(57)【要約】  ニッケルラテライト鉱石に含まれる有用な鉱物を回収するために、ニッケルラテライト鉱石を処理する改良された方法であって、鉱石を所望のサイズまで粉砕する工程；鉱石を約70℃〜130℃にて約30分〜4時間硝酸で浸出する工程；溶液の温度を上昇させることにより、ニッケル、コバルトおよびマグネシウム有価物が溶液中に含まれ、且つ鉄、マンガンおよびアルミニウムが酸化物の形で固体残渣となるような液体／固体残渣を形成させる工程；液体−固体分離を行い、固体を除去する工程；および、ニッケル、コバルト、およびマンガンを液体−金属濃縮物から回収する工程、を含む方法。浸出液が回収され、浸出液から硝酸がリサイクルされる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル含有ラテライト鉱石から金属有価物を回収する方法であって：
浸出液溶液を生成させるために、前記鉱石を硝酸で浸出する工程；
前記浸出液溶液を加熱する工程；
金属含有溶液を生成させるために、前記浸出液から固体残渣を分離する工程；および
前記金属含有溶液から金属有価物を回収する工程
を含む方法。
【請求項２】
前記溶液の熱加水分解によって、または、前記溶液のｐＨのシフトによって、前記溶液から鉄を沈殿させる工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記浸出溶液のｐＨのシフトが、前記溶液にアルカリ材料を加えることによって行われることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記浸出の工程が、30〜240分の間にわたって行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記浸出の工程が、100〜200分の間にわたって行われることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記浸出の工程における前記硝酸が、重量濃度10〜90％の硝酸溶液であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記浸出の工程における前記硝酸が、重量濃度30〜67％の硝酸溶液であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記浸出の工程が、70〜130℃の温度にて行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記加熱の工程が、液体／固体残渣を生成させるために、前記浸出溶液の温度を約125〜200℃の範囲まで上昇させる工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記金属含有溶液中の金属有価物の濃度を高めるために、前記金属含有溶液の全部または一部を、前記浸出の工程に少なくとも１回戻す工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
Ni(OH)2/NiO、Co(OH)2/CoO、硝酸マグネシウムを生成させるために、前記金属含有溶液から、熱加水分解、ｐＨシフト、硫化物沈殿、または溶媒抽出によって、ニッケルまたはコバルトを回収する工程；および
MgOおよび気体状窒素酸化物を生成させるために、前記溶液の温度を450℃以上に上昇させることによって、前記硝酸マグネシウムを熱分解する工程
をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記MgOから硝酸を分離する工程、および前記硝酸を前記浸出の工程へリサイクルする工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
ニッケル含有ラテライト鉱石から、金属有価物を回収する方法であって：
所望の金属有価物を抽出するために、前記鉱石を硝酸で浸出する工程；
金属含有溶液を生成させるために、前記浸出液から固体残渣を分離する工程；
前記溶液から、熱加水分解、溶媒抽出、またはｐＨシフトによって、鉄を沈殿させる工程；
前記溶液から、ｐＨシフト、加水分解、硫化物沈殿、または溶媒抽出によって、ニッケルまたはコバルトを回収する工程；および
MgOおよび気体状窒素酸化物を生成させるために、前記溶液の温度を450℃以上に上昇させることによって、前記硝酸マグネシウムを熱分解する工程
を含む方法。
【請求項１４】
前記ｐＨのシフトが、前記溶液に、MgO、Mg(OH)2、MgCO3などのアルカリ土類を加えることによって行われることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニッケル−ラテライト鉱石を処理するための方法、具体的には、ニッケルおよび他の金属を回収するための方法に関し、より具体的には、ラテライト鉱石に含まれる鉄、ニッケル、コバルト、マグネシウム、アルミニウム、クロム、および他の有用な成分を回収するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉱石の組成は、たとえ同じ採掘現場から採取されたものであっても大きく変動する。ラテライト鉱石は、通常、鉄、ニッケル、コバルト、マグネシウム、マンガン、クロム、および／またはアルミニウムを含有する。ラテライト鉱石を処理するための既知の方法は、高マグネシウム含有サプロライト鉱石または高鉄含有褐鉄鉱タイプの鉱石しか取り扱えなかったのに対して、本発明は、あらゆる種類の鉱石、例えば、遷移元素の鉱石を処理することができる。本明細書で用いられる「鉱石」という用語は、酸化物および硫化物の鉱石、精錬廃棄物、ならびに金属含有材料を意味することが意図されており、これらの金属は他の元素と結合していてもよいことが理解される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の主要な目的は、ラテライト鉱石からニッケルおよびコバルトを回収する改良された方法を提供することである。
【０００４】
本発明の別の目的は、沈殿によって鉄を赤鉄鉱として回収する方法を提供することである。
【０００５】
本発明の別の目的は、鉱石、精錬廃棄物、および他の金属含有材料から、金属有価物を回収する方法を提供することである。
【０００６】
本発明の別の目的は、例えば硝酸アンモニウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸カルシウム、または硝酸マグネシウムなどの、硝酸塩を生産する方法を提供することである。
【０００７】
肥料として有用な材料を生産することは、本発明のさらに別の目的である。
【０００８】
爆薬として有用な材料を生産することも、本発明の目的である。
【０００９】
ラテライト鉱石に対して、そして、サプロライトおよび褐鉄鉱の鉱石に対しても同様に効果的な処理法を提供することも、本発明の目的である。
【００１０】
上記およびその他の目的は、以下の詳細な説明および添付の図面を参照することによってより容易に明確となるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、ニッケル含有鉱石を処理して、そこに含まれる有用な鉱物を回収するための方法である。この処理は、あらゆる酸化物または硫化物の鉱石、精錬廃棄物、および金属含有材料に適用できるものであって、そのような材料中では、金属は他の元素と結合していてもよいことが理解される。この処理は、特にラテライトを含有する鉱石に対して有効である。鉱石は、所望であれば摩砕または粉砕されていてもよく、あるいは、他の金属含有材料と混合されていてもよい。鉱石は、通常、約105℃〜約115℃の範囲の温度にて約1.5〜3時間硝酸で浸出され、次に、溶液の温度を約165℃に上昇させることによって、ニッケル、コバルトおよびマグネシウムが溶液中に含まれ、且つ鉄、一部のマンガンおよび一部のアルミニウムが酸化物の形で固体残渣となるような液体／固体残渣が形成されて、続いて、液体−固体分離と固体除去が行われる。
【００１２】
液体残渣は、要すれば任意に、液体−金属濃縮物中のニッケル、コバルト、およびマンガンの濃度を高めるために、1〜8回にわたって浸出工程へリサイクルしてもよい。有利なことに、浸出のための硝酸は、2001年7月24日発行の「硝酸の生成法及び循環法」という名称の米国特許6,264,909号に記載されている処理法によって得られる。なおこの文献を参照することにより本明細書に援用する。
【００１３】
本発明は、ニッケル、コバルト、アルミニウム、鉄、クロム、マンガン、およびマグネシウムを回収するために特に有用である。本発明はまた、例えば硝酸アンモニウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸カルシウムまたは硝酸マグネシウムなどの、硝酸塩を回収および生産するためにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の処理法の最も基本的な形態を表す模式的フローチャートである。
【図２】図２は、本処理を実施する別の方法を表す模式的フローチャートである。
【図３】図３は、液体−金属濃縮物からのニッケル、コバルト、およびその他の成分の回収を表す模式的フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
ここで図面を参照すると、図１は、本発明の処理法の基本的な形態を示している。本処理は、ラテライト鉱石の粗鉱10または他の金属含有材料から開始する。鉱石は、160℃未満の温度、通常は約7O℃〜130℃、好ましくは約105℃〜115℃において、約30分〜約4時間、好ましくは約100〜約200分の間、硝酸20を用いて浸出18される。この酸は、10〜90％(重量パーセント)の硝酸溶液でよいが、好ましくは約30〜67％の硝酸であり、もっとも好ましくは約45〜55％の酸溶液である。
【００１６】
浸出処理のための硝酸は、好ましくは、上記で参照した米国特許第6,264,909号に従う硝酸リサイクル処理によって得られる。
【００１７】
浸出溶液の温度を、加熱22によって約125〜200℃の温度、好ましくは約165℃にまで上昇させることによって、ニッケル、コバルトおよびマグネシウムが溶液中に含まれ、且つ鉄、マンガンおよびアルミニウムが酸化物の形で固体残渣となるような液体／固体残渣が形成される。加熱は封入容器の中で行われ、そこから発生した気体（主としてNOx）が、さらなる処理のために回収される。浸出と加熱の工程は、同じ容器の中で行ってもよいし、別々の容器の中で行ってもよい。
【００１８】
液体−固体分離24によって、鉄、マンガンおよびアルミニウム酸化物の固体残渣と、ニッケル、コバルト、およびマンガン有価物を含む液体−金属濃縮物28が生成し、続いてそれらが回収される。
【００１９】
図２に示されるように、鉱石10は処理を行うために貯蔵12されてもよいし、別の鉱石、精錬廃棄物、または他の金属含有材料と混合14されてもよい。
【００２０】
鉱石は、必要であれば、浸出酸の中での溶解のために効果的または必要であると操作者が決めた、任意の所望サイズになるまで、粉砕16されるか、摩砕されるか、または微細化される。
【００２１】
続いて鉱石は浸出工程18に供されて、ここで供給源20からの硝酸による浸出が行われる。浸出溶液は次に工程22で加熱され、固体−液体分離24に供される。
【００２２】
液体−金属濃縮物28は、ニッケルおよびコバルト有価物を回収するために処理32されるか、または液体−金属濃縮物は、所望であれば、浸出工程18で用いるためにリサイクル30されてもよい。液体浸出液中のニッケル、コバルト、およびマンガン金属有価物の濃度を高めるために、濃縮物を１回以上リサイクルすることも可能であり、そうすることによってこれら金属有価物の回収率が向上する。
【００２３】
鉄は、表示のように熱加水分解によって、または溶液のｐＨのシフトによって、または溶媒抽出によって、浸出溶液から沈殿させることができる。
【００２４】
アルミニウムは浸出溶液から回収され、ニッケルおよびコバルト有価物が後に残る。
【００２５】
溶液のｐＨのシフトは、硝酸を添加または除去することによって、もしくは、アルカリ土類を溶液に添加することによって行われる。
【００２６】
鉄の沈殿は通常、ｐＨ2〜3において行われ；
アルミナの沈殿は通常、ｐＨ4〜5において行われ；
ニッケルの沈殿は通常、ｐＨ6〜7において行われ；
マンガンの沈殿は通常、ｐＨ8〜9において行われ；
MgOの沈殿は通常、ｐＨ10〜11において行われ；
Caの沈殿は通常、ｐＨ12〜13において行われる。
【００２７】
固体残渣26は、鉄、マンガン、およびアルミニウムを任意の所望の処理によって回収するために取り出される。
【００２８】
本発明の処理法は、その最も好ましい形態においては、鉱石を所望のサイズになるまで粉砕する工程と、鉱石を約105〜115℃にて約2時間45％硝酸で浸出する工程と、浸出溶液の温度を約165℃まで上昇させることによって、ニッケル、コバルトおよびマグネシウムが溶液中に含まれ、且つ鉄、マンガンおよびアルミニウムが酸化物の形で固体残渣となるような液体／固体残渣を形成させる工程と、液体−固体分離を行って固体を除去する工程と、ニッケル、コバルト、およびマグネシウムの液体−金属濃縮物中での濃度を高めるために、液体残渣を1〜8回リサイクルする行程と、ニッケルおよびコバルト有価物を回収する工程とを含む。
【００２９】
ニッケルとコバルトが溶液となり（通常98％を超える程度にまで）、鉄が回収された後であれば、熱加水分解、ｐＨシフト、溶媒抽出、または硫化物沈殿により、容易にコバルトとニッケルを回収できる。
【００３０】
図３に示されるように、工程34のニッケル-コバルト沈殿の後、硝酸マグネシウム36が、硝酸と共に回収され、続いて、溶液の温度を450℃以上に上昇させることによって熱分解38されて、MgOと、気化HNO3を含む気体状窒素酸化物が生成する。それとは別に、アルカリ土類の酸化物もしくは水酸化物との反応によって、または加熱によって、沈殿させてもよい。石灰（CaCO3）による沈殿によって、販売可能な副産物であるCa(NO3)2が生じる。この場合、硝酸カルシウムを分解して硝酸を回収するために、温度を約550℃にまで上昇させる必要がある。硝酸40が除去されて、アルカリ土類またはマグネシウム酸化物44が後に残る。除去された硝酸40は、必要に応じてNOx 42が添加されて、浸出工程18にリサイクルされるか、または硝酸リサイクル処理でさらに使用される。
【００３１】
上記の各金属有価物は、約165℃における鉄に始まって、約450℃におけるMgに至るまで、順次高い温度において沈殿する。
【００３２】
本処理のうちの硝酸または酸化物が除去される任意の工程において、それらは硝酸リサイクル処理でさらに使用するためにリサイクルしてもよい。
【００３３】
〔別実施態様〕
それとは別に、本発明の処理法は、硝酸、およびその他の付加価値のある化学物質、例えば、農薬や爆薬に幅広く用いられる、硝酸アンモニウム（NH4NO3）、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウム、硝酸ナトリウムおよび硝酸カリウムなど、を生産するために実施してもよい。
【００３４】
その一例として、硝酸マグネシウム溶液から、販売または内部消費のための高純度の水酸化マグネシウムMg(OH)2を沈殿させるために、消石灰（Ca(OH)2）を使用することが挙げられる。この結果得られる硝酸カルシウムは、販売することもできるし、あるいは、紙や塗料の製造に使用できる有用な沈殿炭酸カルシウムCaCO3に転換することもでき、この転換は、硝酸カルシウムの溶液に炭酸アンモニウムを添加することによって行われ、その結果、CaCO3の沈殿および硝酸アンモニウムの濃縮溶液が得られる。これによって、硝酸リサイクルの必要性が低減する一方、収益の大幅な増大および多角化がもたらされる。
【００３５】
〔本発明の目的が果たす成果の概要〕
以上から、ニッケルラテライト鉱石に含まれるニッケル、コバルト、およびマグネシウムなどの有用な鉱物、ならびに、ニッケルラテライト鉱石からの他の金属有価物を、従来からの方法よりも迅速かつ経済的に回収するための、改良されたニッケルラテライト鉱石の処理法を、本発明者が発明したということが容易に分かる。
【００３６】
以上の記載および具体的な実施態様は、本発明のベストモードおよび原理を例示するものに過ぎないということ、ならびに、当業者が本発明の趣旨と範囲から外れることなく様々な修飾や追加を本装置に加えてもよいということが理解されるべきであり、従って、本発明は添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるということが理解される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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