(57)【要約】  本発明は、ニッケル及びコバルト含有鉱石からニッケル及びコバルトを回収する処理方法であって、ラテライト鉱石及び／又は部分的に酸化された硫化鉱石を酸性溶液で浸出して、溶解されたニッケルイオン、コバルトイオン及び第二鉄イオンを含有する浸出貴液を生成し、続いて、硫化鉱石または硫化精鉱を前記浸出貴液で浸出して生成溶液を生成する段階を含む。あるいは、ラテライト鉱石及び／又は部分的に酸化された硫化鉱石は、硫化鉱石または硫化精鉱と混合浸出で浸出することができる。浸出貴液中または混合浸出中の第二鉄イオンは、硫化鉱石または硫化精鉱からニッケルを浸出するのに役立つほど十分に高く硫化浸出の酸化還元電位を維持するために十分である。
2008533294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）（ｉ）ラテライト鉱石及び／又は部分的に酸化された硫化鉱石、及び、（ｉｉ）硫化鉱石または硫化精鉱を提供する段階、
（ｂ）前記ラテライト鉱石及び／又は前記部分的に酸化された硫化鉱石を第１浸出段階で酸性溶液を用いて浸出して、少なくとも溶解されたニッケルイオン、コバルトイオン及び第二鉄イオンを含む浸出貴液を生成する段階、
（ｃ）前記硫化鉱石または前記硫化精鉱を第２浸出段階で前記浸出貴液を用いて浸出して、溶解されたニッケルイオン及びコバルトイオンを含む生成溶液を生成する段階、
（ｄ）前記生成溶液からニッケル及びコバルトを回収する段階、を含み、
前記浸出貴液中の前記第二鉄イオンの含有量は、前記硫化鉱石または前記硫化精鉱からのニッケル及びコバルトの浸出に役立つほど十分な高さに前記第２浸出段階の酸化還元電位を維持するために十分である、ニッケル及びコバルトを含有する鉱石からニッケル及びコバルトを回収するための処理方法。
【請求項２】
前記浸出貴液の前記第二鉄イオン含有量は、１０ｇ／Ｌより大きい、請求項１に記載の処理方法。
【請求項３】
前記浸出貴液の前記第二鉄イオン含有量は、３０ｇ／Ｌより大きい、請求項１に記載の処理方法。
【請求項４】
前記浸出貴液の前記第二鉄イオン含有量は、前記第２浸出段階の前記酸化還元電位を６９０から９００ｍｖ（ＳＨＥ）に維持するために十分である、請求項１に記載の処理方法。
【請求項５】
前記浸出貴液の前記第二鉄イオン含有量は、前記第２浸出段階の前記酸化還元電位を７４０から８００ｍｖ（ＳＨＥ）に維持するために十分である、請求項４に記載の処理方法。
【請求項６】
硫化鉱石または硫化精鉱及びラテライト鉱石が提供される処理方法であって、
（ａ）前記ラテライト鉱石をその褐鉄鉱破片及び腐食岩石破片に分離する段階、
（ｂ）前記褐鉄鉱破片を第１浸出段階で酸性溶液を用いて浸出して、少なくとも溶解されたニッケルイオン、コバルトイオン及び第二鉄イオンを含む浸出貴液を生成する段階、
（ｃ）前記硫化鉱石または前記硫化精鉱を第２浸出段階で前記浸出貴液を用いて浸出して、溶解されたニッケルイオン及びコバルトイオンを含む生成溶液を生成する段階、
（ｄ）前記腐食岩石破片を単独で浸出して腐食岩石破片浸出液を生成する段階、
（ｅ）前記腐食岩石破片浸出液を前記生成溶液または前記第２浸出段階の何れか一方に加える段階、
（ｆ）前記生成溶液からニッケル及びコバルトを回収する段階、をさらに含む、請求項１に記載の処理方法。
【請求項７】
硫化鉱石または硫化精鉱及びラテライト鉱石が提供される処理方法であって、
（ａ）前記ラテライト鉱石をその褐鉄鉱破片及び腐食岩石破片に分離する段階、
（ｂ）前記腐食岩石破片を第１浸出段階で酸性溶液を用いて浸出して、少なくとも溶解されたニッケルイオン、コバルトイオン及び第二鉄イオンを含む浸出貴液を生成する段階、
（ｃ）前記硫化鉱石または前記硫化精鉱を第２浸出段階で前記浸出貴液を用いて浸出して、溶解されたニッケルイオン及びコバルトイオンを含む生成溶液を生成する段階、
（ｄ）前記褐鉄鉱破片を単独で浸出して褐鉄鉱破片浸出液を生成する段階、
（ｅ）前記褐鉄鉱破片浸出液を前記生成溶液または前記第２浸出段階の何れか一方に加える段階、
（ｆ）前記生成溶液からニッケル及びコバルトを回収する段階、をさらに含む、請求項１に記載の処理方法。
【請求項８】
（ａ）（ｉ）ラテライト鉱石及び／又は部分的に酸化された硫化鉱石、及び、（ｉｉ）硫化鉱石または硫化精鉱を提供する段階、
（ｂ）前記硫化鉱石または硫化精鉱と前記ラテライト鉱石及び／又は前記部分的に酸化された硫化鉱石とを混合し、混合浸出段階で酸性溶液を用いて前記鉱石を同時に浸出して、溶解されたニッケルイオン及びコバルトイオンを含有する生成溶液を生成する段階、
（ｃ）前記生成溶液からニッケル及びコバルトを回収する段階、を含み、
前記混合浸出段階で放出される前記第二鉄イオンの含有量は、前記硫化鉱石または前記硫化精鉱からのニッケル及びコバルトの浸出に役立つほど十分な高さに酸化還元電位を維持するために十分である、ニッケル及びコバルトを含有する鉱石からニッケル及びコバルトを回収するための処理方法。
【請求項９】
硫化鉱石または硫化精鉱及びラテライト鉱石が提供される処理方法であって、
（ａ）前記ラテライト鉱石をその褐鉄鉱破片及び腐食岩石破片に分離する段階、
（ｂ）前記硫化鉱石または前記硫化精鉱と前記褐鉄鉱破片とを混合し、前記硫化鉱石または前記硫化精鉱と前記褐鉄鉱破片とを混合浸出段階で酸性溶液を用いて同時に浸出して、溶解されたニッケルイオン及びコバルトイオンを含む生成溶液を生成する段階、
（ｃ）前記腐食岩石破片を単独で浸出して腐食岩石破片浸出液を生成する段階、
（ｄ）前記腐食岩石破片浸出液を前記生成溶液または前記混合浸出段階の何れか一方に加える段階、
（ｅ）前記生成溶液からニッケル及びコバルトを回収する段階、をさらに含む、請求項８に記載の処理方法。
【請求項１０】
硫化鉱石または硫化精鉱及びラテライト鉱石が提供される処理方法であって、
（ａ）前記ラテライト鉱石をその褐鉄鉱破片及び腐食岩石破片に分離する段階、
（ｂ）前記硫化鉱石または前記硫化精鉱と前記腐食岩石破片とを混合し、前記硫化鉱石または前記硫化精鉱と前記腐食岩石破片とを混合浸出段階で酸性溶液を用いて同時に浸出して、溶解されたニッケルイオン及びコバルトイオンを含む生成溶液を生成する段階、
（ｃ）前記褐鉄鉱破片を単独で浸出して褐鉄鉱破片浸出液を生成する段階、
（ｄ）前記褐鉄鉱破片浸出液を前記生成溶液または前記混合浸出段階の何れか一方に加える段階、
（ｅ）前記生成溶液からニッケル及びコバルトを回収する段階、をさらに含む、請求項８に記載の処理方法。
【請求項１１】
前記ラテライト鉱石は、そのノントロナイト破片に分離され、前記ノントロナイト破片は、前記褐鉄鉱破片または前記腐食岩石破片に代わって、又は、前記褐鉄鉱破片または前記腐食岩石破片と一緒に処理される、請求項６、７、９または１０の何れか一項に記載の処理方法。
【請求項１２】
前記浸出貴液の前記第二鉄イオン含有量は、１０ｇ／Ｌより大きい、請求項８から１１の何れか一項に記載の処理方法。
【請求項１３】
前記浸出貴液の前記第二鉄イオン含有量は、３０ｇ／ｌより大きい、請求項８から１１の何れか一項に記載の処理方法。
【請求項１４】
前記浸出貴液の前記第二鉄イオン含有量は、前記混合浸出段階の前記酸化還元電位を６９０から９００ｍｖ（ＳＨＥ）に維持するために十分である、請求項８から１１の何れか一項に記載の処理方法。
【請求項１５】
前記浸出貴液の前記第二鉄イオン含有量は、前記混合浸出段階の前記酸化還元電位を７４０から８２０ｍｖ（ＳＨＥ）に維持するために十分である、請求項１４に記載の処理方法。
【請求項１６】
前記第１及び第２浸出段階は、堆積浸出状態または大気圧攪拌浸出状態で別々に行われる、請求項１、６または７に記載の処理方法。
【請求項１７】
前記第１及び第２浸出段階は、何れも大気圧攪拌浸出状態で行われる、請求項１６に記載の処理方法。
【請求項１８】
前記同時の浸出は、堆積浸出状態または大気圧攪拌浸出状態で行われる、請求項８から１１の何れか一項に記載の処理方法。
【請求項１９】
前記同時の浸出は、大気圧攪拌浸出状態で行われる、請求項１８に記載の処理方法。
【請求項２０】
前記第２浸出段階または前記混合浸出段階は、前記硫化鉱石または前記硫化精鉱からのニッケル及びコバルトの浸出に役立つほど十分な高さに前記硫化鉱石または前記硫化精鉱の浸出段階の前記酸化還元電位を維持するために、空気または酸素を分散させる、請求項１から１９の何れか一項に記載の処理方法。
【請求項２１】
前記酸性溶液は、塩酸溶液または硫酸溶液である、請求項１から２０の何れか一項に記載の処理方法。
【請求項２２】
前記酸性溶液は、塩酸溶液である、請求項２１に記載の処理方法。
【請求項２３】
前記塩酸の一部は、熱加水分解によって前記生成溶液から回収され、前記回収された塩酸は、前記第１浸出段階または前記混合浸出段階に再循環される、請求項２２に記載の処理方法。
【請求項２４】
前記熱加水分解中に酸化マグネシウムとしてマグネシウムが除去され、赤鉄鉱または磁鉄鉱として鉄が除去される、請求項２３に記載の処理方法。
【請求項２５】
イオン交換、溶媒抽出、中和、炭酸化作用または硫化作用によって前記生成溶液からニッケル及びコバルトが回収される、請求項１から２４の何れか一項に記載の処理方法。
【請求項２６】
前記ニッケル及びコバルトは、純粋な又は混合された水酸化物、硫化物及び炭酸塩として回収され、又は、前記ニッケルは、ニッケル鉄またはニッケルマットとして回収される、請求項２４に記載の処理方法。
【請求項２７】
前記硫化鉱石及び前記ラテライト鉱石及び／又は前記部分的に酸化された硫化鉱石は、地理的に近い鉱石体に位置する、請求項１から２６の何れか一項に記載の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硫化鉱石、硫化精鉱、ラテライト鉱石及び／又は部分的に酸化された硫化鉱石からニッケル及びコバルトを回収する新規な湿式冶金処理に関するものである。一般に、この処理は、効率的なニッケル及びコバルト回収処理で両方のタイプの鉱石を処理するために、連続して又は同時にラテライト鉱石及び／又は部分的に酸化された硫化鉱石、及び、硫化鉱石または硫化精鉱の堆積浸出または大気圧攪拌浸出を必要とする。ラテライト鉱石及び／又は部分的に酸化された硫化鉱石の浸出中に放出される第二鉄イオンは、硫化鉱石又は硫化精鉱から得られるニッケル及びコバルトを浸出するための浸出剤（lixiviant）及び／又は酸化剤として使用することができる。この処理は、特に、酸化型キャップ（oxidized cap）を有するニッケル含有硫化鉱石体または堆積物の処理に適用可能である。ここで、硫化鉱石体は、この鉱石体の一部は部分的に酸化されるものであり、堆積物は、ラテライト鉱石及び硫化鉱の堆積物が地理的に近くにあり、共に入手可能である。
【背景技術】
【０００２】
世界のニッケル供給源は、２つの主要な領域、すなわち硫化鉱石及びラテライト鉱石に分けられる。これらは、非常に離れた場所で発見されるのが通常であり、それぞれのタイプの鉱石が別個に処理されるのが通常である。
【０００３】
硫化鉱石の採鉱は、基本的には高温冶金法であり、それは、露天採掘または坑内採鉱、それに続くその鉱石を第１粉砕することによる鉱石処理、それに続くその鉱石を収集するための浮遊選鉱による不純物の分離を必要とする。次いで、この収集した鉱石は、溶錬してニッケルマットにし、ニッケルを回収するために生成処理する。しかしながら、主要金属成分である硫化物の溶錬処理は、硫化物の不完全な酸化、及び、排ガス、スラグ及び生成物に対する熱損失のために非能率的である。
【０００４】
他の非効率性は、溶錬したニッケル鉱石またはニッケル精鉱のスラグ中のコバルト原子化の高い損失である。また、この溶錬処理によって二酸化硫黄が生成され、そのため、しばしば二酸化硫黄の大気中への放出を防止するために硫酸プラントの付加という複雑なものを必要とする。
【０００５】
硫化物溶錬に関連する問題のいくつかを解決するために、ニッケル硫化精鉱を処理する多くの湿式冶金方法が文献で議論されており、一般的に、その精鉱の粉砕又は微粉砕と、それに続く浸出処理用の硫酸を生成する硫化物の酸化性の加圧浸出に依存している。
【０００６】
ニッケル硫化物の生物学的処理が記述されており、バクテリア補助浸出に続いて浄液、金属分離、ニッケルの電解抽出が行われる。このタイプの処理に必要とされる長い残留時間は、浸出段階において極端に大きな反応炉を必要とし、従って、この処理は、莫大な資本を必要とするために今日まで商業的に実現していない。
【０００７】
“Ａｃｔｉｖｏｘ（登録商標）”処理は、ニッケル精鉱の極端に微細な粉砕、それに続く硫酸塩溶液にニッケルを抽出するための高圧での酸化性の浸出、周知の不純物除去段階、及び、金属ニッケルの回収に依存する。
【０００８】
一般に上述された湿式冶金処理は、硫化物の硫黄含有量の多くが酸化されて、高コストの中和試薬、処理を必要とする硫酸アンモニウムまたは石膏などの多量の廃棄物の生成を伴って硫酸塩及び亜硫酸塩のようなより高い原子価種になる。
【０００９】
金属硫化物を攻撃する第二鉄イオンの能力が広く知られている。第二鉄塩を用いた金属硫化物補助浸出は、第二鉄イオンが第一鉄イオンに変換され、この場合、硫化物の大部分が硫酸塩としてではなく硫黄元素として除去される、式１に示されるような“D.J.I. Evans et al., International Symposium on Hydrometallurgy”に記載された湿式冶金処理である。
ＭｅＳ＋２Ｆｅ３＋＝Ｍｅ＋２＋２Ｆｅ２＋＋Ｓ０（式１）
ここで、Ｓ２−に対するＦｅ３＋の化学量論的な重量比は、３．５：１である。
【００１０】
第二鉄イオンは、塩化第二鉄または硫酸第二鉄として加えることができ、これらは、銅、亜鉛、ニッケルまたはコバルトなどの硫化物の処理のために開示されている。これらの鉄ベースの化学物質は、このような方式の処理において原材料として外部の供給源から提供されるであろう。
【００１１】
しかしながら、硫化鉱石体には、この堆積物（酸化鉱石）中に酸化型キャップまたは部分的に酸化された領域を有するものがある。酸化鉱石は、浮遊法の使用によって容易に選別されない。このような方式で酸化鉱石の処理の困難性、及び、これらの材料の別個の処理に対する必要性のために、硫化鉱石体の酸化型キャップまたは部分的に酸化された鉱石は、通常除去される。
【００１２】
一方、ラテライト鉱石の採鉱は、基本的に、鉄、マグネシウム及び珪酸塩のような主要な不純物からニッケルやコバルトを分離又は収集するための効果的な方法はないので、鉱石層の全体処理になる。ラテライトニッケル及びコバルト鉱石の堆積物は、一般に、酸化タイプの鉱石、すなわち褐鉄鉱、及び、珪酸塩タイプの鉱石、すなわちノントロナイトなどのような他の破片に加えて腐食岩石を含む。褐鉄鉱及び腐食岩石は、通常、同一の堆積物に転移領域によって分離される二層として存在する。高いグレードの褐鉄鉱及び腐食岩石は、装置のサイズを最小化するために商業的な処理に望ましい。これは、廃棄物として除去される同一の堆積物中に低いグレードの鉱石及び転移鉱石をもたらす。
【００１３】
より高いニッケル含有量の腐食岩石は、ニッケル鉄を生成する焙焼技術及び電気的溶錬技術を必要とする高温冶金法によって処理される傾向にある。より高いニッケル及びコバルト含有量の褐鉄鉱は、高圧酸浸出（ＨＰＡＬ）処理、または、高温冶金処理及び湿式冶金処理の組み合わせによって通常商業的に湿式冶金処理される。例えば、キャロン還元焙焼−炭酸アンモニウム浸出処理（Caron reduction roast - ammonium carbonate leach process）などである。
【００１４】
鉱石を選別するための効果的な方法がないので、これらの処理は“鉱石全体”層処理になる。これには、低い金属原子価を有する鉱石の鉱物学的破片が、処理された全体の鉱石品質を効果的に低下させ、回収費用を増加させる、という欠点がある。通常の高圧酸浸出（ＨＰＡＬ）は別として過去１０年間にラテライト鉱石を利用するために他の技術が開発されている。例えば、出願人がＢＨＰビリトン（ＢＨＰ Ｂｉｌｌｉｔｏｎ）である米国特許６，３７９，６３６号に高加圧酸浸出（ＥＰＡＬ）が記載されている。出願人がＢＨＰビリトン（ＢＨＰ Ｂｉｌｌｉｔｏｎ）である米国特許６，２６１，５２７号にジャロサイトとしての鉄析出を伴う大気攪拌が記載され、出願人がＱＮＩテクノロジー（ＱＮＩ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）である豪州特許出願２００３−２０９８２９号に針鉄鉱としての析出が記載されている。出願人がカーロック（Ｃｕｒｌｏｏｋ）である米国特許出願６，３７９，６３７号に腐食岩石成分の直接大気浸出処理が記載されている。
【００１５】
堆積浸出は、低いグレードの鉱石から金属を経済的に抽出する通常の方法であり、成功裏に銅、金、ウラン及び銀のような材料を回収するために使用されている。一般に、それは原鉱を直接鉱石堆積物からヒープに積み上げることを必要とする。この浸出液は、このヒープに浸透するためにヒープの頂上に導入する。排水溶液は、ヒープのベースから排出され、金属分が回収される処理プラントに移動する。ニッケル及びコバルトに対する回収処理の堆積浸出は、共に出願人がＢＨＰビリトン（ＢＨＰ Ｂｉｌｌｉｔｏｎ）である米国特許５，５７１，３０８号、及び米国特許６，３１２，５００号に記載されている。
【００１６】
ラテライト鉱石中の鉄は、屋外暴露酸化のために第二鉄イオンとして存在する。ラテライト鉱石の大気浸出または堆積浸出中、多量の第二鉄イオンは浸出貴液中に溶解され、次いで赤鉄鉱（ヘマタイト）、ジャロサイト、針鉄鉱または水酸化物として析出し、次いで選鉱くずとして処理される。このような方式で鉄を除去することは、石灰石のような酸試薬または中和試薬の比較的高い消費をもたらす。
【００１７】
以上で検討された酸化鉱石の硫酸浸出における全ての処理は、多量の硫酸を必要とし、しばしば、ニッケル精製機を備える複雑な硫酸プラントを必要とする。これを克服するために、硫黄成分が酸化されて硫酸になり、それによって硫酸要求を減少または排除するように、黄鉄鉱または他の硫黄を含有する材料をニッケルラテライト原料に加えるような、空気中で２００℃を超える温度を有する高圧酸浸出処理が提案されている。このような２つの処理は、ＵＳ３８０９５４９（Opratko et al）及びＣＡ９４７０８９（O'Neill）に記載されている。これらの処理は、装置の複雑性と高圧酸性浸出に要求される冶金学的な精巧さとの固有の欠点を有し、鉄の廃棄物処理問題を増加させる傾向がある。
【００１８】
従来の技術に対する改善は、同一処理内でニッケル硫化鉱石またはニッケル精鉱及びラテライト鉱石または部分的に酸化された硫化鉱石を共に処理する改善された湿式冶金処理であろう。例えば、ここで、この鉱石は、同一堆積物内に共に存在し、それらは、試薬、エネルギー及び設備の使用を最適化するために地理的に近い別個の堆積物内に存在する。
【００１９】
このような１つの処理は、ＡＵ７０９７５１（ＷＭＣリソース）に記載されている。この処理において、硫化ニッケル鉱石または硫化ニッケル精鉱の混合物は、酸化鉱石と混合され、高圧及び１８０℃を超える温度で酸化される。硫化物は酸化されて、酸化鉱石を浸出するための硫酸になる。この処理は、硫化物と酸化物を別個に処理することの欠点のいくつかを克服するが、高圧酸性浸出に関連する上述の欠点を未だ有する。
【００２０】
従来の技術に対するさらなる改善は、大気圧の湿式冶金処理であり、ニッケル硫化鉱石またはニッケル精鉱、及び、ラテライト鉱石及び／又は部分的に酸化された硫化鉱石が、ニッケル及びコバルトを回収するために同一プロセスで処理されるというものである。
【００２１】
本出願人は、ニッケルを含有するラテライト鉱石及び／又は部分的に酸化された硫化鉱石の酸浸出中に放出される第二鉄イオンが、硫化鉱石または硫化精鉱からニッケル及びコバルトを浸出するための浸出剤及び／又は酸化剤として使用することができるということを見出した。本出願人は、これが、ニッケル及びコバルトを含有する鉱石の堆積浸出または大気攪拌浸出中に実現することができることを見出した。
【００２２】
本発明の特徴は、硫化鉱石または硫化精鉱からニッケルを連続して又は同時に浸出するラテライト鉱石または部分的に酸化された硫化鉱石の浸出中に放出される第二鉄イオンを利用することができることである。
【００２３】
文献、活動、材料、装置及び論文などの検討は、単に本発明の背景を提供するために明細書に含まれる。本願の各請求項の優先日前に存在していた、本発明に関連する分野の共通の一般知識であり、従来技術ベースの一部を形成するこれらの事項の一部または全部を提示または記載するものではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
概して、本発明は、ラテライト鉱石及び／又は部分的に酸化された硫化鉱石と硫化鉱石または硫化精鉱とを連続して又は同時に浸出することによってニッケル及びコバルトを回収するための湿式冶金処理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】
【００２５】
ラテライト鉱石及び／又は部分的に酸化された硫化鉱石の浸出中に放出される第二鉄イオンは、それらが、硫化鉱石または硫化精鉱からニッケル及びコバルトを浸出するのに十分に高く硫化浸出の酸化還元電位（ＯＲＰ）を維持するので、硫化鉱石浸出における浸出剤及び／又は酸化剤として使用する。この処理は、酸化型キャップまたは部分的に酸化された部分を有し、ニッケル及びコバルトを含む硫化鉱石体または堆積物を使用するのに特に適用できる。ここで、ニッケル及びコバルトのラテライト鉱石及び硫化鉱石の何れも地理的に近い場所にある。
【００２６】
したがって、本発明の第１側面において、（ａ）（ｉ）ラテライト鉱石及び／又は部分的に酸化された硫化鉱石、及び、（ｉｉ）硫化鉱石または硫化精鉱を提供する段階、（ｂ）前記ラテライト鉱石及び／又は前記部分的に酸化された硫化鉱石を第１浸出段階で酸性溶液を用いて浸出して、少なくとも溶解されたニッケルイオン、コバルトイオン及び第二鉄イオンを含む浸出貴液を生成する段階、（ｃ）前記硫化鉱石または前記硫化精鉱を第２浸出段階で前記浸出貴液を用いて浸出して、ニッケル及びコバルトを含む生成溶液を生成する段階、（ｄ）前記生成溶液からニッケル及びコバルトを回収する段階、を含み、前記浸出貴液中の前記第二鉄イオンの含有量は、前記硫化鉱石からのニッケル及びコバルトの浸出に役立つほど十分な高さに前記第２浸出の酸化還元電位を維持するために十分である、ニッケル及びコバルトを含有する鉱石からニッケル及びコバルトを回収するための処理方法が提供される。
【００２７】
ここで使用される“ラテライト”という用語は、鉱石全体を含むものであり、褐鉄鉱破片（フラクション）、腐食岩石破片またはノントロナイト破片などのその成分の破片を含むものである。
【００２８】
部分的に酸化された硫化鉱石成分は、風化による硫化鉱石体、または、その表面の下に見られる部分的に酸化された硫化鉱石としばしば関係がある酸化型キャップを含む。
【００２９】
硫化鉱石または硫化精鉱という用語は、硫化物の特性を保持しながら僅かな程度の酸化を経ている転移硫化鉱石（transition sulfide ore）を含むものである。
【００３０】
この処理で使用される硫化鉱石とラテライト鉱石及び／部分的に酸化された硫化鉱石は、一般的に別個に採鉱される。処理前に、硫化鉱石は選別され、精鉱を生成する。本発明の処理は、硫化鉱石または硫化精鉱を処理するために同様に適用できる。
【００３１】
好ましい実施形態では、ラテライト鉱石は、最初に褐鉄鉱石をその褐鉄鉱破片及び腐食岩石破片に分離し、その褐鉄鉱破片と腐食岩石破片を別個に浸出することによって処理することができる。すなわち、褐鉄鉱破片または腐食岩石破片の何れかは、浸出貴液を生成するために第１浸出段階で別個に浸出する。その浸出貴液は、続いて第２浸出段階で硫化鉱石または硫化精鉱を浸出するために使用する。第１浸出段階で使用されない褐鉄鉱または腐食岩石の他方の成分は、別個に浸出することができ、溶解されたニッケルイオン、コバルトイオン及び第二鉄イオンを含有する褐鉄鉱破片または腐食岩石破片の浸出液を生成する。この褐鉄鉱破片または腐食岩石破片の浸出液は、第２浸出段階からの生成溶液に混合することができ、または、その段階で十分な第二鉄イオンが得られる場合、場合によっては第二浸出段階に加えることができる。次いで、ニッケル及びコバルトは、標準的な回収技術によって生成溶液から回収する。
【００３２】
したがって、好ましい実施形態では、この処理方法は、（ａ）前記ラテライト鉱石をその褐鉄鉱破片及び腐食岩石破片に分離する段階、（ｂ）前記褐鉄鉱破片を第１浸出段階で酸性溶液を用いて浸出して、少なくとも溶解されたニッケルイオン、コバルトイオン及び第二鉄イオンを含む浸出貴液を生成する段階、（ｃ）前記硫化鉱石または前記硫化精鉱を第２浸出段階で前記浸出貴液を用いて浸出して、溶解されたニッケルイオン及びコバルトイオンを含む生成溶液を生成する段階、（ｄ）前記腐食岩石破片を単独で浸出して腐食岩石破片浸出液を生成する段階、（ｅ）前記腐食岩石破片浸出液を前記生成溶液または前記第２浸出段階の何れか一方に加える段階、（ｆ）前記生成溶液からニッケルを回収する段階、をさらに含み、前記浸出貴液中の前記第二鉄イオンの含有量は、前記硫化鉱石からのニッケル及びコバルトの浸出に役立つほど十分な高さに前記第２浸出の酸化還元電位を維持するために十分である。
【００３３】
前記腐食岩石を前記第１浸出段階で使用するさらに好ましい実施形態では、この処理方法は、硫化鉱石または硫化精鉱及びラテライト鉱石が提供される処理方法であって、（ａ）前記ラテライト鉱石をその褐鉄鉱破片及び腐食岩石破片に分離する段階、（ｂ）前記腐食岩石破片を第１浸出段階で酸性溶液を用いて浸出して、少なくとも溶解されたニッケルイオン、コバルトイオン及び第二鉄イオンを含む浸出貴液を生成する段階、（ｃ）前記硫化鉱石または前記硫化精鉱を第２浸出段階で前記浸出貴液を用いて浸出して、溶解されたニッケルイオン及びコバルトイオンを含む生成溶液を生成する段階、（ｄ）前記褐鉄鉱破片を単独で浸出して褐鉄鉱破片浸出液を生成する段階、（ｅ）前記褐鉄鉱破片浸出液を前記生成溶液または前記第２浸出段階の何れか一方に加える段階、（ｆ）前記生成溶液からニッケル及びコバルトを回収する段階、をさらに含み、前記浸出貴液中の前記第二鉄イオンの含有量は、前記硫化鉱石からのニッケル及びコバルトの浸出に役立つほど十分な高さに前記第２浸出の酸化還元電位を維持するために十分である。
【００３４】
このラテライト鉱石は、さらにそのノントロナイト破片に分離することができる。このノントロナイト破片は、これらの好ましい処理において腐食岩石破片または褐鉄鉱破片に代えて又は腐食岩石破片または褐鉄鉱破片と共に使用することができる。
【００３５】
さらなる実施形態では、ラテライト鉱石及び／又は部分的に酸化された硫化鉱石は、混合浸出で硫化鉱石または硫化精鉱と同時に浸出する。第二鉄イオンは、混合浸出中にラテライト鉱石及び／又は部分的に酸化された硫化鉱石から放出され、硫化鉱石または硫化精鉱からのニッケル及びコバルトの浸出に役立つ。それぞれの鉱石が同時に浸出されるように浸出前にそれぞれの鉱石を共に混合することによって、これを達成する。
【００３６】
したがって、本発明のさらなる側面では、（ａ）（ｉ）ラテライト鉱石及び／又は部分的に酸化された硫化鉱石、及び、（ｉｉ）硫化鉱石または硫化精鉱を提供する段階、（ｂ）前記硫化鉱石と前記ラテライト鉱石又は前記部分的に酸化された硫化鉱石とを混合し、混合浸出段階で酸性溶液を用いて前記鉱石を同時に浸出して、溶解されたニッケルイオン及びコバルトイオンを含有する生成溶液を生成する段階、（ｃ）前記生成溶液からニッケル及びコバルトを回収する段階、を含み、前記混合浸出段階で放出される前記第二鉄イオンの含有量は、前記硫化鉱石または前記硫化精鉱からのニッケル及びコバルトの浸出に役立つほど十分な高さに酸化還元電位を維持するために十分である処理方法が提供される。
【００３７】
さらなる好ましい実施形態では、ラテライト鉱石は、その褐鉄鉱破片及び腐食岩石破片に分離され、このその褐鉄鉱破片及び腐食岩石破片の何れかは、同時浸出のために硫化鉱石に混合する。したがって、本発明の好ましい実施形態では、それらの鉱石は同時に浸出し、この処理方法は、（ａ）前記ラテライト鉱石をその褐鉄鉱破片及び腐食岩石破片に分離する段階、（ｂ）前記硫化鉱石と前記褐鉄鉱破片とを混合し、前記硫化鉱石と前記褐鉄鉱破片とを混合浸出段階で酸性溶液を用いて同時に浸出して、溶解されたニッケルイオン及びコバルトイオンを含む生成溶液を生成する段階、（ｃ）前記腐食岩石破片を単独で浸出して腐食岩石破片浸出液を生成する段階、（ｄ）前記腐食岩石破片浸出液を前記生成溶液または前記混合浸出段階の何れか一方に加える段階、（ｅ）前記生成溶液からニッケル及びコバルトを回収する段階、をさらに含み、前記混合浸出段階で放出された前記第二鉄イオンの含有量は、前記硫化鉱石からのニッケル及びコバルトの浸出に役立つほど十分な高さに酸化還元電位を維持するために十分である。
【００３８】
さらなる本発明の実施形態では、前記混合浸出段階で前記褐鉄鉱破片ではなく前記腐食岩石破片を使用し、この処理方法は、（ａ）前記ラテライト鉱石をその褐鉄鉱破片及び腐食岩石破片に分離する段階、（ｂ）前記硫化鉱石と前記腐食岩石破片とを混合し、前記硫化鉱石と前記腐食岩石破片とを混合浸出段階で酸性溶液を用いて同時に浸出して、溶解されたニッケルイオン及びコバルトイオンを含む生成溶液を生成する段階、（ｃ）前記褐鉄鉱破片を単独で浸出して褐鉄鉱破片浸出液を生成する段階、（ｄ）前記褐鉄鉱破片浸出液を前記生成溶液または前記混合浸出段階の何れか一方に加える段階、（ｅ）前記生成溶液からニッケル及びコバルトを回収する段階、をさらに含み、前記混合浸出段階で放出された前記第二鉄イオンの含有量は、前記硫化鉱石からのニッケル及びコバルトの浸出に役立つほど十分な高さに酸化還元電位を維持するために十分である。
【００３９】
繰り返しになるが、ラテライト鉱石はこれらの好ましい処理においてそのノントロナイト破片にさらに分離することができ、そのノントロナイト破片は、腐食岩石破片または褐鉄鉱破片に代えて又は腐食岩石破片または褐鉄鉱破片と共に使用することができる。
【００４０】
ラテライト鉱石及び／又は部分的に酸化された硫化鉱石の第１浸出、硫化鉱石または硫化精鉱の第２浸出及び混合浸出は、堆積浸出処理または大気攪拌浸出処理であることが最も好ましい。腐食岩石破片または褐鉄鉱破片は、腐食岩石破片浸出液または褐鉄鉱破片浸出液を生成するために堆積浸出または大気攪拌浸出によって浸出することが好ましい。大気圧浸出は、これらの状況下でラテライト鉱石及び／又は部分的に酸化された硫化鉱石からの第二鉄イオンの放出を助ける。
【００４１】
浸出貴液内にまたは混合浸出段階で生成する第二鉄イオンの含有量は、硫化鉱石からニッケル及びコバルトを浸出するのに役立つほど浸出中に十分に高く硫化鉱石浸出段階の酸化還元電位を維持するために十分である。第二鉄イオンは、硫化鉱石からのニッケル及びコバルトの浸出に役立つための浸出剤及び／又は酸化剤として作用することができる。一般的に、浸出貴液中の第二鉄イオンは、１０ｇ／Ｌより大きく、好ましくは３０ｇ／Ｌより大きい。浸出貴液中の第二鉄イオンの含有量は、連続浸出処理の第２浸出または混合浸出である硫化浸出段階の酸化還元電位を６９０から９００ｍｖ（ＳＨＥ）に維持することが好ましく、７４０から８２０ｍｖ（ＳＨＥ）に維持することが最も好ましい。
【００４２】
さらなる実施形態では、硫化鉱石または硫化精鉱に対するラテライト鉱石及び／又は部分的に酸化された硫化鉱石の比が不十分な場合のように、硫化鉱石浸出段階または硫化精鉱浸出段階において得られる第二鉄イオンが不十分な場合、硫化鉱石浸出段階または硫化精鉱浸出段階において、好ましいレベルに酸化還元電位を維持するために空気または酸素を散布することができる。
【００４３】
あるいは、腐食岩石破片浸出液または褐鉄鉱破片浸出液は、好ましいレベルに酸化還元電位を維持することを補助する必要があれば、第二鉄イオンの追加の供給源として硫化浸出段階に加えることができる。
【００４４】
ラテライト鉱石及び／又は部分的に酸化された硫化鉱石及び硫化鉱石または硫化精鉱の堆積浸出または大気圧攪拌浸出は、酸性溶液で浸出することが好ましい。この酸は、塩酸または硫酸の何れかである。塩酸は、熱加水分解によって回収することができ、第１浸出段階で使用するために再循環することができるという利点がある。
【００４５】
したがって、さらなる好ましい実施形態では、塩酸は、堆積浸出または大気圧攪拌浸出で使用することができ、塩酸の一部は、熱加水分解によって生成溶液から回収することができ、次いで、上記の処理の第１浸出段階または混合浸出段階に再循環することができる。
【００４６】
ニッケル及びコバルトは、標準的な技術によって生成溶液から回収することができる。このような技術には、イオン交換、溶媒抽出、中和、炭酸化作用または硫化作用が含まれる。ニッケル及びコバルトは、純粋な又は混合された水酸化物、硫化物または炭酸塩として回収することができ、また、ニッケルは、フェロニッケルまたはニッケルマットとして回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
図１は、ラテライト鉱石及び硫化鉱石又は硫化精鉱を第１及び第２浸出で連続して浸出する本発明の実施形態を示す。
【００４８】
図２は、ラテライト鉱石及び硫化鉱石を混合浸出で同時に浸出する実施形態を示す。
【００４９】
図３は、ラテライト鉱石を褐鉄鉱破片及び腐食岩石破片に分離する実施形態を示す。褐鉄鉱破片は、第１及び第２浸出段階で硫化鉱石または硫化精鉱と共に連続して浸出し、腐食岩石破片は別個に浸出する。腐食岩石浸出から得られる腐食岩石破片浸出液は、第２浸出の生成溶液と混合する。
【００５０】
図４は、腐食岩石破片が第１及び第２浸出段階で硫化鉱石または硫化精鉱と共に連続して浸出し、褐鉄鉱破片が別個に浸出することを除いては、図３に記載のものと同様の実施形態を示す。褐鉄鉱浸出から得られる褐鉄鉱破片浸出液は、第２浸出から得られる生成溶液と混合する。
【００５１】
図５は、硫化鉱石の褐鉄鉱破片が硫化鉱石または硫化精鉱と同時に浸出し、腐食岩石破片が別個に浸出する実施形態を示す。腐食岩石浸出から得られる腐食岩石浸出液は、混合された硫化物及び褐鉄鉱浸出からの生成溶液と混合する。
【００５２】
図６は、ラテライト鉱石の腐食岩石破片が硫化鉱石または硫化精鉱と同時に浸出し、褐鉄鉱破片が別個に浸出する実施形態を示す。褐鉄鉱破片浸出から得られる褐鉄鉱破片浸出液は、混合された硫化物及び腐食岩石浸出の生成溶液と混合する。
【００５３】
図７は、ラテライト鉱石が塩酸を用いて硫化鉱石または硫化精鉱と同時に浸出し、生成溶液を生成する実施形態を示す。塩酸の一部は、熱加水分解によって回収し、混合浸出段階で再利用される。
【００５４】
本発明の処理は、ニッケル及びコバルトを含有する硫化鉱石（サルファイドオーレ）または硫化精鉱（サルファイドコンセントレート）と共にニッケル及びコバルトを含有する硫化鉱石及び／又は部分的に酸化された硫化精鉱を共処理することによるニッケル及びコバルトの回収に適用可能である。この処理は、硫化鉱石または硫化精鉱からのニッケル及びコバルトの浸出に役立つ、ラテライト鉱石及び／又は部分的に酸化された硫化鉱石の浸出中に放出される第二鉄イオンを利用する。
【００５５】
一般に、ラテライト鉱石は、酸化タイプの褐鉄鉱（リモライト）成分と珪酸塩タイプの腐食岩石（サプロライト）成分及びノントロナイト成分とからなる。腐食岩石が約１０〜１８重量％の鉄を含有する一方で、ラテライト鉱石の褐鉄鉱成分は、通常、約３０〜４０重量％の鉄を含有する。ノントロナイトは、約２０重量％の鉄と２〜６重量％のアルミニウムと１８〜２２重量％のシリコンを含有する。通常、この鉄は、第二鉄イオンとして存在する。表１には、いくつかの典型的な褐鉄鉱体と腐食岩石体の化学組成が記載されている。
【００５６】
【表１】
2008533294.tif 000003
【００５７】
米国特許５，５７１，３０８号、６，３１２，５００号、６，２６１，５２７号及び豪州特許出願２００３−２０９８２９号のような堆積浸出（ヒープリーチング）または大気圧浸出において、ラテライト鉱石の浸出後の浸出貴液は、全体として約１０〜３０ｇ／ＬのＦｅ＋３、典型的には約２０ｇ／ＬのＦｅ＋３を含有する。本発明の処理において、この浸出貴液は、少なくとも１０ｇ／ＬのＦｅ３＋を含有することが好ましく、３０ｇ／ＬのＦｅ３＋を含有することが最も好ましい。ラテライト鉱石の褐鉄鉱成分及び腐食岩石成分が別々に浸出されると、腐食岩石の浸出後の浸出貴液が３０ｇ／Ｌを超えるＦｅ＋３を含む一方で、褐鉄鉱成分の大気圧攪拌によって浸出貴液中に１００ｇ／Ｌを超えるＦｅ＋３が生成される。この褐鉄鉱浸出及び腐食岩石浸出から得られる浸出貴液は、硫化鉱石からのニッケル及びコバルトの浸出に役立つために使用することができる第二鉄イオンの良好な供給源である。別の方法として、ノントロナイト破片を、褐鉄鉱破片または腐食岩石破片の何れか一方の代わりに、又は、褐鉄鉱破片または腐食岩石破片の何れか一方と共に使用することができる。
【００５８】
第二鉄イオンのレベルは、硫化鉱石または硫化精鉱からのニッケル及びコバルトの浸出に役立つほど十分な高さに硫化物浸出段階の酸化還元電位を維持するために十分なレベルにすべきである。この第二鉄イオンのレベルは、硫化鉱石または硫化精鉱の浸出段階中の第二鉄イオン、硫化物イオン及び低い原子価の硫黄イオン種の濃度の関数である。この浸出段階は、硫化鉱石または硫化精鉱からのニッケル及びコバルトの浸出に役立ち、生成溶液のニッケル回収を改善する。この浸出中の酸化還元電位は、６９０から９００ｍｖ（ＳＨＥ）に維持されるのが好ましく、７４０から８２０ｍｖ（ＳＨＥ）の範囲に維持されるのが最も好ましい。
【００５９】
本発明の処理において、第１にラテライト鉱石をその褐鉄鉱破片または腐食岩石破片に分離することが望ましく、場合によっては、硫化鉱石または硫化精鉱の浸出における第二鉄イオン溶解と得られる第二鉄イオンを最大にするためにそのノントロナイト破片に分離することが望ましい。
【００６０】
このラテライト鉱石の褐鉄鉱破片、腐食岩石破片またはノントロナイト破片の何れか１つは、この硫化鉱石の浸出に役立つ第二鉄イオンの供給源として利用することができる。すなわち、褐鉄鉱破片、腐食岩石破片またはノントロナイト破片の何れか１つは、第二鉄イオンを放出させて第二鉄イオンを含む浸出貴液を生成するために、初めに酸性溶液で浸出することができる。次いで、その浸出貴液は、硫化鉱石または硫化精鉱を浸出するために使用することができる。あるいは、褐鉄鉱破片、腐食岩石破片またはノントロナイト破片のうちの１つ又は複数は、混合浸出処理で硫化鉱石または硫化精鉱と混合することができる。ここで、褐鉄鉱破片、腐食岩石破片またはノントロナイト破片から放出された第二鉄イオンは、硫化鉱石または硫化精鉱を浸出するのに役立つ。
【００６１】
次いで、硫化鉱石または硫化精鉱を用いた連続浸出または混合浸出の何れでも利用されない褐鉄鉱破片、腐食岩石破片またはノントロナイト破片は、別々に浸出することができる。繰り返しになるが、この浸出は、堆積浸出または大気攪拌浸出の何れかであることが好ましい。少なくともニッケルイオン、コバルトイオン及び第二鉄イオンは、この浸出中に放出され、少なくともニッケルイオン、コバルトイオン及び第二鉄イオンを含有する褐鉄鉱破片、腐食岩石破片またはノントロナイト破片の何れかの浸出液を生成する。好ましい範囲の酸化還元電位を維持するためにこの硫化鉱石浸出中に得られる第二鉄イオンが不十分な場合、別々の浸出からの褐鉄鉱石破片、腐食岩石破片またはノントロナイト破片の浸出液は、第二鉄イオンの追加の供給源を提供するために硫化物浸出段階に混合することができる。しかしながら、一般に、褐鉄鉱石破片、腐食岩石破片またはノントロナイト破片の浸出液は、この硫化物浸出段階で得られる生成溶液に単に加えることができる。次いで、ニッケル及びコバルトをこの生成溶液から回収する。
【００６２】
硫化鉱石または硫化精鉱に対するラテライト鉱石及び／又は部分的に酸化された硫化鉱石の比は、十分な第二鉄イオンを、硫化鉱石または硫化精鉱からのニッケル及びコバルトの浸出に役立つほど十分な高さに硫化物浸出段階の酸化還元電位を維持する硫化物浸出段階に利用できるようにすべきである。しかしながら、浸出した際に硫化物浸出段階において６９０から９００ｍｖ（ＳＨＥ）の好ましいレベルの酸化還元電位を維持するために十分な第二鉄イオンが放出されないような、ラテライト鉱石または部分的に酸化された硫化鉱石が不十分な場合、硫化鉱石または硫化精鉱の浸出は、好ましいレベルに酸化還元電位を維持するために空気または酸素で散布されることができる。
【００６３】
表２は、腐食岩石及び褐鉄鉱の浸出によって生成される浸出貴液を用いた堆積浸出または大気圧攪拌浸出で放出される第二鉄イオンを用いて酸化することができるニッケル硫化鉱石中の最大硫化物イオン（Ｓ−２）濃度を化学量論的に計算して示す。
【００６４】
【表２】
2008533294.tif 000004
【００６５】
計算されたＳ−２含有量は、加工していないニッケル硫化鉱石の含有量より非常に高いと思われる。従って、ラテライト鉱石の腐食岩石成分または褐鉄鉱成分、または、部分的に酸化された硫化鉱石成分の堆積浸出または大気攪拌浸出からの浸出貴液を用いることは、ニッケル硫化物としてニッケルを浸出するために役立つ硫化鉱石を処理する効果的な方法である。
【００６６】
硫化鉱石の浸出中に形成される第一鉄イオンは、第一鉄イオンがイオン交換樹脂を用いて除去されるという点でニッケル及びコバルトの回収において利点を有する。例えば、ダウエックスＭ４１９５（Ｄｏｗｅｘ Ｍ４１９５）は、Ｎｉ＋２＞Ｆｅ＋３＞＞Ｆｅ＋２の選択性を有する。ほとんどのキレートイオン交換樹脂は、Ｆｅ＋３＞Ｎｉ＋２＞＞Ｆｅ＋２の順序の選択性を有する。
【００６７】
堆積浸出または大気圧攪拌浸出の何れも塩酸で行うことが好ましい。塩酸浸出中に、第一鉄イオンの第二鉄イオンへの酸化は、熱加水分解を用いた酸の回収をもたらし、式２及び式３に示されるように、水酸化物として第二鉄イオンを析出させることによる鉄処理を回避するのに役立つ。
２ＦｅＣｌ２＋２Ｈ２Ｏ＋０．５Ｏ２＝Ｆｅ２Ｏ３＋ＨＣｌ（式２）
３ＦｅＣｌ２＋３Ｈ２Ｏ＋０．５Ｏ２＝Ｆｅ３Ｏ４＋ＨＣｌ（式３）
【００６８】
したがって、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３及びＦｅ３Ｏ４の生成中の塩酸の回収は、この処理に取り入れられることができる。
【００６９】
本発明の付加的な利点は、ラテライト鉱石または酸化ニッケル鉱石の酸浸出の効果的な廃棄物である第二鉄イオンが、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、硫酸、塩酸、空気、酸素、ニッケル硫化鉱石またはニッケル硫化精鉱の湿式冶金処理に必要とされる他のものなどの試薬要求を実質的に減少させるために使用することができることである。
【００７０】
ニッケルを含有するラテライト鉱石及び／又は部分的に酸化された鉱石及び硫化鉱石の共同処理の付加的な利点は、この硫化物の発熱酸化で生成された熱エネルギーが、ラテライト鉱石または部分的に酸化された硫化鉱石の吸熱浸出で使用することができるということである。
【００７１】
（図面の詳細な説明）
これらの図は本発明の好ましい実施形態を説明するためのものであり、本発明はそれらに限定されないということは理解されるであろう。
【００７２】
図１は、ラテライト鉱石（１）が第１浸出段階で酸溶液（５）を添加した堆積浸出または大気攪拌浸出（３）にさらされる処理の実施形態を示す。部分的に酸化された硫化鉱石は、この第１浸出段階でラテライト鉱石に代わって又はラテライト鉱石と共に使用することができる。この第１浸出段階によって、少なくとも溶解されたニッケルイオン、コバルトイオン及び第二鉄イオンを含有する浸出貴液（７）を生成する。この第１浸出段階で使用される酸は、塩酸溶液または硫酸溶液であるが、塩酸溶液が好ましい。
【００７３】
次いで、第２浸出段階において堆積浸出または大気攪拌浸出（１１）の何れかで硫化鉱石または硫化精鉱（９）を浸出するために浸出貴液（７）を使用し、生成溶液（８）を生成する。浸出貴液（７）中の第二鉄イオンは、硫化鉱石または硫化精鉱からのニッケル及びコバルトの浸出に役立つほど十分な高さに第２浸出段階の酸化還元電位を維持するために十分である。結果として得られる生成溶液（８）は、イオン交換、溶媒抽出、中和、炭酸化作用または硫化作用のような標準的な回収処理（１２）によって回収される溶解されたニッケルイオン及びコバルトイオンを含有する。
【００７４】
図２は、酸性溶液（５）を添加した混合堆積浸出または大気攪拌浸出（１０）の何れかでラテライト鉱石（１）を硫化鉱石または硫化精鉱（９）と同時に浸出する処理の実施形態を示す。繰り返しになるが、部分的に酸化された硫化鉱石は、ラテライト鉱石に代えて又はラテライト鉱石と共に使用することができる。混合堆積浸出または大気攪拌浸出によって、少なくとも溶解されたニッケルイオン及びコバルトイオンを含有する生成溶液（８）を生成する。
【００７５】
混合された硫化鉱石及びラテライト鉱石の浸出において、この浸出中に生成される第二鉄イオン含有量は、硫化鉱石または硫化精鉱からのニッケル及びコバルトの浸出に役立つほど十分な高さに酸化還元電位を維持するために十分である。次いで、ニッケル及びコバルトは、生成溶液（８）のイオン交換、溶媒抽出、中和、炭酸化作用または硫化作用のような標準的な回収処理（１２）によって回収する。
【００７６】
図３は、図１の浸出処理と同様の連続浸出処理を示す。尚、ラテライト鉱石（１）は、別個の浸出において、その褐鉄鉱破片（２）及びその腐食岩石破片（４）に最初に分離する。この褐鉄鉱破片（２）は、第１の浸出段階中に好ましくは塩酸溶液または硫酸溶液である酸性溶液（５）を添加することによって酸堆積浸出または大気攪拌浸出（１３）にさらされ、浸出貴液（１５）を生成する。この浸出貴液は、少なくとも溶解された第二鉄イオン、ニッケルイオン及びコバルトイオンを含有する。次いで、この第１浸出段階で得られるこの浸出貴液は、第２の浸出段階において堆積浸出処理または大気攪拌浸出処理（１１）で硫化鉱石または硫化精鉱（９）を浸出するために使用される。この浸出貴液中のこの第二鉄イオンの含有量は、硫化鉱石成分からのニッケル及びコバルトの浸出に役立つほど十分な高さに第２浸出段階の酸化還元電位を維持するために十分である。
【００７７】
この腐食岩石破片（４）は、酸性溶液（１７）の添加によって堆積浸出または大気攪拌浸出に別個にさらされる。次いで、少なくとも溶解されたニッケルイオン、第二鉄イオン及びコバルトイオンを含有する腐食岩石浸出（１９）から得られる腐食岩石破片浸出液は、第２硫化物浸出から得られる生成溶液（８）に加える。あるいは、第二鉄イオンがこの段階中に十分に得られない場合、腐食岩石破片浸出液は、第２浸出段階に直接加えることができる。ニッケル及びコバルトは、イオン交換、溶媒抽出、中和、炭酸化作用または硫化作用のような標準的な手段（１２）によって生成溶液から回収する。
【００７８】
図４は、ラテライト鉱石の腐食岩石破片（４）が酸性溶液（５）の添加によって第１浸出段階（１３）に提供され、少なくとも溶解された第二鉄イオン、ニッケルイオン及びコバルトイオンを含む第１浸出からの浸出貴液（１６）が、生成溶液（８）を生成するための第２浸出段階（１８）で硫化鉱石または硫化精鉱（９）を浸出するために使用されることを除いて図３の処理と同様の処理を示す。第１及び第２浸出段階の何れも、堆積浸出段階または大気攪拌浸出段階である。
【００７９】
この腐食岩石浸出からの浸出貴液（１６）中の第二鉄イオン含有量は、硫化鉱石または硫化精鉱からのニッケル及びコバルトの浸出を改善するのに十分な高さに第２浸出段階の酸化還元電位を維持するために十分である。この褐鉄鉱破片（２）は、少なくともニッケルイオン、第二鉄イオン及びコバルトイオンを含む褐鉄鉱破片浸出液（６）を生成するために、別個の堆積浸出段階または大気浸出段階（２２）に提供される。この褐鉄鉱浸出からの褐鉄鉱破片浸出液（６）を生成溶液（８）に加える。あるいは、第二鉄イオンがこの段階中に十分に得られない場合、褐鉄鉱破片浸出液を直接第２浸出段階に加える。次いで、ニッケル及びコバルトは、通常の手段（１２）によってこの生成溶液（８）から回収する。
【００８０】
図５及び図６は、ラテライト鉱石（４）の褐鉄鉱破片（２）または腐食岩石破片（４）の何れかを有する硫化鉱石または硫化精鉱（９）の同時浸出を示す。図５は、褐鉄鉱破片（２）が硫化鉱石または硫化精鉱（９）と混合され、生成溶液（８）を生成するための混合浸出段階の酸性溶液（５）の添加によって、混合堆積浸出または大気攪拌浸出（２４）に提供される実施形態を示す。混合浸出内で生成された第二鉄イオンの含有量は、硫化鉱石または硫化精鉱からのニッケル及びコバルトの浸出に役立つほど十分な高さに酸化還元電位を維持するために十分である。
【００８１】
この腐食岩石破片（４）は、別個の堆積浸出処理または大気攪拌浸出処理（２０）にさらされ、少なくともニッケルイオン、コバルトイオン及び第二鉄イオンを含有する腐食岩石浸出からのこの腐食岩石破片浸出液（２３）は、褐鉄鉱及び硫化物の混合浸出段階からの生成溶液（８）と混合される。あるいは、その段階中に第二鉄イオンが十分に得られない場合、この腐食岩石破片浸出液は、混合浸出段階に直接加えることができる。次いで、ニッケル及びコバルトは、通常の手段（１２）によって生成溶液（８）から回収する。
【００８２】
図６は、この腐食岩石破片（４）が生成溶液（８）を生成する混合攪拌浸出段階の硫化鉱石または硫化精鉱と混合されることを除いては、図５に類似している。この褐鉄鉱破片（２）は、少なくともニッケルイオン、コバルトイオン及び第二鉄イオンを含有する褐鉄鉱破片浸出液を生成するために別個の堆積浸出段階または大気攪拌浸出段階（２３）に提供される。この褐鉄鉱破片浸出液（２９）は、硫化物及び腐食岩石の混合浸出段階からの生成溶液（８）と混合する。あるいは、この段階中に十分な第二鉄イオンが得られない場合、この褐鉄鉱破片浸出液は、混合浸出段階に直接加えることができる。ニッケル及びコバルトは、標準的な技術（１２）によって生成溶液から回収する。
【００８３】
図７は、このラテライト鉱石（１）を混合堆積浸出段階または大気浸出段階（２８）の硫化鉱石または硫化精鉱に混合する同時浸出処理を示す。部分的に酸化された硫化鉱石は、この段階においてラテライト鉱石の代わりに、又はラテライト鉱石と共に使用することができる。未使用の塩酸（２６）を加え、少なくとも溶解されたニッケルイオン及びコバルトイオンを含有する生成溶液（８）を生成する。混合浸出で生成された第二鉄イオンの含有量は、硫化鉱石または硫化精鉱からのニッケル及びコバルトの浸出に役立つほど十分な高さに酸化還元電位を維持するために十分である。
【００８４】
ニッケル及びコバルトは、標準的な回収手段（１２）によって生成溶液（８）から回収する。しかしながら、生成溶液（１２）の一部は、塩酸の一部を回収するために熱加水分解にさらされる。この回収された塩酸（２７）は、この混合浸出段階にリサイクルされる。次いで、マグネシウムは、マグネシウム酸化物として除去し、他の目的に使用するために回収することができる。また、鉄は、赤鉄鉱（ヘマタイト）及び／又は磁鉄鉱（マグネタイト）として除去する。ニッケル及びコバルトは、ニッケル及び／又はコバルトの水酸化物または硫化物、炭酸コバルト、ニッケル鉄マット、または、ニッケルマットのような生成物として回収することができる。
【００８５】
（実験例）
実験例１：別々に浸出した際における硫酸を用いた酸化鉱石及び硫化鉱石の浸出反応性
試料は、ニッケル酸化鉱石領域、硫化鉱石領域、及びそれらの２つの間の硫化転移鉱石領域という鉱石体の３つの領域のそれぞれから用意した。この硫化転移鉱石は、ほとんど硫化鉱石領域と同様のニッケル対硫黄比を有する、基本的に軽度の酸化を有する硫化鉱石であった。それぞれの領域における主要な成分の組成を表３に記載する。それぞれの領域からの１００グラムの試料は、その１００％の粒径が８０ミクロン未満になるように粉砕し、１００ｇ／ＬのＨ２ＳＯ４を含有する１リットルの硫酸溶液を用いて８０℃で６時間浸出した。９８％のＨ２ＳＯ４を反応器に加え、一定の酸性度を維持した。表４に浸出残留物の重量と組成を示し、表５に残留物の重量と組成を用いて計算した浸出抽出物を示す。この結果から、ニッケル及びコバルト抽出物が、酸化物鉱石、転移鉱石、硫化鉱石の順に低下したことが分かる。
【００８６】
【表３】
2008533294.tif 000005
【００８７】
【表４】
2008533294.tif 000006
【００８８】
【表５】
2008533294.tif 000007
【００８９】
実験例２：酸化鉱石及び硫化鉱石の連続攪拌浸出
実験例１に記載した３００グラムの酸化鉱石領域の試料は、９８％の硫酸を１２１グラムと６００ｍｌの水とを有する攪拌器内において８０℃で３時間浸出した。この浸出貴液は、１４．４ｇ／ＬのＦｅ＋３を含む全体で１５ｇ／ＬのＦｅを含有していた。酸化還元電位（ＯＲＰ）は、８０８ｍｖ（ＳＨＥ）であった。次いで、実験例１に記載した硫化鉱石領域の試料をスラリーに７２グラム加えた。このｐＨは、第二鉄イオンの析出を防止するために９８％のＨ２ＳＯ４を加えることによって０．６〜１．５の範囲に制御した。このＯＲＰ値は、７３４から７４８ｍｖ（ＳＨＥ）の範囲であった。この硫化鉱石浸出を１１時間続けた。この生成溶液は、１１．６ｇ／ＬのＦｅ＋３を含有する１６ｇ／ＬのＦｅを含有していた。供給鉱石の等級（グレード）と浸出残留物の組成を用いて計算した全体的なニッケルとコバルトの抽出物は、７２．９％と１００％であり、表５に示される別個の酸性浸出を用いた抽出物より高かった。
【００９０】
実験例３：酸化鉱石及び転移鉱石の連続攪拌浸出
実験例１に記載した３００グラムの酸化鉱石領域の試料は、９８％の硫酸を１３４グラムと６００ｍｌの水とを有する攪拌器内において８０℃で３時間浸出した。この浸出貴液は、１５．８ｇ／ＬのＦｅ＋３を含む合計で１７ｇ／ＬのＦｅを含有していた。このＯＲＰ値は、８０２ｍｖ（ＳＨＥ）であった。次いで、実験例１に記載した転移鉱石領域の試料をスラリーに９３グラム加えた。このｐＨは、第二鉄イオンの析出を防止するために９８％のＨ２ＳＯ４を加えることによって０．５〜１．５の範囲に制御した。このＯＲＰ値は、７２６から７４５ｍｖ（ＳＨＥ）の範囲であった。この転移鉱石浸出を１１時間続けた。この最終的な生成溶液は、１１．２ｇ／ＬのＦｅ＋３を含有する１７ｇ／ＬのＦｅを全体で含有していた。供給鉱石の等級（グレード）と浸出残留物の組成を用いて計算した全体的なニッケルとコバルトの抽出物は、それぞれ７１．７％と１００％であり、表５に示される別個の酸性浸出を用いた抽出物より高かった。
【００９１】
実験例４：酸化鉱石、及び、酸化／硫化鉱石及び酸化／転移鉱石の混合物のカラム浸出
表３に記載した組成と２５ｍｍ未満の粒径を１００％有する酸化鉱石領域、転移鉱石領域及び硫化鉱石領域からの試料を、表６に示される条件において室温で堆積浸出試験をシミュレーションするためにカラムに充填した。凝集のための酸の投与は、乾燥した鉱石１トンあたり５０ｋｇのＨ２ＳＯ４であった。供給酸性成分は、５０ｇ/ＬのＨ２ＳＯ４であり、注水フラックスは、１５〜１８リットル／（ｍ２．ｈｒ）であった。７日間または９日間後の金属抽出をそれぞれ表７に纏めた。
【００９２】
【表６】
2008533294.tif 000008
【００９３】
【表７】
2008533294.tif 000009
【００９４】
上記の説明は、本発明の好ましい実施形態を示すものである。ここに記載された精神または範囲から逸脱することなく本発明に対して種々の変形が本発明の一部を構成するために考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】ラテライト鉱石及び硫化鉱石又は硫化精鉱を第１及び第２浸出で連続して浸出する本発明の実施形態を示す。
【図２】ラテライト鉱石及び硫化鉱石を混合浸出で同時に浸出する実施形態を示す。
【図３】ラテライト鉱石を褐鉄鉱破片及び腐食岩石破片に分離する実施形態を示す。
【図４】腐食岩石破片が第１及び第２浸出段階で硫化鉱石または硫化精鉱と共に連続して浸出し、褐鉄鉱破片が別個に浸出することを除いては、図３に記載のものと同様の実施形態を示す。
【図５】硫化鉱石の褐鉄鉱破片が硫化鉱石または硫化精鉱と同時に浸出し、腐食岩石破片が別個に浸出する実施形態を示す。
【図６】ラテライト鉱石の腐食岩石破片が硫化鉱石または硫化精鉱と同時に浸出し、褐鉄鉱破片が別個に浸出する実施形態を示す。
【図７】図７は、ラテライト鉱石が塩酸を用いて硫化鉱石または硫化精鉱と同時に浸出し、生成溶液を生成する実施形態を示す。
【符号の説明】
【００９６】
１  ラテライト鉱石
２  褐鉄鉱
３  ラテライト堆積浸出または大気攪拌浸出
４  腐食岩石
５  酸
６  浸出貴液
７  浸出貴液
８  生成溶液
９  硫化鉱石
１０  混合堆積または大気攪拌浸出
１１  硫化物堆積または大気攪拌浸出
１２  ニッケル及びコバルト回収
１３  褐鉄鉱堆積または大気攪拌浸出
１５  浸出貴液
１６  浸出貴液
１７  酸
１８  硫化物堆積または大気攪拌浸出
１９  浸出貴液
２０  堆積または大気攪拌浸出
２２  堆積または大気攪拌浸出
２４  混合堆積または大気攪拌浸出
２５  硫化堆積または大気攪拌浸出
２６  未使用の塩酸
２７  再利用の塩酸
２８  混合堆積または大気攪拌浸出
３１  ニッケル及びコバルト生成物
【図１】
2008533294.tif 000010
【図２】
2008533294.tif 000011
【図３】
2008533294.tif 000012
【図４】
2008533294.tif 000013
【図５】
2008533294.tif 000014
【図６】
2008533294.tif 000015
【図７】
2008533294.tif 000016
【国際調査報告】
2008533294.tif 000017
2008533294.tif 000018
2008533294.tif 000019