以利用使用硫酸溶液的高溫加壓酸浸出法(HPAL法)回收鎳和鈷的 方式作為具體例子而示出的。
[0040] 〈2.氧化鎳礦石的濕式冶煉方法〉
[0041] 如圖1的工序圖所示,使用氧化鎳礦石的HPAL法的濕式冶煉方法具備以下工序: 浸出工序S1,向氧化鎳礦石的漿料中添加硫酸溶液并在高溫高壓下進行浸出;固液分離工 序S2,邊多級清洗浸出漿料邊分離浸出殘渣而得到包含鎳和鈷、以及雜質元素的浸出液; 中和工序S3,調整浸出液的pH中和浸出液中的剩余酸并分離去除包含雜質元素的中和沉 淀物,從而得到包含鎳和鈷的中和終液;硫化工序S4,對于該中和終液實施硫化處理,形成 包含鎳和鈷的混合硫化物。
[0042] (1)浸出工序
[0043] 浸出工序Sl中,使用高溫加壓容器(高壓釜)等,向氧化鎳礦石的漿料中添加硫 酸溶液并在220~280°C的溫度下進行攪拌處理,從而形成包含浸出殘渣和浸出液的浸出 漿料。
[0044] 作為氧化鎳礦石,主要可以舉出:褐鐵礦和腐泥土礦等所謂的紅土鎳礦。紅土鎳礦 的鎳含量通常為0.8~2. 5重量%,以氫氧化物或硅鎂(硅酸鎂)礦物的形式含有。此外, 鐵的含量為10~50重量%,主要為3價氫氧化物(針鐵礦)的形態,但一部分2價的鐵被 含有在硅鎂礦物中。此外,浸出工序Sl中,除了這種紅土鎳礦之外,還使用含有鎳、鈷、錳、 銅等有價金屬的氧化礦石,例如賦存于深海底的錳結核等。
[0045] (2)固液分離工序
[0046] 固液分離工序S2中,將浸出工序Sl中所形成的浸出漿料進行多級清洗,將包含鎳 和鈷的浸出液與浸出殘渣分離。在該固液分離工序S2中,對于浸出漿料,例如添加陰離子 系或非離子系(弱陰離子性)絮凝劑并進行固液分離處理。
[0047] (3)中和工序
[0048] 中和工序S3中,實施如下的中和處理:邊抑制浸出液的氧化邊添加中和劑來中和 浸出液中的剩余酸,并且將浸出液中含有的3價鐵等雜質成分制成中和沉淀物。此外,在該 中和工序S3中,使進行中和處理而得到的中和處理后的漿料(中和漿料)中的中和沉淀物 沉降分離,使用濃縮器等固液分離裝置實施固液分離處理,從而分離去除中和沉淀物。由 此,獲得中和沉淀物漿料與成為用于回收鎳和鈷的母液的中和終液。
[0049] 本實施方式的特征在于,在該中和工序S3中,實施使用鎂氧化物作為中和劑的中 和處理,并且實施向得到的中和漿料中添加陽離子系絮凝劑并分離去除中和沉淀物的固液 分離處理。詳細如后述。
[0050] (4)硫化工序
[0051] 硫化工序S4中,對于作為鎳和鈷回收用的母液的中和終液吹入硫化氫氣體,獲得 雜質成分少的含鎳和鈷的混合硫化物(鎳·鈷混合硫化物)、和使鎳濃度穩定在低水平的貧 液(硫化后液體)。需要說明的是,在該硫化工序S4中,鎳和鈷回收用的母液中含有鋅時, 在以硫化物的形式分離鎳和鈷之前,能夠選擇性地以硫化物的形式分離鋅。
[0052] 此外,在該硫化工序S4中,使用濃縮器等沉降分離裝置對得到的鎳?鈷混合硫化 物的漿料進行沉降分離處理,從濃縮器的底部分離回收鎳·鈷混合硫化物,并且使水溶液成 分溢出而以硫化后液體的形式回收。
[0053] 〈3.中和漿料的沉降分離方法〉
[0054] 如上所述,氧化鎳礦石的濕式冶煉方法中,通過利用固液分離工序S2將利用浸出 工序Sl生成的浸出漿料進行固液分離,從而獲得浸出液。然后,通過對于該浸出液利用中 和工序S3實施中和處理,從而進行浸出液中所含的剩余酸的中和與雜質成分的分離去除。
[0055] 此時,本實施方式中,在該中和工序S3中,進行使用鎂氧化物作為中和劑的中和 處理、以及向得到的中和漿料中添加陽離子系絮凝劑的固液分離處理。
[0056] 〈3-1.中和處理〉
[0057] 在本實施方式的中和工序S3中,對于將浸出漿料進行固液分離而得到的、包含鎳 和鈷的浸出液,添加鎂氧化物作為中和劑實施中和處理。通過該中和處理,進行對于浸出液 中的剩余酸的中和、與浸出液中所含雜質成分的氫氧化物化(沉淀物化),獲得包含中和終 液與中和沉淀物的中和處理后的漿料(中和漿料)。
[0058] 更具體而言,對于用作中和劑的鎂氧化物,例如可以使用腐泥土礦等含有硅酸鎂、 氫氧化鎂的氧化鎳礦石的母巖。在使用母巖時,使用將該母巖粉碎成適當大小(例如,大概 100~300mm)而成的物質。通過這樣使用母巖作為中和劑,能夠有效地降低中和處理成本。
[0059] 作為中和處理的pH條件,沒有特別的限制,優選以成為pH4. 0以下的方式添加鎂 氧化物來進行中和。若pH超過4. 0,則產生浸出液中的鎳、鈷的氫氧化物并會被包含在中和 沉淀物中,成為這些有價金屬的回收損失。
[0060] 〈3-2.固液分離處理〉
[0061] 固液分離處理中,從通過上述中和處理而得到的中和漿料中使中和沉淀物沉降分 離,使用濃縮器等固液分離裝置對中和沉淀物進行分離去除,獲得成為鎳和鈷回收用的母 液的中和終液(中和后液體)。
[0062] 此處,本發明人等得到以下見解:通過在上述中和處理中使用鎂氧化物作為中和 劑,雖然能夠高效地生成中和沉淀物,但所生成的中和沉淀物的過濾性降低。尤其是,作為 鎂氧化物使用將腐泥土礦等氧化鎳礦石的母巖粉碎而成的物質時,該母巖中大量含有無定 形二氧化硅,因此,若使用其作為中和劑實施中和處理,則中和終液的上清的澄清度降低, 過濾性顯著降低。
[0063] 因此,本實施方式的中和工序S3的特征在于,對于中和漿料添加陽離子系絮凝劑 并進行固液分離。詳細的機理尚不明確,但認為:通過向用鎂氧化物進行中和處理得到的 中和漿料中添加陽離子系絮凝劑,能夠使無定形二氧化硅等非晶質的表面電荷發生變化。 認為:由此能夠促進中和沉淀物的聚集化而使過濾性提高,并且防止從該中和沉淀物產生 SS (浮游物質),抑制由SS導致的濾布的堵塞等過濾不良。
[0064] 如此,在本實施方式中,通過對中和漿料添加陽離子系絮凝劑并進行固液分離處 理,能夠獲得過濾性優異的中和沉淀物(殘渣),能夠有效地分離去除中和沉淀物。
[0065] 作為陽離子系絮凝劑,沒有特別的限制,可以使用通常所使用的絮凝劑。具體而 言,例如可以舉出:聚丙烯酸酯系、聚甲基丙烯酸酯系、多胺系、雙氰胺系、聚丙烯酰胺系、乙 烯基甲醛系的聚合物等。
[0066] 對于陽離子系絮凝劑的添加量沒有特別的限制,以其固體成分計,優選設為 650~1350g/t的范圍。此處,作為中和終液中的SS濃度,通常優選抑制至低于100mg/l的 濃度、更優選抑制至50mg/l以下、抑制至低于10mg/l,從而澄清度幾乎沒有問題,其過濾性 也提高。在這一方面,通過將陽離子系絮凝劑的添加量設為650~1350g/t的范圍,能夠使 SS濃度降低至100mg/l以下,能夠獲得澄清度高的母液(鎳和鈷回收用的母液)。此外,通 過這樣能夠有效地使SS濃度降低,從而可以在進行過濾處理時防止濾布的堵塞等,可以使 過濾性進一步提尚。
[0067] 進而,作為該陽離子系絮凝劑的添加量,以固體成分計,更優選設為750~1200g/ t的范圍、進一步優選設為900~1100g/t的范圍。通過將添加量設為這樣的范圍,其過濾 速度進一步變快,能夠抑制過濾不良同時有效地分離去除中和沉淀物。此外,通過將添加量 設為上述范圍,能夠使SS濃度降低至約50mg/l以下、進一步降低至低于10mg/l,能夠獲得 澄清度更高的母液。
[0068] 如上所述,在本實施方