KR20060052817A - 저품위 니켈 또는 코발트 함유 물질의 더미 침출에 의한 니켈 및 코발트 회수 공정 방법 - Google Patents

저품위 니켈 또는 코발트 함유 물질의 더미 침출에 의한 니켈 및 코발트 회수 공정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, a) 광석을 선광하여, 선광된 고품위 광석 선별물과, 미립물과 점토 물질이 실질적으로 함유되지 않은 조립 규토질의 저품위 불합격물 선별물로 분리하는 단계와, b) 니켈 및 코발트 회수 처리를 위하여, 고품위 광석 선별물을 별도로 처리하는 단계와, c) 산 보충 용액으로 더미 침출 공정에 의하여 상기 저품위 불합격물 선별물을 처리하여, 니켈 및 코발트의 추가 회수 처리를 위한 더미 침출제를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 라테라이트 광석으로부터의 니켈 및 코발트 회수 공정에 관한 것이다.
더미 침출, 라테라이트 광석, 니켈, 코발트, 고품위 광석, 저품위 불합격 광석, 미립물, 점토 물질

Description

저품위 니켈 또는 코발트 함유 물질의 더미 침출에 의한 니켈 및 코발트 회수 공정 방법{PROCESS FOR RECOVERY OF NICKEL AND COBALT BY HEAT LEACHING OF LOW GRADE NICKEL OR COBALT CONTAINING MATERIAL}
본 발명은 일반적으로 라테라이트(laterite) 광석으로부터 니켈 및 코발트의 회수율을 향상시키는 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은, 광석의 고품위 갈철광(limonite) 및 사프롤라이트(saprolite) 선별물의 가압 침출 또는 대기압 교반 침출에 의하여 그리고 광석의 선광 중에 일반적으로 배제되는 저품위 갈철광과 사프롤라이트의 더미 침출에 의하여, 니켈 및 코발트 함유 라테라이트로부터 니켈 및 코발트를 추출하는 개선된 습식 야금 방법을 제공한다.
라테라이트 니켈 및 코발트 광상(ore deposit)은 일반적으로 산화물 형태의 광석인 갈철광과 규산염 형태의 광석인 사프롤라이트를 동일 광상 내에 함유한다. 니켈 함량이 높은 사프롤라이트는 배소 및 전기 제련 기술을 포함하는 건식 야금 공정에 의해 흔히 처리되어 페로 니켈을 생성한다. 니켈 함량이 적은 갈철광 및 갈철광/사프롤라이트 혼합물의 경우에는 전력 요건 및 니켈 광석에 대한 철광석의 높은 비율로 인하여 이러한 제조 공정이 너무 고가이고, 이러한 광석들은 일반적으로 고압 산 침출(High Pressure Acid Leach, HPAL) 공정 또는 탄소 환원 배소 - 탄산 암모늄 침출 공정과 같은 건식 야금 및 습식 야금 공정의 조합에 의해 상업적으로 처리된다.
갈철광 또는 저-마그네슘 라테라이트만을 처리하고 고가의 고압 설비를 사용하는 HPAL의 대안적인 방법으로서, 대기압 교반 산 침출 공정과, 갈철석 선별물에 대한 HPAL과 그 후의 사프롤라이트 선별물의 대기압 산 침출을 조합하는 공정이 개시되어 있다. 침출 반응기(reactor)의 크기를 줄이기 위하여, 이러한 공정에 있어서는 고품위 갈철광과 사프롤라이트가 바람직하다. 이에 따라, 저품위 광석은 폐기물로서 불합격 처리된다.
전술한 공정에 의하여 저-니켈 함량 광석을 채광하는 많은 경우에, 광석을 선광하는 효과적인 방법이 없기 때문에, 일반적으로 전반적인 광석 처리를 필요로 한다. 금속의 함유량이 적을 수도 있는 광석의 광물 비율은 처리된 전체 광석의 품질을 실질적으로 저하시키고 회수 비용을 증가시킨다는 단점이 있다.
고품위 광석이 전술한 방법들 중 하나에 의해 처리되는 소정 유형의 선광에 의하여 라테라이트 광석이 처리 가능할지라도, 저품위의 니켈 및 코발트를 함유하는 불합격 선별물은 전술한 방법으로 처리하기에는 비경제적이므로 통상적으로 폐기되고, 따라서 불합격 광석 내에 함유된 니켈과 코발트의 유가물(value)은 손실된다.
더미 침출은 저품위 광석으로부터 금속을 경제적으로 추출하는 일반적인 방법이고, 동, 금, 우라늄 및 은과 같은 물질의 회수에 성공적으로 사용되어 왔다. 일반적으로 더미 침출은, 원광석을 광상으로부터 가변적인 높이의 더미로 직접 적 재하는 과정을 수반한다. 침출 용액이 더미의 상부에 도입되어 더미를 통해 아래로 침투한다. 유출 액체는 더미의 기부로부터 배출되고 금속 유가물이 회수되는 처리 설비를 통과한다.
니켈 및 코발트 함유 라테라이트 광석의 더미 침출을 방해하는 하나의 문제점은 그러한 광석의 실질적인 점토 성분이다. 점토 함량의 유형은 모암(parent rock) 및 점토 형성의 물리 화학적 환경에 따라 달라지지만, 대부분의 점토는 광석을 통한 침출 용액의 침투에 악영향을 미친다.
라테라이트가 건조된 상태로 적재된 경우에, 침출 용액 침투가 불가능할 정도로 양호하지 못하다는 점이 알려져 있다. 양호하지 못한 침투성 때문에, 용액이 니켈과 코발트를 침출하는 것을 가능하게 하기 위해서는 낮은 관개 속도(irrigation rate)가 필요하고, 따라서 비경제적인 침출 시간을 필요로 한다.
미국 특허공보 제5,571,308호[비에이치피 미네랄즈 인터내셔날 인코포레이티드(BHP Minerals International, Inc)]에는 사프롤라이트와 같은 고-Mg 함유 라테라이트 광석의 더미 침출을 위한 공정이 개시되어 있다. 이 특허 문헌에는, 점토 형태의 사프롤라이트가 양호하지 못한 침투성을 나타낸다는 점과, 이에 대한 해결책으로서 더미를 통한 침출 용액의 분배를 확보하기 위하여 광석의 펠릿화(pelletization)가 필요하다는 점이 지적되어 있다.
미국 특허공보 제6,312,500호(비에치피 미네랄즈 인터내셔날 인코포레이티드)에도 니켈을 회수하는 라테라이트의 더미 침출을 위한 공정이 기재되어 있으며, 이 공정은 상당한 점토 성분(중량으로 10% 초과)을 함유하는 광석에 특히 유효하 다. 상기 공정은, 필요한 경우에 광석을 분리액(lixivant)과 접촉시켜 펠릿을 형성하고 응집시키는 광석의 분립(sizing) 단계를 포함한다. 펠릿을 더미로 하고 황산을 침출하여 금속 유가물을 추출한다.
상기 두 특허 문헌은 성공적인 더미 침출에 필요한 더미의 침투성을 얻기 위하여 공급되는 전체 광석을 펠릿화할 필요가 있다는 점을 개시하고 있다.
문헌, 논문 등의 상기 설명은 본 발명의 배경을 제공하기 위한 목적으로만 본 명세서에 포함되어 있다. 이러한 사항들의 일부 또는 모두가, 본 출원의 우선권 주장일 이전에 오스트레일리아 내에 공지된 종래 기술의 일부를 이루는 것으로 제안된 바 없거나, 본 발명과 관련된 분야에서의 일반적인 상식인 것으로 알려져 있지도 않다.
본 발명의 목적은 종래 기술과 관련된 문제점들 중 하나 이상을 해결하거나 적어도 경감시키는 것이다.
본 발명은 일반적으로 라테라이트 광석으로부터 니켈과 코발트의 회수를 향상시키는 공정을 제공하며, 본 발명에 따른 공정은 다음과 같은 단계를 포함한다.
a) 광석을 선광하여, 선광된 고품위 광석 선별물과, 미립물과 점토 물질이 실질적으로 존재하지 없는 조립 규토질의 저품위 불합격 광석 선별물로 분리하는 단계,
b) 니켈 및 코발트의 회수 처리를 위하여, 상기 고품위 광석 선별물만을 별도로 처리하는 단계, 및
c) 산 보충 용액으로 더미 침출 공정에 의해 상기 저품위 불합격 광석 선별물을 처리하여, 니켈 및 코발트의 추가 회수 처리를 위한 더미 침출제(leachate)를 형성하는 단계.
일반적으로, 상기 공정은 니켈과 코발트 회수를 위한 전 공정의 일부를 형성한다. 선광 공정 중에 미립물과 점토 물질은 저품위 불합격 광석으로부터 분리되고 일반적으로 고품위 선별물과 함께 존재한다. 모든 미립물과 점토 물질을 실질적으로 제거하기 위한 선광 공정의 일부로서, 저품위 불합격 선별물이 추가로 처리될 수 있다.
니켈과 코발트는, 고압 산 침출(HPAL) 또는 대기압 교반 침출에 의하여, 선광된 고품위 광석 선별물으로부터 회수되어, 추가 처리를 위한 니켈과 코발트의 침출 용액을 형성하는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 저품위 불합격 선별물으로부터의 더미 침출제는 고품위 광석 선별물의 산 침출 공정으로부터의 침출 용액과 혼합된다. 이는 전체 라테라이트 광석의 처리로부터 회수되는 니켈과 코발트의 회수율을 증가시킨다.
니켈과 코발트를 추출하여 분리하기 위하여 황화물 또는 혼합 수산화물로서의 침전, 용매 추출에 의한 처리, 이온 교환 공정, 또는 공지의 기타 야금 처리 공정과 같은 일반적인 방법에 의하여, 니켈과 코발트는 혼합 침출제로부터 회수될 수도 있다.
본 발명자들이 알아낸 놀라운 사실에 의하면, 저품위 규토질 불합격 광석은, 미립물과 점토물을 실질적으로 포함하지 않는 경우에, 미국 특허공보 제5,571,308호와 제6,312,500호에 개시된 바와 같은 점토 형태의 광석을 처리하는 데 필요한 펠릿화 단계가 필요하지 않더라도 더미 침출에 적합한 높은 투과율을 갖는다. 높은 투과율에 의하여, 정적 시험에 있어서는 14일 만에 약 50%의 니켈이 추출되고 160일 내지 192일에 걸친 칼럼 침출 시험에 있어서는 80% 이상의 니켈이 추출되는 비교적 빠른 침출 속도가 가능해진다. 저품위 불합격 광석으로부터의 니켈과 코발트 추출은 적은 산 소모량에서도 비교적 신속하게 이루어진다.
본 발명의 특히 바람직한 태양에 있어서, 저품위 불합격 광석의 더미 침출로부터의 침출제는 고품위 광석 선별물의 산 침출로부터의 침출 용액과 함께 처리될 수 있다. 필요한 경우에, 침출제와 침출 용액을 별도로 처리할 수 있으나, 함께 처리하면 금속 회수의 효율이 증가하고 설비 요건이 감소한다. 니켈과 코발트 회수를 위한 종래의 기술들은, 혼합 침출제로부터의 회수를 위한 것이든 또는 고품위 및 저품위 광석 선별물으로부터의 침출제가 별도로 처리되든지 간에, 고농도 침출 용액을 처리하기 위하여 사용될 수 있다. 이는, 예를 들면 선별 침전(즉, 황화물 침전 또는 혼합 수산화물 침전), 용매 추출, 이온 교환 또는 공지의 기타 야금 처리 공정을 통하여 달성될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 선광 불합격 선별물은 라테라이트 광석의 갈철광 및 사프롤라이트 선별물들 각각의 선광으로부터 생성될 수도 있고, 저품위 불합격 광석은 저품위 불합격 광석 더미들 각각 내에 형성된 갈철광 및 사프롤라이트 선별물들 모두로부터 생성될 수도 있다. 각각의 더미를 형성하였을 경우에, 갈철광 침출은 최대 니켈 회수를 제공하고 사프롤라이트 침출은 산화 중화와 이온 제거를 제공한다는 장점이 있다. 저품위 사프롤라이트 불합격 광석 더미에 있어서는, 철 함유물의 침전 중에 방출되는 산이 산 보충 용액에 가해져 니켈과 코발트의 침출이 향상된다.
따라서, 또 다른 실시예는 라테라이트 광석으로부터 니켈과 코발트를 회수하기 위한 공정으로서 다음과 같은 단계를 포함하는 공정을 제공한다.
a) 광석을 갈철광 선별물과 사프롤라이트 선별물로 분리하는 단계와,
b) 갈철광 선별물과 사프롤라이트 선별물을 독립적으로 선광하여, 고품위 광석 선별물과, 미립물과 점토 물질이 실질적으로 함유되지 않은 조립 규산질의 저품위 불합격물 선별물로 선광하는 단계와,
c) 고품위 광석 선별물들을 독립적으로 또는 함께 처리하는 단계와,
d) 저품위 갈철광과 저품위 사프롤라이트 불합격물 선별물들 각각의 더미를 형성하는 단계와,
e) 산 보충 용액으로 더미 침출 공정에 의하여 저품위 갈철광과 저품위 사프롤라이트 불합격물 더미들을 처리하여, 니켈 및 코발트의 추가 회수 처리를 위한 갈철광 더미 침출제와 사프롤라이트 더미 침출제를 각각 생성하는 단계.
니켈과 코발트는, 고압 산 침출, 대기압 교반 침출 또는 이들의 조합에 의하여 함께 또는 독립적으로 처리됨으로써, 고품위 광석 선별물로부터 회수되어 추가 처리를 위한 침출 용액을 형성하는 것이 바람직하다.
각각의 저품위 더미로부터의 더미 침출제는, 고품위 광석 선별물의 산 침출로부터의 침출 용액과 아직 혼합된 상태일 수 있고, 금속 회수의 효율 증가를 제공할 수 있거나 개별적으로 또는 조합되어 추가로 처리될 수도 있다.
또 다른 실시예에서, 갈철광 불합격 광석 더미로부터의 더미 침출제는 저품위 사프롤라이트 불합격 광석 더미의 전부 또는 일부를 통과하여 산 함량의 중화에 기여하고 생성된 더미 침출제 내의 용존 철의 일부를 석출시킨다. 이 공정에 의하여, 더 많은 니켈과 코발트를 불합격 광석 더미로부터 회수할 수도 있다.
생성된 더미 침출제는 일부가 중화되어 있고, 고품위 선별물의 산 침출로부터의 침출 용액과 혼합되어 혼합 침출제를 생성할 수도 있다. 혼합 침출제는 코발트와 니켈 회수를 위하여 추가로 처리될 수도 있다. 대안적인 방법으로서, 고품위 광석 선별물로부터 생성된 침출제는, 고품위 광석 선별물로부터의 침출 용액과는 독립적으로, 니켈과 코발트의 회수를 위하여 추가로 처리될 수도 있다.
저품위 불합격 광석 더미 침출제들 각각 또는 혼합된 침출제로부터 니켈 및 코발트를 회수하기 위하여, 황화물 또는 혼합 수산화물 침전, 용매 추출, 이온 교환 또는 공지의 기타 야금 처리 공정과 같은 종래의 기술이 사용될 수도 있다.
저품위 불합격 광석 더미 침출은, 본 발명의 공정에서 사용되는 바와 같이, 형성된 불합격 물질 더미의 침출 또는 "현장(in-situ)" 더미 침출을 포함할 수도 있으며, 이 경우에 불합격 광석은 선광 공정 후에 이동될 필요 없이 저장 댐 또는 기타 한정 영역 내와 같은 퇴적된 위치에서 처리된다.
산 보충 용액은 산성수, 해수 또는 지하 염수의 용액을 포함할 수도 있고, 고품위 광석 선별물의 산 침출로부터의 산성 폐용액일 수도 있다.
저품위 불합격 선별물 내의 니켈과 코발트의 저품위 금속은 약 0.3% 내지 0.7%의 니켈과 0.01% 내지 0.03%의 코발트를 함유할 수 있다. 저품위 불합격 선별물은, 통상적으로 어떠한 종래의 공정을 사용하더라도 처리하는 것이 비경제적이다. 그러나, 저품위 불합격 선별물로부터 점토 물질과 미립물을 실질적으로 모두 제거하면, 이전에는 폐기물이었던 것을, 더미 침출 공정을 적용함으로써 경제적으로 처리 가능한 물질로 변화시킬 수 있다.
선광 단계에 의해 생성된 고품위 광석 선별물이 HPAL 또는 대기압 침출 공정 또는 이 공정들의 조합과 병행되어 처리되는 경우에 특히 바람직하다. 이 경우에, 고품위 라테라이트 광석 침출과 저품위 불합격 선별물의 더미 침출로부터의 니켈 및 코발트 산성 용액은 동일한 방법으로 함께 처리되어 필요한 니켈 및 코발트 제품을 생산할 수 있고, 설비 및 투자의 측면에서 경제적이다.
도 1은 본 발명의 공정 흐름도이다.
도 2는 불합격 광석의 입도 분포를 나타내는 도면이다.
도 3은 75㎛ 내지 1mm의 불합격 선별물의 실린더 침출 시험을 나타내는 도면이다.
도 4는 1mm 내지 6mm의 불합격 선별물의 실린더 침출 시험을 나타내는 도면이다.
도 5는 사프롤라이트 중화 칼럼에서의 Ni, Fe, Co, Mg, Al 및 Mn의 추출율을 나타내는 도면이다.
도면에 대한 설명은 본 발명을 예시하기 위한 것이고, 본 발명을 설명된 구체적 특징으로 제한하려는 것은 아니다. 도 1은 본 발명의 공정 흐름도를 나타낸다. 도 1은, 우선 분쇄기에서 조대한 크기를 감소시킨 후에 선광 공정의 일부로서 수압 세정과 같은 전형적인 세정에 의하여 미립물 및/또는 점토를 제거하는 라테라이트 광석의 예비 처리를 나타내고 있다. 조립물(저품위 불합격 선별물)은, 미립물 및/또는 점토 물질 제거 후에, 산으로 더미 침출되어 고농도 침출제 용액을 생성한다. 고품위 라테라이트 선별물은 가압 산 침출 또는 대기압 침출에 의한 니켈 회수 처리를 위하여 미립물과 함께 이송된다. 이 공정으로부터의 고농도 침출제 용액은, 공지의 전형적인 야금 공정에 의한 니켈 및 코발트 회수를 위하여, 더미 침출 공정으로부터의 침출제 용액과 혼합된다.
<<실시예>>
<실시예 1>
다량의 불모 석영(barren quartz)를 함유하고 비교적 점토가 없는 것을 특징으로 하는 건조 라테라이트 광석에 대하여 시험을 실시하였다. 라테라이트 내의 니켈은, 경질의 조립 석영 물질로부터 쉽게 분리되고 본질적으로 미립인 침철광(goethite)과 주로 결합되어 있다. 침철광/갈철광 영역과 사프롤라이트 영역은, 선광이 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 성질을 부여하는 규토질의 세맥 망상(net-veins) 또는 벌집상(box-work) 구조를 나타내는 것을 특징으로 한다.
선광 공정은, 조립의 저품위 선별물(불합격 광석)로부터의 고품위 미립 선별물(산물)의 물리적 분리[강력 수세(scrubbing)와 체분급(screening and classification)]를 포함한다. 니켈은 대부분이 갈철광 영역에서 매우 미세한 철수산화 광물(iron hydroxide mineral)과 결합되어 있고, 사프롤라이트 영역에서는 매우 미세한 철수산화물뿐만 아니라 미세한 풍화 니켈-마그네슘 규산염과 결합되어 있다. 이러한 니켈 함유 광물들은, 경질의 다공성 세맥 망상을 형성하는 경화된 맥석(gangue mineral)보다 연하고 맥석에 둘러싸여 있다. 이러한 망상 구조는 풍화가 상당한 수준까지 진행된 갈철광 내에 더욱 발달하며, 따라서 선광 효율이 향상된다.
전형적으로 갈철광의 경우, 라테라이트에서 고품위 라테라이트로의 드럼 스크러버 선광(drum scrubber beneficiation)에 의하여, 57.5%의 니켈과 45.8%의 코발트를 회수할 수 있다. 사프롤라이트의 경우 각각 57.3%와 48.9%이다.
선광된 저품위 불합격 광석은, 주로 갈철광으로부터의 규토와 사프롤라이트로부터의 실리카와 사문석(serpentenite)의 혼합물이다. 선광 공정은 도 2에서 보듯이 75㎛ 이하의 모든 물질을 씻어내고 D50이 1.5mm ~ 3㎜인 모래질 불합격 물질을 남긴다. 물질의 약 10% 정도가 125㎜보다 크지만 100%가 250㎜ 이하이다. 이러한 물질은 미립물과 점토가 거의 없고 입자 크기 분포가 상대적으로 좁기 때문(물질의 50%가 0.2mm ~ 6.3㎜ 내에 존재)에 더미 침출에 이상적이다. 이런 크기 분포는, 불투성이 큰 영역(점토 또는 암석)과 관련된 채널링(channelling) 문제를 일으키지 않으면서 양호한 유동 특성을 가능하게 한다.
<시험>
선광 공정에 의해 불합격 (저품위 광석) 선별물의 2개의 입도 분포가 생성되었고 아래와 같이 시험되었다.
시험에 있어서, 실험실 설비 조업으로부터 얻어진 75㎛ ~ 1㎜의 불합격 물질과 1~6㎜의 불합격 물질에 100㎏/t 또는 200㎏/t의 황산을 침투시키는 실린더 테스트의 방식으로 실시하였다. 두 불합격 물질 샘플들의 모든 분석 자료는 표 1과 같다.
중량을 알고 있는 샘플을 1000㎖ 용적의 실린더에 약 800m㎖의 눈금까지 채우고, 전술한 농도들 중 하나에 상응하는 황산 용액을 부가하였다. 혼합이 이루어지고 확산 제어 반응이 일어나지 않도록 하여 더미를 통과하는 유동을 시뮬레이션하기위하여, 각 실린더를 하루에 2회(주간 교대 조업의 초기 및 완료 시) 회전시켰다.
Figure 112006002709648-PCT00001
14일에 걸쳐 산 농도와 니켈, 코발트의 추출량의 변화를 모니터링한 후에, 시험 종료 시점에 고체/액체 질량 전체의 성분 분석을 행하였다.
전형적으로 산의 소모량은 약 100㎏/t이었고, 도 3과 도 4에서 볼 수 있듯이, 니켈 추출량은 50%를 초과하였으며, 코발트 추출량은 미세한 입도(75㎛ ~ 1㎜의 불합격 물질)에 대하여 55%이고 조대한 입도(1mm ~ 6mm의 불합격 물질)에 대하여 35%이었다.
14일 후에도 니켈과 코발트는 모두 추출량이 계속 증가하였다. 프레그넌트 용액(pregnant solution)의 니켈과 코발트의 양이 많음은 양호한 수준의 추출이 달성되었음을 의미한다. 니켈과 코발트 함량과 더불어 주요 불순물의 함량이 표 2에 나타나 있다.
Figure 112006002709648-PCT00002
약 5g/ℓ Ni 용액 농도는 HPAL 또는 대기압 침출 공정 결과에 비교할 만하고 이 용액은 용액 정화(solution purification)와 수산화물 침전 회로(hydroxide precipitation circuit)에 직접 적용될 수 있다.
더미 침출에 남아있는 금속이 0.25% Ni과 0.013% Co이므로 니켈과 코발트가 각각 75%, 70%회수 되는 것이므로 이는 본래의 선광 회수가 각각 57.5%와 45.8%임에 비추어 전체적으로 많은 개선이 이루어졌다.
<실시예 2>
실시예 1에서 사용된 저품위 라테라이트 광석의 크기 분율에 각각 다음의 샘플을 만들기 위해 원광석(original ore)을 부가하여 갈철광과 사프롤라이트 샘플을 제작하였다. 복합물 샘플의 성분 분석은 표 3과 같다.
Figure 112006002709648-PCT00003
각 샘플을 높이 4m, 직경 75㎜의 투명 아크릴 칼럼(column)에 충진하고 더미 침출을 복제하기 위해 황산 용액으로 처리하였다. 칼럼에 주입되는 용액은 56g/ℓ의 식염수에 50g/ℓ 황산을 넣은 것이다.
유량(flux rates)은 점진적으로 증가하여 최대로 120L/㎡h.이다. 유속은 각 샘플의 여과 특성에 맞도록 필요한 경우 감소된다.
칼럼내의 잔류물(residue)은 세척, 건조하여 금속학적 질량 분석을 하였다. 니켈과 코발트의 추출 결과가 표 4와 표 5에 정리되어 있다.
Figure 112006002709648-PCT00004
Figure 112006002709648-PCT00005
관개 전도도(irrigation conductivity)가 측정되었고 표 6에 그 결과가 정리되어 있다.
Figure 112006002709648-PCT00006
갈철광과 사프롤라이트 모두의 경우에 있어서, 니켈 추출은 거의 선형적으로 증가한다. 이 예는 선광 과정에서 미립물과 점토가 효과적으로 제거된 후에, 저품위 갈철광과 사프롤라이트 모두에 있어 더미 침출에 의해 니켈이 효과적으로 회수될 수 있음을 보여준다.
니켈과 코발트의 높은 회수는 전체 원광에서 각각 57%, 46%에서 각각 거의 90% 회수가 가능하다는 측면에서 매우 중요하다.
<실시예 3>
저품위 갈철광의 더미 침출로부터 나온 용액에 녹아 있는 철을 제거하고 산을 중화할 목적으로 저품위의 사프롤라이트 더미 침출의 사용 잠재성을 보여주기 위해 실시예 2에서의 저품위 갈철광의 칼럼 침출로 생산된 것을 복제하기 위한 합성 침출 용액(synthetic product leach solution)이 준비되었다. 용액의 분석은 표 7에 나타나 있다. 이 용액은 실시예 2에서 기술된 칼럼 침출 시험에서 저품위 사프롤라이트의 처리에 사용된다. 168일 침출 후의 결과가 표 8과 표 9에 나타나 있다.
Figure 112006002709648-PCT00007
Figure 112006002709648-PCT00008
Figure 112006002709648-PCT00009
표 9와 도 5의 음수는 재료가 칼럼내의 광석에 남아 있는 것을 의미한다. 이번 실험은 침출 용액이 저품위 사프롤라이트 칼럼을 통과함에 의해 저품위 갈철광 칼럼으로부터 나온 침출 용액의 산의 중화와 용액 내의 철분의 양을 줄임으로써 니켈의 회수가 증가되는 반면에 침출 용액 하류 처리 공정을 줄일 수 있음을 보여준다.
전술한 설명은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하기 위한 것이다. 당업자라면, 본 발명의 사상으로부터 벗어남 없이 많은 변형 실시예와 변경 실시예가 이루어질 수 있다는 점을 이해할 수 있다.
마지막으로, 본 명세서에 설명된 본 발명의 사상으로부터 벗어남 없이 다양한 개량 실시예 및/또는 변형 실시예가 가능하다는 점을 이해하여야 한다.

Claims (18)

  1. a) 광석을 선광하여, 선광된 고품위 광석 선별물과, 미립물과 점토 물질이 실질적으로 함유되지 않은 조립 규토질의 저품위 불합격물 선별물로 분리하는 단계와,
    b) 니켈 및 코발트 회수 처리를 위하여, 고품위 광석 선별물을 별도로 처리하는 단계와,
    c) 산 보충 용액으로 더미 침출 공정에 의하여 상기 저품위 불합격물 선별물을 처리하여, 니켈 및 코발트의 추가 회수 처리를 위한 더미 침출제를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 라테라이트 광석으로부터의 니켈 및 코발트 회수 공정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 저품위 불합격물 선별물을 선광 공정의 일부로서 추가 처리하여 미립물과 점토 물질을 실질적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 라테라이트 광석으로부터의 니켈 및 코발트 회수 공정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    고압 산 침출 또는 대기압 교반 침출 또는 이들의 조합에 의하여, 상기 고품위 광석 선별물로부터 니켈과 코발트를 회수하여, 추가 처리를 위한 침출 용액을 생성시키는 것을 특징으로 하는 라테라이트 광석으로부터의 니켈 및 코발트 회수 공정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 저품위 불합격물 선별물로부터의 더미 침출제를 상기 고품위 광석 선별물로부터의 더미 침출 용액과 혼합하여, 혼합 침출제를 생성하는 것을 특징으로 하는 라테라이트 광석으로부터의 니켈 및 코발트 회수 공정 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고품위 광석 선별물로부터의 침출 용액과는 무관하게, 니켈과 코발트 회수를 위하여 저품위 불합격물 더미 침출제를 추가로 처리하는 것을 특징으로 하는 라테라이트 광석으로부터의 니켈 및 코발트 회수 공정 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    황화물 또는 혼합 수산화물 침전, 용매 추출에 의한 처리, 이온 교환 또는 공지의 기타 야금 처리 공정에 의하여, 혼합 침출제 또는 저품위 불합격물 더미 침출제로부터 니켈과 코발트를 회수하는 것을 특징으로 하는 라테라이트 광석으로부터의 니켈 및 코발트 회수 공정 방법.
  7. a) 광석을 갈철광 선별물과 사프롤라이트 선별물로 분리하는 단계와,
    b) 갈철광 선별물과 사프롤라이트 선별물을 독립적으로 선광하여, 고품위 광석 선별물과, 미립물과 점토 물질이 실질적으로 함유되지 않은 조립 규산질의 저품위 불합격물 선별물로 선광하는 단계와,
    c) 고품위 광석 선별물들을 독립적으로 또는 함께 처리하는 단계와,
    d) 저품위 갈철광과 저품위 사프롤라이트 불합격물 선별물들 각각의 더미를 형성하는 단계와,
    e) 산 보충 용액으로 더미 침출 공정에 의하여 저품위 갈철광과 저품위 사프롤라이트 불합격물 더미들을 처리하여, 니켈 및 코발트의 추가 회수 처리를 위한 갈철광 더미 침출제와 사프롤라이트 더미 침출제를 각각 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 라테라이트 광석으로부터의 니켈 및 코발트 회수 공정 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    고압 산 침출, 대기압 교반 침출 또는 이들의 조합에 의하여, 고품위 광석 선별물들을 함께 또는 독립적으로 처리함으로써 고품위 광석 선별물로부터 니켈과 코발트를 회수하여, 추가 처리를 위한 침출 용액을 생성하는 것을 특징으로 하는 라테라이트 광석으로부터의 니켈 및 코발트 회수 공정 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    갈철광 및 사프롤라이트 더미 침출제들을 고품위 광석 선별물의 산 침출로부터의 침출 용액과 혼합하여, 니켈과 코발트의 추가 회수 처리를 위한 혼합 침출제 를 생성하는 것을 특징으로 하는 라테라이트 광석으로부터의 니켈 및 코발트 회수 공정 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    고품위 광석 선별물로부터의 침출 용액과는 별도로, 니켈과 코발트 회수를 위하여 갈철광 및 사프롤라이트 더미 침출제들을 독립적으로 또는 함께 추가 처리하는 것을 특징으로 하는 라테라이트 광석으로부터의 니켈 및 코발트 회수 공정 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    황화물 또는 혼합 수산화물로서의 침전, 용매 추출에 의한 처리, 이온 교환 또는 공지의 기타 야금 처리 공정에 의하여, 혼합 침출제 또는 갈철광 및 사프롤라이트 더미 침출제들로부터 니켈을 회수하는 것을 특징으로 하는 라테라이트 광석으로부터의 니켈 및 코발트 회수 공정 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    저품위 갈철광 불합격물 더미로부터의 갈철광 더미 침출제를 저품위 사프롤라이트 불합격물 더미의 전부 또는 일부에 통과시켜, 산 함량의 중화를 보조하고 생성된 더미 침출제 내의 용존 철의 일부를 침전시키는 것을 특징으로 하는 라테라이트 광석으로부터의 니켈 및 코발트 회수 공정 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    저품위 불합격물 선별물로부터 생성된 더미 침출제를 고품위 선별물의 산 침출로부터의 침출 용액과 혼합하여, 혼합 침출제를 생성하는 것을 특징으로 하는 라테라이트 광석으로부터의 니켈 및 코발트 회수 공정 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    고품위 광석 선별물로부터의 침출 용액과는 무관하게, 니켈 및 코발트 회수를 위하여 생성된 침출제를 추가 처리하는 것을 특징으로 하는 라테라이트 광석으로부터의 니켈 및 코발트 회수 공정 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    황화물 또는 혼합 수산화물의 침전, 용매 추출에 의한 처리, 이온 교환 또는 공지의 기타 야금 처리 공정에 의하여, 혼합 침출제 또는 생성된 더미 침출제로부터 니켈과 코발트를 회수하는 것을 특징으로 하는 라테라이트 광석으로부터의 니켈 및 코발트 회수 공정 방법.
  16. 선행 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    산 보충 용액은 산성수, 해수, 지하 염수의 용액 또는 고품위 광석 선별물의 산 침출로부터의 산성 폐용액인 것을 특징으로 하는 라테라이트 광석으로부터의 니 켈 및 코발트 회수 공정 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    선광된 불합격물 선별물은 0.3% 내지 0.7%의 니켈과 0.01% 내지 0.03%의 코발트를 함유하는 것을 특징으로 하는 라테라이트 광석으로부터의 니켈 및 코발트 회수 공정 방법.
  18. 실시예들 중 어느 하나를 참조하여 전술한 바와 같은 제1항에 따른 라테라이트 광석으로부터의 니켈 및 코발트 회수 공정 방법.
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