후 황 함유 화합물이 미생물과 혼합되어 광석으로부터 금속을 삼출하는 황산을 생성한다. 광석은 슬러리, 히프, 통내의 충진물 형태이고 광석으로부터 금속을 용해시켜 금속-농후 삼출액과 잔류물을 형성하기에 충분한 시간 동안 생물학적으로 삼출된다. 이후 금속-농후 삼출액으로부터 금속이 추출된다. 금속 함유 광석은 베이스 금속, 귀금속이나 백금족 금속을 포함할 수 있다. 금속-농후 삼출액이 형성되면 광석 잔류물이 추가 가공되어서 존재할 수 있는 귀금속이나 백금족 금속을 회수할 수 있다.
Description
니켈, 코발트, 아연 및 구리와 같은 가치 있는 베이스 금속은 광석에 분포된다. 일반적으로 이들 베이스 금속은 산화물, 황화물, 혼성 및 기타 형태로 광석에 존재한다. 추가로 귀금속 또는 백금족 금속이 종종 베이스 금속과 조합된다. 그러므로 단순하고 경제적인 공정을 사용하여 베이스 금속뿐만 아니라 귀금속 또는 백금족 금속을 회수하는 것이 바람직하다.
베이스 금속을 회수하기 위한 많은 공지 공정이 있다. 이들 공정은 자본을 많이 필요로 하고 환경친화적이지 못하다. 예컨대 베이스 금속을 회수하기 위한 한 가지 방법은 광석으로부터 금속을 삼출하기 위해서 황산을 사용한 습식 야금 공정이다. 이러한 공정의 문제점은 값비싼 황산 공장의 건설 및 운영을 요한다는 것이다.
이러한 금속을 회수하는데 또 다른 문제는 혼성 광석(산화물 및 황화물 형태의 광석)으로부터 아연을 회수하는 것과 관련된 문제이다. 아연 산화물을 효과적으로 삼출시키는데 많은 양의 황산이 필요하다. 추가로 황화아연을 삼출하는 경우 압력이 필요하다.
금속을 회수하는 또 다른 방법은 부유 공정이다. 그러나 광석이 혼성 광석일 경우에 부유공정은 효과적이지 못하다.
캐나다 특허출원 2,065,491에서 니켈 함유 광석에 있는 니켈이 생물학적 삼출공정에 의해서 회수될 수 있다. 발표된 생물학적 삼출공정은 생물학적 삼출용액이 히프(heap)를 통해 중력에 의해 뚝뚝 떨어지는 히프 삼출에 의해 회수된다.
미국특허 5,626,648은 라테라이트 광석과 니켈 함유 황화물로부터 니켈을 회수하는 생물학적 삼출공정을 발표한다. 광석이 니켈 함유 라테라이트 광석일 경우에 니켈과 착화합물을 형성하는 유기산을 생성하는 미생물이 사용된다. 선호되는 유기산은 옥살산, 피루브산, 시트르산, 타르타르산, 말론산이다. 광석이 니켈 함유 황화물일 경우에 선택적으로 황화물 광석을 삼출하는 생물학적 산화 박테리아를 사용한다.
위 공정들은 만족스럽지만 한 가지 문제는 공정이 삼출될 광석의 종류에 따라 달라진다는 것이다. 본 발명은 광석 내용물에 관계없이 산화물 및 황화물뿐만 아니라 혼성 광석으로부터 베이스 금속을 회수하는 경제적이고 효과적인 방법을 제공함으로써 문제를 해결한다. 추가로 공지 공정은 귀금속 또는 백금족 금속을 회수하는 것을 고려하지 않는다.
발명의 요약
본 발명은 광석으로부터 베이스 금속을 경제적으로 회수하는 공정을 제공한다. 일반적으로 베이스 금속은 니켈, 코발트, 아연 및 구리에서 선택된다. 본 발명은 또한 귀금속 또는 백금족 금속을 회수하는 공정을 제공한다. 귀금속은 은이나 금이다. 백금족 금속은 레늄, 오스뮴, 이리듐, 백금, 테크네튬, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 및 이의 혼합물에서 선택된다.
일반적으로 본 공정은 광석으로부터 베이스 금속을 삼출시켜 베이스 금속-농후 삼출액과 광석 찌꺼기를 형성하기에 충분한 양으로 황산을 생성하기 위해서 황을 선택적으로 대사하는 적어도 하나의 미생물(황 선택적 미생물)을 금속 함유 광석과 접촉시키는 단계를 포함한다. 미생물이 광석과 접촉하기 이전, 동안, 및 이후 황 함유 화합물은 미생물과 혼합된다. 황 함유 화합물의 첨가로 삼출될 광석의 종류에 따라 생성되는 황산의 양이 조절될 수 있다.
베이스 금속-농후 삼출액이 광석 찌꺼기로부터 분리된다. 베이스 금속-농후 삼출액이 더욱 처리되어 베이스 금속이 회수될 수 있다. 추가로 귀금속 또는 백금족 금속을 농축하기 위해서 광석 찌꺼기는 부유처리를 받는다. 농축액은 공지 방식으로 개량되어 고급 귀금속 또는 백금족 금속을 생성한다.
금속 함유 광석은 산화물, 황화물 또는 혼성 형태(광석이 산화물 및 황화물 형태를 둘 다 함유한 형태)로 베이스 금속을 제공한다. 다시 말하자면 광석은 니켈, 코발트, 아연 또는 구리를 함유할 수 있으며, 각각은 광석에서 산화물 형태, 황화물 형태 또는 산화물과 황화물의 혼합물 형태로 존재한다. 금속 함유 광석은또한 하나 이상의 귀금속 또는 백금족 금속을 포함할 수 있다.
황 함유 화합물은 황을 제공하기에 적합한 화합물이다. 황 함유 화합물은 가령 원소 황, 황화철, 황화니켈, 황화코발트, 황화아연, 및 황화구리를 포함한다.
황을 대사시키기에 적합한 미생물은 황을 산화시켜 황산을 제공하는 것을 포함한다. 산화 미생물은 광석이나 황 함유 화합물에 존재하는 황을 대사하여(산화) 황산을 생성하고, 황산은 금속 함유 광석으로부터 금속을 삼출시킨다. 유용한 미생물은 황산이 아니라 유기산을 생성하는 미국특허5,626,648에 발표된 것과 구별된다. 본 발명의 특징에 따르면 미생물에 의해 생성된 황산이 광석을 삼출하는데 사용된 유일한 황산이고 추가 황산은 필요하지 않다.
본 발명의 한 측면은 베이스 금속 함유 광석을 생물학적 삼출시켜 유요한 형태로 금속을 회수하는 방법을 제공한다. 한 구체예에서 본 발명의 공정은 베이스 금속 함유 광석을 황 대사에 선택적인 미생물 유효량과 접촉시키고, 미생물이 광석과 접촉하여 광석으로부터 베이스 금속을 삼출시키기에 효과적인 양으로 황산을 생성하기 이전, 동안, 이후 황 함유 화합물을 미생물과 혼합함으로써 금속 함유 광석을 히프, 배트, 또는 교반 생물학적-삼출하는 단계를 포함한다.
한 측면에서 금속 함유 광석은 상부와 하부를 갖는 히프로 형성된다. 황 선택적 미생물이 상당 부분의 금속 함유 광석과 친밀하게 접촉된다. 황 선택적 미생물을 함유한 용액이 일정 기간에 걸쳐서 히프의 틈새를 통해서 상부에서 하부로 중력에 의해서 떨어진다.
바람직하게는 용액을 히프에 적용하기 이전에 황 함유 화합물이 황 선택적미생물과 혼합되거나, 미생물을 히프에 적용하는 동안에 미생물과 혼합되거나, 미생물을 히프에 적용하기 이전에 광석과 혼합된다. 특히 황 함유 화합물이 황 선택적 미생물 및 다른 성분과 혼합되어 용액을 형성한다. 미생물이 황을 산화하여 황산을 형성할 수 있도록 황 선택적 미생물과 친밀한 접촉이 있는 한 공정중 임의의 시기에 황 함유 화합물이 첨가될 수 있다.
위의 삼출공정에서 남는 광석 찌꺼기는 추가 처리되어서 상업적 판매에 적합한 형태로 귀금속 또는 백금족 금속을 제공한다. 예컨대 광석 찌꺼기가 히프로부터 분리되고 부유 공정에 적합한 크기로 분쇄된다. 분쇄된 광석 찌꺼기는 광물 부유 컬렉터를 거쳐 귀금속 또는 백금족 금속을 농축한다. 농축액은 개량되어서 판매나 제련을 위한 고급 귀금속 또는 백금족 금속을 생성한다.
한 측면에서 본 공정은 위의 방법에 따라 히프 삼출하고 용액을 찌꺼기로부터 분리하는 단계를 포함한다. 용액은 미생물로 처리되어서 황화물 농축액을 제공하고 동시에 찌꺼기는 더 거친 부유 공정에서 처리되어 더 거친 농축액과 찌꺼기를 제공한다. 황화물 농축액과 더 거친 농축액은 클리너 부유 공정에서 조합되어 최종 농축액이 형성되고, 이것으로부터 베이스 금속이나 귀금속이 회수될 수 있다.
본 발명의 장점은 황산공장의 크기가 크게 축소될 수 있다는 점이다. 그 결과 황산 공장이 필요한 경우보다 본 방법의 자본 및 운전비용이 훨씬 감소된다.
본 발명은 생물학적 삼출에 의해서 광석으로부터 금속을 회수하는 방법에 관계한다. 한 측면에서 본 발명은 신규한 생물학적 삼출법에 의해서 광석으로부터 니켈, 코발트, 아연 및 구리와 같은 금속을 회수하는 방법에 관계한다. 또 다른 측면에서 본 발명은 본 발명의 제1 측면에 따라 생물학적 삼출처리를 받는 광석으로부터 귀금속 또는 백금족 금속을 회수하는 방법에 관계한다.
도1은 황을 선택적으로 산화하는 미생물과 광석의 혼합물에 0.5g 또는 2g의 원소 황을 첨가하여 부식암석(saprolite) 광석으로부터 회수된 니켈의 양을 보여준다.
도2는 본 발명의 공정도이다.
본 발명은 금속 함유 광석으로부터 금속을 경제적으로 회수하는 공정을 제공한다. 일반적으로 본 공정은 광석으로부터 베이스 금속을 삼출시켜 베이스 금속-농후 삼출액과 광석 찌꺼기를 형성하기에 충분한 양으로 황산을 생성하기 위해서 황을 선택적으로 대사하는 적어도 하나의 미생물(황 선택적 미생물)을 금속 함유 광석과 접촉시키는 단계를 포함한다.미생물이 광석과 접촉하기 이전, 동안, 및 이후 황 함유 화합물은 미생물과 혼합된다.
금속 함유 광석은 산화물, 황화물 또는 혼성 형태(광석이 산화물 및 황화물 형태를 둘 다 함유한 형태)로 금속을 제공한다. 다시 말하자면 광석은 니켈, 코발트, 아연 또는 구리를 함유할 수 있으며, 각각은 광석에서 산화물 형태, 황화물 형태 또는 산화물과 황화물의 혼합물 형태로 존재한다.
금속 함유 광석(및 광석 찌꺼기)은 또한 하나 이상의 귀금속 또는 백금족 금속을 포함할 수 있다. 귀금속은 은이나 금이다. 백금족 금속은 레늄, 오스뮴, 이리듐, 백금, 테크네튬, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 및 이의 혼합물에서 선택된다.
황을 대사시키기에 적합한 미생물은 황을 산화시켜 황산을 제공하는 것을 포함한다. 산화 미생물은 광석이나 황 함유 화합물에 존재하는 황을 대사하여(산화) 황산을 생성하고, 황산은 금속 함유 광석으로부터 금속을 삼출시킨다. 본 발명의 특징에 따르면 미생물에 의해 생성된 황산이 광석을 삼출하는데 사용된 유일한 황산이고 추가 황산은 필요하지 않다.
황 함유 화합물은 황을 제공하기에 적합한 화합물이다. 황 함유 화합물은 가령 원소 황, 황화철, 황화니켈, 황화코발트, 황화아연, 및 황화구리를 포함한다. 첨가될 황 함유 화합물의 양은 삼출될 광석의 양 및 종류와 황 함유 화합물에 존재하는 황의 양에 달려있다. 일반적으로 황의 유효량은 광석에 존재하는 초기 금속의 75중량%이상, 특히 약 90중량%, 더더욱 약 100중량%를 삼출 또는 용해시키는데 필요한 양이다. 첨가될 황 함유 화합물의 유효량 결정 방법 중 하나는 광석의 산 필요량 결정이다. 산 필요량은 pH가 필요한 수준에 유지될 때까지 광석에 산을 첨가하여 결정된다.
유사하게 황 선택적 미생물의 유효량은 필요한 또는 유효량의 황을 대사(산화)하는데 충분한 양이다. 미생물의 최소량은 1x108활성 세포/ml이다.
황 선택적 미생물은 황을 산화할 수 있는 산화 박테리아이다. 적합한 박테리아는 티오바실러스 티오옥시단(Thiobacillus thiooxidans), 티오바실러스 페록시단(Thiobacillus ferroxidans), 렙토스피릴륨종(Leptospirillum species), 술포바실러스(Sulfobacillus), 써모술피독시단(Thermosulfidooxidans), 술포로부스 브리에리에이(Sulfolobus brierieyi),술포로부스 아시도칼다리우스(Sulfolobus Acidocaldarius), 술포로부스 비시(Sulfolobus BC), 술포로부스 술파타타리쿠스(Sulfolobus sulfatataricus), 티오마이크로스포라종(Thiomicrospoora sp.), 아크로마튬종(Achromatium sp.), 마크로모나스종(Macromonas sp.), 티오박테륨종(Thiobacterium sp.), 티오스포라종(Thiospora sp.), 티오불룸종(Thiovulum sp.).를 포함한다.
황 선택적 미생물은 수용액이나 수성 영양액과 혼합될 수 있다. 영양분은 당해 분야에서 공지된 전통적인 영양분을 포함한다.
일반적으로 박테리아 활성도는 산화속도에 영향을 미치며 그 활성도는 pH, 온도, 및 탄산가스 포화정도에 달려있다. 광석으로부터 효과적인 니켈 삼출속도를 제공하기 위해서 pH는 1-5, 특히 1.5-3으로 유지된다. pH는 황 함유 화합물, 황 선택적 미생물을 첨가하거나 온도나 탄산가스 포화도를 변화시켜 조절되어서 황 선택적 미생물의 활성도를 증가시킨다. 이러한 측면에서 접촉 동안에 공기와 같은 산소원을 제공하는 것이 바람직하다.
미생물과 황 함유 화합물 및 광석의 충분한 접촉을 허용하도록 접촉이 행해진다. 예컨대 히프 삼출, 배트 삼출, 교반 삼출 등에 의해 접촉이 이루어진다. 금속 함유 광석으로부터 상당량의 금속을 용해(삼출)시켜 금속-농후 삼출액이나 용액을 제공하도록 충분한 시간 동안에 상온 이상의 온도에서 접촉이 수행된다.
추가로 효과적인 금속 삼출 속도를 제공하기 위해서 pH를 1-5. 특히 1.5-3으로 유지하는 것이 바람직하다. 유사하게 공정은 접촉 동안에 산소원을 공급하는 단계를 포함한다.
삼출액으로부터 금속이 회수되고 분리될 수 있다. 한 방법에서 금속-농후 삼출액으로부터 금속을 제거하기 위해서 금속-농후 삼출액은 선택적으로 금속을 흡착하는 이온교환수지와 접촉한다. 고정 베드 이온교환, 연속 역류 이온교환, 쇼트 베드 교환 흐름, 카루셀 방법이나 레진-인-펄프에 의해 이온교환이 수행된다. 적합한 방법은 PCT WO96/20291, 97/04139에 발표된다.
이온교환공정은 싱글 고정 베드 수지, 병렬이나 직렬 고정 베드, 공급 용액의 흐름에 역류하는 복수의 수지 칼럼을 포함한다. 예컨대 Advanced Separation Technologies, Inc.(플로리다, 레이크랜드)의 ISEP 연속 접촉기나 Eco-Tec(캐나다, 온타리오, 피커링)의 Recoflo 이온교환 시스템이 사용된다.
삼출액에서 금속을 선택적으로 흡수하기에 적합한 이온교환수지 배열이 사용될 수 있다. 한 측면에서 이온교환수지는 직렬로 2단계로 제공된다. 제1 단계의 라피네이트가 중화 이후 제2 단계의 공급물을 형성하도록 삼출액이 2 이온교환 단계를 통과한다. 2단계를 사용함으로써 수지상에 금속의 흡수가 증가되어서 그 결과 삼출액으로부터 금속이 완전 제거된다. 삼출액으로부터 금속의 완전 제거를 위해서 2단계 이상이 사용될 수 있다.
수지상에 적재된 금속은 수지를 산과 접촉시켜 이온교환수지로부터 추출되어 금속 함유 용리액을 형성하고, 이로부터 금속이 분리 및 회수된다. 금속 추출에 사용된 산의 양은 10-25gpl의 금속 농도를 제공하기에 충분해야 한다.
혹은 레진-인-펄프 방법이 사용될 수 있다. 레진-인-펄프 방법에서 광석은 황 함유 화합물, 황 선택적 미생물 및 수지와 혼합된다. 혼합된 물질은 일정 기간 동안 적절한 pH에서 현탁 상태로 유지되어 광석에서 금속이 삼출되어 수지상에 적재된다. 현탁액으로부터 수지가 분리되고 금속이 회수된다.
또 다른 예에서 황산염을 선택적으로 대사하는 미생물(황산염 선택적 미생물)을 첨가하여 삼출액으로부터 금속이 추출될 수 있다. 적합한 황산염 선택적 미생물은 디술포비브로종(Desulfovibro sp.), 디술포토마쿠룸종(Desukfotomaculum sp.), 디술포모나스종(Desulfomonas sp.) 및 이의 혼합물을 포함한다. 황산염 선택적 미생물은 삼출액에 존재하는 황산염을 대사(환원)하여 H2S가스를 생성하며, 이 가스는 삼출액에 존재하는 금속 이온과 반응하여 이들을 금속 황화물로서 침전시킨다. 이후에 침전된 금속 황화물이 삼출액에서 분리되고 제련 등에 의해서 금속이 회수될 수 있다. 한 가지 장점은 처리 시스템, 이온교환 및 보조설비의 투자비용이 없어도 된다는 것이다.
또 다른 측면에서 삼출액에 액체 추출되어 금속을 서로, 예컨대 코발트와 니켈을 분리한다. 금속 함유 광석이 코발트와 니켈과 다른 금속을 포함하면 먼저 코발트와 니켈을 다른 금속으로부터 선택적으로 분리하는 선택적 이온교환수지에 삼출액을 접촉시켜 코발트와 니켈이 삼출액으로부터 선택적으로 제거될 수 있다. 수지로부터 코발트와 니켈이 용출되고 액체추출에 의해 서로 분리된다.
혹은 삼출액이 아연을 포함한 경우에 시판에 적합한 형태(산화아연이나 아연 금속 음극)로 아연이 회수될 수 있다. 예컨대 유기 추출제를 사용하여 아연 삼출액이 용매 추출되면 아연을 함유한 유기상과 라피네이트가 형성된다. 일반적으로 추출제는 인산 에스테르이다. 특히 디-2-에틸헥실 인산(D2EHPA) 및 디-2-에틸헥실티오 인산(D2EHTPA)이 선호되는 추출제이다.
유기상과 라피네이트는 분리되고 아연 함유 유기상이 추출용액으로 추출되면아연이 회수된다. 일례로 아연 적재 유기 용액은 황산에 의해 추출되어 황산아연용액을 형성하고 전해 채취에 의해 추가 처리되어서 아연 음극으로서 아연이 회수된다. 아연이 고갈된 전해질은 이후 재순환되어서 추출용액으로 사용될 수 있다.
혹은 아연-적재된 유기 용액이 질산 용액으로 추출되어 아연용액을 형성하고 이후 추가 처리되어서 산화아연으로서 아연이 회수된다. 예컨대 질산아연이 고온처리를 받아 산화되어서 산화아연과 질산을 형성한다. 질산은 회수, 재순환, 및 추출용액으로 사용될 수 있다.
삼출액으로부터 금속이 추출된 이후에 전기분해, 전해 채취 등의 방법으로 금속이 순수한 형태로 회수될 수 있다.
본 발명의 한 측면에 따르면 삼출시켜 금속-농후 삼출액을 형성한 이후에 광석 찌꺼기가 남는다. 광석 찌꺼기가 삼출액으로부터 분리되고 더욱 처리되어서 시판에 적합한 형태로 귀금속이나 백금족 금속을 회수한다. 가령 광석 찌꺼기가 히프로부터 분리되고 부유 처리에 적합한 크기로 분쇄된다. 분쇄된 광석 찌꺼기는 광물 부유 컬렉터에서 처리되어 귀금속이나 백금족 금속을 농축한다. 농축액은 이후 개량되어 판매나 제련용으로 고급 귀금속이나 백금족 금속을 생성한다.
본 발명의 한 측면은 금속 함유 광석을 생물학적으로 삼출하는 공정을 포함한다. 이 측면에서 본 공정은 금속 함유 광석을 황 대사에 선택적인 미생물 유효량과 접촉시키고, 미생물이 광석과 접촉하기 이전, 동안, 이후 유효량의 황 함유 화합물을 미생물과 혼합하는 단계를 포함한다. 황 함유 화합물을 미생물과 혼합하는 단계는 금속 함유 광석으로부터 금속을 추출할 황산을 발생한다. 본 발명의 한 특징에 따르면 미생물에 의해 발생된 황산이 광석 삼출용 황산의 유일한 공급원이다. 또 다른 특징에 따르면 미생물에 의해 발생된 황산이 광석 삼출에 사용된 유일한 황산이다.
미생물과 황의 접촉 및 후속의 발생된 산과 광석의 접촉이 충분하도록 접촉이 행해진다. 예컨대 히프 삼출, 배트 삼출, 교반 삼출 등에 의해 접촉이 이루어진다. 배트 삼출에서 광석이 큰 통에 도입되고 황 선택적 미생물 함유 용액으로 포화된다. 미생물 용액 첨가 이전, 동안, 이후 황 함유 화합물이 첨가된다. 통의 내용물은 금속을 용해시키기에 충분한 시간동안 철저히 혼합된다.
또 다른 측면에서 금속 함유 광석은 히프로 형성되고 황을 선택적으로 산화하는 미생물을 함유한 용액이 일정 기간에 걸쳐서 히프의 틈새를 통해서 중력에 의해서 떨어진다. 유출물은 히프로 재순환 될 수 있다. 용액을 히프에 적용하기 이전에 황 함유 화합물이 황 선택적 미생물과 혼합되거나, 미생물을 히프에 적용하는 동안에 미생물과 혼합되거나, 미생물을 히프에 적용하기 이전에 광석과 혼합된다. 미생물이 황을 산화하여 황산을 형성할 수 있도록 황 선택적 미생물과 친밀한 접촉이 있는 한 공정 중 임의의 시기에 황 함유 화합물이 첨가될 수 있다.
하부에서 미생물(용액)이 수집되어 상부에 재순환 될 수 있다. 추가로 히프의 상부에 새로운 미생물(용액)이 연속적으로 또는 간헐적으로 적용될 수 있다. 히프에 남아있는 광석은 추가 처리되어서 존재할 수 있는 하나 이상의 귀금속이나 백금족 금속을 회수할 수 있다.
한 측면에서 금속 함유 광석이 6메쉬 이상 1인치 미만의 입자크기로 만들고자체-지탱하는 히프로 형성된다. 황을 선택적으로 산화하는 미생물을 함유한 용액이 히프 상부에 적용되고 히프의 틈새를 통해서 하부로 삼출된다. 용액을 히프에 적용하기 이전에 황 함유 화합물이 황 선택적 미생물용액에 첨가되는 것이 선호된다.
또 다른 측면에서 황 함유 화합물이 황 선택적 미생물과 혼합되어 금속 함유 광석에 적용되는 용액을 형성하여 광석을 6메쉬 이상 1인치 미만의 입자크기로 만든다. 응집된 광석은 자체-지탱하는 히프로 형성되고 그 위에 물이나 영양분 용액(수용액)이 적용되고 히프의 틈새를 통해서 상부에서 하부로 삼출된다.
삼출용 광석을 제조하기 위해서 채광된 광석이 1-3/4인치 갭으로 설정된 턱을 가진 분쇄기를 사용 분쇄된다. 펠렛화된 광석 제조를 위해서 회전 펠렛 형성기가 사용될 수 있다.
물이나 영양분은 황 선택적 미생물에 의한 황의 산화를 보조하여 금속을 용해하여 히프의 하부로부터 나오는 금속 농후 삼출액을 형성할 황산을 형성한다. 금속 농후 삼출액의 금속은 추출, 분리 및 회수될 수 있다. 필요할 경우에 금속 추출 이전에 삼출액이 중화될 수 있다.
또 다른 측면에서 베이스 금속뿐만 아니라 귀금속이나 백금족 금속을 함유한 광석이 다음 방식으로 처리될 수 있다. 광석은 주성분(총 광석의 60-80%를 함유한)과 부성분으로 분리될 수 있다. 주성분은 분쇄 및 부유 처리를 받으며 부성분은 분쇄되어 히프 삼출에 적합한 크기의 광석을 생성한다.
주성분은 부유 처리를 받아 귀금속이나 백금족 금속을 함유한 농축물과 및저급 베이스를 생성한다. 농축액은 부성분과 혼합되어 히프 삼출 물질을 형성하며, 이것은 삼출되어서 금속 농후 삼출액을 형성한다. 금속 농후 삼출액은 귀금속이나 백금족 금속을 함유한 잔류물로부터 분리된다. 이 잔류물은 부유처리를 받아서 귀금속 및 백금족 금속 농축물을 형성하고, 이후 개량되어 판매된다.
도2에서 본 발명의 또 다른 예가 도시된다. 한 측면에서 본 공정은 위의 방법에 따라 히프 삼출하고 용액을 찌꺼기로부터 분리하는 단계를 포함한다. 용액은 미생물로 처리되어서 황화물 농축액을 제공하고 동시에 찌꺼기는 더 거친 부유 공정에서 처리되어 더 거친 농축액과 찌꺼기를 제공한다. 황화물 농축액과 더 거친 농축액은 클리너 부유 공정에서 조합되어 최종 농축액이 형성되고, 이것으로부터 베이스 금속이나 귀금속이 회수될 수 있다.
실시예1
본 발명의 효율 측정을 위해서 다음 테스트가 수행된다. 5g의 부식암석 광석, 원소 황 및 90ml MKM이 원소 황에서 성장한 10ml 접종물과 함께 250ml 플라스크에 첨가된다. 플라스크를 오비탈 쉐이커에 두고 내용물의 온도를 35℃로 유지한다. 샘플을 취하고 니켈 존재여부를 분석한다. 취한 샘플의 부피는 MKM으로 대체되어 플라스크의 부피를 일정하게 유지한다.
일례로 0.5g의 원소 황이 사용된다. 또 다른 예에서 2g의 원소 황이 사용된다. 2g의 원소 황의 사용 결과를 확인하기 위해서 또 다른 테스트가 수행된다.
결과는 도1에 도시된다. 0.5g의 원소 황의 첨가로는 광석에서 니켈이 인식할수 있는 양으로 삼출되지 않는다. 이에 반하여 2g의 원소 황의 첨가로 약 15일 이후 초기 니켈 함량의 약 75%가 용해되고 30일 이후에 100%의 니켈이 용해되는 결과를 가져온다.
Claims (33)
- a.광석으로부터 금속을 삼출시켜 금속-농후 삼출액과 잔류물을 형성하기에 충분한 시간 동안 황을 선택적으로 산화하는 미생물을 금속 함유 광석과 접촉시키고;b.미생물이 광석과 접촉하기 이전, 동안, 및 이후 황 함유 화합물을 미생물과 혼합하고;c.잔류물로부터 금속-농후 삼출액을 분리하는 단계를 포함하는 금속 함유 광석으로부터 금속을 회수하는 방법
- 제 1항에 있어서, 금속 함유 광석이 니켈, 코발트, 아연 및 구리에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법
- 제 1항에 있어서, 금속 함유 광석이 귀금속 또는 백금족 금속을 더욱 함유함을 특징으로 하는 방법
- 제 1항에 있어서, 미생물이 티오바실러스 티오옥시단(Thiobacillus thiooxidans), 티오바실러스 페록시단(Thiobacillus ferroxidans), 렙토스피릴륨종(Leptospirillum species), 술포바실러스(Sulfobacillus), 써모술피독시단(Thermosulfidooxidans), 술포로부스 브리에리에이(Sulfolobus brierieyi),술포로부스 아시도칼다리우스(Sulfolobus Acidocaldarius), 술포로부스 비시(Sulfolobus BC), 술포로부스 술파타타리쿠스(Sulfolobus sulfatataricus), 티오마이크로스포라종(Thiomicrospoora sp.), 아크로마튬종(Achromatium sp.), 마크로모나스종(Macromonas sp.), 티오박테륨종(Thiobacterium sp.), 티오스포라종(Thiospora sp.), 티오불룸종(Thiovulum sp.)에서 선택된 박테리아임을 특징으로 하는 방법
- 제 1항에 있어서, 황 함유 화합물이 원소 황, 황화물 또는 이의 혼합물에서 선택됨을 특징으로 하는 방법
- 제 1항에 있어서, 금속 농후 삼출액이 니켈, 코발트, 아연 또는 구리를 포함함을 특징으로 하는 방법
- 제 6항에 있어서, 잔류물이 귀금속이나 백금족 금속을 포함함을 특징으로 하는 방법
- 제 7항에 있어서, 귀금속이나 백금족 금속이 회수됨을 특징으로 하는 방법
- 제 6항에 있어서, 금속 농후 삼출액을 이온교환수지와 접촉시켜 금속 적재된 수지를 형성하는 단계를 더욱 포함하는 방법
- 제 9항에 있어서, 수지를 무기산 용액과 접촉시켜 금속 적재된 수지로부터 흡수된 금속을 용출시키는 단계를 더욱 포함하는 방법
- 제 1항에 있어서, 금속 농후 삼출액이 황산염을 충분한 기간 동안 선택적으로 환원하는 미생물과 접촉되어 금속 황화물을 형성함을 특징으로 하는 방법
- 제 11항에 있어서, 황산염을 선택적으로 환원하는 미생물이 디술포비브로종(Desulfovibro sp.), 디술포토마쿠룸종(Desukfotomaculum sp.), 디술포모나스종(Desulfomonas sp.) 및 이의 혼합물에서 선택됨을 특징으로 하는 방법
- 제 12항에 있어서, 금속 황화물이 회수됨을 특징으로 하는 방법
- 제 2항에 있어서, 금속 농후 삼출액이 아연을 함유함을 특징으로 하는 방법
- 제 14항에 있어서, a.삼출액을 유기 추출제함유 용매와 접촉시켜 아연을 함유한 유기상과 라피네이트를 형성하고;b.질산이나 황산에서 선택된 산을 함유한 추출용액으로 아연을 함유한 유기상을 추출하는 단계를 더욱 포함하는 방법
- 제 15항에 있어서, 아연-함유 유기상이 질산 함유 용액으로 추출되어 질산아연을 형성하고 질산아연은 고온처리를 받아 산화되어서 산화아연을 형성함을 특징으로 하는 방법
- 제 16항에 있어서, 고온처리 이후에 질산이 회수됨을 특징으로 하는 방법
- 제 17항에 있어서, 회수된 질산이 추출용액의 일부를 형성함을 특징으로 하는 방법
- 제 15항에 있어서, 아연-함유 유기상이 황산으로 추출되어 황산아연을 형성하고 황산아연은 전해 채취 처리를 받아 아연 음극이 회수됨을 특징으로 하는 방법
- 제 19항에 있어서, 전해 채취 동안 아연이 고갈된 황산염 전해질이 형성됨을 특징으로 하는 방법
- 제 20항에 있어서, 아연이 고갈된 황산염 전해질이 추출용액의 일부를 형성함을 특징으로 하는 방법
- 제 1항에 있어서, 광석이 미생물과 접촉되기 이전에 광석이 히프로 형성됨을 특징으로 하는 방법
- 제 22항에 있어서, 미생물 함유 용액을 히프를 통해 통과시킴으로써 접촉이 이루어짐을 특징으로 하는 방법
- a.황 함유 화합물을 황을 선택적으로 산화하는 미생물과 혼합하여 혼합물을 형성하고;b.금속 함유 광석을 혼합물로 응집시켜 6메쉬 이상 1인치 미만의 평균크기를 갖는 응집체를 형성하고;c.응집체를 상부와 하부를 갖는 히프(heap)로 형성하고;d.히프의 상부에 수용액을 적용하여 황산이 형성되는 단계를 포함하는 금속 함유 광석을 생물학적으로 삼출하는 방법
- 제 24항에 있어서, 금속 농후 삼출액이 히프의 하부에서 수집됨을 특징으로 하는 방법
- 제 25항에 있어서, 미생물이 티오바실러스 티오옥시단(Thiobacillus thiooxidans), 티오바실러스 페록시단(Thiobacillus ferroxidans), 렙토스피릴륨종(Leptospirillum species), 술포바실러스(Sulfobacillus), 써모술피독시단(Thermosulfidooxidans), 술포로부스 브리에리에이(Sulfolobus brierieyi),술포로부스 아시도칼다리우스(Sulfolobus Acidocaldarius), 술포로부스비시(Sulfolobus BC), 술포로부스 술파타타리쿠스(Sulfolobus sulfatataricus), 티오마이크로스포라종(Thiomicrospoora sp.), 아크로마튬종(Achromatium sp.), 마크로모나스종(Macromonas sp.), 티오박테륨종(Thiobacterium sp.), 티오스포라종(Thiospora sp.), 티오불룸종(Thiovulum sp.)에서 선택된 박테리아임을 특징으로 하는 방법
- 제 26항에 있어서, 금속 농후 삼출액을 이온교환수지와 접촉시켜 금속 적재된 수지를 형성하는 단계를 더욱 포함하는 방법
- 제 27항에 있어서, 수지를 무기산 용액과 접촉시켜 금속 적재된 수지로부터 흡수된 금속을 용출시키고 금속을 회수하는 단계를 더욱 포함하는 방법
- 제 25항에 있어서, 히프가 귀금속이나 백금족 금속을 포함함을 특징으로 하는 방법
- 제 29항에 있어서, 귀금속이나 백금족 금속이 회수됨을 특징으로 하는 방법
- a.황 함유 화합물을 황을 선택적으로 산화하는 미생물과 혼합하여 삼출용액을 형성하고;b.금속을 삼출시켜 금속-농후 삼출액과 잔류물을 형성하기에 충분한 시간 동안 광석을 삼출용액과 접촉시키는 단계를 포함하는 금속 함유 광석으로부터 금속을 회수하는 방법
- 니켈, 코발트, 아연 및 구리에서 선택되는 금속을 함유한 광석이나 농축물로부터 귀금속 또는 백금족 금속을 회수하는 방법에 있어서,a.황 함유 화합물을 광석이나 농축물에 혼합하고;b.히프를 형성하고;c.광석으로부터 금속을 삼출시켜 금속-농후 삼출액과 잔류물을 형성하기에 충분한 시간 동안 황을 선택적으로 산화하는 미생물을 히프와 접촉시키고;d.잔류물로부터 삼출액을 분리하고;e.부유처리에 적합한 크기로 잔류물을 분쇄하고;f.분쇄된 잔류물을 부유시켜 귀금속이나 백금족 금속이 농후한 농축물을 형성하고;g.농축물을 개량하여 최종 제련에 적합한 고급 제품을 형성하는 단계를 포함하는 방법
- 니켈, 코발트, 아연 및 구리에서 선택되는 금속을 함유한 광석이나 농축물로부터 귀금속 또는 백금족 금속을 회수하는 방법에 있어서,a.광석을 주성분과 부성분으로 분리하고;b.주성분을 부유시켜 귀금속이나 백금족 금속이 농후한 농축물과 저급 베이스를 형성하고;c.주성분을 농축물과 혼합하여 혼합물을 형성하고;d.혼합물을 히프로 형성하고;e.광석으로부터 금속을 삼출시켜 니켈, 코발트, 구리 및 아연에서 선택된 금속을 함유한 금속-농후 삼출액과 잔류물을 형성하기에 충분한 시간 동안 황을 선택적으로 산화하는 미생물을 히프와 접촉시키고;f.미생물을 광석과 접촉시키기 이전, 동안, 이후 황 함유 화합물을 미생물과 혼합하고;g.잔류물로부터 금속 농후 삼출액을 분리하고;h.잔류물을 부유시켜 귀금속이나 백금족 금속이 농후한 농축물을 형성하고;i.농축물을 개량하여 최종 제련에 적합한 고급 제품을 형성하는 단계를 포함하는 방법
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