RU2149910C1 - СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НИКЕЛЯ ИЗ Ni-Fe-Mg-ЛАТЕРИТНОЙ РУДЫ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ МАГНИЯ - Google Patents
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НИКЕЛЯ ИЗ Ni-Fe-Mg-ЛАТЕРИТНОЙ РУДЫ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ МАГНИЯ Download PDFInfo
- Publication number
- RU2149910C1 RU2149910C1 RU98102860A RU98102860A RU2149910C1 RU 2149910 C1 RU2149910 C1 RU 2149910C1 RU 98102860 A RU98102860 A RU 98102860A RU 98102860 A RU98102860 A RU 98102860A RU 2149910 C1 RU2149910 C1 RU 2149910C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nickel
- solution
- leaching
- ore
- magnesium
- Prior art date
Links
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 title claims abstract description 75
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 73
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 69
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 65
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title abstract description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 312
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 153
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 130
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 121
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 76
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 58
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 46
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 20
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 claims abstract description 19
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 claims abstract description 18
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical class [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 14
- 229910001710 laterite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000011504 laterite Substances 0.000 claims abstract description 11
- -1 preferably Chemical compound 0.000 claims abstract description 6
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 44
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 30
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 30
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 28
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 27
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims description 24
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 17
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 17
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 10
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 6
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 5
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 4
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 claims description 3
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 claims description 3
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 claims description 3
- LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate Chemical compound [Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910000363 nickel(II) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 3
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 3
- KXZQYLBVMZGIKC-UHFFFAOYSA-N 1-pyridin-2-yl-n-(pyridin-2-ylmethyl)methanamine Chemical compound C=1C=CC=NC=1CNCC1=CC=CC=N1 KXZQYLBVMZGIKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 238000005325 percolation Methods 0.000 claims description 2
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims 6
- BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ni+2] BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 4
- 229910018505 Ni—Mg Inorganic materials 0.000 claims 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 150000007514 bases Chemical class 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 1
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 claims 1
- UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N iron nickel Chemical compound [Fe].[Ni] UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 235000011147 magnesium chloride Nutrition 0.000 abstract description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 102
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 description 27
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 17
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 10
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 7
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 7
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 5
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 5
- 239000012527 feed solution Substances 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000863 Ferronickel Inorganic materials 0.000 description 4
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 3
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N nickel(ii) nitrate Chemical compound [Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 235000014653 Carica parviflora Nutrition 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000243321 Cnidaria Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001507939 Cormus domestica Species 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000008398 formation water Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000011221 initial treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910000358 iron sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- CENHPXAQKISCGD-UHFFFAOYSA-N trioxathietane 4,4-dioxide Chemical compound O=S1(=O)OOO1 CENHPXAQKISCGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B26/00—Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
- C22B26/20—Obtaining alkaline earth metals or magnesium
- C22B26/22—Obtaining magnesium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B23/00—Obtaining nickel or cobalt
- C22B23/04—Obtaining nickel or cobalt by wet processes
- C22B23/0407—Leaching processes
- C22B23/0415—Leaching processes with acids or salt solutions except ammonium salts solutions
- C22B23/0423—Halogenated acids or salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
- C22B3/42—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by ion-exchange extraction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Способ может быть использован для извлечения никеля из латеритных руд с высоким содержанием магния, содержащих также и железо. Руды, называемые сапролитными, подвергают выщелачиванию (2) минеральными кислотами из группы, включающей HCI, H2SO4 и HNO3, причем предпочтение отдается НСI. После выщелачивания (например, НСI) полученный маточный раствор отделяется от нерастворимого твердого вещества и никель предпочтительно извлекается из раствора за счет контакта раствора с ионообменной смолой, избирательно адсорбирующей никель. Оставшийся рафинированный раствор, содержащий хлориды железа и магния, может быть подвергнут пирогидролизу с целью получения соответствующих их оксидов и свободной НСI, которая повторно может быть использована в системе выщелачивания. Никель извлекается из ионообменной смолы с помощью десорбирующего раствора кислоты, после чего растворенный никель извлекается из этого никельсодержащего десорбирующего раствора, повышается степень чистоты извлеченного никеля. 4 с. и 14 з.п. ф-лы, 10 ил, 16 табл.
Description
Настоящее изобретение относится к гидрометаллургическому извлечению никеля из оксидных руд, в частности латеритных руд с высоким содержанием магния, таких как сапролиты.
Описание известных технических решений
Известно, что никельсодержащие руды, например руды, называемые латеритами, содержащие лимонит и сапролит, являются наиболее крупными в мире потенциальными источниками никеля и кобальта.
Известно, что никельсодержащие руды, например руды, называемые латеритами, содержащие лимонит и сапролит, являются наиболее крупными в мире потенциальными источниками никеля и кобальта.
Неспособность к обогащению этих руд обычными методами приводит к неэкономичности таких руд, поскольку они не могут быть подвергнуты концентрированию магнитной сепарацией или пенной флотацией, если их сравнивать с ферроникелевыми сульфидными рудами, которые легко могут быть концентрированы до достаточно высокого уровня содержания никеля с помощью хорошо известных методов, таких как пенная флотация и штейновая плавка.
Одним из процессов извлечения никеля и кобальта является хорошо известный процесс Моа Бей, включающий в себя кислотное выщелачивание при повышенных температурах и давлениях, при котором оксид железа и оксисульфат алюминия в значительной степени нерастворимы.
В процессе Моа Бей латеритная руда при крупности помола минус 20 меш (95% вещества проходит через сито 325 меш Американского стандарта) превращается в пульпу с содержанием твердого вещества приблизительно 45% и никель и кобальт селективно выщелачиваются достаточным количеством серной кислоты при повышенных температурах и давлении (например, при 230 - 250oC и избыточном давлении от 405 до 580 фунт/дюйм2 (от 28,5 до 40,8 кг/см2), с тем чтобы растворить около 95% как никеля, так и кобальта за 60 - 90 мин. После сброса давления выщелоченная пульпа промывается противоточным декантированием и промытая пульпа уходит в отвалы. Затем выщелачивающий раствор, имеющий довольно низкое значение pH (например, между 0 и 0,5), нейтрализуется коралловым шламом до pH порядка 2,4 в серии из четырех баков при общем времени пребывания приблизительно 20 мин и обработанный таким образом жидкий продукт (содержащий приблизительно 5,65 г/л никеля, 0,8 г/л железа и 2,3 г/л алюминия) после разделения твердой и жидкой фракций подвергается сульфидному осаждению. В автоклаве при температуре приблизительно 120oC (250oF) и давлении около 150 фунт/дюйм2 (10,55 кг/см2) выщелачивающая жидкость нагревается и проводится сульфидное осаждение с помощью H2S в качестве осаждающего реагента.
В исходной схеме обработки смешанных сульфидов сульфидный осадок промывали и отстаивали до содержания твердой фазы приблизительно 65%. Затем его окисляли в автоклаве при температуре приблизительно 177oC (350oF) и давлении около 700 фунт/дюйм2 (50 кг/см2).
Затем этот раствор, содержащий никель и кобальт, нейтрализовали аммиаком до получения pH 5,35, достаточного для почти полного осаждения остаточного железа, алюминия и хрома, используя воздух в качестве окисляющего агента.
После этого осадок отделяли от раствора, а раствор никеля и кобальта корректировали до pH, равного приблизительно 1,5. Для селективного осаждения всех присутствующих примесей меди, свинца и цинка вводили H2S. Осадок отделяли от раствора фильтрованием и извлекали никель различными способами, один из которых состоит в обработке никельсодержащего раствора водородом при повышенных температуре и давлении с получением порошка никеля.
Вышеупомянутый процесс подобен процессу, описанному в разделе "Известные технические решения", представленном в патенте США N 4097575, описание которого включено в настоящее описание в качестве ссылки.
Некоторые латеритные руды, в частности сапролитные руды, обычно имеют высокое содержание магния и относительно низкое содержание железа в сравнении с лимонитом, с которым приходится бороться для эффективного извлечения никеля из маточного выщелоченного раствора и отделения никеля от железа, магния и других примесей.
Промышленная практика состоит в плавке высококачественных сапролитовых руд, содержащих обычно более 2% никеля, для получения либо ферроникелевого, либо никелевого штейна.
Что касается лимонита, то в этом случае никель извлекается из руды выщелачиванием под высоким давлением с использованием серной кислоты в качестве выщелачивающего агента и/или восстановительным обжигом с последующим аммиачным выщелачиванием.
Кислотное выщелачивание сапролитной руды не получило промышленного распространения по той причине, что не разработан процесс извлечения никеля из выщелачивающего раствора, который был бы прост и экономичен.
Типичный латерит с высоким содержанием магния и железа обычно содержит по весу не менее 5% магния и даже, например, 10 и более процентов.
Процесс Моа Бей не подходит для обработки таких руд из-за избыточного расхода серной кислоты вследствие высокого содержания в руде магния в форме MgO.
Мы обнаружили способ выщелачивания латеритов сапролитного типа при нормальном атмосферном давлении и нормальной температуре (например, комнатной температуре в случае выщелачивания в кучах/колоннах и, приблизительно, от 60 до 80oC в случае выщелачивания с перемешиванием), в котором побочные продукты - оксиды магния и железа - могут с пользой применяться для повторного их использования в выщелачивающей системе в качестве средств регулирования pH маточного никелевого раствора перед экстракцией никеля из этого раствора.
Цели настоящего изобретения
Таким образом, цель настоящего изобретения состоит в извлечении никеля из Ni-Fe-Mg-содержащих латеритных руд, имеющих относительно высокое содержание магния и железа.
Таким образом, цель настоящего изобретения состоит в извлечении никеля из Ni-Fe-Mg-содержащих латеритных руд, имеющих относительно высокое содержание магния и железа.
Другая цель настоящего изобретения состоит в создании способа, которым оксиды магния и железа можно удалять из выщелачивающей жидкости до извлечения никеля из маточного раствора.
Эти и другие цели будут более понятны при рассмотрении нижеследующего описания и прилагаемых к нему чертежей.
Описание чертежей
Фиг. 1 представляет схему процесса в случае выщелачивания в кучах или в чанах латеритных руд с высоким содержанием магния (например, сапролита) с использованием в качестве выщелачивающего раствора соляной кислоты.
Фиг. 1 представляет схему процесса в случае выщелачивания в кучах или в чанах латеритных руд с высоким содержанием магния (например, сапролита) с использованием в качестве выщелачивающего раствора соляной кислоты.
Фиг. 2 представляет вариант схемы, изображенной на фиг. 1, где для извлечения никеля из руды применен метод выщелачивания с перемешиванием, а остальная часть процесса, следующая за выщелачиванием, аналогична схеме с фиг. 1.
Фиг. 3 иллюстрирует вариант реализации процесса, в котором применен двухстадийный метод выщелачивания с использованием противоточного процесса, где вся руда выщелачивается на второй стадии, а твердые вещества, остающиеся после выщелачивания на второй стадии, повторно возвращаются на первую стадию.
Фиг. 4 относится к использованию серной кислоты для выщелачивания в кучах или чанах латеритной руды с высоким содержанием магния.
Фиг. 5 изображает набор кривых, сравнивающих выщелачивание с перемешиванием сапролита и лимонита.
Фиг. 6 иллюстрирует соотношение между кислотностью и количеством добавленной руды и временем в ходе нейтрализации при выщелачивании с перемешиванием.
Фиг. 7 показывает кривые, изображающие экстракцию никеля при выщелачивании в чанах при различных условиях проведения процесса.
Фиг. 8 представляет кривые, изображающие экстракцию никеля в H2SO4 при выщелачивании в чанах при различных условиях.
Фиг. 9 представляет собой блок-схему процесса выщелачивания в кучах сапролита с использованием соляной кислоты; и
Фиг. 10 представляет графическую иллюстрацию различных видов выщелачивания.
Фиг. 10 представляет графическую иллюстрацию различных видов выщелачивания.
Общее описание изобретения
В соответствии с настоящим изобретением латеритные руды с высоким содержанием магния (например, сапролит), такие как Ni-Fe-Mg-содержащие руды, содержащие по весу по меньшей мере около 5% магния, по меньшей мере около 10% железа и по меньшей мере 0,5% никеля подвергают растворению за счет контактирования руды с минеральной кислотой, выбранной из группы таких кислот, как HCl, H2SO4 и HNO3, при концентрации кислоты, достаточной для растворения никеля, например, не менее 0,25 молярной.
В соответствии с настоящим изобретением латеритные руды с высоким содержанием магния (например, сапролит), такие как Ni-Fe-Mg-содержащие руды, содержащие по весу по меньшей мере около 5% магния, по меньшей мере около 10% железа и по меньшей мере 0,5% никеля подвергают растворению за счет контактирования руды с минеральной кислотой, выбранной из группы таких кислот, как HCl, H2SO4 и HNO3, при концентрации кислоты, достаточной для растворения никеля, например, не менее 0,25 молярной.
Выщелачивание проводится при температуре по меньшей мере от приблизительно комнатной температуры и находящейся в пределах до приблизительно 95oC в течение времени, достаточного для растворения существенного количества никеля и некоторой части железа и магния и получения маточного раствора этих веществ.
Вслед за выщелачиванием и удалением твердого остатка при необходимости проводят корректировку pH раствора до диапазона от приблизительно 1 до 3.
Затем раствор приводят в соприкосновение с ионообменной смолой, селективно абсорбирующей никель и рафинирующей остаточный раствор, содержащий магний и железо. Часть рафинированных веществ может повторно использоваться на стадии выщелачивания, а неиспользуемая часть подвергаться пирогидролизу с получением MgO и Fe2O3.
После этого абсорбированный никель экстрагируется из ионообменной смолы за счет контактирования смолы с минеральной кислотой с образованием раствора никеля в виде экстракта никеля, из которого затем извлекается никель. Что касается элюата, то он может быть повторно использован после корректировки кислотности с целью увеличения концентрации никеля для пирогидролиза.
Подробное описание изобретения
По существу, процесс согласно настоящему изобретению состоит из выщелачивания в кучах, в чанах или выщелачивания с перемешиванием руды с минеральными кислотами, например HCl, H2SO4 и HNO3.
По существу, процесс согласно настоящему изобретению состоит из выщелачивания в кучах, в чанах или выщелачивания с перемешиванием руды с минеральными кислотами, например HCl, H2SO4 и HNO3.
Вслед за растворением никеля pH выщелачивающего раствора доводят до, приблизительно, от 1 до 3 с использованием оксидов магния и железа, образовавшихся в данном процессе, или свежей руды.
После отделения от выщелачивающего раствора твердой фазы раствор подвергается обработке ионообменной смолой, в частности смолой производства фирмы Dow Chemical, называемой XFS-4195, на которой происходит селективная абсорбция никеля и остается обедненный никелем раствор (рафинат) или промывная вода, возвращаемая в систему выщелачивания для ее повторного использования.
Когда в качестве выщелачивающих агентов используют соляную или азотную кислоту, происходит образование хлорида никеля или нитрата никеля с последующим его концентрированием ионным обменом. Раствор хлорида никеля или нитрата никеля подвергают пирогидролизу для получения оксида никеля и вторичной кислоты, например соляной (HCl) или азотной (HNO3).
Пирогидролиз позволяет выделить окись магния или окись железа, которые можно повторно использовать для корректирования pH выщелачивающего раствора до уровня порядка 1 - 3 при приготовлении маточного раствора для экстракции никеля ионным обменом.
Пирогидролиз позволяет также восстановить MgO исключительно как побочный продукт или продукт, используемый для нейтрализации при повышении pH рафината до 6 или 7 с целью высаждения и отделения железа и других примесей. Полученный после фильтрования раствор MgCl2 является маточным раствором для пирогидролиза.
Оксид никеля, образующийся в результате пирогидролиза, может быть использован для производства металлического никеля, либо оксид никеля в комбинации с оксидом железа можно использовать для производства ферроникеля.
Схема проведения процесса согласно настоящему изобретению среди прочих возможных схем может включать какую-либо из схем, представленных на фиг. 1, 2, 3, 4 или 9.
Латеритные руды обрабатывают в зависимости от количества представленных в них оксидов магния и железа. Эти руды подразделяются на категории в зависимости от относительного содержания в них магния и железа, например высокомагниевые и низкожелезистые руды (сапролит), или низкомагниевые и высокожелезистые руды, такие как лимонит.
Все же содержание железа в некоторых сапролитах может быть относительно высоким (отметьте себе сапролит N 3 в таблице 1, который содержит 17,5 весовых процентов железа), хотя и не столь высоким, как в лимонитных рудах. В таблице 1 три сапролитные руды сравниваются с лимонитом.
Различия в выщелачиваемости, исследованные в испытаниях с перемешиванием, наблюдаемые между сапролитными рудами и лимонитной рудой, четко видны при рассмотрении кривых, представленных на фиг. 5, где показано, что выщелачиваемость этих двух руд совершенно различна при тех же условиях перемешивания в среде выщелачивающей соляной кислоты.
Как ясно видно из таблицы 1, сапролитные руды имеют относительно высокое содержание магния - порядка 7,06%, 8,73% и 13,7% по весу. Лимонит имеет значительно более низкое содержание магния - приблизительно 2,84% по весу.
Что касается сапролита 1 или сапролита 2, то при их обработке применяли следующие условия выщелачивания соляной кислотой.
Выщелачивание соляной кислотой
Образец руды - Сапролит 1 или сапролит 2
Размер частиц - 80 вес.% проходит сквозь сито 200 меш
Концентрация HCl - 18% при 6М
Концентрация твердого вещества - 36 вес.% при 600 г/л
Температура выщелачивания - Комнатная температура (23oC) и 60 - 80oC
Время выщелачивания - 5 ч
В результате выщелачивания с перемешиванием при комнатной температуре была достигнута экстракция 67%, а в более высоком температурном диапазоне (от 60oC до 70oC) - 89%. Было установлено, что скорость выщелачивания никеля достаточно велика во время первых 30 минут, а затем относительно постоянна во все оставшееся время выщелачивания. Примеси, такие как магний, железо и марганец среди прочих проявляют такую же кинетику, приводя, таким образом, к довольно высокому расходу кислоты на начальной стадии выщелачивания, что свидетельствует о том, что выщелачивание никеля сопровождалось разложением сапролита.
Образец руды - Сапролит 1 или сапролит 2
Размер частиц - 80 вес.% проходит сквозь сито 200 меш
Концентрация HCl - 18% при 6М
Концентрация твердого вещества - 36 вес.% при 600 г/л
Температура выщелачивания - Комнатная температура (23oC) и 60 - 80oC
Время выщелачивания - 5 ч
В результате выщелачивания с перемешиванием при комнатной температуре была достигнута экстракция 67%, а в более высоком температурном диапазоне (от 60oC до 70oC) - 89%. Было установлено, что скорость выщелачивания никеля достаточно велика во время первых 30 минут, а затем относительно постоянна во все оставшееся время выщелачивания. Примеси, такие как магний, железо и марганец среди прочих проявляют такую же кинетику, приводя, таким образом, к довольно высокому расходу кислоты на начальной стадии выщелачивания, что свидетельствует о том, что выщелачивание никеля сопровождалось разложением сапролита.
В вышеупомянутом исследовании выщелачивания концентрация свободной HCl, оставшейся в выщелачивающем растворе, составляла 2М. Поскольку высокая кислотность может вызывать определенные трудности при работе на ионообменной стадии процесса извлечения никеля, к горячему (например, 70oC) выщелачивающему раствору добавляют взвесь оксида магния, получаемого при пирогидролизе, для нейтрализации остаточной свободной кислоты в растворе до уровня pH приблизительно 1.
Преимущество процесса согласно настоящему изобретению состоит в том, что нейтрализующий агент, например MgO, является вторичным побочным продуктом самого процесса. Таким образом, переработка руды с высоким содержанием магния позволяет использовать систему вторичного использования продуктов, в которой оксиды, состоящие из оксида магния и оксида железа, отделяются от выщелачивающего раствора в виде твердого осадка после растворения никеля и кобальта из руды, а затем используются в качестве нейтрализующих веществ для снижения активности конечного раствора никеля до pH в диапазоне от 1 до 3.
Иллюстрация кинетики нейтрализации приведена в таблице 2.
Другой способ нейтрализации выщелачивающего раствора состоит в использовании свежей сапролитной руды, содержащей оксиды как магния, так и железа.
Свежая сапролитная руда добавляется к раствору при температуре раствора около 70oC. Как и в случае добавления вторичной окиси магния в чистом виде, в этом случае также наблюдали уменьшение кислотности и почти полное выпадение в осадок гидроокиси железа при достижении уровня кислотности 4 - 7 г/л. Свежедобавленная руда частично выщелачивается. Кинетика реакции замедляется при уменьшении кислотности. Для нейтрализации 600 мл выщелачивающего раствора, содержащего 81 г/л соляной кислоты, требуется 849 г свежей сапролитной руды. Полученные результаты представлены в таблице 3.
Общая экстракция на стадиях выщелачивания и нейтрализации была вблизи значения 60,7%, хотя извлечение на этой стадии было около 29,8%. Как можно отметить, конечный образец содержал 16,8 г/л никеля.
Для устранения необходимости в отдельной стадии разделения твердой и жидкой фаз стадии выщелачивания и нейтрализации проводили непрерывно без осуществления разделения фаз между стадиями выщелачивания и нейтрализации. Во время нейтрализации шлам из свежей руды с содержанием 600 г/л вводили в раствор с постоянной скоростью 10 мл/мин. Полученные результаты представлены в таблице 4.
Как можно отметить, концентрация никеля после нейтрализации уменьшается, переходя от 10,2 г/л после выщелачивания к 5,48 г/л после нейтрализации. Это происходит из-за увеличения количества воды, которая поступает в раствор вместе со шламом. Фактически же количество никеля, извлеченного после нейтрализации, увеличивается. Сопоставление кислотности и количества добавленной руды со временем представлено на фиг. 6. Экстракция никеля в этом процессе составила 22,8%.
Противоточный процесс выщелачивания представляется особенно привлекательным, когда стадия нейтрализации проводится с использованием свежей порции сапролитной руды. В этом процессе осадок, образовавшийся на стадии нейтрализации, выщелачивается в тех же условиях, что и исходный выщелачивающий раствор, а полученный выщелочной раствор затем нейтрализуется свежей порцией сапролитной руды. Этот противоточный процесс проиллюстрирован на фиг. 3.
Нижеследующий пример приведен в качестве иллюстрации противоточного процесса и он сопровождается соответствующей фиг. 2.
Пример 1
В условиях противоточного процесса 300 г свежей руды выщелачивали с помощью 0,5 л 6 М раствора соляной кислоты при 80oC и фильтровали полученную взвесь для получения выщелачивающего раствора, необходимого для проведения стадии нейтрализации. К этому раствору при температуре 80oC добавляли свежую руду и снижали этим кислотность раствора до, приблизительно, 10 г/л. Затем полученную взвесь фильтровали, а полученный раствор обрабатывали ионным обменом. Отфильтрованный осадок сушили и добавляли его к 6 М раствору соляной кислоты при 80oC. Эту взвесь фильтровали и осадок отправляли в отходы. Полученный на этой стадии раствор затем может быть нагрет и к нему можно добавить свежую руду После фильтрования жидкость может пройти через ионообменную смолу и цикл можно повторить таким же образом.
В условиях противоточного процесса 300 г свежей руды выщелачивали с помощью 0,5 л 6 М раствора соляной кислоты при 80oC и фильтровали полученную взвесь для получения выщелачивающего раствора, необходимого для проведения стадии нейтрализации. К этому раствору при температуре 80oC добавляли свежую руду и снижали этим кислотность раствора до, приблизительно, 10 г/л. Затем полученную взвесь фильтровали, а полученный раствор обрабатывали ионным обменом. Отфильтрованный осадок сушили и добавляли его к 6 М раствору соляной кислоты при 80oC. Эту взвесь фильтровали и осадок отправляли в отходы. Полученный на этой стадии раствор затем может быть нагрет и к нему можно добавить свежую руду После фильтрования жидкость может пройти через ионообменную смолу и цикл можно повторить таким же образом.
Выщелачивание в колоннах или кучах
В этом процессе были использованы пять колонн высотой приблизительно 60 дюймов и диаметром 4 дюйма (10,16 см). Сапролитную руду 3 (см. таблицу 1) с размерами частиц менее 3/4 дюйма (1,9 см) агломерировали с кислотой до ее загрузки в колонны. Скорость орошающего потока составляла 1,35 мл/мин, что соответствует потоку 10 литров на квадратный метр в час.
В этом процессе были использованы пять колонн высотой приблизительно 60 дюймов и диаметром 4 дюйма (10,16 см). Сапролитную руду 3 (см. таблицу 1) с размерами частиц менее 3/4 дюйма (1,9 см) агломерировали с кислотой до ее загрузки в колонны. Скорость орошающего потока составляла 1,35 мл/мин, что соответствует потоку 10 литров на квадратный метр в час.
Как отмечено в испытании на выщелачивание с перемешиванием, "глинообразная" сапролитная руда во время фильтрации обладает плохой проницаемостью. Таким образом, таблетирование руды представляется важным приемом, обеспечивающим равномерное распределение реагента по всему объему кучи или колонны и достаточную целостность формы гранул, сопротивляющихся гравиметрическому потоку, а также гарантирует сохранение желаемой проницаемости при орошении и просачивании раствора реагента через кучу или колонну.
Во время эксперимента по выщелачиванию руды поддерживалась постоянная скорость потока раствора реагента, равная 10 литров на квадратный метр в час, а параметры таблетирования были следующими:
Влажность (сухого остатка) - 20 - 60%
Кислотность жидкости - 0 - 12 молярная HCl
Размер частиц таблеток - 1 дюйм + 8 меш
Насыпная плотность колонны - 0,9 - 1,2 кг/л
Пористость столба руды - 25 - 40%
Практические условия проведения процесса представлены в таблице 5.
Влажность (сухого остатка) - 20 - 60%
Кислотность жидкости - 0 - 12 молярная HCl
Размер частиц таблеток - 1 дюйм + 8 меш
Насыпная плотность колонны - 0,9 - 1,2 кг/л
Пористость столба руды - 25 - 40%
Практические условия проведения процесса представлены в таблице 5.
Фиг. 7 изображает кинетику экстракции никеля при различных условиях. Проведенные испытания показали, что в начальный период выщелачивания кинетика выщелачивания пропорциональна объему агломерационной кислоты, а позже становится пропорциональной кислотности выщелачивающего раствора. Значительного влияния размера частиц на кинетику выщелачивания в колоннах или кучах не отмечалось, по крайней мере в диапазоне размеров частиц менее 3/4 дюйма (1,9 см), использованных в этих испытаниях.
Данные, приведенные в таблице 6, сопоставляют остаточную кислотность выщелачивающего раствора с экстракцией никеля, магния и железа как в процессе с перемешиванием, так и в процессе выщелачивания в колоннах. Высокая кислотность, примененная в процессе с перемешиванием, выражается в высокой степени экстракции железа и высокой остаточной кислотности выщелачивающего раствора. Как уже отмечалось выше в отношении нейтрализации выщелачивающего раствора с помощью оксида магния или смеси оксидов магния и железа, либо с помощью свежей руды, более низкая кислотность, достигаемая после нейтрализации, вызывает осаждение железа внутри колонны, что благоприятно выражается в более низкой экстракции железа, за исключением того, что более высокая экстракция никеля сопровождается также экстракцией магния.
Последовательное выщелачивание в колоннах
Чтобы полностью использовать высокую остаточную кислотность выщелачивающего раствора, имеющую место при колонном способе выщелачивания, повысить чистоту никеля и скорректировать pH раствора до величин порядка 1 - 1,5, необходимых для последующего ионного обмена, раствор, выходящий из колонн 2 и 3, доводили до определенной входной кислотности и подавали в колонны 4 и 5, соответственно. Было установлено, что скорости экстракции не испытывают значительного влияния от присутствия различных ионов в подаваемом растворе.
Чтобы полностью использовать высокую остаточную кислотность выщелачивающего раствора, имеющую место при колонном способе выщелачивания, повысить чистоту никеля и скорректировать pH раствора до величин порядка 1 - 1,5, необходимых для последующего ионного обмена, раствор, выходящий из колонн 2 и 3, доводили до определенной входной кислотности и подавали в колонны 4 и 5, соответственно. Было установлено, что скорости экстракции не испытывают значительного влияния от присутствия различных ионов в подаваемом растворе.
Две колонны - N 1 и N 2 - были установлены для нейтрализации выщелачивающего раствора, кислотность которого слишком высока для эффективного ионообменного извлечения никеля. Агломерация для колонны N 1 проводилась с использованием 1,4 М раствора соляной кислоты, а для колонны N 2 - с водой. Когда выщелачивающий раствор из колонн 4 и 5 подавали в N 1 и N 2, было обнаружено, что в этих условиях никель и магний медленно выщелачиваются, а железо в сколько-нибудь значительных количествах не извлекается. Кислотность конечного выщелачивающего раствора оставалась в пределах 5 - 8 г/л остаточной кислоты даже когда содержание свободной кислоты в подаваемом растворе менялось от 9 г/л до 20 г/л.
Выщелачивание в колоннах серной кислотой
Были использованы три колонны меньшего размера, имеющие 4 фута (121,92 см) высоты и диаметр 4 дюйма (10,16 см).
Были использованы три колонны меньшего размера, имеющие 4 фута (121,92 см) высоты и диаметр 4 дюйма (10,16 см).
Образец сапролита 1, представленный в таблице 1, агломерировали до размеров частиц -3/4 дюйма + 10 меш, а затем набивали в каждую из колонн. Проводили быстрое выщелачивание, в котором скорость потока увеличивали с 10 до 100 литров на квадратный метр в час.
Условия проведения таблетирования руды (или агломерирования) и ее выщелачивания в сравнении с величиной экстракции никеля, железа и магния сведены в табл. 7 и 8.
Проводили испытания с использованием колонны большего размера, имеющей диаметр 6 дюймов (15,24 см) и высоту 15 футов (457,2 см). В колонну загружали 103 кг сапролита с размерами частиц менее 1 дюйма (2,54 см). Руду агломерировали с использованием 25,6 литра серной кислоты с концентрацией 180 г/л. Концентрация кислоты в выщелачивающем растворе составляла 30 г/л, а скорость потока раствора поддерживали равной 5 литров на квадратный метр в час.
На 66-й день экстракция никеля, железа и магния составила 21,71%, 2,26% и 18,05%, соответственно. На фиг. 8 показана кинетика экстракции никеля при различных условиях для трех маленьких колонн и большой колонны.
Извлечение никеля ионным обменом (IX)
Хелатообразующая ионообменная смола марки Dow XFS-4195 была использована для селективного извлечения никеля из элюатов солянокислотного и сернокислотного выщелачивания в колоннах. Активной функциональной группой был бис-пиколиамин. Поскольку смола является аминной, эта смола протонируется в растворе кислоты. В таблице 9 перечислены коэффициенты абсорбции для различных элементов. Теоретическая емкость по никелю составляет приблизительно 30 граммов никеля на литр плотноупакованной смолы.
Хелатообразующая ионообменная смола марки Dow XFS-4195 была использована для селективного извлечения никеля из элюатов солянокислотного и сернокислотного выщелачивания в колоннах. Активной функциональной группой был бис-пиколиамин. Поскольку смола является аминной, эта смола протонируется в растворе кислоты. В таблице 9 перечислены коэффициенты абсорбции для различных элементов. Теоретическая емкость по никелю составляет приблизительно 30 граммов никеля на литр плотноупакованной смолы.
Извлечение никеля из солянокислотного колонного выщелачивающего раствора
Для обработки четырех типов выщелачивающего раствора, отбираемого с выхода выщелачивающих колонн с N 2 по N 5, соответственно, (солянокислотное выщелачивание), была использована одна колонка IX объемом 100 мл. Состав приведен в таблице 10.
Для обработки четырех типов выщелачивающего раствора, отбираемого с выхода выщелачивающих колонн с N 2 по N 5, соответственно, (солянокислотное выщелачивание), была использована одна колонка IX объемом 100 мл. Состав приведен в таблице 10.
Рабочие условия были следующими:
Объем слоя (BV) - 0,1 л
Скорость потока - 0,05 BV/мин
Загрузка - 6 BV
Промыв N 1 - 1 BV
Десорбирующий раствор - 1 BV
Промыв N 2 - 1 BV
Десорбирующий раствор состоял из 3М раствора HCl или, приблизительно, 109 г/л HCl.
Объем слоя (BV) - 0,1 л
Скорость потока - 0,05 BV/мин
Загрузка - 6 BV
Промыв N 1 - 1 BV
Десорбирующий раствор - 1 BV
Промыв N 2 - 1 BV
Десорбирующий раствор состоял из 3М раствора HCl или, приблизительно, 109 г/л HCl.
Было установлено, что IX-разделение магния и никеля было полным, а IX-разделение железа и никеля зависело от pH подаваемого раствора. Для разделения никеля и железа желательными являлись более высокие значения pH. В таблице 11 приведено сравнение состава подаваемого раствора с десорбирующим раствором при различных значениях pH подаваемого раствора.
Извлечение никеля из сернокислого колонного выщелачивающего раствора
Для определения извлечения никеля из сернокислого выщелачивающего раствора при комнатной температуре были использованы две IX-колонки объемом 0,2 и 3 л. Полученные результаты представлены в таблицах 12 и 13.
Для определения извлечения никеля из сернокислого выщелачивающего раствора при комнатной температуре были использованы две IX-колонки объемом 0,2 и 3 л. Полученные результаты представлены в таблицах 12 и 13.
Составы подаваемых и десорбирующих растворов, полученных в каждой из использованных процедур, представлены в таблице 14, из которой видно, что чем меньше скорость потока, тем выше степень отделения никеля от железа.
Поскольку для пирогидролиза желательна высокая концентрация хлоридов, рафинат IX может быть повторно возвращен в колонны в качестве выщелачивающего раствора после корректировки его кислотности, а десорбирующий раствор IX также может быть повторно использован в качестве десорбирующего раствора для повышения концентрации никеля до проведения пирогидролиза никеля.
Как совершенно очевидно, при осуществлении предложенной заявителем настоящего изобретения новой концепции могут быть использованы различные схемы проведения процесса.
В этой связи обратимся к схеме, представленной на фиг. 1, предназначенной для выщелачивания в кучах или в чанах, где руда (1) складывается в кучу, схематически показанную в позиции (2), в которую подается HCl с концентрацией около 3 молярной, наливаемая сверху и проходящая всю кучу до самого низа, просачиваясь в промежутки между кусками руды, причем размеры кусков руды не превышают, приблизительно, 3/4 дюйма (1,9 см).
Выщелачивающий раствор (3), содержащий хлориды никеля, железа и магния, при необходимости нейтрализуют до pH в диапазоне, приблизительно, от 1 до 2. Затем выщелачивающий раствор проходит через ионообменный слой, состоящий из смолы Dow XFS-4195.
Никель селективно абсорбируется на смоле (4), и получается рафинат, содержащий Mg и Fe, часть которого (5) возвращается на стадию выщелачивания, посредством чего увеличивается концентрация магния и железа в рафинате.
Часть рафината (6), имеющего высокое содержание магния и железа, подвергается пирогидролизу (7) для получения MgO и Fe2O3 (8), а также HCl (9), которая возвращается к слою ионообменной смолы (4) для экстракции никеля в виде хлорида никеля (10) и на стадию выщелачивания (2) по линии (9). Полученный десорбирующий раствор повторно возвращается в цикл после корректировки его кислотности с помощью соляной кислоты, что повышает содержание никеля.
Хлорид никеля (10), экстрагируемый из ионообменной смолы, может быть подвергнут пирогидролизу (11) с получением оксида никеля, или, в зависимости от концентрации никеля в растворе, раствор хлорида никеля может быть направлен на электролиз для получения электролитического никеля.
Схема процесса, изображенная на фиг. 2, аналогична схеме с фиг. 1 с тем исключением, что для обработки руды здесь используется выщелачивание с перемешиванием.
После выщелачивания с перемешиванием (12) руды (1), проводимого при концентрации соляной кислоты порядка 6 молярной и температуре около 80oC, получается раствор (13), содержащий никель, железо и магний. После отделения от рудной породы этот раствор проходит через стадию нейтрализации (14). Раствор нейтрализуется до pH, приблизительно, 1 - 2 с использованием восстановленной окиси магния или смеси окиси магния со свежей рудой, которая будет рассмотрена ниже.
Никельсодержащий раствор пропускается через слой ионообменной смолы (4), состоящий из смолы, селективно абсорбирующей никель, например Dow XFS-4195, относящейся к типу бис(2-пиколил)аминов или N-(2-гидроксиэтил-2-гидроксипропил)аминов.
Другим типом смолы для селективной абсорбции никеля, которая может быть использована в этом процессе, является макропористый полистирольный сополимер с привитой слабоосновной хелатной пиколиаминной производной функциональной группой, а конкретно, N-(2-гидроксипропил)-2-пиколиамином.
Никель экстрагируется из ионообменной смолы в виде NiCl2 (10) с помощью HCl, которая обычно представляет собой вторично используемую соляную кислоту. Хлорид никеля может быть подвергнут пирогидролизу (10A) с образованием NiO (10B), который может быть восстановлен до металлического никеля, например восстановлением водородом (10C) с образованием порошка никеля (10D).
С другой стороны, в зависимости от концентрации никеля в растворе, никель может быть извлечен электролизом.
После абсорбции никеля ионообменной смолой (4) оставшийся раствор, содержащий железо и магний в высоких концентрациях, подвергается пирогидролизу (7), сопровождающемуся образованием вторичной соляной кислоты (9) и (MgO + Fe2O3) (8), которые направляются для вторичного использования на стадию нейтрализации (14). Вторичная соляная кислота направляется либо на стадию обработки слоя ионообменной смолы (4), либо на стадию выщелачивания с перемешиванием (12), либо на обе эти стадии, что позволяет сохранять и вторично использовать всю соляную кислоту в системе, за исключением добавки корректирующего pH количества кислоты, если это необходимо.
Другой вариант схемы воплощения технического решения настоящего изобретения представлен на фиг. 3.
В этом случае применяется двухстадийное выщелачивание, в котором твердая фаза (15), остающаяся после выщелачивания руды на второй стадии выщелачивания, вторично направляется на первую стадию выщелачивания.
Руда (16) (сапролит с высоким содержанием магния) подается на вторую стадию выщелачивания (17), где она выщелачивается с использованием жидкости, поступающей с первой стадии выщелачивания (18), с целью уменьшения остаточной кислотности. Выщелачивание на первой стадии проводится на твердом остатке (15), поступающем со второй стадии выщелачивания (17). К твердой фазе (15) добавляется 18%-ный раствор соляной кислоты (19), продукты реакции которых поступают на стадию разделения твердой и жидкой фаз (20A), где осадок (21) выводится из системы, а оставшаяся жидкость (22) подается на вторую стадию выщелачивания (17) для получения смеси твердая фаза/жидкость (17A), из которой твердая часть вторично направляется на первую стадию выщелачивания для ее дальнейшего выщелачивания.
Раствор (17B) поступает на стадию нейтрализации (23), куда повторно направляется MgO (24) для образования смеси твердой и жидкой фаз (25), из которой удаляется твердый осадок Fe2O3. После этого жидкость, содержащая хлорид никеля, обрабатывается вторичным MgO на стадии (26) для осаждения Ni(OH)2 (27) и образования MgCl2 (28), причем после этого раствор MgCl2 подвергается пирогидролизу (29) для получения MgO (24) для его вторичного использования в данной системе в качестве нейтрализующего вещества, и HCl (30), которая повторно используется на первой стадии выщелачивания (18).
На фиг. 4 показана схема процесса выщелачивания в колоннах или в кучах латеритной руды с высоким содержанием магния (например, сапролита) с использованием в качестве выщелачивающего агента серной кислоты.
Агломерированная руда (31) с размером частиц менее одного дюйма (2,54 см) вводится в колонну (32) или сгребается в самоподдерживающуюся кучу, через которую проходит раствор серной кислоты (33) с концентрацией от 0,1 до 2М, причем эта кислота просачивается сквозь пустоты между таблетками агломерированной руды с верхней части столба до его низа.
Затем выщелачивающая жидкость, вытекающая из низа колонны или кучи, подвергается нейтрализации (34) с использованием в качестве нейтрализующего агента свежей руды (31), как это показано на схеме, в последовательно установленной колонне или в баке с перемешиванием.
Затем нейтрализованный выщелачивающий раствор, отделенный от твердого осадка, проходит через слой ионообменной смолы (35), селективно абсорбирующей никель, такой например, как смола Dow XFS-4195. После абсорбции никеля через слой смолы пропускается H2SO4 (36) с концентрацией от 1 до 2М для экстракции никеля в виде сульфата никеля (37), а выходящая серная кислота, содержащая магний и железо, захваченные при абсорбции никеля, вторично поступает частично на стадию выщелачивания никеля в колонну (32) и частично - на стадию нейтрализации (38) известью (39).
Вследствие нейтрализации известью Fe2O3 осаждается и остается раствор MgSO4 (40). Раствор сульфата магния может быть подвергнут дальнейшей обработке с получением MgO и серной кислоты для вторичного использования в системе.
На фиг. 9 показана модифицированная схема с фиг. 1, позволяющая отделить магний от железа посредством нейтрализации и повторно использовать кислотную воду, образующуюся в этом процессе. Таким образом можно регулировать накопление хлорида в выщелачивающем растворе, приводящее к снижению сорбционной емкости смолы по никелю. Руда выщелачивается подобным же способом с использованием комбинированных потоков соляной кислоты (41 и 42), получаемой в ходе пирогидролиза и из кислотной воды (43 и 44), производимой на промывочной стадии ионного обмена, а также из кислотной воды, используемой для промывки кучи по завершении стадии выщелачивания.
Рафинатный раствор с высоким содержанием железа и магния (45) нейтрализуется до pH 6 - 7 и осадок твердой Fe(OH)3 отфильтровывается. Оставшаяся жидкость, состоящая из раствора MgCl2, подвергается пирогидролизу (46) для получения MgO (47), конденсированной воды (48) и HCl (41), которые все повторно используются в процессе. MgO может быть и целевым продуктом.
Часть из элюентного раствора NiCl2 используется в процессе десорбции смолы после повышения его кислотности. Остальная часть раствора NiCl2 поступает на пирогидролиз для получения NiO.
При подготовке руды к выщелачиванию руда, как уже отмечалось, измельчается с помощью щековой дробилки с зазором между измельчающими поверхностями дробилки приблизительно от 1 до 3/4 дюйма (от 2,54 до 1,9 см). Руда пропускается через щековую дробилку один раз.
Типичные значения размеров кусков измельченной руды представлены в таблице 15.
При производстве таблетированной руды может быть использована хорошо известная в технике роторная таблетмашина. В проведенных испытаниях таблетки получали, главным образом, агломерированием по способу циркуляционного перемещения смеси руды с жидкостью с образованием шарообразных сферических гранул. В тех случаях, когда присутствовали грубодисперсные частицы, эти грубодисперсные частицы обычно покрывали тонкодисперсными частицами для образования агломерированных таблеток вместе с таблетками, образованными из тонкодисперсных частиц.
Типичное распределение по размерам агломерированных таблеток, используемых для выщелачивания в кучах, показано в таблице 16.
На фиг. 10 показаны различные типы операции выщелачивания.
В разделе (A) приведена иллюстрация выщелачивания на месте залегания рудного тела, называемого приповерхностными рудами, с рабочей производительностью 4•106 тонн руды за указанное время осуществления процесса.
В разделе (B) показано "выщелачивание в грудах", при котором груда руды образуется с помощью бульдозеров. Рабочая производительность составляет примерно 5•106 тонн руды за указанный период времени.
В разделе (C) показано выщелачивание в кучах, имеющее рабочую производительность около 3•105 тонн руды за указанный период.
Выщелачивание в чанах иллюстрируется в разделе (D). Этот тип выщелачивания аналогичен выщелачиванию в кучах при рабочей производительности 5•103 тонн руды за указанный период времени.
В разделе (E) показано выщелачивание пластовыми водами, осуществляемое за счет пластовых вод, собираемых от дождевых осадков в открытых ямных шахтах.
Все вышеприведенные методы называются статическими операциями.
В разделе (F) данного чертежа показан более динамичный подход к выщелачиванию, в котором руда вначале размалывается и обрабатывается бактериями вместе с, например, раствором сульфата железа в реакторе с мешалкой.
В сущности, варианты технических решений, представленные на фиг. 1 - 4, имеют центральную тему, а именно - извлечение никеля из латеритной руды с высоким содержанием магния (например, из сапролита) без необходимости в плавке оксидной руды для производства ферроникелевых или никелевых штейнов, которая давно применяется на практике.
Новизну ключевых аспектов настоящего изобретения можно обобщить в следующем виде:
(1) Экстракция никеля из сапролитной руды с высоким содержанием магния при атмосферном давлении и обычной температуре;
(2) Агломерация сапролитной руды глинообразной консистенции в таблетки с целью достижения равномерного распределения выщелачивающего раствора по всей куче руды или колонне, включая достаточную устойчивость формы таблеток при гравиметрическом протекании жидкости сквозь толщу руды;
(3) Экстракция никеля при атмосферном давлении и температуре около 60 - 80oC в процессе выщелачивания с перемешиванием, выщелачивания в кучах или в чанах;
(4) Отделение никеля от железа и магния с помощью ионообменной обработки маточного раствора при его контактировании с ионообменной смолой, избирательно сорбирующей никель из растворов, содержащих также железо и магний, при pH в диапазоне от 1 до 3;
(5) Корректировка значения pH выщелачивающего раствора в ходе последовательного процесса выщелачивания в кучах с использованием свежей руды или вторично используемых оксидов железа и магния, получаемых на стадиях пирогидролиза; и
(6) Использование вторичных продуктов процесса, таких как:
(a) повторное использование регенерированной кислоты в системе выщелачивания;
(b) повторное использование рафинатного раствора в системе выщелачивания, как показано на фиг. 1;
(c) повторное использование промывного раствора в системе выщелачивания, как показано на фиг. 9; и
(d) повторное использование MgO и Fe(OH)3, образующихся в процессе выщелачивания, в системе выщелачивания для корректировки pH.
(1) Экстракция никеля из сапролитной руды с высоким содержанием магния при атмосферном давлении и обычной температуре;
(2) Агломерация сапролитной руды глинообразной консистенции в таблетки с целью достижения равномерного распределения выщелачивающего раствора по всей куче руды или колонне, включая достаточную устойчивость формы таблеток при гравиметрическом протекании жидкости сквозь толщу руды;
(3) Экстракция никеля при атмосферном давлении и температуре около 60 - 80oC в процессе выщелачивания с перемешиванием, выщелачивания в кучах или в чанах;
(4) Отделение никеля от железа и магния с помощью ионообменной обработки маточного раствора при его контактировании с ионообменной смолой, избирательно сорбирующей никель из растворов, содержащих также железо и магний, при pH в диапазоне от 1 до 3;
(5) Корректировка значения pH выщелачивающего раствора в ходе последовательного процесса выщелачивания в кучах с использованием свежей руды или вторично используемых оксидов железа и магния, получаемых на стадиях пирогидролиза; и
(6) Использование вторичных продуктов процесса, таких как:
(a) повторное использование регенерированной кислоты в системе выщелачивания;
(b) повторное использование рафинатного раствора в системе выщелачивания, как показано на фиг. 1;
(c) повторное использование промывного раствора в системе выщелачивания, как показано на фиг. 9; и
(d) повторное использование MgO и Fe(OH)3, образующихся в процессе выщелачивания, в системе выщелачивания для корректировки pH.
При реализации описанного здесь гидрометаллургического процесса получается достаточно чистый никель, извлеченный из руды с высоким содержанием магния.
Хотя настоящее изобретение было здесь описано применительно к наиболее предпочтительным вариантам его реализации, следует понимать, что возможны многочисленные его модификации и вариации, не отходящие от смысла и области применения настоящего изобретения, что должно быть совершенно очевидно специалистам в данной области техники. Такие модификации и вариации считаются подпадающими под действие настоящего изобретения и прилагаемой к нему формулы изобретения.
Claims (18)
1. Способ извлечения никеля в выщелачивающей системе из раздробленной Ni-Fe-Mg - латеритной руды с высоким содержанием магния, содержащей, по меньшей мере, около 5% магния, по меньшей мере, около 10% железа и, по меньшей мере, около 0,5% никеля, включающий контактирование руды с раствором минеральной кислоты, по меньшей мере, при температуре окружающей среды в течение времени, достаточного для растворения существенного количества никеля, а также железа и магния, коррекцию pH указанного раствора в диапазоне значений примерно от 1 до 3, отличающийся тем, что руду дробят до размеров частиц менее чем примерно 2,54 см и контактируют с кислотой, выбранной из группы, состоящей из HCl, H2SO4 и HNO3, концентрация которой является, по меньшей мере, 0,25 молярной, после коррекции pH указанного раствора осуществляют извлечение никеля из раствора путем контактирования его с селективной по отношению к никелю ионообменной смолой с образованием нагруженной никелем смолы и содержащего кислоту, железо и магний рафината, отделения рафината от смолы и последующего извлечения поглощенного никеля из нагруженной никелем смолы путем контактирования смолы с минеральной кислотой с образованием растворимой соли никеля в виде элюата, который обрабатывают до получения металлического никеля.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что коррекцию pH выщелачивающего раствора осуществляют добавлением к нему нейтрализующего агента и образовавшийся в выщелачивающем растворе остаток удаляют до извлечения из раствора никеля.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что руду контактируют с соляной кислотой, поглощенный никель извлекают из нагруженной никелем смолы путем ее контактирования с соляной кислотой с образованием хлорида никеля, который подвергают пирогидролизу с образованием NiO, подвергаемого обработке для получения металлического никеля.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что раздробленную латеритную руду подготавливают для кучного выщелачивания посредством оформления массы руды в образование, имеющее вершину и основание, содержащее внутри себя промежуточные пустоты, в котором руду выщелачивают гравиметрическим потоком минеральной кислоты, просачивающейся от вершины указанной массы до ее основания, со скоростью достаточной для выщелачивания из массы руды существенного количества никеля с образованием раствора, богатого никелем и остатка, которые разделяют, и затем раствор контактируют с селективной по отношению к никелю смолой с образованием рафината, содержащего железо и магний, никель отделяют от смолы с помощью минеральной кислоты с образованием в качестве элюата растворимой соли никеля, из которого извлекают достаточно чистый никель.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве минеральной кислоты, применяемой для выщелачивания руды, используют HCl, поглощенный никель извлекают из нагруженной никелем смолы с помощью раствора соляной кислоты с образованием хлорида никеля, который подвергают пирогидролизу с образованием NiO, подвергаемого обработке для получения металлического никеля.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что раздробленную латеритную руду формуют в таблетки путем агломерации ее с соляной кислотой с концентрацией примерно до 12 М, вследствие которой образуются таблетки со средним размером менее чем примерно 2,54 см, обладающие достаточной устойчивостью формы для образования самоподдерживающейся массы в виде кучи или внутри колонны с распределенными в ней внутренними пустотами, обеспечивающими орошение и просачивание раствора с образованием раствора богатого никелем.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что с помощью соляной кислоты с концентрацией не менее 0,25 М из латеритной руды образуют суспензию, подвергаемую выщелачиванию с получением выщелачивающего раствора, в который экстрагированы Ni, Fe и Mg, и твердого остатка, которые разделяют и затем выщелачивающий раствор пропускают через слой ионообменной смолы, селективной по отношению к никелю, с образованием обедненного никелем рафината, содержащего Fe и Mg, поглощенный никель извлекают из нагруженной никелем смолы с помощью раствора соляной кислоты с образованием в качестве элюата хлорида никеля, который подвергают пирогидролизу с образованием NiO, и полученный рафинат, обедненный никелем, подвергают пирогидролизу с образованием MgO/Fe(OH)3, которые повторно используют в выщелачивающей системе в качестве нейтрализующего агента, и с образованием HCl, повторно используемой в выщелачивающей системе и при обработке ионообменной смолы в качестве десорбирующего агента.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что раздробленную латеритную руду подвергают выщелачиванию в чанах посредством помещения порции руды в чан, имеющий впускной и выпускной концы, пропускания минеральной кислоты со скоростью потока, достаточной для экстрагирования существенного количества никеля из руды в виде раствора, содержащего также железо и магний, который контактируют со смолой, селективной по отношению к никелю, с образованием нагруженной никелем смолы и обедненного никелем и содержащего железо и магний рафината, затем через нагруженную никелем смолу пропускают минеральную кислоту для извлечения никеля в виде растворимой соли в качестве элюата, из которого извлекают никель.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что в качестве смолы применяют бис(2-пиколил)аминную смолу.
10. Способ по п.8, отличающийся тем, что в качестве минеральной кислоты применяют серную кислоту и элюат, содержащий никель, представляет собой раствор сульфата никеля, подвергаемый обработке электролизом с образованием достаточно чистого никеля.
11. Способ извлечения никеля из раздробленной латеритной руды с высоким содержанием магния, содержащей Ni, Fe и Mg, включающий выщелачивание руды минеральной кислотой, нейтрализацию избыточной кислоты, коррекцию pH раствора, отличающийся тем, что осуществляют двухстадийное противоточное выщелачивание руды, при этом выщелачивание руды минеральной кислотой проводят на второй стадии выщелачивания с образованием раствора, содержащего никель, железо и магний, и твердого остатка, который после его отделения от раствора подают на первую стадию выщелачивания, где к этому остатку добавляют минеральную кислоту, а выщелачивающий раствор, полученный после первой стадии выщелачивания, направляют на вторую стадию выщелачивания, где к нему добавляют вторую свежую руду для ее первичного выщелачивания, после чего осуществляют разделение твердого остатка и раствора, полученных после выщелачивания второй свежей руды, возвращение твердого остатка со второй стадии выщелачивания на первую стадию выщелачивания вместе с повторно используемой минеральной кислотой, нейтрализацию выщелачивающего раствора с помощью MgO, которая является достаточной для осаждения из раствора, содержащего растворенные никель и магний, основного соединения железа, разделение Ni-Mg раствора и осадка с целью удаления осадка и получения Ni-Mg раствора, коррекцию pH раствора с помощью возвращаемого в процесс MgO для селективного осаждения Ni(OH)2 и получения раствора, содержащего растворимый магний, пирогидролиз магнийсодержащего раствора для получения осадка MgO, который возвращают в выщелачивающий раствор, полученный от первой и второй стадий выщелачивания для нейтрализации его до необходимого значения pH с целью осаждения основного соединения железа и получения раствора, содержащего никель и магний, из которого магний выделяют в виде раствора для пирогидролиза.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что в качестве минеральной кислоты применяют соляную кислоту.
13. Способ извлечения никеля из раздробленной Ni-Fe-Mg - латеритной руды, содержащей, по меньшей мере, около 5% Mg, по меньшей мере, около 10% железа и, по меньшей мере, около 0,5% никеля, включающий выщелачивание раздробленной руды минеральной кислотой и нейтрализацию избыточной кислоты, отличающийся тем, что руду дробят до размеров частиц менее чем примерно 2,54 см и подвергают агломерированию с использованием соляной кислоты с концентрацией до 10 М, и из руды формируют кучу, пронизанную насквозь пустотами, служащими для просачивания сквозь нее соляной кислоты с концентрацией, по меньшей мере, около 0,25 М со скоростью, достаточной для растворения никеля в виде хлорида никеля и железа и магния в виде хлоридов и образования из них богатого раствора, который пропускают через слой смолы, селективно поглощающей никель в предпочтении хлоридам железа и магния, которые удаляют в виде рафината, подвергаемого нейтрализации при значении pH, при котором селективно осаждают железо в виде Fe(OH)3, а хлорид магния оставляют в растворе, после промывания смолы промывной водой через слой смолы пропускают десорбирующий раствор HCl с концентрацией примерно от 2 до 6 молярной для извлечения из нее никеля в виде железа никеля, раствор хлорида магния подвергают пирогидролизу с образованием MgO, возвращаемого в процесс на стадию нейтрализации и раствор хлорида никеля подвергают гидролизу на отдельной стадии пирогидролиза для получения NiO и HCl, возвращаемых на стадию выщелачивания кучи соляной кислотой, и воды для повторного использования в качестве промывочной воды в выщелачивающей системе, и затем из NiO извлекают никель.
14. Способ извлечения никеля в выщелачивающей системе из раздробленной Ni-Fe-Mg - латеритной руды с высоким содержанием магния, содержащей, по меньшей мере, около 5% магния, по меньшей мере, около 10% железа и, по меньшей мере, 0,5% никеля, включающий выщелачивание руды минеральной кислотой и нейтрализацию избыточной кислоты, отличающийся тем, что руду дробят до размера частиц менее около 2,54 см и часть ее подают на вторую стадию выщелачивания, добавляют соляную кислоту с концентрацией, по меньшей мере, 0,25 молярной при температуре, достаточной для растворения никеля из указанной руды и образования раствора, богатого хлоридом никеля, содержащего хлорид железа и хлорид магния, и нерастворенного твердого остатка, который возвращают на первую стадию выщелачивания, богатый хлоридом никеля раствор нейтрализуют для осаждения гидроксида железа и получения раствора хлорида никеля и хлорида магния, затем гидроксид железа отделяют от раствора, богатого хлоридом никеля, который подвергают нейтрализации, достаточной для образования гидроксида никеля и раствора хлорида магния, богатый хлоридом никеля раствор нейтрализуют для образования гидроксида никеля и раствора хлорида магния, подвергаемого пирогидролизу с образованием возвращаемых в процесс соляной кислоты и MgO, направляемого на стадию нейтрализации, а соляную кислоту направляют на первую стадию выщелачивания для выщелачивания твердого остатка, возвращаемого со второй стадии выщелачивания.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что MgO, образующийся на стадии пирогидролиза, возвращают в процесс на первую стадию выщелачивания.
16. Способ по п.14, отличающийся тем, что соляную кислоту, образующуюся на стадии пирогидролиза, возвращают в процесс на первую стадию выщелачивания.
17. Способ по п.14, отличающийся тем, что гидроксид никеля превращают в металлический никель термическим восстановлением.
18. Способ по п.14, отличающийся тем, что гидроксид никеля растворяют в серной кислоте с образованием кислотосодержащего раствора сульфата никеля, который подвергают электролизу для получения достаточно чистого никеля.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/502,923 US5571308A (en) | 1995-07-17 | 1995-07-17 | Method for recovering nickel from high magnesium-containing Ni-Fe-Mg lateritic ore |
| US08/502923 | 1995-07-17 | ||
| PCT/US1996/006431 WO1997004139A1 (en) | 1995-07-17 | 1996-05-08 | METHOD FOR RECOVERING NICKEL FROM HIGH MAGNESIUM-CONTAINING Ni-Fe-Mg LATERITIC ORE |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98102860A RU98102860A (ru) | 2000-02-10 |
| RU2149910C1 true RU2149910C1 (ru) | 2000-05-27 |
Family
ID=23999980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98102860A RU2149910C1 (ru) | 1995-07-17 | 1996-05-08 | СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НИКЕЛЯ ИЗ Ni-Fe-Mg-ЛАТЕРИТНОЙ РУДЫ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ МАГНИЯ |
Country Status (18)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5571308A (ru) |
| EP (1) | EP0862659B1 (ru) |
| AT (1) | ATE195153T1 (ru) |
| AU (1) | AU705253B2 (ru) |
| BR (1) | BR9609735A (ru) |
| CA (1) | CA2224218C (ru) |
| CO (1) | CO4560492A1 (ru) |
| CU (1) | CU22612A3 (ru) |
| DE (1) | DE69609624T2 (ru) |
| DK (1) | DK0862659T3 (ru) |
| ES (1) | ES2152025T3 (ru) |
| GR (1) | GR3034662T3 (ru) |
| GT (1) | GT199600044A (ru) |
| OA (1) | OA10651A (ru) |
| PT (1) | PT862659E (ru) |
| RU (1) | RU2149910C1 (ru) |
| WO (1) | WO1997004139A1 (ru) |
| YU (1) | YU38796A (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2602213C2 (ru) * | 2011-02-01 | 2016-11-10 | Вале С.А. | Прямая очистка латеритно-никелевого выщелачивающего потока |
Families Citing this family (54)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5626648A (en) * | 1995-07-17 | 1997-05-06 | Bhp Minerals International Inc. | Recovery of nickel from bioleach solution |
| US5976218A (en) * | 1996-05-10 | 1999-11-02 | Henkel Corporation | Process for the recovery of nickel |
| AUPO837197A0 (en) | 1997-08-01 | 1997-08-28 | Centaur Mining & Exploration Limited | Selective precipitation of nickel and cobalt |
| JPH11335821A (ja) * | 1998-05-20 | 1999-12-07 | Japan Energy Corp | 磁性薄膜形成用Ｎｉ−Ｆｅ合金スパッタリングターゲット、磁性薄膜および磁性薄膜形成用Ｎｉ−Ｆｅ合金スパッタリングターゲットの製造方法 |
| NO313244B1 (no) * | 1998-07-08 | 2002-09-02 | Crew Dev Corp | Fremgangsmåte for isolering og produksjon av magnesitt eller magnesiumklorid |
| US6350420B1 (en) * | 1999-10-15 | 2002-02-26 | Bhp Minerals International, Inc. | Resin-in-pulp method for recovery of nickel and cobalt |
| US6261527B1 (en) | 1999-11-03 | 2001-07-17 | Bhp Minerals International Inc. | Atmospheric leach process for the recovery of nickel and cobalt from limonite and saprolite ores |
| US6387239B1 (en) | 1999-11-17 | 2002-05-14 | Bhp Minerals International, Inc. | Recovery of metals from ore |
| US6395061B1 (en) | 2000-03-07 | 2002-05-28 | Bhp Minerals International Inc. | Process for organic acid bioleaching of ore |
| US6312500B1 (en) | 2000-03-30 | 2001-11-06 | Bhp Minerals International Inc. | Heap leaching of nickel containing ore |
| AU2000262567A1 (en) * | 2000-07-21 | 2002-02-05 | Nichromet Extraction Inc. | Method for recovering nickel and cobalt from laterite ores |
| US6379637B1 (en) * | 2000-10-31 | 2002-04-30 | Walter Curlook | Direct atmospheric leaching of highly-serpentinized saprolitic nickel laterite ores with sulphuric acid |
| AUPR207200A0 (en) * | 2000-12-13 | 2001-01-11 | QNI Limited | Hydroxide solids enrichment by slurry contact |
| US7329396B2 (en) * | 2003-05-16 | 2008-02-12 | Jaguar Nickel Inc. | Process for the recovery of value metals from material containing base metal oxides |
| AU2003903632A0 (en) * | 2003-07-14 | 2003-07-31 | Qni Technology Pty Ltd | Process for recovery of nickel and cobalt by heap leaching of low grade nickel or cobalt containing material |
| CA2560594C (en) | 2004-03-25 | 2015-02-03 | Intec Ltd | Recovery of metals from oxidised metalliferous materials |
| JP2008504439A (ja) * | 2004-06-28 | 2008-02-14 | スカイ リソーシーズ インコーポレーティッド | 濃酸との反応および水浸出によるラテライト鉱石からのニッケルおよびコバルト回収法 |
| WO2006029499A1 (en) * | 2004-08-02 | 2006-03-23 | Skye Resources Inc. | Method for nickel and cobalt recovery from laterite ores by combination of atmospheric and moderate pressure leaching |
| ZA200704032B (en) * | 2004-10-21 | 2009-09-30 | Anglo Operations Ltd | Leaching process in the presence of hydrochloric acid for the recovery of a value metal from an ore |
| DE602005013268D1 (de) * | 2004-10-21 | 2009-04-23 | Anglo Operations Ltd | Auslaugungsverfahren in gegenwart von salzsäure zur gewinnung eines wertmetalls aus einem erz |
| JP5374041B2 (ja) * | 2005-03-22 | 2013-12-25 | アングロ オペレーションズ リミティッド | 鉱石（ｏｒａ）からの有価金属回収のための塩酸存在下での浸出方法 |
| EP1929056A4 (en) * | 2005-09-30 | 2009-04-15 | Bhp Billiton Innovation Pty | METHOD FOR THE EXTRACTION OF LATERAL ERZ IN NORMAL PRESSURE |
| US7935171B2 (en) | 2006-08-23 | 2011-05-03 | Bhp Billiton Ssm Development Pty Ltd. | Production of metallic nickel with low iron content |
| AU2008251010B2 (en) * | 2007-05-14 | 2012-07-12 | Cerro Matoso Sa | Nickel recovery from a high ferrous content laterite ore |
| US8961649B2 (en) * | 2007-08-29 | 2015-02-24 | Vale Canada Limited | System and method for extracting base metal values from oxide ores |
| US20090056502A1 (en) * | 2007-08-29 | 2009-03-05 | Vale Inco Limited | Hydrometallurgical process for recovery of nickel and cobalt |
| WO2009079715A1 (en) | 2007-12-24 | 2009-07-02 | Bhp Billiton Ssm Development Pty Ltd | Selectively leaching cobalt from lateritic ores |
| EP2285993A4 (en) * | 2008-06-16 | 2014-09-10 | Bhp Billiton Ssm Dev Pty Ltd | NEUTRALIZATION BY SAPROLITE OF A LIXIVIATION PROCESS IN TAS |
| US8173086B2 (en) * | 2009-07-14 | 2012-05-08 | Vale S.A. | Process of recovery of base metals from oxide ores |
| EP2462249B1 (en) * | 2009-08-03 | 2020-03-18 | Anglo Operations Limited | Process for the recovery of metals such as nickel from an iron-containing ore by leaching with acidic sulfate solution |
| AU2011215842B2 (en) * | 2010-02-10 | 2013-10-31 | Asarco Llc | Cobalt recovery |
| WO2011120127A1 (en) * | 2010-04-01 | 2011-10-06 | Search Minerals Inc. | Low acid leaching of nickel and cobalt from lean iron-containing nickel ores |
| US8361191B2 (en) | 2010-04-01 | 2013-01-29 | Search Minerals, Inc. | Low acid leaching of nickel and cobalt from lean iron-containing nickel ores |
| CA2740249C (en) * | 2010-05-25 | 2015-08-04 | Dow Global Technologies Llc | A process for separating copper and nickel from cobalt containing solutions |
| US20120204680A1 (en) * | 2011-02-11 | 2012-08-16 | Emc Metals Corporation | System and Method for Recovery of Nickel Values From Nickel-Containing Ores |
| RU2588960C2 (ru) | 2011-03-18 | 2016-07-10 | Орбит Элюминэ Инк. | Способы извлечения редкоземельных элементов из алюминийсодержащих материалов |
| RU2014114938A (ru) | 2011-09-16 | 2015-10-27 | Орбит Элюминэ Инк. | Способы получения оксида алюминия и разнообразных других продуктов |
| BR112014014306A2 (pt) * | 2011-12-12 | 2017-07-04 | Process Res Ortech Inc | separação de ferro de metais valiosos na lixiviação de minérios de laterita |
| AU2013202318B2 (en) | 2012-01-10 | 2015-11-05 | Aem Technologies Inc. | Processes for treating red mud |
| CA2870199A1 (en) | 2012-05-01 | 2013-11-07 | Dow Global Technologies Llc | Nickel and cobalt recovery using continuous ion exchange |
| CA3038320C (en) * | 2012-08-24 | 2021-08-03 | Orbite Technologies Inc. | Process for treating magnesium-bearing ores |
| US9353425B2 (en) * | 2012-09-26 | 2016-05-31 | Orbite Technologies Inc. | Processes for preparing alumina and magnesium chloride by HCl leaching of various materials |
| WO2014047672A1 (en) * | 2012-09-28 | 2014-04-03 | Direct Nickel Pty Ltd | Method for the recovery of metals from nickel bearing ores and concentrates |
| RU2532871C1 (ru) * | 2013-04-23 | 2014-11-10 | Иван Иванович Калиниченко | Способ переработки окисленных никелевых руд |
| CN103553155B (zh) * | 2013-11-12 | 2016-08-31 | 金川集团股份有限公司 | 一种处理红土矿中间产物的方法 |
| CN104805282A (zh) * | 2014-01-28 | 2015-07-29 | 广西银亿科技矿冶有限公司 | 一种红土镍矿硫酸熟化堆浸方法 |
| FI20145949A (fi) * | 2014-10-29 | 2016-04-30 | Outotec Finland Oy | Menetelmä kullan talteenottamiseksi |
| RU2618595C1 (ru) * | 2016-03-24 | 2017-05-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Способ извлечения никеля из окисленных никелевых руд |
| CN109763001A (zh) * | 2019-03-20 | 2019-05-17 | 金川集团股份有限公司 | 一种用于氢氧化镍钴盐酸浸出液离子除锌的偏心搅拌离子交换槽 |
| EP4013726A4 (en) | 2019-08-13 | 2023-09-06 | California Institute of Technology | PROCESS FOR MANUFACTURING CALCIUM OXIDE OR ORDINARY PORTLAND CEMENT FROM CALCIUM-CONTAINING ROCKS AND MINERALS |
| FI129345B (en) | 2019-12-19 | 2021-12-15 | Crisolteq Ltd | A method for treating a pickling acid regeneration precipitate |
| RU2720703C1 (ru) * | 2019-12-30 | 2020-05-12 | Акционерное общество «Государственный научный центр-Научно-исследовательский институт атомных реакторов» | Способ выделения Ni-63 из облученной мишени и очистки его от примесей |
| BR102022002760B1 (pt) * | 2022-02-14 | 2023-02-07 | Lorintech Tecnologia S.A | Processo de beneficiamento de um concentrado de minério de níquel |
| JP2024031543A (ja) * | 2022-08-26 | 2024-03-07 | プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 | 疎水性深共晶溶媒の再生方法、およびニッケル浸出方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4097575A (en) * | 1976-11-05 | 1978-06-27 | Amax Inc. | Roast-neutralization-leach technique for the treatment of laterite ore |
| US5178666A (en) * | 1991-12-03 | 1993-01-12 | Inco Limited | Low temperature thermal upgrading of lateritic ores |
| FI93974C (fi) * | 1992-06-18 | 1995-06-26 | Outokumpu Harjavalta Metals Oy | Menetelmä sulfidisten, vaikeasti sulatettavien nikkelirikasteiden tai vastaavien seosten hyödyntämiseksi |
-
1995
- 1995-07-17 US US08/502,923 patent/US5571308A/en not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-05-08 AU AU57310/96A patent/AU705253B2/en not_active Expired
- 1996-05-08 ES ES96915562T patent/ES2152025T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-08 WO PCT/US1996/006431 patent/WO1997004139A1/en active IP Right Grant
- 1996-05-08 AT AT96915562T patent/ATE195153T1/de not_active IP Right Cessation
- 1996-05-08 CA CA002224218A patent/CA2224218C/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-08 EP EP96915562A patent/EP0862659B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-08 DE DE1996609624 patent/DE69609624T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-05-08 BR BR9609735A patent/BR9609735A/pt not_active IP Right Cessation
- 1996-05-08 PT PT96915562T patent/PT862659E/pt unknown
- 1996-05-08 DK DK96915562T patent/DK0862659T3/da active
- 1996-05-08 RU RU98102860A patent/RU2149910C1/ru active
- 1996-06-24 GT GT199600044A patent/GT199600044A/es unknown
- 1996-06-26 YU YU38796A patent/YU38796A/sh unknown
- 1996-07-09 CU CU1996062A patent/CU22612A3/es not_active IP Right Cessation
- 1996-07-16 CO CO96037399A patent/CO4560492A1/es unknown
-
1998
- 1998-01-09 OA OA9800002A patent/OA10651A/en unknown
-
2000
- 2000-10-23 GR GR20000402352T patent/GR3034662T3/el unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2602213C2 (ru) * | 2011-02-01 | 2016-11-10 | Вале С.А. | Прямая очистка латеритно-никелевого выщелачивающего потока |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CU22612A3 (es) | 2000-02-10 |
| GR3034662T3 (en) | 2001-01-31 |
| DE69609624D1 (de) | 2000-09-07 |
| WO1997004139A1 (en) | 1997-02-06 |
| EP0862659A1 (en) | 1998-09-09 |
| ATE195153T1 (de) | 2000-08-15 |
| GT199600044A (es) | 1996-06-24 |
| YU38796A (sh) | 1998-08-14 |
| PT862659E (pt) | 2000-11-30 |
| BR9609735A (pt) | 1999-03-16 |
| DK0862659T3 (da) | 2000-12-18 |
| MX9800533A (es) | 1998-05-31 |
| AU705253B2 (en) | 1999-05-20 |
| CO4560492A1 (es) | 1998-02-10 |
| CA2224218C (en) | 2009-08-04 |
| EP0862659B1 (en) | 2000-08-02 |
| ES2152025T3 (es) | 2001-01-16 |
| CA2224218A1 (en) | 1997-02-06 |
| OA10651A (en) | 2001-05-03 |
| DE69609624T2 (de) | 2000-11-23 |
| AU5731096A (en) | 1997-02-18 |
| US5571308A (en) | 1996-11-05 |
| EP0862659A4 (ru) | 1998-09-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2149910C1 (ru) | СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НИКЕЛЯ ИЗ Ni-Fe-Mg-ЛАТЕРИТНОЙ РУДЫ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ МАГНИЯ | |
| KR101270228B1 (ko) | 니켈 함유 산화 광석의 개선된 더미 침출 공정 | |
| EP1228259B1 (en) | Resin-in-pulp method for recovery of nickel and cobalt from oxidic ore leach slurry | |
| Zainol et al. | Comparative study of chelating ion exchange resins for the recovery of nickel and cobalt from laterite leach tailings | |
| RU98102860A (ru) | Способ извлечения никеля из ni-fe-mg-латеритной руды с высоким содержанием магния | |
| EP1644541B1 (en) | Process for recovery of nickel and cobalt by heap leaching of low grade nickel or cobalt containing material | |
| US20080271571A1 (en) | Process for Leaching Lateritic Ore at Atmospheric Pressure | |
| US20120204680A1 (en) | System and Method for Recovery of Nickel Values From Nickel-Containing Ores | |
| JP2004509232A (ja) | 硫酸中の塩化物補助酸化加圧浸出による硫化浮選精鉱からの有価ニッケルおよび有価コバルトの回収 | |
| AU699127B2 (en) | Recovery of nickel and cobalt from laterite ores | |
| CA2521817A1 (en) | Process for leaching lateric ore at atmospheric pressure | |
| US8361191B2 (en) | Low acid leaching of nickel and cobalt from lean iron-containing nickel ores | |
| WO2009033227A1 (en) | Limonite and saprolite heap leach process | |
| RU2568223C2 (ru) | Способ извлечения металлов, преимущественно никеля и кобальта, из окисленных руд | |
| AU2006246298B2 (en) | An improved process for heap leaching of nickeliferous oxidic ores | |
| JP2006526491A (ja) | 樹脂および非鉄金属の抽出方法 | |
| MXPA98000533A (en) | Method for recovering nickel from lateritic mineral of ni-fe-mg rico in | |
| AU2008200404A1 (en) | Process for the treatment of lateritic ore | |
| AU2004235837A1 (en) | A resin and process for extracting non-ferrous metals |