(57)【要約】鉱石または精鉱を、酸素と、ハロゲン化物及び硫化物イオンを含む酸性溶液との存在下、加圧酸化に供し、銅及び塩基性金属を含む生成溶液を製造する工程からなることを特徴とする銅及び塩基性金属を含む硫化物の鉱石または精鉱からＮｉ、ＣｏまたはＺｎ等の塩基性金属抽出する方法。生成溶液は、該溶液から銅を回収するために銅の抽出プロセスに供せられ、銅の回収後、塩基性金属を含む生成溶液は、生成溶液中の塩基性金属の増加をもたらすように、加圧酸化に再循環またはリサイクルされる。好ましくは、生成溶液から分割された流れは、塩基性金属の回収のために処理される。
2005526909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉱石または精鉱を、酸素と、ハロゲン化物及び硫酸イオンを含む酸性溶液との存在下、加圧酸化に供し、銅及び塩基性金属を含む生成溶液を製造する工程と、
生成溶液を、該溶液から銅を回収するための銅抽出プロセスに供する工程と、
前記銅の回収の後、前記塩基性金属を含む生成溶液を加圧酸化にリサイクルし、
そうすることによって、生成溶液中の塩基性金属の蓄積が結果として負荷生成溶液(loaded product solution)の生成をもたらす工程と、
前記負荷生成溶液から塩基性金属を回収する工程と、
からなることを特徴とする銅及び塩基性金属を含む鉱石または精鉱から塩基性金属を回収する方法
【請求項２】
前記塩基性金属は、Ｎｉ、Ｃｏ及び亜鉛からなる群から選択されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記銅抽出プロセスは、生成溶液を銅の溶媒抽出に供し、濃縮された銅溶液と前記塩基性金属を含む抽出残留物とを製造する工程からなり、加圧酸化にリサイクルされる生成溶液は前記抽出残留物からなることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記ハロゲン化物は、塩化物または臭化物であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記塩基性金属は、前記負荷生成溶液から得られた分割流から回収されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記分割流からの塩基性金属の回収は、分割流を中和に供する工程からなることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記生成溶液中の塩基性金属の蓄積は、前記塩基性金属が平衡濃度に達するまで行われることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記精鉱は、ＣｕとＮｉとを、約２０：１から約２：１の比で含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記精鉱は、ＣｕとＮｉとを、約７：１から約５：１の比で含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１０】
さらに、前記酸性溶液のｐＨを、加圧酸化の間に２以下に落とさせる工程からなることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１１】
さらに、前記酸性溶液のｐＨを、加圧酸化の間に１またはそれ以下に落とさせる工程からなることを特徴とする請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉱石または低級な大量の銅−ニッケル−亜鉛精鉱のような精鉱から、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎのような金属を抽出する方法に関するものである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
本発明に従って、鉱石または精鉱を、酸素と、ハロゲン化物及び硫酸イオンを含む酸性溶液との存在下、加圧酸化に供し、銅及び塩基性金属を含む生成溶液を製造する工程と、生成溶液を、該溶液から銅を回収するための銅抽出プロセスに供する工程と、前記銅の回収の後、前記塩基性金属を含む生成溶液を加圧酸化にリサイクルし、そうすることによって、生成溶液中の塩基性金属の蓄積が結果として負荷生成溶液(loaded product solution)の生成をもたらす工程と、前記負荷生成溶液から塩基性金属を回収する工程とからなることを特徴とする銅及び塩基性金属を含む鉱石または精鉱から塩基性金属を抽出する方法が提供される。塩基性金属は、生成溶液から得られた分割流から回収されてもよい。
【０００３】
前記精鉱は、ニッケル、コバルトまたは亜鉛のような、１つまたはそれ以上の塩基性金属を含んでいてもよい。前記精鉱は、銅とニッケルとを、約７：１から約５：１の比で含んでいてもよい。しかしながら、ニッケルに対する銅の比が約２０：１から約２：１であるような少量または大量のＮｉを含んでいてもよい。
【０００４】
前記精鉱は、Ｎｉ（約０．１％より少ない）、Ｃｏ（約０．０３％より少ない）及びＺｎ（約１％より少ない）等のようないくつかの塩基性金属が少ない硫化銅精鉱であってもよい。
【０００５】
前記ハロゲン化物は、塩化物または臭化物であってもよい。
【０００６】
本発明のさらなる目的と利点とは、以下の本発明の好ましい態様の記述から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１において、参照符号１０は、全般的に、硫化物の鉱石または精鉱から塩基性金属を抽出する湿式冶金的プロセスを示す。プロセス１０は、加圧酸化工程１２と、銅の溶媒抽出工程１４と、エバポレーション工程１６と、銅の電解抽出工程１８とからなる。
【０００８】
加圧酸化工程１２の前に、塩基性金属の精鉱は、まず、再粉砕２２に供せられ、粒径が低減される。粉砕の間に、精鉱は水と混合され、加圧酸化工程１２に供給される精鉱のスラリーが製造される。
【０００９】
精鉱は、硫酸化物と塩化物とを含む酸性溶液の存在下、オートクレーブ中で加圧酸化１２に供せられる。
【００１０】
加圧酸化１２に導入されるＨ２ＳＯ４の量は、オートクレーブ中の溶液のｐＨが２以下、好ましくは１またはそれ以下になるようにするために十分な量である。低いｐＨにおいて、銅、ニッケル、亜鉛及びコバルト（もし、精鉱中に存在するなら、他の塩基性金属も）は、加圧酸化１２の間に液相に浸出され、塩基性硫酸銅のような塩基性固体塩の形で固相に行くものは実質的に何もない。
【００１１】
加圧酸化１２中の溶液のｐＨが２以下（または、好ましくは１以下）になるようにすることは、銅及び他の塩基性金属の全般的抽出を一層良くすることが見出された。
【００１２】
加圧酸化１２は、約１１５℃から約１７５℃の温度、好ましくは約１３０℃から約１５５℃の温度で行われる。
【００１３】
加圧酸化１２は、約５０から２５０ｐｓｉ、または約３５０ｋＰａから約１７５０ｋＰａの酸素分圧とともに、約１００から３００ｐｓｉ、または７００から２１００ｋＰａの水蒸気と酸素との合同の圧力の下で行われる。
【００１４】
オートクレーブ中の溶液の塩化物イオン濃度は、約８から２０ｇ／ｌ、好ましくは約１２ｇ／ｌに維持される。
【００１５】
オートクレーブの保持時間は、約０．５から２．５時間、好ましくは約１時間であり、プロセスは、通常は、オートクレーブ中で連続形式で行われる。
【００１６】
しかしながら、前記プロセスはまた、所望により、バッチ形式で行われることもできる。
【００１７】
オートクレーブ中の固体成分は、熱バランス及び粘度限界により定められ、約１２〜２５％、即ち固形分１５０〜３００ｇ／ｌに維持される。
【００１８】
（ある精鉱の）いくつかの場合において、加圧酸化工程１２の間、オートクレーブ中の液状の原子状硫黄（Ｓ０）の物理的及び化学的性質を変える、小濃度のある種の界面活性剤の添加が有益であることが見出された。少量、即ち０．１から３ｇ／ｌ添加されるスルホン酸リグニンおよびケブラコ等の界面活性剤は、液状の硫黄の粘度を低減することができ、さらにオートクレーブ中の化学的性質を変えることができる。その目的は、オートクレーブ中、操作温度で、液状の硫黄が反応しない硫化物と共に塊状化することを防止することにある。これは、一般的には必要ではないが、もし、大量の反応しない硫化物成分、例えば黄鉄鉱があるならば、このように、矯正手段として界面活性剤の添加が必要である。
【００１９】
界面活性剤の添加は、よく理解されない方法で硫黄の酸化を低減することができるが、プロセスに有益である。これは、液状の硫黄と固体とがオートクレーブ内に保持される傾向の低減を結果として得ると共に、このようにしてこれらの物質の保持時間を低減する低い粘度と、一方で、低減された硫黄の酸化の発生の傾向とによるものであることが、信じられる。
【００２０】
オートクレーブ内で製造されたスラリーは、一連の１つまたはそれ以上のフラッシュタンク２４を通して排出され、圧力が大気圧に、温度が９０℃〜１００℃に減じられる。２３で示されるように、水蒸気がフラッシュタンク２４から放出される。スラリーの液体部分は、オートクレーブまたは加圧酸化浸出液３６として参照される。
【００２１】
フラッシュタンク２４からの冷却されたスラリーは、液体／固体分離のためのシックナー２６に通される。オートクレーブの浸出液３６であるシックナー２６からの溢流(overflow)は、さらに、冷却塔（図示せず）等の公知の手段により、約４０℃に冷却される。液３６は、以下にさらに記述されるように、銅の回収のために銅の溶媒抽出１４に供せられる。
【００２２】
シックナー２６の底流(underflow)は、２８で示されるように濾過され、得られた濾過ケーキは、伴出される塩基性金属をできるだけ多く回収するように、徹底的に洗浄される。濾過２８からの濾液は、シックナー２６にリサイクルされる。大部分がヘマタイトと原子状硫黄とからなる残渣３０は残されて、処分されるかまたは貴金属を回収するためにさらなる処理に供せられることができる。
【００２３】
上述のように、オートクレーブ浸出液３６は、銅の溶媒抽出１４に供せられ、銅の枯渇された抽出残留物３８を生成する。抽出残留物３８の大部分（約８０〜８５％）は、エバポレーター１６及び後続の加圧酸化１２に再循環される。抜き取り流(bleed stream)を表す残りの部分、全体の流量の約１５〜２０％は、以下にさらに記述されるように、塩基性金属の回収のためにさらに処理される。
【００２４】
銅の溶媒抽出１４は、オートクレーブ浸出液３６を、適切な銅抽出剤と合わせることにより達成される。銅は抽出剤に詰め込まれる。続いて、抽出剤は、淡水と、再循環された電解抽出１８からのストリップされた電解質４４とにより洗浄４０される。洗浄された有機化合物上の銅は、ストリップ工程４２で、電解質４４として参照される酸性溶液と接触させられ、そのようにして、銅は有機化合物から電解質４４中に移し替えられる。ストリップされた有機化合物は、抽出工程１４にリサイクルされる。ストリップ工程４２からの電解質４４は、電解抽出１８に供せられ、銅のカソード生成物４６が製造される。
【００２５】
さらにニッケル／コバルト／亜鉛／鉄／マグネシウム／マンガン／カドミウムを含む酸性溶液から、銅を選択的に除去することができる適切な銅抽出剤が用いられてよい。適切であることが見出された抽出剤は、コグニス社(Cognis Corporation)製のＬＩＸ８４（登録商標）試薬またはＬＩＸ８６０（登録商標）試薬等の水酸化オキシムまたはこれらの試薬の組み合わせである。
【００２６】
上述のように、銅の溶媒抽出１４からの抽出残留物３８の大部分は、水の体積を低減し、そうすることによってリサイクルされる硫酸溶液を濃縮するエバポレータ１６を通って加圧酸化１２にリサイクルされる。
【００２７】
存在する他の塩基性金属は、銅の溶媒抽出１４の後、溶液中に残され、加圧酸化１２への抽出残留物３８中に再循環またはリサイクルされる。これらの塩基性金属の濃度は、以下に記述されるように、最低限の分割流が塩基性金属の回収のために取出されるような十分なレベル（例えば、平衡レベル）まで増加することが許される。分割流の体積は、銅の溶媒抽出の抽出残留物３８中の酸の大部分が加圧酸化１２にリサイクルされることができるように、最大限に利用される。
【００２８】
上述のように、抽出残留物３８からの放出流は、精鉱中に存在する塩基性金属（例えば、Ｎｉ、ＣｏまたはＺｎ）の回収のためにさらに処理される。放出流は、精製（即ち、例えば沈殿によるマグネシウム、マンガン及びカドミウム等の不純物の除去）に供せられ、２０で示されるような、塩基性金属生成物４８を製造するための中和を含んでもよい適切なプロセスにより、塩基性金属の回収のために処理される。副生成物の石膏５０がまた、このプロセスの結果として製造される。
【００２９】
精鉱のうち、特に高率の黄鉄鉱含有量を備える精鉱では、加圧酸化１２の条件は、結果として、過剰の硫黄の酸化が得られる。ある環境下で、オートクレーブ浸出液は、＞１５ｇ／ｌの遊離の酸を含み、溶媒抽出の前に中和３２が行われることが必要となる場合がある。これは、図２に示される。
【００３０】
また、オートクレーブ中の酸濃度を制御するために、エバポレーター１６の後、加圧酸化１２に再循環される前に、銅の溶媒抽出の抽出残留物３８の一部を中和３２が行われることが必要とされてもよい。これは、図３に示される。
【００３１】
中和３２は、ｐＨが約２に上昇するように、酸性流（３６，３８）を石灰岩と反応させることを含み、中性液と固体の石膏３４とを製造する。液体と固体との分離は、シックナーまたは濾過により達成される。固体の石膏３４は、伴出する金属を回収するために洗浄され、その後、廃棄することができる。
【００３２】
本発明のある好ましい態様が示され、詳細に記述されたが、添付された請求の範囲から離れることなく、いろいろな変化や変更がなされてもよいことが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】硫化物の鉱石または精鉱から金属を抽出する湿式冶金的プロセスの流れ図。
【図２】図１のプロセスの他の態様の流れ図。
【図３】図１のプロセスのさらに他の態様の流れ図。
【図１】
2005526909.tif 000003
【図２】
2005526909.tif 000004
【図３】
2005526909.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成16年2月10日(2004.2.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉱石または精鉱を、酸素と、ハロゲン化物及び硫酸イオンを含む酸性溶液との存在下、約１１５℃から約１７５℃の温度で加圧酸化に供し、銅及び塩基性金属を含む生成溶液を製造する工程と、
生成溶液を、該溶液から銅を回収するための銅抽出プロセスに供する工程と、
前記銅の回収の後、前記塩基性金属を含む生成溶液を加圧酸化にリサイクルし、
そうすることによって、生成溶液中の塩基性金属の蓄積が結果として負荷生成溶液(loaded product solution)の生成をもたらす工程と、
前記負荷生成溶液から塩基性金属を回収する工程と、
からなることを特徴とする銅及び塩基性金属を含む鉱石または精鉱から塩基性金属を回収する方法
【請求項２】
前記塩基性金属は、Ｎｉ、Ｃｏ及び亜鉛からなる群から選択されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記銅抽出プロセスは、生成溶液を銅の溶媒抽出に供し、濃縮された銅溶液と前記塩基性金属を含む抽出残留物とを製造する工程からなり、加圧酸化にリサイクルされる生成溶液は前記抽出残留物からなることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記ハロゲン化物は、塩化物または臭化物であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記塩基性金属は、前記負荷生成溶液から得られた分割流から回収されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記分割流からの塩基性金属の回収は、分割流を中和に供する工程からなることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記生成溶液中の塩基性金属の蓄積は、前記塩基性金属が平衡濃度に達するまで行われることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記精鉱は、ＣｕとＮｉとを、約２０：１から約２：１の比で含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記精鉱は、ＣｕとＮｉとを、約７：１から約５：１の比で含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１０】
さらに、前記酸性溶液のｐＨを、加圧酸化の間に２以下に落とさせる工程からなることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１１】
さらに、前記酸性溶液のｐＨを、加圧酸化の間に１またはそれ以下に落とさせる工程からなることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記加圧酸化は、加圧酸化の間に形成される液体の原子状硫黄の濃度を低減するための界面活性剤の存在下に行われることを特徴とする請求項１記載の方法。
【国際調査報告】
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2005526909.tif 000007
2005526909.tif 000008
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