WO2013187367A1 - 中和処理方法 - Google Patents

中和処理方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2013187367A1
WO2013187367A1 PCT/JP2013/065958 JP2013065958W WO2013187367A1 WO 2013187367 A1 WO2013187367 A1 WO 2013187367A1 JP 2013065958 W JP2013065958 W JP 2013065958W WO 2013187367 A1 WO2013187367 A1 WO 2013187367A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
neutralization
neutralization treatment
nickel
neutralizing agent
solution
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/065958
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
浩隆 樋口
西川 勲
Original Assignee
住友金属鉱山株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友金属鉱山株式会社 filed Critical 住友金属鉱山株式会社
Priority to CN201380026255.9A priority Critical patent/CN104321449A/zh
Priority to CA2875450A priority patent/CA2875450C/en
Priority to US14/405,055 priority patent/US20150151991A1/en
Priority to EP13803603.3A priority patent/EP2860271B1/en
Priority to AU2013275418A priority patent/AU2013275418B2/en
Publication of WO2013187367A1 publication Critical patent/WO2013187367A1/ja
Priority to PH12014502679A priority patent/PH12014502679A1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/66Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B23/00Obtaining nickel or cobalt
    • C22B23/04Obtaining nickel or cobalt by wet processes
    • C22B23/0407Leaching processes
    • C22B23/0415Leaching processes with acids or salt solutions except ammonium salts solutions
    • C22B23/043Sulfurated acids or salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B23/00Obtaining nickel or cobalt
    • C22B23/04Obtaining nickel or cobalt by wet processes
    • C22B23/0453Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B23/0461Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by chemical methods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5236Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/10Inorganic compounds
    • C02F2101/101Sulfur compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/10Inorganic compounds
    • C02F2101/20Heavy metals or heavy metal compounds
    • C02F2101/203Iron or iron compound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/10Inorganic compounds
    • C02F2101/20Heavy metals or heavy metal compounds
    • C02F2101/206Manganese or manganese compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/16Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from metallurgical processes, i.e. from the production, refining or treatment of metals, e.g. galvanic wastes
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Definitions

  • the present invention relates to a neutralization treatment method, more specifically, a poor solution obtained from a sulfurization treatment in which a hydrogen sulfide gas is blown into a sulfuric acid aqueous solution containing nickel and cobalt and an impurity metal element to form a sulfide containing nickel and cobalt.
  • the present invention relates to a neutralization treatment method for neutralizing and removing metal impurities remaining in the interior.
  • This nickel sulfide is precipitated by blowing a hydrogen sulfide gas in a sulfidation step to produce a sulfidation reaction after purifying a leachate obtained by leaching nickel oxide ore (see, for example, Patent Document 1). ).
  • the sulfide containing nickel and the like and the nickel concentration are provided by performing a sulfidation treatment in which hydrogen sulfide gas is blown into a sulfuric acid aqueous solution mainly containing nickel. A stable solution is obtained at a low level and stabilized.
  • the poor solution obtained in the sulfidation step is a solution having a low pH, containing impurities such as iron, magnesium, and manganese remaining without being sulfidized. Therefore, in order to discharge this poor solution, it is necessary to carry out a neutralization process to remove residual metal ions.
  • the present invention has been proposed in view of such circumstances, and among the poor solutions generated from the processing step of forming a sulfide of nickel and cobalt from an aqueous sulfuric acid solution containing nickel and cobalt and an impurity metal element.
  • Abstract Provided is a neutralization treatment method capable of performing efficient neutralization treatment by reducing the amount of use of a high cost and high alkalinity neutralizing agent in the sum treatment.
  • the present inventors have found that, for example, some of the neutralizing agents used for slaked lime slurry etc. are inexpensive in neutralization removal processing of impurity metal elements in poor liquid. It has been found that the amount of expensive neutralizing agent used can be reduced by replacing the calcium carbonate slurry with the two types of neutralizing agents and performing stepwise neutralization with adjusted end point pH, The present invention has been completed.
  • hydrogen sulfide gas is blown into a sulfuric acid aqueous solution containing nickel and cobalt, and an impurity metal containing at least one of iron, magnesium and manganese, and nickel and cobalt are obtained.
  • the second neutralization agent is used in the solution obtained in the first neutralization treatment step of performing neutralization treatment using a pH range of 5.0 to 6.0 as an end point, and the first neutralization treatment step.
  • the second neutralizing agent is preferably a slaked lime slurry.
  • the pH of the end point in the first neutralization treatment step is set to a range of 5.4 to 5.8.
  • the neutralization treatment it is preferable to carry out the neutralization treatment with the range of pH 8.5 to 9.5 as the end point.
  • the aqueous sulfuric acid solution is nickel and cobalt recovered through a leaching step, a solid-liquid separation step, and a neutralization step in a wet refining process based on high temperature pressure leaching for recovering nickel from nickel oxide ore. It can be set as the mother liquor which consists of sulfuric acid aqueous solution containing the impurity metal which contains magnesium, manganese, or any one or more at least.
  • the present invention it is possible to reduce the amount of use of the high cost and high alkalinity neutralizing agent, and it is possible to carry out the neutralization treatment to neutralize and remove the impurity metal element in the poor solution efficiently.
  • FIG. 1 is a process diagram of a hydrometallurgical process by a high temperature pressure acid leaching method for nickel oxide ore.
  • FIG. 2 is a process diagram of the neutralization treatment method according to the present invention.
  • FIG. 3 is a graph showing the results of the addition of neutralizing agents in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2.
  • the above-mentioned poor solution is neutralized using a calcium carbonate slurry as the first neutralizing agent, with the pH range of 5.0 to 6.0 as the end point.
  • the solution obtained in the neutralization treatment step 1 and the first neutralization treatment step is subjected to neutralization treatment using a second neutralizing agent, and the precipitate containing the metal remaining in the poor solution and its And a second neutralization treatment step of obtaining a neutralized final solution from which metal ions have been removed.
  • the neutralization treatment method it is important to perform stepwise neutralization treatment with a predetermined pH range as an end point using two types of neutralizing agents. Then, one of the two types of neutralizing agents is used as a calcium carbonate slurry which is an inexpensive neutralizing agent, and the calcium carbonate slurry is used to carry out the first stage of neutralization treatment.
  • the neutralization treatment is performed using the inexpensive calcium carbonate slurry as the first neutralization treatment with the predetermined pH range as the end point, it is conventionally used.
  • the amount of use of a highly alkaline neutralizing agent such as slaked lime slurry can be effectively reduced, and impurity metal ions can be efficiently neutralized and removed.
  • a highly alkaline neutralizing agent such as slaked lime slurry
  • the sulfuric acid aqueous solution containing nickel and cobalt and the impurity metal element described above is not particularly limited and can be widely applied, for example, in a hydrometallurgical method based on high-temperature pressure leaching for recovering nickel from nickel oxide ore Using a mother liquor consisting of an aqueous sulfuric acid solution containing nickel and cobalt recovered through a leaching step, a solid-liquid separation step, and a neutralization step, and an impurity metal containing at least one of iron, magnesium and manganese be able to.
  • the neutralization treatment method according to the present embodiment is, for example, hydrogen sulfide with respect to a mother liquor consisting of a sulfuric acid aqueous solution containing nickel and cobalt obtained by the wet smelting method of nickel oxide ore and an impurity metal.
  • the poor solution discharged from the sulfidation step of blowing in a gas to form a sulfide containing nickel and cobalt can be used as a treatment target.
  • FIG. 1 shows an example of a process diagram of a hydrometallurgical process by a high temperature pressure acid leaching method for nickel oxide ore.
  • the wet smelting method of nickel oxide ore includes a leaching step S1 of leaching nickel and the like from the nickel oxide ore, and solid-liquid separation of solid solution separation from the obtained leaching slurry into leachate and leaching residue.
  • Step S2 Neutralizing step S3 for neutralizing the leachate and separating it into a mother liquor for recovery of nickel and a neutralized sediment slurry, hydrogen sulfide gas is blown into a sulfuric acid aqueous solution which is the mother liquor to carry out a sulfiding treatment to carry out nickel and cobalt. It has sulfurization process S4 which obtains the sulfide and the poor liquid containing.
  • leaching step S1 sulfuric acid is added to the slurry of nickel oxide ore and stirred at a temperature of 220 to 280 ° C. to form a leached slurry consisting of a leachate and a leaching residue.
  • a high temperature pressure vessel autoclave
  • the nickel oxide ore used in the leaching step S1 mainly includes so-called laterite ores such as limonite ore and saprolite ore.
  • the nickel content of this laterite ore is usually 0.8 to 2.5% by weight, and is contained as a hydroxide or siliceous earth (magnesium silicate) mineral.
  • the iron content is 10 to 50% by weight, and is mainly in the form of a trivalent hydroxide (gesite), but a part of divalent iron is contained in the clay-mass earth mineral.
  • a leaching reaction represented by the following formulas (1) to (5) and a high temperature thermal hydrolysis reaction occur, and leaching as a sulfate of nickel, cobalt, etc. and leaching Immobilization of iron sulfate as hematite is performed.
  • the liquid portion of the obtained leaching slurry usually contains divalent and trivalent iron ions in addition to nickel, cobalt and the like.
  • the slurry concentration in the leaching step S1 is not particularly limited, but it is preferable to adjust the slurry concentration of the leached slurry to be 15 to 45% by weight. Further, the amount of added sulfuric acid used in the leaching step S1 is not particularly limited, and an excessive amount such that iron in the ore is leached is used. For example, 300 to 400 kg per ton of ore. If the amount of sulfuric acid added per ton of ore exceeds 400 kg, the cost of sulfuric acid increases, which is not preferable.
  • the multistage washing method in the solid-liquid separation step S2 is not particularly limited, but it is preferable to use a continuous countercurrent washing method (CCD method: Counter Current Decantation) in which a nickel-free washing solution is brought into contact with the countercurrent. . While this can reduce the washing
  • CCD method Counter Current Decantation
  • the pH of the leachate is 4.0 or less, preferably 3.2 to 3.8, while suppressing the oxidation of the leachate separated in the solid-liquid separation step S2.
  • Calcium carbonate is added to form a mother liquor for nickel recovery and a neutralized precipitate slurry containing trivalent iron.
  • the neutralization treatment of the leachate is performed in this manner to neutralize the excess acid used in the leaching step S1 by high-temperature pressure acid leaching, and at the same time, the trivalent Remove iron ions, aluminum ions, etc.
  • the pH of the leachate exceeds 4.0, generation of nickel hydroxide increases.
  • the neutralized precipitate slurry obtained in the neutralization step S3 can be sent to the solid-liquid separation step S2 as necessary. Thereby, the nickel contained in the neutralized precipitate slurry can be effectively recovered. Specifically, by repeating the neutralization sediment slurry to solid-liquid separation step S2 operated at a low pH condition, washing of the leaching residue simultaneously with the adhesion of the neutralization sediment on the water and the surface of the neutralization sediment Dissolution of nickel hydroxide produced by the local reaction can be promoted, and the nickel content as a recovery loss can be reduced.
  • treatment to selectively separate zinc as a sulfide can be performed prior to formation of a sulfide of nickel and cobalt by a sulfidation reaction.
  • a treatment for selectively separating this zinc co-precipitation of nickel having a higher concentration compared to zinc is suppressed by creating weak conditions in the sulfidation reaction to suppress the rate of the sulfidation reaction, and zinc is selectively selected. To remove.
  • the mother liquor is a sulfuric acid aqueous solution containing nickel and cobalt obtained by leaching the nickel oxide ore as described above and undergoing neutralization step S3.
  • the pH is 3.2 to 4.0
  • the nickel concentration is 2 to 5 g / L
  • the cobalt concentration is 0.1 to 1.0 g / L
  • an impurity component for example, iron
  • An aqueous sulfuric acid solution containing an impurity metal element containing at least one of magnesium and manganese can be used.
  • the impurity metal component largely changes depending on the oxidation-reduction potential of leaching, the operation conditions of the autoclave, and the ore grade, but generally, iron, magnesium, manganese and other impurity metal elements of about several g / L are contained There is.
  • the aqueous sulfuric acid solution contains relatively large amounts of impurity metal components such as iron, manganese, alkali metals, and alkaline earth metals such as magnesium contained in the aqueous sulfuric acid solution exist with respect to the nickel and cobalt to be recovered.
  • the stability as sulfide formed is low. Therefore, these metal impurities are not contained in the formed sulfide, but are contained in the poor solution (sulfurization processing final solution) obtained by removing the formed sulfide.
  • the poor solution has a pH of about 1.0 to 3.0.
  • a sulfide containing nickel and cobalt containing few impurities and a poor solution stabilized at a low level of nickel concentration are generated and recovered.
  • the sulfide slurry obtained by the sulfidation reaction is subjected to sedimentation separation processing using a sedimentation separation device such as thickener, whereby the sulfide which is a precipitate is separated and collected from the bottom of the thickener and the aqueous solution component is It overflows and is collected as a poor solution.
  • the poor solution obtained through the sulfidation step S4 of the hydrometallurgical method of nickel oxide ore contains ions of impurity metals containing at least one or more of iron, magnesium and manganese. Therefore, in order to discharge this poor solution out of the system, it is necessary to carry out a neutralization process to remove the residual metal ions in the poor solution. Further, even when this poor solution is repeatedly used in the above-mentioned wet refining, it is preferable to carry out a neutralization treatment in order to reduce the amount of impurity components as much as possible.
  • a highly alkaline neutralizing agent such as slaked lime slurry
  • a neutralizing agent such as slaked lime slurry which is relatively advantageous in terms of cost with respect to other neutralizing agents
  • the finish is finished. There is a problem that the cost impact is large.
  • a part of the neutralizing agent used such as slaked lime slurry is replaced with an inexpensive calcium carbonate slurry, and stepwise neutralization is carried out using the two types of neutralizing agents. Make it work.
  • this neutralization treatment method uses a calcium carbonate slurry as a first neutralizing agent for the poor solution, and terminates the predetermined pH range as an end point. And the solution obtained in the first neutralization treatment step S11 is subjected to neutralization treatment using a second neutralization agent, and the precipitate containing the impurity metal And a second neutralization treatment step S12 for producing a neutralization final solution.
  • First neutralization treatment step> In the first neutralization treatment step S11, a calcium carbonate slurry is used as a neutralizing agent, and the poor solution obtained through the above-described sulfurizing step S4 is subjected to a neutralization treatment.
  • the calcium carbonate slurry used in the first neutralization treatment step S11 is an inexpensive neutralizing agent. Therefore, by using this inexpensive calcium carbonate slurry as the first neutralizing agent, the first step of neutralization treatment is carried out first to achieve high alkalinity neutralization used in the second step of neutralization treatment described later. The amount of agent used can be reduced.
  • the neutralization treatment is carried out with the pH of the end point in the range of 5.0 to 6.0, preferably in the range of 5.4 to 5.8.
  • the calcium carbonate slurry is used as a neutralizing agent, and the pH of the end point is adjusted to be 5.0 to 6.0, and the first neutralization treatment is performed. I do.
  • the amount of highly alkaline neutralizing agent used can be reduced as described above, and the total amount of neutralizing agent used in the entire neutralization treatment can be reduced, and the treatment cost can be reduced efficiently. It can be performed. And thereby, even if the amount of poor liquid to be treated increases, it is possible to prevent an excessive increase in treatment cost.
  • the pH of the end point in the first neutralization treatment if the pH is less than 5.0, the first neutralization treatment becomes insufficient and the second neutralization treatment step S12 described later The sum treatment load increases, resulting in an increase in the amount of the second neutralizing agent used.
  • the pH at the end point exceeds 6.0, the load of the first neutralization treatment increases, and the amount of calcium carbonate slurry used increases.
  • the amount of the neutralizing agent used in the second neutralization treatment step S12 is almost the same. Because it does not change, the amount of neutralizing agent used throughout the neutralization process is increased, resulting in economic inefficiency.
  • the neutralization agent in the first neutralization treatment and the neutralization in the second neutralization treatment are preferably performed by performing the first neutralization treatment with the range of pH 5.4 to 5.8 as an end point.
  • the amount of the agent used can be reduced more effectively, and efficient treatment can be performed without an excessive increase in treatment cost even with an increase in the amount of poor solution to be treated.
  • measurement of pH is not specifically limited, It can measure using a well-known method, and the end point of the neutralization process can be judged based on the measured pH.
  • a pH measurement meter is provided in the neutralization reaction tank to enable measurement of the pH of the solution in the reaction tank as needed, and monitoring the pH which changes with the progress of the neutralization reaction accompanying the addition of the neutralizing agent Determine the end point of the process.
  • Second neutralization process In the second neutralization treatment step S12, the solution obtained through the first neutralization treatment step S11 is subjected to neutralization treatment using a second neutralizing agent.
  • the second neutralization treatment produces a precipitate containing the impurity metal and a neutralization final solution from which the impurity metal is removed.
  • the second neutralizing agent is not particularly limited as long as it is a highly alkaline neutralizing agent, and for example, slaked lime slurry, sodium hydroxide, sodium carbonate and the like can be used. Among them, it is particularly preferable from the economical point of view to use relatively inexpensive slaked lime slurry.
  • the neutralization treatment was performed using only a highly alkaline neutralizing agent such as slaked lime slurry, but the amount of the neutralizing agent required increases due to the increase in the amount of poor liquid to be treated. Even when the slaked lime slurry is used, the treatment cost is excessively increased, and the economically efficient treatment can not be performed.
  • the neutralization treatment method according to the present embodiment first, in the first neutralization treatment step S11, the neutralization treatment using the calcium carbonate slurry as the end point of the predetermined pH range is performed. Since it is carried out, the amount of highly alkaline neutralizing agent such as slaked lime slurry used in the second neutralization treatment can be effectively reduced. As a result, even when the amount of poor solution to be treated increases, it is possible to prevent an excessive increase in treatment cost, and efficient treatment can be performed.
  • the neutralization treatment in the second neutralization treatment step S12 it is preferable to perform the treatment by adjusting the pH range of the end point to a range of pH 8.5 to 9.5.
  • the pH of the end point in the second neutralization treatment is less than 8.5, precipitates of iron, magnesium, manganese and other impurity metal elements contained in the poor solution are not sufficiently formed, and the impurity metal ions are It may remain in the sum solution.
  • the pH at the end point exceeds 9.5, the precipitation of the impurity metal does not progress further, and the load of the neutralization treatment becomes large, and the amount of the second neutralizing agent such as slaked lime slurry used It will increase the economy and deteriorate.
  • the second stage neutralization treatment is performed with the range of pH 8.9 to 9.1 as an end point.
  • the precipitate of the impurity metal element in the poor solution can be effectively formed while suppressing the use amount of the second neutralizing agent to the necessary minimum, and the neutralization removal treatment is performed more efficiently. be able to.
  • the precipitate containing the impurity metal element obtained through the second neutralization treatment step S12 and the neutralization final solution from which the impurity metal is removed are separated and recovered by performing well-known solid-liquid separation treatment. be able to.
  • Example 1 A mother liquor comprising an aqueous sulfuric acid solution containing nickel and cobalt recovered through a leaching step, a solid-liquid separation step, and a neutralization step, and iron, magnesium, manganese and other impurity metals in a wet refining method of nickel oxide ore.
  • the impure liquid discharged from the sulfidation process is subjected to impurity metal ions contained in the poor liquid.
  • the neutralization process to neutralize and remove was performed.
  • Example 1 Specifically, in the neutralization treatment in Example 1, first, a calcium carbonate slurry having a density of 1.3 g / cm 3 is added as a first neutralizing agent to 1 m 3 of poor solution (pH 1.7), A first neutralization treatment was performed to neutralize the end point pH to 5.5 (end point pH (1)).
  • a slaked lime slurry having a density of 1.2 g / cm 3 as a second neutralizing agent is added to the solution after the first neutralization treatment, and the end point pH is 9.0 (end point pH (2))
  • a second neutralization treatment was performed to neutralize until At this time, the addition amount of each of the neutralizing agents used in the first neutralization treatment and the second neutralization treatment was determined.
  • Comparative Example 1 In Comparative Example 1, the neutralization treatment is performed in the same manner as in Example 1 except that the end point pH in the first neutralization treatment is set to 6.5 (end point pH (1)). The amount of addition was determined.
  • Comparative Example 2 In Comparative Example 2, the pH of the end point is 9.0 (only one step, but for the sake of convenience “end point pH (2)”) using only the slaked lime slurry as a neutralizing agent in 1 m 3 of poor solution. The neutralization treatment was performed until the amount of the neutralizing agent needed at this time was determined.
  • Example 1 a first step using a calcium carbonate slurry as the first neutralizing agent and setting the end point pH to the range of 5.0 to 6.0, pH 5.5
  • the neutralization treatment of the second step was performed using the highly alkaline slaked lime slurry as the second neutralizer
  • the addition amount of the slaked lime slurry was 60 L. It was possible to do efficient processing.
  • the total amount of neutralizing agent used in the entire neutralization process is 143 L, of which 80 L is the inexpensive calcium carbonate slurry used in the first stage neutralization process, and the amount of slaked lime slurry used as described above As a result, the processing cost of the entire neutralization process was also significantly reduced.
  • Comparative Example 1 in which the end point pH of the first neutralization treatment was 6.5, although the neutralization treatment was performed in two steps using two types of neutralizing agents in the same manner as in Example 1.
  • the load of the neutralization process in the first step increased, and the addition amount of the calcium carbonate slurry was 235 L, which was 2.5 times or more as compared with Example 1.
  • the addition amount of the slaked lime slurry used for the second stage of the neutralization treatment was 55 L, even though the load of the first stage of the neutralization treatment was increased, Example 1 There was almost no change in the total amount of neutralizing agent used throughout the neutralization process, and the effective neutralization process could not be performed.
  • Comparative Example 2 in which the neutralization treatment was performed using only the slaked lime slurry as in the prior art, the addition amount of the slaked lime slurry reached 130 L.
  • the amount of the slaked lime slurry used is equivalent to twice or more the amount of the slaked lime slurry used in Example 1.
  • the amount of neutralizing agent used in this Comparative Example 2 is almost the same as the total amount of neutralizing agent used in Example 1, but stepwise neutralization treatment using an inexpensive calcium carbonate slurry as the first neutralizing agent
  • the processing cost of the comparative example 2 is much higher than that of the example 1 of the embodiment. In such processing, it is considered that the processing cost also increases significantly as the amount of poor liquid to be processed increases.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)

Abstract

 ニッケル及びコバルトと、鉄、マグネシウム、マンガンの何れか1つ以上を少な くとも含む不純物金属とを含有する硫酸水溶液からニッケル及びコバルトの硫化物を形成する処理工程から発生する貧液の中和処理に際し、高コストな高アルカリ性の中和剤の使用量を低減させて、効率的な中和処理を行うことができる中和処理方法を提供することを目的とする。本発明では、貧液に対して第1の中和剤として炭酸カルシウムスラリーを用い、pH5.0~6.0の範囲を終点として中和処理を行う第1の中和処理工程S11と、第1の中和処理工程S11で得られた溶液に、第2の中和剤を用いて中和処理を施し、貧液中に残留した金属を含む沈殿物とその金属イオンが除去された中和終液とを得る第2の中和処理工程S12とを有する。

Description

中和処理方法
 本発明は、中和処理方法に関し、より詳しくは、ニッケル及びコバルトと不純物金属元素とを含む硫酸水溶液に硫化水素ガスを吹き込み、ニッケル及びコバルトを含む硫化物を形成する硫化処理から得られる貧液中の残留不純物金属イオンを中和除去する中和処理方法に関する。
 本出願は、日本国において2012年6月12日に出願された日本特許出願番号特願2012-133125を基礎として優先権を主張するものであり、これらの出願を参照することにより、本出願に援用される。
 近年、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法として、硫酸を用いた高温加圧酸浸出法(High Pressure Acid Leach)が注目されている。この方法は、従来の一般的なニッケル酸化鉱石の製錬方法である乾式製錬法とは異なり、還元及び乾燥工程等の乾式工程を含まず、一貫した湿式工程からなるので、エネルギー的及びコスト的に有利となる。また、ニッケル品位を50重量%程度まで向上させたニッケルを含む硫化物(以下、「ニッケル硫化物」ともいう。)を得ることができるという利点を有している。このニッケル硫化物は、ニッケル酸化鉱石を浸出して得られた浸出液を浄液した後に、硫化工程において硫化水素ガスを吹き込み硫化反応を生じさせることにより沈殿生成される(例えば、特許文献1参照。)。
 ところで、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法の硫化工程においては、上述のように、ニッケルを主として含有する硫酸水溶液に硫化水素ガスを吹き込む硫化処理を施すことによって、ニッケル等を含む硫化物とニッケル濃度を低水準で安定させた貧液とが得られる。
 硫化工程で得られた貧液は、硫化されずに残留した鉄、マグネシウム、マンガン等の不純物を含み、pHの低い溶液である。したがって、この貧液を排出するにあたっては、残留金属イオンを除去する中和処理を施すことが必要となる。
 従来、この貧液を中和する方法としては、主として、1種類の中和剤を用いて中和する方法が用いられていた。この方法では、中和に必要なpHを達成するために、高アルカリ性の中和剤を用いることが必要であった。具体的に、高アルカリ性の中和剤としては、苛性ソーダや炭酸ソーダ等があるがコスト面で不利であるため、工業的には、例えば消石灰スラリーが用いられることが多い。
 しかしながら、このような高アルカリ性の中和剤は、一般的にフレキシブルコンテナ等に梱包され、その使用量が多くなる場合には煩雑な前処理と前処理設備が必要となる。また、他の中和剤と比較してコストの面で有利な消石灰スラリー等の中和剤であっても、硫化工程からの貧液の発生量が多くなって中和剤の使用量が膨大となる場合には、仕上がりコストへの影響度が大きいという問題があった。
特開2005-350766号公報
 本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、ニッケル及びコバルトと、不純物金属元素とを含む硫酸水溶液からニッケル及びコバルトの硫化物を形成する処理工程から発生する貧液の中和処理に際し、高コストな高アルカリ性の中和剤の使用量を低減させて、効率的な中和処理を行うことができる中和処理方法を提供する。
 本発明者らは、上述した目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、貧液中の不純物金属元素の中和除去処理において、例えば消石灰スラリー等の使用する中和剤の一部を安価な炭酸カルシウムスラリーに代替し、その2種類の中和剤を用いて、終点pHを調整した段階的な中和処理を行うことによって、高コストな中和剤の使用量を低減できることを見出し、本発明を完成させた。
 すなわち、本発明に係る中和処理方法は、ニッケル及びコバルトと、鉄、マグネシウム、マンガンの何れか1つ以上を少なくとも含む不純物金属とを含有する硫酸水溶液に硫化水素ガスを吹き込み、ニッケル及びコバルトを含む硫化物を形成する硫化処理から得られる貧液中に残留した金属イオンを中和除去する中和処理方法であって、上記貧液に対して、第1の中和剤として炭酸カルシウムスラリーを用い、pH5.0~6.0の範囲を終点として中和処理を行う第1の中和処理工程と、第1の中和処理工程で得られた溶液に、第2の中和剤を用いて中和処理を施し、上記貧液中に残留した金属を含む沈殿物と該金属イオンが除去された中和終液とを得る第2の中和処理工程とを有することを特徴とする。
 ここで、上記第2の中和剤は、消石灰スラリーであることが好ましい。
 また、上記第1の中和処理工程における終点のpHを5.4~5.8の範囲とすることが好ましい。
 また、上記第2の中和処理工程では、pH8.5~9.5の範囲を終点として中和処理を行うことが好ましい。
 また、上記硫酸水溶液は、ニッケル酸化鉱石からニッケルを回収する高温加圧浸出に基づく湿式製錬方法において、浸出工程、固液分離工程、及び中和工程を経て回収されるニッケル及びコバルトと、鉄、マグネシウム、マンガンの何れか1つ以上を少なくとも含む不純物金属とを含有する硫酸水溶液からなる母液とすることができる。
 本発明によれば、高コストな高アルカリ性の中和剤の使用量を低減させることができ、効率的に貧液中の不純物金属元素を中和除去する中和処理を行うことができる。
図1は、ニッケル酸化鉱石の高温加圧酸浸出法による湿式製錬方法の工程図である。 図2は、本発明に係る中和処理方法の工程図である。 図3は、実施例1並びに比較例1及び2における中和剤添加量の結果を示す図である。
 以下、本発明に係る中和処理方法について、図面を参照しながら以下の順序で詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更することができる。
 1.本発明の概要
 2.ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法
 3.中和処理方法
  3-1.第1の中和処理工程
  3-2.第2の中和処理工程
 4.実施例
 <1.本発明の概要>
 本発明に係る中和処理方法は、ニッケル及びコバルトと、鉄、マグネシウム、マンガンの何れか1つ以上を少なくとも含む不純物金属とを含有する硫酸水溶液に硫化水素ガスを吹き込み、ニッケル及びコバルトを含む硫化物を形成する硫化処理から得られる貧液中の残留不純物金属イオンを中和除去するものである。
 具体的に、この中和処理方法は、上述した貧液に対して、第1の中和剤として炭酸カルシウムスラリーを用い、pH5.0~6.0の範囲を終点として中和処理を行う第1の中和処理工程と、第1の中和処理工程で得られた溶液に、第2の中和剤を用いて中和処理を行い、貧液中に残留した金属を含む沈殿物とその金属イオンが除去された中和終液とを得る第2の中和処理工程とを有する。
 このように、本発明に係る中和処理方法は、2種類の中和剤を用いて、所定のpH範囲を終点とした段階的な中和処理を行うことが重要となる。そして、その2種類の中和剤のうちの1種を安価な中和剤である炭酸カルシウムスラリーとし、炭酸カルシウムスラリーを用いて第1段階目の中和処理を行う。
 このような中和処理方法によれば、先ず第1の中和処理として安価な炭酸カルシウムスラリーを用いて所定のpH範囲を終点とする中和処理を行っているので、従来より用いられている消石灰スラリー等の高アルカリ性の中和剤の使用量を効果的に低減させることができ、不純物金属イオンを効率的に中和除去することができる。これにより、処理すべき貧液量が増加した場合であっても、処理コストの過剰な増大を防ぐことができ効率的な処理を行うことができる。
 <2.ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法>
 上述したニッケル及びコバルトと不純物金属元素とを含む硫酸水溶液としては、特に限定されず広く適用することができるが、例えば、ニッケル酸化鉱石からニッケルを回収する高温加圧浸出に基づく湿式製錬方法において、浸出工程、固液分離工程、及び中和工程を経て回収されるニッケル及びコバルトと、鉄、マグネシウム、マンガンの何れか1つ以上を少なくとも含む不純物金属とを含有する硫酸水溶液からなる母液を用いることができる。
 そして、本実施の形態に係る中和処理方法は、例えば、このニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法において得られたニッケル及びコバルトと、不純物金属とを含有する硫酸水溶液からなる母液に対して硫化水素ガスを吹き込み、ニッケル及びコバルトを含む硫化物を形成する硫化工程から排出される貧液を処理対象として用いることができる。
 ここで、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法の概略について説明する。なお、ここでは、高温加圧酸浸出法を用いた湿式製錬方法を具体例として説明する。
 図1に、ニッケル酸化鉱石の高温加圧酸浸出法による湿式製錬方法の工程図の一例を示す。図1に示すように、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法は、ニッケル酸化鉱石からニッケル等を浸出する浸出工程S1と、得られた浸出スラリーから浸出液と浸出残渣とに固液分離する固液分離工程S2と、浸出液を中和しニッケル回収用の母液と中和澱物スラリーとに分離する中和工程S3と、母液である硫酸水溶液に硫化水素ガスを吹き込んで硫化処理を行いニッケル及びコバルトを含む硫化物と貧液とを得る硫化工程S4とを有する。
 (1)浸出工程
 浸出工程S1では、ニッケル酸化鉱石のスラリーに硫酸を添加し、220~280℃の温度下で攪拌処理して、浸出液と浸出残渣とからなる浸出スラリーを形成する。浸出工程S1では、例えば高温加圧容器(オートクレーブ)が用いられる。
 浸出工程S1で用いるニッケル酸化鉱石としては、主としてリモナイト鉱及びサプロライト鉱等のいわゆるラテライト鉱が挙げられる。このラテライト鉱のニッケル含有量は、通常0.8~2.5重量%であり、水酸化物又はケイ苦土(ケイ酸マグネシウム)鉱物として含有される。また、鉄の含有量は、10~50重量%であり、主として3価の水酸化物(ゲーサイト)の形態であるが、一部2価の鉄がケイ苦土鉱物に含有される。
 具体的に、浸出工程S1においては、下記の式(1)~(5)で表される浸出反応と高温熱加水分解反応が生じ、ニッケル、コバルト等の硫酸塩としての浸出と、浸出された硫酸鉄のヘマタイトとしての固定化が行われる。ただし、鉄イオンの固定化は完全には進行しないため、通常、得られる浸出スラリーの液部分には、ニッケル、コバルト等の他に2価と3価の鉄イオンが含まれる。
 ・浸出反応
MO+HSO ⇒ MSO+HO  ・・・(1)
 (なお、式中Mは、Ni、Co、Fe、Zn、Cu、Mg、Cr、Mn等を表す。)
2Fe(OH)+3HSO ⇒ Fe(SO+6HO ・・・(2)
FeO+HSO ⇒ FeSO+HO  ・・・(3)
 ・高温熱加水分解反応
2FeSO+HSO+1/2O ⇒ Fe(SO+H
                                                 ・・・(4)
Fe(SO+3HO⇒ Fe+3HSO  ・・・(5)
 浸出工程S1におけるスラリー濃度は、特に限定されるものではないが、浸出スラリーのスラリー濃度が15~45重量%になるように調整することが好ましい。また、浸出工程S1で用いる硫酸添加量は、特に限定されるものではなく、鉱石中の鉄が浸出されるような過剰量が用いられる。例えば、鉱石1トン当り300~400kgとする。鉱石1トン当りの硫酸添加量が400kgを超えると、硫酸コストが大きくなり好ましくない。
 (2)固液分離工程
 固液分離工程S2では、浸出工程S1で形成される浸出スラリーを多段洗浄して、ニッケル及びコバルトを含む浸出液と浸出残渣とを得る。
 固液分離工程S2における多段洗浄方法としては、特に限定されるものではないが、ニッケルを含まない洗浄液で向流に接触させる連続向流洗浄法(CCD法:Counter Current Decantation)を用いることが好ましい。これによって、系内に新たに導入する洗浄液を削減できるとともに、ニッケル及びコバルトの回収率を95%以上とすることができる。
 (3)中和工程
 中和工程S3では、固液分離工程S2にて分離された浸出液の酸化を抑制しながら、その浸出液のpHが4.0以下、好ましくは3.2~3.8となるように炭酸カルシウムを添加し、ニッケル回収用の母液と3価の鉄を含む中和澱物スラリーとを形成する。中和工程S3では、このようにして浸出液の中和処理を行うことで、高温加圧酸浸出による浸出工程S1で用いた過剰の酸の中和を行うとともに、溶液中に残留する3価の鉄イオンやアルミニウムイオン等を除去する。なお、浸出液のpHが4.0を超えると、ニッケルの水酸化物の発生が多くなる。
 中和工程S3で得られる中和澱物スラリーは、必要に応じて固液分離工程S2へ送ることができる。これによって、中和澱物スラリーに含まれるニッケルを効果的に回収することができる。具体的には、中和澱物スラリーを、低いpH条件で操業される固液分離工程S2へ繰返すことによって、浸出残渣の洗浄と同時に中和澱物の付着水と中和澱物表面での局所反応により生成した水酸化ニッケルの溶解を促進させることができ、回収ロスとなるニッケル分を低減することができる。
 (4)硫化工程
 硫化工程S4では、中和工程S3において得られたニッケル回収用の母液である硫酸水溶液に硫化水素ガスを吹き込んで硫化反応を生じさせ、ニッケル及びコバルトを含む硫化物と貧液とを生成する。
 母液中に亜鉛が含まれる場合には、硫化反応によりニッケル及びコバルトの硫化物を形成させるに先立って、亜鉛を硫化物として選択的に分離する処理を行うことができる。この亜鉛を選択分離する処理としては、硫化反応の際に弱い条件を作り出して硫化反応の速度を抑制することによって、亜鉛と比較して濃度の高いニッケルの共沈を抑制し、亜鉛を選択的に除去する。
 母液は、上述のようにニッケル酸化鉱石を浸出して中和工程S3を経て得られた、ニッケル及びコバルトを含む硫酸水溶液である。具体的には、例えば、pHが3.2~4.0で、ニッケル濃度が2~5g/L、コバルト濃度が0.1~1.0g/Lであり、また不純物成分として、例えば鉄、マグネシウム、マンガンの何れか1つ以上を少なくとも含む不純物金属元素を含有する硫酸水溶液を用いることができる。不純物金属成分は、浸出の酸化還元電位、オートクレーブの操業条件、及び鉱石品位により大きく変化するが、一般的には、鉄、マグネシウム、マンガン、その他の不純物金属元素が数g/L程度含まれている。
 ここで、硫酸水溶液に含まれる不純物金属成分である鉄、マンガン、アルカリ金属、及びマグネシウム等のアルカリ土類金属は、回収するニッケル及びコバルトに対して比較的多く存在するが、この硫化工程S4において形成される硫化物としての安定性は低い。そのため、これらの金属不純物は、形成される硫化物に含有されることはなく、形成された硫化物を除去して得られる貧液(硫化処理終液)中に含有されることになる。なお、この貧液は、pHが1.0~3.0程度である。
 このように、硫化工程S4では、不純物含有の少ないニッケル及びコバルトを含む硫化物と、ニッケル濃度を低い水準で安定させた貧液とが生成され回収される。回収方法としては、硫化反応により得られた硫化物のスラリーをシックナー等の沈降分離装置を用いて沈降分離処理することによって、沈殿物である硫化物がシックナーの底部より分離回収され、水溶液成分がオーバーフローして貧液として回収される。
 <3.中和処理方法>
 上述したように、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法の硫化工程S4を経て得られた貧液は、鉄、マグネシウム、マンガンの何れか1つ以上を少なくとも含む不純物金属のイオンを含有している。そのため、この貧液を系外に排出するにあたっては、貧液中の残留金属イオンを除去する中和処理を施すことが必要となる。また、この貧液を、上述した湿式製錬に繰り返し用いる場合においても、不純物成分を極力低減させた状態とするために中和処理を施すことが好ましい。
 従来、この貧液に対する中和処理では、中和に必要なpHを達成するために、例えば消石灰スラリー等の高アルカリ性の中和剤を用いて行っていた。しかしながら、このような高アルカリ性の中和剤は、硫化工程S4からの貧液の発生量が多くなってその使用量が多くなると煩雑な前処理と前処理設備が必要となる。また、他の中和剤に対してコスト面で比較的有利な消石灰スラリー等の中和剤であっても、処理すべき貧液量が多くなるに伴ってその使用量が膨大になると、仕上がりコストへの影響度が大きいという問題がある。
 そこで、本発明に係る中和処理方法では、例えば消石灰スラリー等の使用する中和剤の一部を安価な炭酸カルシウムスラリーに代替し、その2種類の中和剤を用いて段階的な中和処理を行うようにする。
 具体的に、この中和処理方法は、図2の工程図に示すように、貧液に対して第1の中和剤として炭酸カルシウムスラリーを用い、所定のpH範囲を終点とした中和処理を行う第1の中和処理工程S11と、第1の中和処理工程S11で得られた溶液に対して第2の中和剤を用いた中和処理を行い、不純物金属を含む沈殿物と中和終液とを生成する第2の中和処理工程S12とを有する。
  <3-1.第1の中和処理工程>
 第1の中和処理工程S11では、中和剤として炭酸カルシウムスラリーを用い、上述した硫化工程S4を経て得られた貧液に対して中和処理を施す。
 この第1の中和処理工程S11にて用いる炭酸カルシウムスラリーは、安価な中和剤である。したがって、この安価な炭酸カルシウムスラリーを第1の中和剤として用い、先ず第1段階目の中和処理を施すことにより、後述する第2段階目の中和処理で使用する高アルカリ性の中和剤の使用量を低減させることができる。
 そして、この段階的な中和処理における第1の中和処理では、所定のpH範囲を中和反応の終点として調整して中和処理を行うことが重要となる。具体的に、第1の中和処理工程S11では、その終点のpHを5.0~6.0の範囲、好ましくは5.4~5.8の範囲として中和処理を行う。
 このように、第1の中和処理工程S11においては、炭酸カルシウムスラリーを中和剤として用いるとともに、その終点のpHを5.0~6.0に設定調整した第1段階目の中和処理を行う。このことによって、上述のように高アルカリ性の中和剤の使用量を低減できるとともに、中和処理全体で用いる中和剤の総使用量を低減させ、処理コストを抑えた効率的な中和処理を行うことができる。そしてこれにより、処理すべき貧液量が増加した場合であっても、処理コストの過剰な増大を防ぐことができる。
 ここで、第1の中和処理における終点のpHについて、pHが5.0未満であると、この第1の中和処理が不十分となって後述する第2の中和処理工程S12における中和処理の負荷が増大し、結果として第2の中和剤の使用量が増加することになる。一方、終点のpHが6.0を超えると、この第1の中和処理の負荷が増大し、炭酸カルシウムスラリーの使用量が増加することになる。また、そのように終点pHを6.0を超えるように調整して第1の中和処理の負荷を増大させた場合でも、第2の中和処理工程S12における中和剤の使用量は殆ど変わらないため、中和処理全体における中和剤の使用量は増加して、経済的に非効率となる。
 また、好ましくは、pH5.4~5.8の範囲を終点として第1段階目の中和処理を行うことにより、第1の中和処理における中和剤及び第2の中和処理における中和剤の使用量をより効果的に低減させることができ、処理すべき貧液量の増加に対しても処理コストを過剰に増大させることなく効率的な処理を行うことができる。
 なお、pHの測定は、特に限定されるものではなく、周知の方法を用いて測定することができ、その測定されたpHに基づいて中和処理の終点を判断することができる。例えば、中和反応槽内にpH測定計を設けて反応槽内の溶液のpHを随時測定可能とし、中和剤の添加に伴う中和反応の進行により変化するpHを観測して、中和処理の終点を判断する。
  <3-2.第2の中和処理工程>
 第2の中和処理工程S12では、第1の中和処理工程S11を経て得られた溶液に対して、第2の中和剤を用いて中和処理を施す。この第2の中和処理により、不純物金属を含む沈殿物と不純物金属が除去された中和終液とを生成する。
 第2の中和剤としては、高アルカリ性の中和剤であれば特に限定されないが、例えば消石灰スラリー、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等を用いることができる。その中でも、比較的安価である消石灰スラリーを用いることが、経済性の観点から特に好ましい。
 上述したように、従来では消石灰スラリー等の高アルカリ性の中和剤のみ用いて中和処理を施していたが、処理する貧液の増大により必要な中和剤の量が増加し、比較的安価な消石灰スラリーを用いた場合であっても処理コストの過剰な増大を招き、経済効率性の高い処理を行うことができなかった。これに対して、本実施の形態に係る中和処理方法では、上述のように、先ず第1の中和処理工程S11において炭酸カルシウムスラリーを用いて所定のpH範囲を終点とする中和処理を行っているので、第2の中和処理において使用する消石灰スラリー等の高アルカリ性の中和剤の量を効果的に低減させることができる。これにより、処理すべき貧液量が増加した場合でも、処理コストの過剰な増大を防ぐことができ、効率的な処理を行うことができる。
 この第2の中和処理工程S12における中和処理では、その終点のpH範囲としてpH8.5~9.5の範囲に調整して処理を行うことが好ましい。
 第2の中和処理における終点のpHが8.5未満であると、貧液中に含まれる鉄、マグネシウム、マンガンその他の不純物金属元素の沈殿物が十分に形成されず、不純物金属イオンが中和終液中に残留してしまう可能性がある。一方で、終点のpHが9.5を超えると、それ以上に不純物金属の沈殿形成は進行せず、中和処理の負荷が大きくなって消石灰スラリー等の第2の中和剤の使用量が増加して経済性が悪化することになる。
 また、好ましくは、pH8.9~9.1の範囲を終点として第2段階目の中和処理を行う。これにより、第2の中和剤の使用量を必要最小限に抑えながら、貧液中の不純物金属元素の沈殿物を効果的に形成させることができ、より効率的な中和除去処理を行うことができる。
 なお、第2の中和処理工程S12におけるpH管理についても、第1の中和処理工程S11におけるpH測定並びにそれに基づくpH管理と同様に、周知の方法を用いて中和処理の終点を判断することができる。
 この第2の中和処理工程S12を経て得られた不純物金属元素を含む沈殿物と不純物金属が除去された中和終液とは、周知の固液分離処理を行うことによって分離して回収することができる。
 4.実施例
 以下に、本発明についての実施例を説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
 [実施例1]
 ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法において、浸出工程、固液分離工程、及び中和工程を経て回収されたニッケル及びコバルトと、鉄、マグネシウム、マンガンその他の不純物金属とを含む硫酸水溶液からなる母液に対して、硫化水素ガスを吹き込んでニッケル及びコバルトを含む硫化物を形成させる硫化工程を行った後、その硫化工程から排出された貧液に対して、その貧液中に含まれる不純物金属イオンを中和除去する中和処理を行った。
 具体的に、実施例1における中和処理では、先ず、貧液1m(pH1.7)に対して、第1の中和剤として密度1.3g/cmの炭酸カルシウムスラリーを添加し、終点pHが5.5(終点pH(1))となるまで中和させる第1の中和処理を行った。
 続いて、第1の中和処理後の溶液に対して、第2の中和剤として密度1.2g/cmの消石灰スラリーを添加し、終点pHが9.0(終点pH(2))となるまで中和させる第2の中和処理を行った。このとき、第1の中和処理及び第2の中和処理で使用したそれぞれの中和剤の添加量を求めた。
 [比較例1]
 比較例1では、第1の中和処理における終点pHを6.5(終点pH(1))としたこと以外は、実施例1と同様にして中和処理を行い、それぞれの中和剤の添加量を求めた。
 [比較例2]
 比較例2では、貧液1mに中和剤として消石灰スラリーのみを用いて終点のpHが9.0(1段階のみであるが、便宜的に「終点pH(2)」とする)となるまで中和処理を行い、このときに必要となった中和剤の添加量を求めた。
 図3及び表1に、実施例1並びに比較例1及び2における中和剤添加量の結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 図3及び表1に示される結果から分かるように、第1の中和剤として炭酸カルシウムスラリーを用い、終点のpHを5.0~6.0の範囲であるpH5.5とした第1段階目の中和処理を行い、続いて第2の中和剤として高アルカリ性の消石灰スラリーを用いて第2段階目の中和処理を行った実施例1では、消石灰スラリーの添加量が60Lとなり、効率的な処理を行うことができた。中和処理全体の中和剤の総使用量としては143Lとなるが、そのうちの80Lは第1段階の中和処理で用いた安価な炭酸カルシウムスラリーであり、上述したように消石灰スラリーの使用量を低減できたとともに、中和処理全体での処理コストも大幅に低減させることができた。
 一方で、実施例1と同様に2種類の中和剤を用いて2段階の中和処理を行ったものの、第1の中和処理の終点pHを6.5とした比較例1では、第1段階目の中和処理の負荷が増大して炭酸カルシウムスラリーの添加量が235Lとなり、実施例1に比べて2.5倍以上の量となった。また、この比較例1では、第1段階目の中和処理の負荷を大きくしたにも関わらず、第2段階目の中和処理に用いた消石灰スラリーの添加量は55Lとなって実施例1と殆ど変らず、中和処理全体の中和剤の総使用量は著しく増大して効率的な中和処理を行うことはできなかった。
 また、従来と同様に、消石灰スラリーのみを用いて中和処理を行った比較例2では、その消石灰スラリーの添加量が130Lにも及んでしまった。この消石灰スラリーの使用量は、実施例1における消石灰スラリーの使用量と比較して2倍以上の量に相当する。この比較例2における中和剤使用量は、実施例1における中和剤の総使用量と殆ど変らないものの、安価な炭酸カルシウムスラリーを第1の中和剤として用いて段階的な中和処理を行った実施例1に比べて、比較例2では遥かに処理コストが増大した。このような処理では、処理すべき貧液量が増加するに伴って、その処理コストも著しく増大していくものと考えられる。

Claims (5)

  1.  ニッケル及びコバルトと、鉄、マグネシウム、マンガンの何れか1つ以上を少なくとも含む不純物金属とを含有する硫酸水溶液に硫化水素ガスを吹き込み、ニッケル及びコバルトを含む硫化物を形成する硫化処理から得られる貧液中に残留した金属イオンを中和除去する中和処理方法であって、
     上記貧液に対して、第1の中和剤として炭酸カルシウムスラリーを用い、pH5.0~6.0の範囲を終点として中和処理を行う第1の中和処理工程と、
     上記第1の中和処理工程で得られた溶液に、第2の中和剤を用いて中和処理を施し、上記貧液中に残留した金属を含む沈殿物と該金属イオンが除去された中和終液とを得る第2の中和処理工程と
     を有することを特徴とする中和処理方法。
  2.  上記第2の中和剤は、消石灰スラリーであることを特徴とする請求項1に記載の中和処理方法。
  3.  上記第1の中和処理工程における終点のpHを5.4~5.8の範囲とすることを特徴とする請求項1に記載の中和処理方法。
  4.  上記第2の中和処理工程では、pH8.5~9.5の範囲を終点として中和処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の中和処理方法。
  5.  上記硫酸水溶液は、ニッケル酸化鉱石からニッケルを回収する高温加圧浸出に基づく湿式製錬方法において、浸出工程、固液分離工程、及び中和工程を経て回収されるニッケル及びコバルトと、鉄、マグネシウム、マンガンの何れか1つ以上を少なくとも含む不純物金属とを含有する硫酸水溶液からなる母液であることを特徴とする請求項1に記載の中和処理方法。
PCT/JP2013/065958 2012-06-12 2013-06-10 中和処理方法 WO2013187367A1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201380026255.9A CN104321449A (zh) 2012-06-12 2013-06-10 中和处理方法
CA2875450A CA2875450C (en) 2012-06-12 2013-06-10 Neutralization method
US14/405,055 US20150151991A1 (en) 2012-06-12 2013-06-10 Neutralization method
EP13803603.3A EP2860271B1 (en) 2012-06-12 2013-06-10 Method comprising neutralization
AU2013275418A AU2013275418B2 (en) 2012-06-12 2013-06-10 Neutralization method
PH12014502679A PH12014502679A1 (en) 2012-06-12 2014-12-01 Neutralization method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012133125A JP5500208B2 (ja) 2012-06-12 2012-06-12 中和処理方法
JP2012-133125 2012-06-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013187367A1 true WO2013187367A1 (ja) 2013-12-19

Family

ID=49758189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/065958 WO2013187367A1 (ja) 2012-06-12 2013-06-10 中和処理方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20150151991A1 (ja)
EP (1) EP2860271B1 (ja)
JP (1) JP5500208B2 (ja)
CN (1) CN104321449A (ja)
AU (1) AU2013275418B2 (ja)
CA (1) CA2875450C (ja)
PH (1) PH12014502679A1 (ja)
WO (1) WO2013187367A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5871026B2 (ja) * 2014-05-13 2016-03-01 住友金属鉱山株式会社 硫酸酸性溶液の中和方法、およびニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法
JP2016194124A (ja) * 2015-04-01 2016-11-17 住友金属鉱山株式会社 ニッケル及びコバルトの混合硫化物の製造方法、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法
CN108166009B (zh) * 2018-02-06 2024-09-10 广西北港新材料有限公司 一种从不锈钢酸洗废混酸中提取碳酸镍的系统及其方法
JP7247729B2 (ja) * 2019-04-18 2023-03-29 住友金属鉱山株式会社 ニッケル酸化鉱石の湿式製錬において発生する貧液の中和処理方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09150065A (ja) * 1995-11-29 1997-06-10 Taiheiyo Kinzoku Kk Ni廃触媒からの有価金属回収方法
JP2005350766A (ja) 2004-05-13 2005-12-22 Sumitomo Metal Mining Co Ltd ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法
JP2010095788A (ja) * 2008-09-19 2010-04-30 Sumitomo Metal Mining Co Ltd ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法
JP2010180439A (ja) * 2009-02-04 2010-08-19 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 硫酸酸性水溶液からのニッケル回収方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AUPQ578200A0 (en) * 2000-02-22 2000-03-16 Anaconda Nickel Limited Method for the recovery of nickel and/or cobalt
DE60103766T2 (de) * 2000-08-21 2005-07-07 Csir, Pretoria Methode fuer wasserbehandlung
US6656247B1 (en) * 2002-08-08 2003-12-02 Dynatec Corporation Selective precipitation of manganese from magnesium-containing solutions
JP5359392B2 (ja) * 2009-03-09 2013-12-04 住友金属鉱山株式会社 排水からのマンガンの除去方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09150065A (ja) * 1995-11-29 1997-06-10 Taiheiyo Kinzoku Kk Ni廃触媒からの有価金属回収方法
JP2005350766A (ja) 2004-05-13 2005-12-22 Sumitomo Metal Mining Co Ltd ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法
JP2010095788A (ja) * 2008-09-19 2010-04-30 Sumitomo Metal Mining Co Ltd ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法
JP2010180439A (ja) * 2009-02-04 2010-08-19 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 硫酸酸性水溶液からのニッケル回収方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2860271A4

Also Published As

Publication number Publication date
CA2875450A1 (en) 2013-12-19
CA2875450C (en) 2019-05-14
EP2860271A1 (en) 2015-04-15
JP5500208B2 (ja) 2014-05-21
EP2860271A4 (en) 2015-11-11
AU2013275418A1 (en) 2015-01-15
AU2013275418B2 (en) 2017-03-09
PH12014502679B1 (en) 2015-01-26
JP2013256691A (ja) 2013-12-26
PH12014502679A1 (en) 2015-01-26
US20150151991A1 (en) 2015-06-04
EP2860271B1 (en) 2018-04-18
CN104321449A (zh) 2015-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4525428B2 (ja) ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法
WO2016157629A1 (ja) ニッケル及びコバルトの混合硫化物の製造方法、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法
AU2016378849B2 (en) Method for removing sulfidizing agent
WO2013187367A1 (ja) 中和処理方法
JP5892301B2 (ja) ニッケル酸化鉱石の湿式製錬における中和方法
US10227675B2 (en) Wet smelting method for nickel oxide ore
WO2019035319A1 (ja) 浸出処理方法、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法
JP2008231470A (ja) 硫化工程の反応制御方法
JP5637294B1 (ja) 中和処理方法
JP5637296B1 (ja) 中和処理方法
JP5637295B1 (ja) 中和処理方法
JP2017201056A (ja) 中和処理方法、及び中和終液の濁度低減方法
JP2018079435A (ja) 中和処理方法
JP5637293B1 (ja) 中和処理方法
JP5637297B1 (ja) 中和処理方法
JP2021008654A (ja) ニッケル酸化鉱石の浸出処理方法及びこれを含む湿式製錬方法
JP2020029589A (ja) ニッケル酸化鉱石の湿式製錬法における臭気低減方法
JP6206518B2 (ja) 中和処理方法、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法
JP2019077928A (ja) 中和処理方法およびニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13803603

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2875450

Country of ref document: CA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14405055

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2013803603

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: IDP00201500109

Country of ref document: ID

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2013275418

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20130610

Kind code of ref document: A