(57)【要約】【課題】ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法において浸出液を中和する中和工程での中和剤の使用量を低減することができる中和処理方法およびそれを用いたニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法を提供すること。【解決手段】ニッケル酸化鉱石に対して酸により浸出処理を施してニッケルを含む浸出液と浸出残渣とを含む浸出スラリーを得た後、該浸出スラリーを固液分離処理して得た浸出液に、中和剤を添加して中和処理を施しニッケルを含む中和終液と不純物元素を含む中和澱物とを得る中和処理方法であって、中和剤が炭酸カルシウムであり、浸出液に固形物濃度が２７０ｋｇ／ｍ３以上３５０ｋｇ／ｍ３以下の炭酸カルシウムスラリーを添加する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル酸化鉱石に対して酸により浸出処理を施してニッケルを含む浸出液と浸出残渣とを含む浸出スラリーを得た後、該浸出スラリーを固液分離処理して得た浸出液に、中和剤を添加して中和処理を施しニッケルを含む中和終液と不純物元素を含む中和澱物とを得る中和処理方法であって、
前記中和剤が炭酸カルシウムであり、前記浸出液に固形物濃度が２７０ｋｇ／ｍ３以上３５０ｋｇ／ｍ３以下の炭酸カルシウムスラリーを添加する
中和処理方法。
【請求項２】
前記中和終液のｐＨが２．５〜３．０である
請求項１に記載の中和処理方法。
【請求項３】
ニッケル酸化鉱石に対して酸により浸出処理を施してニッケルを含む浸出液と浸出残渣とを含む浸出スラリーを得る浸出工程と、浸出工程で得られた前記浸出スラリーに固液分離処理を施して浸出液を得る固液分離工程と、固液分離工程で得られた前記浸出液に中和剤を添加して中和処理を施してニッケルを含む中和終液と不純物元素を含む中和澱物とを得る中和工程と、中和工程で得られた前記中和終液に硫化剤を添加してニッケルを含む硫化物を生成する硫化工程とを有するニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法であって、
前記中和剤が炭酸カルシウムであり、前記中和工程では、前記浸出液に固形物濃度が２７０ｋｇ／ｍ３以上３５０ｋｇ／ｍ３以下の炭酸カルシウムスラリーを添加する
ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法で生成する浸出液の中和処理方法およびニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法（ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセス）として、硫酸を用いた高圧酸浸出法がある。この方法は、従来の一般的なニッケル酸化鉱の製錬方法である乾式製錬法と異なり、還元および乾燥工程を含まず一貫した湿式工程からなるので、エネルギー的およびコスト的に有利であることとともに、ニッケル品位を５０〜６０質量％まで高純度化し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。
【０００３】
上記高圧酸浸出法に基づくニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法は、例えば、下記工程を含む。
（ａ）ニッケル酸化鉱石のスラリーに硫酸を添加し、高温高圧下で浸出し、得られた浸出スラリーを多段洗浄しながら、浸出残渣を固液分離して、ニッケルとともにコバルト等の金属元素を含む浸出液を得る、浸出工程及び固液分離工程、
（ｂ）浸出液に中和剤を添加して中和処理を施し、不純物元素を含む中和澱物を分離して、ニッケルを含む中和終液を得る中和工程、
（ｃ）中和終液に硫化水素ガスを添加することによりニッケル硫化物を生成し、該ニッケル硫化物を分離してニッケル硫化物を回収する硫化工程
【０００４】
上記ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法の中和工程について、例えば、特許文献１には、浸出液中に存在する２価の鉄イオンの酸化を抑制しながら、ｐＨが４以下となるように炭酸カルシウムを添加し、３価の鉄を含む中和澱物スラリーとニッケル回収用母液（中和終液）を形成することにより、浸出工程と固液分離工程の簡素化の他、中和工程での中和剤消費量の削減等をする技術が開示されている。
【０００５】
しかしながら、原単位の低減の必要性から、中和工程での中和剤の使用量をさらに削減できる方法が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３５０７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述したような実情に鑑みて提案されたものであり、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法において浸出液を中和する中和工程での中和剤の使用量を低減することができる中和処理方法およびそれを用いたニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、中和剤を炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）とし浸出液に添加する該炭酸カルシウムを固形物濃度が２７０ｋｇ／ｍ３以上３５０ｋｇ／ｍ３以下の炭酸カルシウムスラリーとすることにより、中和処理の反応効率を高くすることができるため、中和工程での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、本発明は、以下のものを提供する。
【０００９】
（１）本発明の第１の発明は、ニッケル酸化鉱石に対して酸により浸出処理を施してニッケルを含む浸出液と浸出残渣とを含む浸出スラリーを得た後、該浸出スラリーを固液分離処理して得た浸出液に、中和剤を添加して中和処理を施しニッケルを含む中和終液と不純物元素を含む中和澱物とを得る中和処理方法であって、前記中和剤が炭酸カルシウムであり、前記浸出液に固形物濃度が２７０ｋｇ／ｍ３以上３５０ｋｇ／ｍ３以下の炭酸カルシウムスラリーを添加する中和処理方法である。
【００１０】
（２）本発明の第２の発明は、前記中和終液のｐＨが２．５〜３．０である第１の発明に記載の中和処理方法である。
【００１１】
（３）本発明の第３の発明は、ニッケル酸化鉱石に対して酸により浸出処理を施してニッケルを含む浸出液と浸出残渣とを含む浸出スラリーを得る浸出工程と、浸出工程で得られた前記浸出スラリーに固液分離処理を施して浸出液を得る固液分離工程と、固液分離工程で得られた前記浸出液に中和剤を添加して中和処理を施してニッケルを含む中和終液と不純物元素を含む中和澱物とを得る中和工程と、中和工程で得られた前記中和終液に硫化剤を添加してニッケルを含む硫化物を生成する硫化工程とを有するニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法であって、前記中和剤が炭酸カルシウムであり、前記中和工程では、前記浸出液に固形物濃度が２７０ｋｇ／ｍ３以上３５０ｋｇ／ｍ３以下の炭酸カルシウムスラリーを添加するニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の中和処理方法によれば、ニッケル酸化鉱の湿式製錬方法において浸出液を中和する中和工程での中和剤使用量が低減できる。そのため、本発明の工業的価値はきわめて高い。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施の形態におけるニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法の流れを示す工程図である。
【図２】炭酸カルシウムスラリーの固形物濃度と炭酸カルシウム反応効率との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の具体的な実施形態（以下、「本実施の形態」という）について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施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種々の変更が可能である。また、本明細書において、「Ｘ〜Ｙ」（Ｘ、Ｙは任意の数値）との表記は、「Ｘ以上Ｙ以下」の意味である。
【００１５】
≪１．概要≫
本実施の形態に係る中和処理方法は、ニッケル硫化物を得るニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセス（以下、単に「湿式製錬プロセス」ともいう）における中和工程での中和処理方法である。なお、ニッケル硫化物とは、ニッケルを含む硫化物をいい、コバルト等の他の金属とニッケルとの混合硫化物をも含む。
【００１６】
具体的に、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおける中和工程は、ニッケル酸化鉱石に対して酸により浸出処理を施して得た浸出液に対し、中和剤を添加して中和処理によって浸出液に含まれる不純物を沈澱物（中和澱物）とし、その不純物が除去された中和終液を得る工程である。そして、本実施の形態の中和処理方法においては、この中和工程において、中和剤として炭酸カルシウムを用い、浸出液に固形物濃度が２７０ｋｇ／ｍ３以上３５０ｋｇ／ｍ３以下の炭酸カルシウムスラリーを添加することを特徴とする。なお、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスでは、このような中和処理で得られた中和終液を硫化して、ニッケルを含む硫化物として回収する。
【００１７】
このような方法によれば、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスにおける中和工程での中和剤使用量の低減ができることから、その工業的価値はきわめて高い。
【００１８】
≪２．ニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセス≫
まず、中和処理方法のより具体的な説明に先立ち、この処理方法を適用する中和工程を含むニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスについて、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態におけるニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法の流れを示す工程図である。
【００１９】
図１に示すように、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法は、原料のニッケル酸化鉱石に硫酸を添加して硫酸により高温高圧下で浸出処理を施してニッケルを含む浸出液と浸出残渣とを含む浸出スラリーを得る浸出工程Ｓ１と、必要に応じて多段洗浄しながら浸出スラリーから浸出残渣を分離してニッケルを含む浸出液を得る固液分離工程Ｓ２と、浸出液に中和剤を添加して中和処理を施してニッケルを含む中和終液と不純物元素を含む中和殿物とを得る中和工程Ｓ３と、中和終液に硫化剤を添加してニッケルを含む硫化物を生成する硫化工程Ｓ４とを有する。
【００２０】
（１）浸出工程
浸出工程Ｓ１では、原料のニッケル酸化鉱石に硫酸を添加して硫酸により高温高圧下で浸出処理を施してニッケルを含む浸出液と浸出残渣とを含む浸出スラリーを得る。例えば、オートクレーブ等の高温加圧反応槽を用い、ニッケル酸化鉱石のスラリー（以下「鉱石スラリー」ともいう）に硫酸を添加して、温度２３０℃〜２７０℃程度、圧力３ＭＰａ〜５ＭＰａ程度の条件下で撹拌してニッケルを含む浸出液と浸出残渣とからなる浸出スラリーを生成する。
【００２１】
原料の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。ラテライト鉱のニッケル含有量は、通常、０．８重量％〜２．５重量％であり、水酸化物又は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重量％〜５０重量％であり、主として３価の水酸化物の形態であるが、一部２価の鉄がケイ苦土鉱物に含有される。また、浸出工程Ｓ１では、このようなラテライト鉱の他に、ニッケル、コバルト、マンガン、銅等の有価金属を含有する酸化鉱石、例えば深海底に賦存するマンガン瘤等を用いることができる。
【００２２】
浸出工程Ｓ１における浸出処理では、例えば下記式（ａ）〜（ｅ）で表される浸出反応と高温加水分解反応が生じ、ニッケルや、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。なお、浸出工程Ｓ１では、次工程の固液分離工程Ｓ２で分離されるヘマタイトを含む浸出残渣の濾過性の観点から、得られる浸出液のｐＨが０．１〜１．０にとなるように調整することが好ましい。
【００２３】
・浸出反応
ＭＯ＋Ｈ２ＳＯ４→ＭＳＯ４＋Ｈ２Ｏ  ・・（ａ）
（式中Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｍｎ等を表す）
２Ｆｅ（ＯＨ）３＋３Ｈ２ＳＯ４→Ｆｅ２（ＳＯ４）３＋６Ｈ２Ｏ  ・・（ｂ）
ＦｅＯ＋Ｈ２ＳＯ４→ＦｅＳＯ４＋Ｈ２Ｏ  ・・（ｃ）
・高温加水分解反応
２ＦｅＳＯ４＋Ｈ２ＳＯ４＋１／２Ｏ２→Ｆｅ２（ＳＯ４）３＋Ｈ２Ｏ  ・・（ｄ）
Ｆｅ２（ＳＯ４）３＋３Ｈ２Ｏ→Ｆｅ２Ｏ３＋３Ｈ２ＳＯ４  ・・（ｅ）
【００２４】
なお、鉱石スラリーを装入したオートクレーブ等への硫酸の添加量は、特に限定されないが、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３００ｋｇ〜４００ｋｇの割合とする。
【００２５】
（２）固液分離工程
固液分離工程Ｓ２では、浸出工程Ｓ１で生成した浸出スラリーを多段洗浄して浸出残渣を分離して、ニッケルやコバルト等の有価金属を含む浸出液を得る。
【００２６】
固液分離工程Ｓ２では、例えば、浸出スラリーを洗浄液と混合した後、シックナー等の固液分離装置を用いて固液分離処理を施す。具体的には、先ず、浸出スラリーが洗浄液により希釈され、次に、浸出スラリー中の浸出残渣がシックナーの沈降物として濃縮される。これにより、浸出残渣に付着するニッケル分をその希釈度合に応じて減少させることができる。また、このようにシックナーを多段に連結して用いて多段洗浄しながら固液分離することにより、洗浄液、すなわち浸出液へのニッケルやコバルトの回収率の向上を図ることができる。
【００２７】
固液分離処理における多段洗浄方法として、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）を用いる。これにより、系内に新たに導入する洗浄液を削減できるとともに、ニッケルやコバルトの回収率を高めることができる。
【００２８】
洗浄液としては、特に限定されないが、ニッケルを含まず、工程に影響を及ぼさないものを用いることができる。その中でも、ｐＨが１〜３の水溶液を用いることが好ましい。洗浄液のｐＨが高いと、浸出液中にアルミニウムが含まれる場合には嵩の高いアルミニウム水酸化物が生成され、シックナー内での浸出残渣の沈降不良の原因となる。洗浄液としては、後工程である硫化工程Ｓ４で得られる低ｐＨ（ｐＨが１〜３程度）の貧液を繰り返して利用することができる。
【００２９】
固液分離装置として、例えば、周縁部に上澄み液を排出するオーバーフロー部と、中心部に垂直に配設された筒状のフィードウェルとを有する沈降分離槽と、撹拌槽とを備えたシックナーを用いることができる。このシックナーを多段に設けて、処理対象となるスラリーを多段洗浄しながら固形分である浸出残渣を分離除去する。
【００３０】
固液分離工程Ｓ２で得られる浸出液は、例えば、鉄濃度が２．４〜６．０ｇ／Ｌ、アルミニウム濃度が３．０〜６．７ｇ／Ｌ、マグネシウム濃度が４．０〜１１．０ｇ／Ｌ、ニッケル濃度が５．５〜７．２ｇ／Ｌ、マンガン濃度が４．０〜５．５ｇ／Ｌの硫酸水溶液である。また、浸出液のｐＨは、例えば０．４〜０．９である。
【００３１】
（３）中和工程
中和工程Ｓ３では、固液分離工程Ｓ２で得られた浸出液（中和始液）に中和剤を添加して中和処理を施して、ニッケルを含む中和終液と不純物元素を含む中和澱物と得る。
【００３２】
具体的には、中和工程Ｓ３では、浸出液に中和剤を添加して、浸出液中に存在する２価の鉄イオンの酸化を抑制しながら、ニッケルを含む中和終液と不純物元素として例えば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に対して中和処理を施すことで、浸出工程Ｓ１での浸出処理で用いた過剰の酸を中和して中和終液を生成するとともに、溶液中に残留する鉄イオンやアルミニウムイオン等の不純物元素を中和澱物として除去する。中和殿物スラリーの沈降速度を促進するために、凝結剤を添加してもよい。なお、回収した中和澱物スラリーは、固液分離工程Ｓ２に送ることができる。これにより、ニッケルが中和殿物スラリーに含まれる場合には中和殿物スラリーからもニッケルを回収することができる。また、固液分離工程Ｓ２で得られる浸出残渣にはニッケルやコバルト等の有価金属が一部含まれる場合がある。したがって、図１の点線に示すように、浸出残渣を洗浄する等して得られるニッケルやコバルト等の有価金属を含有する液も、中和工程Ｓ１３に供給するようにしてもよい。
【００３３】
ここで、本実施の形態では、この中和工程Ｓ３において中和剤を炭酸カルシウムとし、浸出液に固形物濃度が２７０ｋｇ／ｍ３以上３５０ｋｇ／ｍ３以下の炭酸カルシウムスラリーを添加する。これにより、詳しくは後述するが、中和工程での中和剤の使用量を低減することができる。
【００３４】
（４）硫化工程
硫化工程Ｓ４では、中和終液を硫化反応始液とし、その硫化反応始液に対して硫化水素ガス等の硫化剤を吹き込む等して添加することによって硫化反応を生じさせる。これにより、不純物成分の少ないニッケルの硫化物と、ニッケルの濃度を低い水準で安定させた貧液である硫化反応終液とを生成し、生成したニッケル硫化物を分離する。なお、中和終液中に亜鉛が含まれる場合には、硫化剤を添加してニッケル硫化物としてニッケルを分離するに先立って、硫化剤を用いて亜鉛を硫化物として選択的に分離してもよい（脱亜鉛工程）。すなわち、硫化工程Ｓ４を、中和工程Ｓ３により得られた中和終液に硫化剤を添加することにより亜鉛硫化物を生成し該亜鉛硫化物を分離してニッケルを含むニッケル回収用母液を得る脱亜鉛工程と、ニッケル回収用母液に硫化剤を添加することによりニッケル硫化物を生成し該ニッケル硫化物を分離するニッケル回収工程とを有する工程としてもよい。
【００３５】
硫化剤としては、例えば、硫化水素、硫化ナトリウム、水素化硫化ナトリウム等を用いることができるが、その中でも、硫化水素ガスを用いることが、取扱い容易さやコスト等の点で特に好ましい。
【００３６】
硫化工程Ｓ４における硫化処理は、硫化反応槽等を用いて行うことができ、硫化反応槽に導入した硫化反応始液に対して、その反応槽内の気相部分に硫化水素ガスを吹き込み、溶液中に移動した硫化水素ガスによって緩やかに硫化反応を生じさせることができる。この硫化処理により、硫化反応始液中に含まれるニッケルやコバルトを硫化物として固定化する。
【００３７】
硫化反応の終了後においては、得られたニッケル硫化物を含むスラリーをフィルタープレス等の濾過装置に装入して濾過処理を施し、濾布上にその硫化物を捕集する。濾布を通過した水溶液成分は、貧液として回収する。濾過装置への通液量を低減するために、スラリーはあらかじめシックナー等の沈降濃縮装置に装入して、上澄み液を貧液として除去しておくのがよい。
【００３８】
≪３．中和工程について≫
上述したように、湿式製錬プロセスの中和工程Ｓ３での中和処理においては、浸出工程Ｓ１で生成した浸出スラリーを固液分離工程Ｓ２で固液分離して得られた浸出液に中和剤を添加して中和処理を施す。そして、本実施の形態においては、中和剤として炭酸カルシウムを用い、浸出液に固形物濃度が２７０ｋｇ／ｍ３以上３５０ｋｇ／ｍ３以下の炭酸カルシウムスラリーを添加するようにする。このとき、好ましくは、得られる中和終液のｐＨが２．５〜３．０の範囲となるようにする。
【００３９】
なお、炭酸カルシウムスラリーとは、炭酸カルシウムを水に混合して得られる懸濁液である。そして、本明細書において、炭酸カルシウムスラリーの固形物濃度（ｋｇ／ｍ３）は、炭酸カルシウムスラリー中に含まれる炭酸カルシウムの質量Ａ（ｋｇ）を炭酸カルシウムスラリーの体積Ｂ（ｍ３）で除すことで求められる。すなわち、炭酸カルシウムスラリーの固形物濃度（ｋｇ／ｍ３）＝Ａ／Ｂである。
【００４０】
本実施の形態の中和工程で用いる炭酸カルシウムスラリーは、固形物濃度が２７０ｋｇ／ｍ３以上３５０ｋｇ／ｍ３以下である。該炭酸カルシウムスラリーの固形物濃度は、好ましくは、３４０ｋｇ／ｍ３以下であり、また、２８０ｋｇ／ｍ３以上である。炭酸カルシウムスラリーの固形物濃度が２７０ｋｇ／ｍ３以上３５０ｋｇ／ｍ３以下であると下記式（１）で示される炭酸カルシウムの反応効率が非常に高い。また、後述する実施例、比較例に示すように、２７０ｋｇ／ｍ３以上３５０ｋｇ／ｍ３以下付近の範囲では、炭酸カルシウムスラリーの固形物濃度が低下するにつれて、下記式（１）で示される炭酸カルシウムの反応効率は上昇する。そのため、固形物濃度が２７０ｋｇ／ｍ３以上３５０ｋｇ／ｍ３以下の炭酸カルシウムスラリーを用いると、中和に必要な炭酸カルシウムの使用量（添加量）を低減することができ、中和剤使用量を低減できる。本実施の形態では、下記式（１）で示される炭酸カルシウムの反応効率を、９０％以上、さらには、９５％以上と高くすることができる。炭酸カルシウムスラリーの固形物濃度が３５０ｋｇ／ｍ３を超えると、炭酸カルシウムスラリーの浸出液中での拡散性が悪化するためか、炭酸カルシウムの反応効率が低くなる。このため、中和処理に多量の炭酸カルシウムの添加が必要となってしまう。また、炭酸カルシウムスラリーの固形物濃度が２７０ｋｇ／ｍ３未満であると、炭酸カルシウムスラリー濃度が薄いことにより、特に連続処理の場合は滞留時間が減少するためか、逆に炭酸カルシウムの反応効率が大きく低下する。そして、実操業においては、固形物濃度が２７０ｋｇ／ｍ３未満であると炭酸カルシウムスラリー濃度が薄いため、中和に必要な炭酸カルシウム量を添加するのに長時間要する場合があり、例えば連続処理の場合には炭酸カルシウムスラリーの供給が間に合わなくなるという問題が生じる場合がある。
炭酸カルシウムの反応効率（％）＝理論炭酸カルシウム使用量（ｍｏｌ）／実炭酸カルシウム使用量（ｍｏｌ）・・・（１）
理論炭酸カルシウム使用量（ｍｏｌ）・・・中和に必要な炭酸カルシウム量の理論値
実炭酸カルシウム使用量（ｍｏｌ）・・・浸出液（中和始液）に実際に添加した炭酸カルシウム量
【００４１】
この中和処理においては、浸出液に中和剤を添加することによって得られる中和終液のｐＨが２．５〜３．０の範囲となるようにすることが好ましい。中和終液のｐＨが２．５〜３．０の範囲内では、炭酸カルシウムの反応効率が良好である。また、ｐＨが２．５未満では硫化工程Ｓ４における反応性が悪化する場合がある。中和終液のｐＨが３．０超えでは、反応効率が低くなる。また、中和終液のｐＨが３．０超えでは微細澱物が生成し、中和終液中の清澄度が低下する。中和終液のｐＨは、より好ましくは、２．７〜２．９である。
【００４２】
以上述べたように、本実施の形態に中和処理方法によれば、中和剤を炭酸カルシウムとし、浸出液に添加する炭酸カルシウムを固形物濃度が２７０ｋｇ／ｍ３以上３５０ｋｇ／ｍ３以下の炭酸カルシウムスラリーとすることにより、中和処理の反応効率を高くすることができるため、中和工程での中和剤の使用量を低減できる。そして、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法において中和工程に本実施の形態の中和処理方法を適用することにより、中和剤の使用量が低減されたニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法とすることができる。
【実施例】
【００４３】
以下、本発明について実施例を示してより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００４４】
［実施例１］
図１に示す本発明のニッケル酸化鉱石の湿式製錬プロセスを行った。具体的には、図１に示すように、まず、ニッケル酸化鉱石のスラリーをオートクレーブに装入し、高温高圧下で硫酸を用いて浸出処理を施すことによって浸出液と浸出残渣とを含有する浸出スラリーを得て（浸出工程Ｓ１）、洗浄液を用いて固液分離処理して浸出液および浸出残渣スラリーを得た（固液分離工程Ｓ２）。
【００４５】
次に、得られた浸出液に対して、固形物濃度が２９０ｋｇ／ｍ３の炭酸カルシウムのスラリーを添加して中和処理を行うことにより、ニッケルおよびコバルトを含む中和終液と不純物元素を含む中和殿物とを得た（中和工程Ｓ３）。得られた中和終液のｐＨは２．７７であった。
【００４６】
そして、得られた中和終液に硫化剤として硫化水素ガスを添加し生成した亜鉛硫化物を分離する脱亜鉛工程、および、脱亜鉛工程後に硫化剤として硫化水素ガスを添加して生成したニッケル硫化物を回収するニッケル回収工程を順に行った（硫化工程Ｓ４）。この硫化工程Ｓ４におけるニッケル回収工程により、中和終液中のニッケル及びコバルトが硫化され、ニッケル・コバルト混合硫化物が生成した。生成した硫化物は、硫化処理後のスラリーをシックナーにより固液分離して回収した。
【００４７】
浸出液（中和始液）は、ｐＨは０．５〜０．９、鉄濃度は２．４〜５．８ｇ／Ｌ、アルミニウム濃度は３．０〜６．７ｇ／Ｌ、マグネシウム濃度は４．１〜１０．７ｇ／Ｌ、ニッケル濃度は５．７〜７．２ｇ／Ｌ、マンガン濃度は４．０〜５．３ｇ／Ｌであった。その他の金属の濃度はいずれも１．０ｇ／Ｌ未満であった。
【００４８】
また、中和工程Ｓ３について、上記式（１）で示される反応効率を求めたところ、９８．８％であった。
【００４９】
［実施例２〜１４及び比較例１〜７］
炭酸カルシウムスラリーの固形物濃度を表１に示す値にしたこと以外は、実施例１と同様の操作を行った。なお、浸出液（中和始液）の体積に対する添加する炭酸カルシウムスラリーの体積の割合（炭酸カルシウムスラリーの体積／浸出液の体積）は、実施例１〜１４および比較例１〜７において同一条件（１７体積％）としている。
【００５０】
表１に、中和工程で得られた中和終液のｐＨ、炭酸カルシウムスラリーの固形物濃度および炭酸カルシウム反応効率を示す。また、炭酸カルシウムスラリーの固形物濃度と炭酸カルシウム反応効率との関係を図２に示す。
【００５１】
表１および図２に示すように、固形物濃度が２７０ｋｇ／ｍ３以上３５０ｋｇ／ｍ３以下の炭酸カルシウムスラリーを添加した実施例１〜１４では、炭酸カルシウム反応効率は、９０％以上と高い値であった。そして、実施例１〜１４の炭酸カルシウムスラリー固形物濃度範囲では、炭酸カルシウムスラリーの固形物濃度が低下するにつれて、炭酸カルシウムの反応効率の上昇が見られた。一方、固形物濃度が２７０ｋｇ／ｍ３以上３５０ｋｇ／ｍ３以下を満たさない炭酸カルシウムスラリーを添加した比較例１〜７では、炭酸カルシウム反応効率は、実施例１〜１４と比べて顕著に低かった。
【００５２】
以上の結果から、固形物濃度が２７０ｋｇ／ｍ３以上３５０ｋｇ／ｍ３以下の炭酸カルシウムスラリーを中和工程に添加すると炭酸カルシウム反応効率が高いことがわかる。そのため、固形物濃度が２７０ｋｇ／ｍ３以上３５０ｋｇ／ｍ３以下の炭酸カルシウムスラリーを用いると、中和に必要な炭酸カルシウムの使用量（添加量）を低減することができ、中和剤使用量を低減できる。
【００５３】
【表１】
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【図１】
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【図２】
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