Brevet FR3113681A1 — publié le 20220304

La présente invention décrit le procédé d'extraction du nickel, du cobalt et d'autres métaux du minerai de nickel latéritique par un procédé de lixiviation à l'eau-grillage-sulfatation. Le procédé comprend la séparation du minerai de nickel latéritique en minerais à base de Fe et minerais à base de Mg en utilisant une technologie classique ; le mélange homogène d'une solution d'acide sulfurique concentrée avec le minerai à base de Fe qui est ensuite mélangé avec le minerai à base de Mg pour former une pâte bien mélangée ; le durcissement de ladite pâte à une température de 250 à 450 °C dans un séchoir rotatif jusqu'à formation d'un solide granulaire durci, qui est ensuite cuit à une température de 650 à 800 °C dans un four rotatif pendant au moins 4 minutes ; le raffinage des solides grillés jusqu'à l'obtention d'une poudre ; et la lixiviation de la poudre avec de l'eau jusqu'à obtention d'une solution d'un mélange de nickel, de cobalt et d'autres métaux, et d'un résidu. Ce procédé présente une récupération de nickel élevée et économiquement viable, la récupération moyenne de Ni pouvant atteindre 95 % et le rapport Fe/Ni moyen ne dépassant pas 2,0. pas de figure PROCESSUS DE COLLECTE DE NICKEL, DE COBALT ET D'AUTRES MÉTAUX À PARTIR DU MINERAI DE NICKEL LATÉRITIQUE Domaine d'application de l'invention La présente invention concerne le procédé d'extraction de nickel, de cobalt et d'autres métaux à partir de minerais de nickel latéritique. La présente invention concerne principalement le procédé d'extraction de nickel, du cobalt et d'autres métaux du minerai de nickel latéritique par un procédé de lixiviation à l'eau-grillage-sulfatation. Contexte de l'invention Comme on le sait, presque toutes les ressources naturelles de minerai de nickel latéritique de haute qualité en Indonésie ont été partagées et contrôlées par des fonderies de nickel ou des NPI, tandis que les ressources naturelles de minerai de nickel latéritique, qui ont généralement une teneur en nickel inférieure à 1,65 %, restent inexploitées. Cela a abouti à une technologie respectueuse de l'environnement et économiquement réalisable pour extraire le nickel, le cobalt et d'autres métaux des ressources naturelles de minerai de nickel latéritique d'Indonésie, ce qui est toujours très nécessaire. Le minerai de nickel latéritique peut être traité par des procédés pyrométallurgiques, des procédés hydrométallurgiques ou une combinaison des deux. On peut citer comme exemples de procédés pyrométallurgiques le procédé de fabrication de fer brut contenant du nickel (fonte de nickel, NPI), comme exemples de procédés hydrométallurgiques la lixiviation acide sous haute pression (HPAL), et comme exemple de combinaison des deux procédés, le procédé de grillage et de réduction-lixiviation à l'ammoniac (procédé Caron). Une autre technologie pour extraire le nickel, le cobalt et d'autres métaux à partir de minerai de nickel latéritique est le procédé de grillage-lixiviation à l'eau-sulfatation dans lequel le rejet du fer est effectué par décomposition thermique du sulfate de fer (III) à une température d'environ 700 °C tandis que le nickel, le cobalt et les autres métaux sont sélectivement convertis en sulfates accessibles par l'eau. Cette technologie est décrite dans Y. V. Swamy, B. B. Kar, et J. K. Mohanty, « Physico-chemical characterization and sulphatization roasting of low-grade nickeliferous laterites, » Hydrometallurgy, vol. 69, n°1-3, pages 89-98, 2003. Le procédé décrit par Swamy et al. comporte un grillage isotherme en deux étapes adapté au minerai de nickel latéritique d'Inde ayant une teneur en Ni de 0,78 %, en Fe de 37,0 % et en Mg de 1,25 %, dont la récupération du nickel est de 85 %. Le procédé de Swamy et al. présente plusieurs inconvénients. Premièrement, ce procédé n'est pas efficace pour la production en raison de la longue durée de cuisson, c'est-à-dire 20 minutes à 450 °C suivies de 15 minutes à 700 °C. Deuxièmement, le procédé utilise une solution très diluée à 25 % en poids d'acide sulfurique (c'est-à-dire que la concentration est d'environ 300 g/l) qui est très diluée pour la production. Cependant, si une solution d'acide sulfurique très concentrée est utilisée, ce procédé ne convient pas au minerai de nickel latéritique à haute teneur en Mg. Pour le minerai de nickel latéritique d'Indonésie, le pourcentage de magnésium est généralement supérieur au pourcentage de nickel. Il est connu que si une teneur élevée en Mg du minerai de nickel latéritique est mélangée avec une solution d'acide sulfurique très concentrée, un durcissement peut se produire rapidement à l'étape de mélange, ce qui entraîne un mélange non homogène, alors qu'une récupération élevée du nickel dépend fortement de l'homogénéité de l'opération de mélange. Troisièmement, une récupération élevée du nickel dans ce procédé n'est obtenue que si le grillage en deux étapes est effectué dans des conditions isothermes, où des conditions de grillage isotherme sont très peu susceptibles de se produire lors de la production. Pour surmonter les faiblesses ou les problèmes qui existent dans le procédé de Swamy et al. , il est nécessaire d'améliorer le procédé de sulfatation-grillage-lixiviation avec un grillage en deux étapes de sorte qu'il soit adapté à l'extraction du nickel, du cobalt et d'autres métaux des minerais de nickel latéritique d'Indonésie avec une récupération du nickel élevée et économiquement viable. Les problèmes mentionnés ci-dessus ont été surmontés en séparant le composant à base de Mg du minerai de nickel latéritique, en mélangeant d'abord la solution d'acide sulfurique concentrée avec le minerai de nickel latéritique sans composants contenant du Mg, puis en mélangeant le mélange obtenu avec des composants à base de Mg pour former une pâte mélangée. De manière homogène sans durcissement. Les pâtes mélangées de manière homogène ont ensuite été traitées sous durcissement et grillage dans des conditions non isothermes dans des séchoirs rotatifs et des fours rotatifs, respectivement, dans l'ordre indiqué. En utilisant un séchoir rotatif pour le durcissement, les solides granulaires durcis se forment rapidement et sont de petite taille afin qu'ils puissent être grillés efficacement dans un four rotatif sur une plage de température uniforme. Le grillage des solides granulaires durcis doit être effectué dans une plage de température uniforme car la quantité de fer soluble augmentera si un grillage insuffisant est effectué tandis que la quantité de nickel, de cobalt et d'autres métaux devient insoluble en cas de grillage excessif. Brève description de l'invention La présente invention vise à fournir un procédé d'extraction de nickel, de cobalt et d'autres métaux à partir de minerai de nickel latéritique, le procédé comprenant les étapes suivantes : a) séparation du minerai de nickel latéritique en minerais à base de Fe et à base de Mg ; b) mélange homogène de la solution d'acide sulfurique concentrée avec le minerai à base de Fe ; c) mélange du mélange de l'étape b avec le minerai à base de Mg pour former une pâte bien mélangée ; d) durcissement de la pâte de l'étape c) à une température de 250 à 450 °C dans un séchoir rotatif jusqu'à formation d'un solide granulaire durci ; e) grillage des solides granulaires durcis de l'étape d) à une température de 650 à 800 °C dans un four rotatif pendant au moins 4 minutes ; f) raffinage des solides grillés de l'étape e) jusqu'à l'obtention d'une poudre ; et g) lixiviation de la poudre de l'étape f) en utilisant de l'eau jusqu'à l'obtention d'un mélange de nickel, de cobalt et d'autres métaux et l'obtention d'un résidu. Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, la séparation du minerai de nickel latéritique en minerais à base de Fe et à base de Mg est réalisée par raffinage et tamisage. Dans un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, la solution acide concentrée a une concentration comprise dans la plage de 45 % à 98 %. Dans encore un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, la solution mélangée de l'étape g) a un rapport Fe/Ni moyen ne dépassant pas 2,0 et la récupération moyenne de Ni va jusqu'à 95 %. Toujours dans un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, le résidu de lixiviation de l'étape g) est en outre transformé en briques de laitiers. Brève description du dessin La montre un organigramme du procédé d'extraction du nickel, du cobalt et d'autres métaux du minerai de nickel latéritique par le procédé de lixiviation à l'eau-grillage-sulfatation selon la présente invention. Procédé d'extraction de nickel, de cobalt et d'autres métaux de minerai de nickel latéritique, le procédé comprenant les étapes suivantes : a) la séparation du minerai de nickel latéritique en minerais à base de Fe et à base de Mg ; b) le mélange homogène de la solution d'acide sulfurique concentrée avec le minerai à base de Fe ; c) le mélange du mélange de l'étape b avec le minerai à base de Mg pour former une pâte bien mélangée ; d) le durcissement de la pâte de l'étape c) à une température de 250 à 450 °C dans un séchoir rotatif jusqu'à formation d'un solide granulaire durci ; e) le grillage des solides granulaires durcis de l'étape d) à une température de 650 à 800 °C dans un four rotatif pendant au moins 4 minutes ; f) le raffinage des solides grillés de l'étape e) jusqu'à l'obtention d'une poudre ; et g) la lixiviation de la poudre de l'étape f) en utilisant de l'eau jusqu'à l'obtention d'un mélange de nickel, de cobalt et d'autres métaux et l'obtention d'un résidu. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la séparation du minerai de nickel latéritique en minerais à base de Fe et à base de Mg est réalisée par raffinage et tamisage. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la solution acide concentrée a une concentration comprise dans la plage de 45 % à 98 %. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la solution mélangée de l'étape g) a un rapport Fe/Ni moyen ne dépassant pas 2,0 et la récupération moyenne de Ni va jusqu'à 95 %. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le résidu de lixiviation de l'étape g) est en outre transformé en briques de laitiers.