(57)【要約】本明細書中において、赤泥ボーキサイト残渣または同類から有価金属および／またはそれらの酸化物を回収するプロセスが開示される。このプロセスは、ｐＨが約１０未満の赤泥残渣を焼成して、焼成赤泥残渣を得る工程と、焼成赤泥残渣を酸溶出して、シリカリッチ固体成分と酸溶出液とを得工程と、シリカリッチ固体成分と酸溶出液とを分離する工程と、酸溶出液から鉄リッチ固体成分を沈殿させる工程と、沈殿鉄リッチ固体成分を酸溶出液から分離して、アルミニウムリッチ溶液を得る工程とを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤泥ボーキサイト残渣または同類から、有価金属および／またはそれらの酸化物を回収するプロセスであって、前記プロセスは、
ａ）ｐＨが約１０未満の赤泥残渣を焼成して、焼成赤泥残渣を得る工程と、
ｂ）前記焼成赤泥残渣を酸溶出して、シリカリッチ固体成分と酸溶出液とを得る工程と、
ｃ）前記シリカリッチ固体成分と前記酸溶出液とを分離する工程と、
ｄ）前記酸溶出液から鉄リッチ固体成分を沈殿させる工程と、
ｅ）前記沈殿鉄リッチ固体成分を前記酸溶出液から分離して、アルミニウムリッチ溶液を得る工程と、
を含む、プロセス。
【請求項２】
前記シリカリッチ固体成分からシリカを回収する工程をさらに含む、請求項２に記載のプロセス。
【請求項３】
前記プロセスは、前記鉄リッチ固体成分から酸化鉄を回収する工程をさらに含む、前記請求項のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項４】
前記プロセスは、前記アルミニウムリッチ溶液からアルミナを回収する工程をさらに含む、前記請求項のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項５】
前記赤泥ボーキサイト残渣のｐＨをｐＨ９〜１０に調整して、部分中和赤泥残渣を得る工程をさらに含む、前記請求項のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項６】
前記赤泥ボーキサイト残渣の前記ｐＨは、前記残渣の前記ｐＨがｐＨ約９〜１０になるまで、水で洗浄することにより調整される、請求項５に記載のプロセス。
【請求項７】
前記部分中和赤泥残渣の最終ｐＨは９．５である、請求項６に記載のプロセス。
【請求項８】
前記赤泥ボーキサイト残渣を海水で洗浄する、前記請求項のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項９】
赤泥ボーキサイト残渣の海水に対する出発比は１：５である、請求項８に記載のプロセス。
【請求項１０】
凝集剤を添加して、前記部分中和赤泥残渣の沈殿を支援する工程を含む、前記請求項のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項１１】
前記凝集剤は、ＣＹＦＬＯＣＨＸ−６００およびＣＹＦＬＯＣＨＸ−４００からなる群から選択される、請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１２】
前記部分中和赤泥残渣は、１５０〜８００℃の温度で焼成される、前記請求項のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項１３】
前記部分中和赤泥残渣は、５００℃の温度で焼成される、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１４】
前記部分中和赤泥残渣は、１〜３時間の間焼成される、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項１５】
前記部分中和赤泥残渣は、２時間の間焼成される、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項１６】
前記酸溶出工程は、前記焼成赤泥残渣を高温で酸によって溶出する工程を含む、前記請求項のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項１７】
前記酸は塩酸である、請求項１６に記載のプロセス。
【請求項１８】
前記酸は８Ｍ〜１２Ｍである、請求項１７に記載のプロセス。
【請求項１９】
前記酸は１０Ｍである、請求項１８に記載のプロセス。
【請求項２０】
前記酸溶出工程において、前記温度は１２０℃〜２００℃に維持される、請求項１６〜１９のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項２１】
前記酸溶出工程において、前記温度は１５０℃に維持される、請求項２０に記載のプロセス。
【請求項２２】
前記焼成赤泥残渣の酸に対する比は１：７〜１：１０である、請求項１６〜２１のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項２３】
前記酸溶出は４〜８時間の間行われる、請求項１６〜２２のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項２４】
前記酸溶出は８時間行われる、請求項２３に記載のプロセス。
【請求項２５】
前記酸溶出工程から得られた酸溶出液から、シリカリッチ不溶性成分を分離する工程をさらに含む、請求項１６〜２４のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項２６】
前記酸溶出液から二酸化チタンを蒸発によって沈殿させる工程をさらに含む、請求項２５に記載のプロセス。
【請求項２７】
蒸発は１００℃〜１３０℃の温度で行われる、請求項２６に記載のプロセス。
【請求項２８】
蒸発酸を水中に濃縮して、前記酸溶出工程において用いるためにリサイクルする、請求項２６または２７に記載のプロセス。
【請求項２９】
沈殿二酸化チタンは、濾過により前記酸溶出液から分離される、請求項２６〜２８のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項３０】
前記沈殿二酸化チタンは、真空下１１０℃〜１３０℃の温度で乾燥される、請求項２９に記載のプロセス。
【請求項３１】
前記シリカリッチ不溶性残渣は、超高純度脱イオン水で洗浄される、請求項２５に記載のプロセス。
【請求項３２】
前記シリカリッチ不溶性残渣は、１１０℃〜１３０℃において真空乾燥される、請求項３１に記載のプロセス。
【請求項３３】
前記シリカリッチ不溶性成分から、磁気分離によって強磁性粒子を分離する工程をさらに含む、請求項３２に記載のプロセス。
【請求項３４】
前記シリカリッチ不溶性成分に高速熱処理（ＲＴＰ）を施す工程を含む、請求項２５〜３３のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項３５】
前記ＲＴＰは、１０００℃〜１２００℃の温度で行われる、請求項３４に記載のプロセス。
【請求項３６】
前記ＲＴＰは、１０００℃の温度で行われる、請求項３５に記載のプロセス。
【請求項３７】
前記ＲＴＰは、１秒〜５００秒の間行われる、請求項３４〜３６のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項３８】
前記ＲＴＰは、１２０秒の間行われる、請求項３７に記載のプロセス。
【請求項３９】
ＲＴＰ後のシリカリッチ不溶性成分から、酸溶出によって不純物を除去する工程を含む、請求項３４〜３８のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項４０】
前記酸溶出に用いられる前記酸は、塩酸、フッ化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項３９に記載のプロセス。
【請求項４１】
前記酸溶出は、フッ化水素酸（５％ｖ／ｖ）および塩酸（４％ｖ／ｖ）の組み合わせを用いて行われる、請求項４０に記載のプロセス。
【請求項４２】
前記フッ化水素酸の塩酸に対する比は１：７である、請求項４１に記載のプロセス。
【請求項４３】
前記酸溶出における固体：酸の比は１：２である、請求項４０〜４２のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項４４】
前記酸溶出は、１２時間〜２４時間の間行われる、請求項４０〜４３のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項４５】
前記酸溶出は、１２時間の間行われる、請求項４４に記載のプロセス。
【請求項４６】
前記酸溶出は、超音波下に行われる、請求項３９〜４５のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項４７】
前記酸溶出工程から得られた酸溶出シリカ成分を塩基で洗浄して、塩基洗浄シリカ成分を生成する、請求項３９〜４６のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項４８】
前記塩基は水酸化ナトリウムである、請求項４７に記載のプロセス。
【請求項４９】
前記水酸化ナトリウムは１Ｍ〜４Ｍである、請求項４８に記載のプロセス。
【請求項５０】
前記水酸化ナトリウムは２Ｍである、請求項４９に記載のプロセス。
【請求項５１】
前記塩基洗浄からの水酸化ナトリウム廃棄物を酸で中和する、請求項４７〜５０のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項５２】
前記塩基洗浄シリカ成分を脱イオン水で洗浄する、請求項４７〜５１のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項５３】
前記塩基洗浄シリカ成分を、真空下１１０℃〜１３０℃の温度で乾燥させる、請求項５２に記載のプロセス。
【請求項５４】
工程ｃ）から得られた前記酸溶出液の量を、蒸発によって低減させる工程をさらに含む、前記請求項のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項５５】
前記酸溶出液の量を初期量の１０〜２０％まで低減して、濃縮酸溶出液を得る、請求項５４に記載のプロセス。
【請求項５６】
前記蒸発は、１３０℃〜２００℃の温度で行われる、請求項５４〜５５のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項５７】
前記蒸発は、１５０℃〜１６０℃の温度で行われる、請求項５６に記載のプロセス。
【請求項５８】
１つ以上の前記酸溶出工程における後の使用のために、蒸発酸を回収する工程をさらに含む、請求項５４〜５７のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項５９】
微量金属を前記回収酸から回収する工程をさらに含む、請求項５８に記載のプロセス。
【請求項６０】
前記濃縮酸溶出液から水酸化鉄を沈殿させる工程を含む、請求項５４〜５９のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項６１】
前記水酸化鉄を塩基を用いて沈殿させる、請求項６０に記載のプロセス。
【請求項６２】
前記塩基は水酸化ナトリウムである、請求項６１に記載のプロセス。
【請求項６３】
前記水酸化ナトリウムは２Ｍ〜１０Ｍである、請求項６２に記載のプロセス。
【請求項６４】
前記水酸化ナトリウムは２Ｍである、請求項６３に記載のプロセス。
【請求項６５】
水酸化鉄を沈殿させる工程において、前記濃縮酸溶出液の前記ｐＨは、１０〜１１に維持される、請求項５８〜６４のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項６６】
前記水酸化鉄を沈殿させる工程において、前記濃縮酸溶出液の前記ｐＨは１０．５に維持される、請求項６５に記載のプロセス。
【請求項６７】
前記沈殿水酸化鉄をアルミニウムリッチ溶液から分離する工程を含む、請求項６０〜６６のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項６８】
前記沈殿水酸化鉄を塩基で洗浄する工程を含む、請求項６７に記載のプロセス。
【請求項６９】
前記塩基は水酸化ナトリウムである、請求項６８に記載のプロセス。
【請求項７０】
前記水酸化ナトリウムは２Ｍ〜１０Ｍである、請求項６９に記載のプロセス。
【請求項７１】
前記水酸化ナトリウムは２Ｍである、請求項７０に記載のプロセス。
【請求項７２】
前記沈殿水酸化鉄を脱イオン水で洗浄する工程をさらに含む、請求項６７〜７１のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項７３】
前記沈殿水酸化鉄を、真空下１１０℃〜１３０℃の温度で乾燥させる工程を含む、請求項６７〜７２のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項７４】
前記乾燥沈殿水酸化鉄を、空気の非存在下焼成して酸化鉄とする工程を含む、請求項７３に記載のプロセス。
【請求項７５】
前記焼成は、２００℃〜８００℃の温度で行われる、請求項７４に記載のプロセス。
【請求項７６】
前記焼成は、５００℃の温度で行われる、請求項７５に記載のプロセス。
【請求項７７】
前記焼成は、１時間〜１０時間の間行われる、請求項７４〜７６のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項７８】
前記焼成は、８時間の間行われる、請求項７７に記載のプロセス。
【請求項７９】
前記アルミニウムリッチ溶液のｐＨを酸を用いて２〜４に調整して、ｐＨ調整アルミニウムリッチ溶液を得る、請求項６７に記載のプロセス。
【請求項８０】
前記ｐＨは塩酸を用いて調整される、請求項７９に記載のプロセス。
【請求項８１】
前記塩酸は２Ｍ〜１０Ｍである、請求項８０に記載のプロセス。
【請求項８２】
前記塩酸は２Ｍである、請求項８１に記載のプロセス。
【請求項８３】
前記ｐＨ調整アルミニウムリッチ溶液を、所定の条件下、水非混和性溶媒およびアルミニウム抽出剤を含む有機相と接触させて、前記ｐＨ調整アルミニウムリッチ溶液から前記有機相中にアルミニウムを抽出する工程を含む、請求項７９〜８２のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項８４】
前記溶媒は炭化水素である、請求項８３に記載のプロセス。
【請求項８５】
前記炭化水素はＣ５−Ｃ１６アルカンである、請求項８４に記載のプロセス。
【請求項８６】
前記抽出剤はリン酸またはホスホン酸誘導体である、請求項８３〜８５のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項８７】
前記抽出剤はビス（２−エチルヘキシル）リン酸（ＨＤＥＨＰ）である、請求項８６に記載のプロセス。
【請求項８８】
前記有機相中の前記抽出剤の濃度は１５％〜３０％（ｖ／ｖ）である、請求項７３〜７７のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項８９】
前記ｐＨ調整アルミニウムリッチ溶液の有機相に対する比は１：１である、請求項８３〜８８のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項９０】
前記アルミニウム抽出工程における前記温度は、４０℃〜６０℃の温度で維持される、請求項８３〜８９のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項９１】
前記アルミニウム抽出工程は、１時間〜２時間の間行われる、請求項８３〜９０のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項９２】
前記有機相を前記酸性水相から分離する工程をさらに含む、請求項８３〜９１のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項９３】
前記有機相は、濾過膜、膜接触器、遠心接触器または分液漏斗を用いて、前記水相から分離される、請求項９２に記載のプロセス。
【請求項９４】
１つ以上の前記酸溶出工程における後の使用のために、前記水相から蒸発によって酸を回収する工程をさらに含む、請求項９３に記載のプロセス。
【請求項９５】
前記蒸発は、１３０℃〜２００℃の温度で行われる、請求項９４に記載のプロセス。
【請求項９６】
前記蒸発は、１５０℃〜１６０℃の温度で行われる、請求項９５に記載のプロセス。
【請求項９７】
前記回収酸から微量元素を回収する工程をさらに含む、請求項９４〜９６のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項９８】
前記有機相からアルミニウムイオンを逆抽出によって回収する工程を含む、請求項９３に記載のプロセス。
【請求項９９】
前記逆抽出は酸を用いて行われる、請求項９８に記載のプロセス。
【請求項１００】
前記酸は塩酸である、請求項９９に記載のプロセス。
【請求項１０１】
前記塩酸は２Ｍ〜１０Ｍである、請求項１００に記載のプロセス。
【請求項１０２】
前記塩酸は８Ｍである、請求項１０１に記載のプロセス。
【請求項１０３】
前記逆抽出工程において、ｐＨはｐＨ２〜ｐＨ４に維持される、請求項１０２に記載のプロセス。
【請求項１０４】
前記逆抽出工程において、ｐＨはｐＨ３に維持される、請求項１０３に記載のプロセス。
【請求項１０５】
水酸化アルミニウムを塩基を用いて沈殿させる工程をさらに含む、請求項９８〜１０４のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項１０６】
前記塩基は水酸化ナトリウムである、請求項１０５に記載のプロセス。
【請求項１０７】
前記水酸化ナトリウムは２Ｍ〜１０Ｍである、請求項１０６に記載のプロセス。
【請求項１０８】
前記水酸化ナトリウムは２Ｍである、請求項１０７に記載のプロセス。
【請求項１０９】
前記ｐＨを６〜９に維持する工程を含む、請求項９２〜９４のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項１１０】
前記ｐＨを６．５に維持する工程を含む、請求項１０９に記載のプロセス。
【請求項１１１】
沈殿水酸化アルミニウムをろ液から分離する工程を含む、請求項１０５〜１１０のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項１１２】
前記沈殿水酸化アルミニウムを塩基で洗浄する工程を含む、請求項１１１に記載のプロセス。
【請求項１１３】
前記塩基は水酸化ナトリウムである、請求項１１２に記載のプロセス。
【請求項１１４】
前記水酸化ナトリウムは２Ｍ〜１０Ｍである、請求項１１３に記載のプロセス。
【請求項１１５】
前記水酸化ナトリウムは２Ｍである、請求項１１４に記載のプロセス。
【請求項１１６】
回収ろ液を前記海水中和工程においてリサイクルする、請求項１１１〜１１５のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項１１７】
前記沈殿水酸化アルミニウムを脱イオン水で洗浄する工程を含む、請求項１１１〜１１６のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項１１８】
前記沈殿水酸化アルミニウムを、真空下１１０℃〜１３０℃で乾燥させる工程を含む、請求項１１１および１１７のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項１１９】
前記沈殿水酸化アルミニウムを焼成して高純度アルミナ（ＨＰＡ）とする工程を含む、請求項１１１〜１１８のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項１２０】
前記焼成工程は６００℃〜１２００℃で行われる、請求項１１９に記載のプロセス。
【請求項１２１】
前記焼成工程は８００℃で行われる、請求項１２０に記載のプロセス。
【請求項１２２】
前記焼成工程は、１〜１０時間行われる、請求項１１９〜１２１のうちのいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項１２３】
前記焼成工程は、８時間行われる、請求項１２２に記載のプロセス。
【請求項１２４】
請求項７４〜７８のうちのいずれか１つに記載のプロセスによって生成される酸化鉄生成物。
【請求項１２５】
請求項２５〜５３のうちのいずれか１つに記載のプロセスによって生成されるシリカ生成物。
【請求項１２６】
請求項７９〜１２３のうちのいずれか１つに記載のプロセスによって生成されるアルミナ生成物。
【請求項１２７】
請求項２６〜３１のうちのいずれか１つに記載のプロセスによって生成される酸化チタン生成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件出願は、「廃棄赤泥からの高価値生成物の抽出」なる名称で、２０１３年１０月２１日付で出願されたオーストラリア仮特許出願第２０１３９０４０５７からの優先権を主張し、よって、その内容が全体として参照によって本明細書中に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、ボーキサイト残渣（赤泥）およびその他の鉱石からの金属、半金属、それらの酸化物またはその他の有価物の回収および精製のためのプロセスに関する。
【０００３】
本明細書を通して、赤泥からの金属、半金属、それらの酸化物またはその他の有価物の回収について特に言及する。しかしながら、本明細書中に記載されるプロセスを、酸化および水酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化ケイ素、およびその他の微量金属を含有するその他の鉱石または廃棄物に適用してもよいことが理解されるであろう。
【背景技術】
【０００４】
バイヤー法による有毒な副生成物である赤泥は、数十年間にわたって産業界において問題となっている。この物質は、アルミナ生成時において廃棄生成物として生成される。アルミナが１トン生成されるたびに、１〜２トンの赤泥が廃水流として発生する。現在の推定では、世界における赤泥の貯蔵量は２５〜３０億トンである。世界における発生量は、年間５００万トンと推定され、オーストラリアが最大の発生国である（オーストラリアにおける発生量は年間２５００万トンにのぼる）。アルミナの需要は、発展途上経済および新たな技術に起因して、今後数十年にわたって増加すると推定されている。そのため、赤泥を処分する問題が重要な課題である。
【０００５】
赤泥に起因する毒性は、その高い腐食性（すなわち、塩基性）によるものである。従来のアルミナ生成の初期段階においては、ボーキサイトを濃縮水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）と所定の温度で反応させる。廃棄される尾鉱には、高比率の苛性ソーダが未反応の形態および化学結合した形態で含まれている。そのため、赤泥「残渣」は、植物、動物および環境に対して極めて腐食性が高く、安全かつ信頼性高く貯蔵するためには部分的に処理する必要がある。現行の方法においては、腐食性を低減するために毒性残渣を部分的に洗浄した後、蒸発池またはドライスタック中に貯蔵している。これらの方法自体に問題があり、蒸発池は最終的に広がり周囲の生態系と反応する一方、ドライスタックは腐食流出および表面粉化を制限するために常に維持される必要がある。赤泥が漏出した場合、河川、生態系、建物および家屋への被害に加え、人間も犠牲になっていた。赤泥の処理および／または再利用を実行可能な解決法が必要とされている。
【０００６】
赤泥の処理および／または再利用のために用いられる従来の方法では、部分中和またはさらなる処理によって毒性に対処していた。Ｑｕｅｅｎｓｌａｎｄ  Ａｌｕｍｉｎａ  Ｌｉｍｉｔｅｄは、部分処理のために海水を用いて、貯蔵に先立って残渣の腐食性を低減している。しかしながら、このような方法では、物質による明らかな危険性を完全に排除できず、また廃棄物の全ても利用していない。その他の方法では、廃棄物からの金属回収の経路を利用している。例えば、酸化鉄の再利用は、硫酸溶出に続く磁気分離を用いたチタンの回収の際に成功することが判明している。Ａｌｃｏａは、赤泥を多様な用途に適した成分に分解する工程を含むプロセスを開発しており、それらのＲｅｄ  Ｓａｎｄ、Ｒｅｄ  ＬｉｍｅおよびＡｌｋａｌｏａｍ製品は、農業、酸性鉱山排水および触媒などの分野において用いられている。さらなるその他のアプローチでは、建築材料、セラミックス、排水処理およびその他の新規用途のために中和赤泥を用いる。多くの経路での主な欠点は、赤泥廃棄物の大部分を用いることができないことにある。種々の付加価値金属が残留物中に取り込まれているが、これまで、取り込まれた有価材料の殆どを利用するプロセスは開発されていない。赤泥の典型的な組成は、最大で２５％のアルミナ、６０％の鉄および１５％のシリカを含有する。チタン、マグネシウムおよびガリウムなどのその他の金属も、微量ながら存在している。
【０００７】
有価材料を提供しおよび／または赤泥の貯蔵に関連する困難性を解消する赤泥を処理するプロセスが必要とされている。
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、赤泥の部分中和のための海水に続いて、それに含まれる有価金属および／またはその酸化物を分離する新規な抽出技術を利用するプロセスの研究に端を発する。得られる生成物は、酸化鉄（ヘマタイトおよびマグネタイト）、高純度アルミナ（ＨＰＡ）、製錬品質アルミナ（ＳＧＡ）、高純度シリカ（ＨＰＳ）、およびその他の金属および希土類金属である。
【０００９】
第１の態様によれば、赤泥ボーキサイト残渣または同類から、有価金属および／またはそれらの酸化物を回収するプロセスが提供され、このプロセスは、
a)  ｐＨが約１０未満の赤泥残渣を焼成して、焼成赤泥残渣を得る工程と、
b)  焼成赤泥残渣を酸溶出して、シリカリッチ固体成分と酸溶出液とを得る工程と、
c)  シリカリッチ固体成分と酸溶出液とを分離する工程と、
d)  酸溶出液から鉄リッチ固体成分を沈殿させる工程と、
e)  沈殿鉄リッチ固体成分を酸溶出液から分離して、アルミニウムリッチ溶液を得る工程と、を含む。
【００１０】
実施形態において、プロセスは、シリカリッチ固体成分からシリカを回収する工程、鉄リッチ固体成分から酸化鉄を回収する工程、および／またはアルミニウムリッチ溶液からアルミナを回収する工程をさらに含む。
【００１１】
実施形態において、プロセスは、赤泥ボーキサイト残渣のｐＨをｐＨ約９〜１０に調整して、中和赤泥残渣を得る工程をさらに含む。赤泥ボーキサイト残渣のｐＨは、残渣のｐＨがｐＨ約９〜１０になるまで、水で洗浄することにより調整されてもよい。実施形態において、赤泥ボーキサイト残渣のｐＨは約９．５に調整される。有利なことに、赤泥ボーキサイト残渣は、海水で洗浄されてもよい。
【００１２】
実施形態において、酸溶出工程は高温で行われる。
【００１３】
実施形態において、高速熱処理（ＲＴＰ）、酸洗浄およびその後の塩基洗浄によって、シリカリッチ固体材料からシリカを回収して、高純度シリカ（ＨＰＳ）を得る。
【００１４】
実施形態において、鉄リッチ材料の固／液分離に続く酸化鉄の焼成により、鉄リッチ材料から酸化鉄を回収する。このようにして、赤泥に含まれる９０％超の鉄を回収することができる。
【００１５】
実施形態において、液／液抽出に続くアルミニウムリッチ溶液の酸での逆抽出、沈殿Ａｌ（ＯＨ）３の分離および焼成により、アルミニウムリッチ溶液からアルミナを回収して、高純度アルミナを得る。
【００１６】
必要に応じて、プロセスは、チタンなどの微量金属を酸溶出液から回収する工程をさらに含む。
【００１７】
第２の態様によれば、本発明の第１の態様のプロセスによって生成された酸化鉄生成物が提供される。
【００１８】
第３の態様によれば、本発明の第１の態様のプロセスによって生成されたシリカ生成物が提供される。
【００１９】
第４の態様によれば、本発明の第１の態様のプロセスによって生成されたアルミナ生成物が提供される。
【００２０】
第５の態様によれば、本発明の第１の態様のプロセスによって生成された酸化チタン生成物が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係る赤泥から有価金属および／またはそれらの酸化物を分離するプロセスの実施形態を示すフロー図である。
【００２３】
図２は、本発明に係る赤泥から有価金属および／またはそれらの酸化物を回収するプロセスの実施形態を示すフロー図である。図中の破線は、プロセスにおける任意の工程である。
【００２４】
図３は、本発明に係る赤泥から有価金属および／またはそれたの酸化物を回収するプロセスの実施形態を示すフロー図である。図中の破線は、プロセスにおける任意の工程である。図３中の符号Ａ〜Ｐは、以下のサンプリングポイントおよび必要な分析を示す。
2016536454.tif 000003
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本明細書中で用いる場合、「赤泥」および「赤色泥」なる用語は、アルミナを得るためにボーキサイトを精製するためのバイヤー法による固体廃棄生成物を意味する。赤泥とは、アルミニウム製造業によって生成された廃棄生成物である。赤泥は、典型的には、以下の一般組成：Ｆｅ２Ｏ３−３０〜６０％、Ａｌ２Ｏ３−１０〜２０％、ＳｉＯ２−３〜５０％、Ｎａ２Ｏ−２〜１０％、ＣａＯ−２〜８％およびＴｉＯ２−０〜１０％を有する。本明細書中において、赤泥残渣「または同類」と記載した場合、赤泥と類似する組成を有するその他の鉱石または材料を意味する。
【００２６】
本明細書中で用いる場合、プロセスパラメータまたは値に関して用いられる「約」なる用語は、値が記載された値の±１０％以内にあることを意味する。
【００２７】
記載のように、我々は、ボーキサイト残渣（赤泥）およびその他の鉱石から、取り込まれた金属、半金属、それらの酸化物および／またはその他の有価物を回収および精製するためのプロセスを開発した。有利なことに、このプロセスは、出発、中間および最終生成物の分析試験のために、インライン監視および専用の品質管理サンプリングポイントを組み入れてもよい。さらに、全ての毒性を排除し、出発材料の無駄を最小限にしつつ、赤泥の全てをプロセスにおいて利用する。得られた最終生成物は、以下を含む。
・酸化鉄、Ｆｅ２Ｏ３およびＦｅ３Ｏ４、純度２Ｎ〜４Ｎ
・二酸化チタン、ＴｉＯ２、純度２Ｎ〜４Ｎ
・高純度アルミナ（ＨＰＡ）、Ａｌ２Ｏ３、純度３Ｎ〜７Ｎ
・高純度シリカ（ＨＰＳ）、ＳｉＯ２、純度３Ｎ〜７Ｎ
【００２８】
図面を参照して、本発明のプロセス１０は、ｐＨが約１０未満の赤泥残渣１６を焼成して、焼成赤泥残渣２２を得る工程２０を含む。その後、焼成赤泥残渣２２を、酸溶出工程２４において酸溶出して、シリカリッチ固体成分２６と酸溶出液２８とを得る。シリカリッチ固体成分２６と酸溶出液２８とを分離工程３０において分離し、鉄リッチ固体成分３８を酸溶出液２８から沈殿させる。鉄リッチ固体成分３８を酸溶出液２８から分離して、アルミニウムリッチ溶液４４を得る。
【００２９】
実施形態において、プロセスは、シリカリッチ固体成分２６からシリカを回収する工程、鉄リッチ固体成分３８から酸化鉄を回収する工程、および／またはアルミニウムリッチ溶液４４からアルミナを回収する工程をさらに含む。
【００３０】
本発明のより詳細なプロセス１０を図２および図３に示す。プロセス１０は、赤泥ボーキサイト残渣１４のｐＨをｐＨ約９〜１０に調整して、部分中和赤泥残渣１６を得る工程１２を含む。特定の実施形態において、赤泥ボーキサイト残渣１４のｐＨをｐＨ９．５に調整する。赤泥ボーキサイト残渣１４のｐＨは、部分中和赤泥残渣のｐＨが約９〜１０、例えばｐＨ９．５になるまで、水での洗浄により調整される。赤泥ボーキサイト残渣は海水で洗浄され得る。使用に先立って、如何なる残留物をも排除すべく、海水を従来の方法を用いて濾過してもよい。
【００３１】
赤泥ボーキサイト残渣：海水＝１：５の出発比が適切である。中和は、典型的には、一定の攪拌下に行われる。ｐＨ９〜１０を所定のエンドポイントとしてｐＨを常に監視する。９．５のエンドポイントｐＨが特に適している。得られた赤泥ボーキサイト残渣／海水スラリーを、１〜３時間静置して沈殿させる。必要に応じて、この時点で、凝集剤を添加して、沈殿を支援することができる。適切な凝集剤としては、ＣＹＦＬＯＣＨＸ−６００およびＣＹＦＬＯＣＨＸ−４００（いずれもＣｙｔｅｃ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃから商業的に入手可能）等のポリアクリルアミド系凝集剤が挙げられる。
【００３２】
混合物の液体部分１８を中和赤泥残渣１６から分離する。液体部分１８と中和赤泥残渣１６とを、デカント、濾過、遠心分離、またはそれらの組み合わせ等の任意の適切な方法によって分離することができる。得られた廃棄海水１８を、濃硫酸（海水１０００Ｌあたり０．０５Ｌ）を用いて完全に中和して（適切な規制に基づいて）廃棄物へ移送したり、廃水池において蒸発させてハイドロタルサイトおよび中性塩を得ることができる。これらをさらに処理して、付加価値副生成物として販売することができる。中和赤泥残渣１６をサンプリング、乾燥し、Ｘ線蛍光／Ｘ線回折（ＸＲＦ／ＸＲＤ）および走査電子顕微鏡法（ＳＥＭ）を用いて分析することができる。これにより、赤泥残渣１６の成分組成、よって最終生成物の予想収率がはっきりする。
【００３３】
いくつかの例において、赤泥残渣は、予め、少なくとも部分的に中和されて（すなわち、約１０未満のｐＨを有して）いてもよく、その場合、記載のプロセス中和工程１２を省略することができ、プロセスは、以下により詳細に説明するように、焼成工程２０から開始される。
【００３４】
その後、部分中和赤泥残渣１６を焼成工程２０において焼成して、焼成赤泥残渣２２を得る。部分中和赤泥残渣１６は、１５０〜８００℃の温度で１〜３時間の間焼成される。特定の実施形態において、焼成工程２０は、約５００℃で約２時間行われる。焼成工程２０により、後の酸溶出工程でのアルミニウムのより効率的な抽出が可能になる。焼成工程２０は、回転窯、高炉、多段炉または流動床反応炉等の炉、反応炉、窯またはか焼炉内で行われてもよい。
【００３５】
次工程において、焼成赤泥残渣２２を高温での酸溶出工程２４に供して、シリカリッチ固体成分２６と酸溶出液２８とを得る。酸溶出工程２４は、約１２０℃〜約２００℃の高温で酸を用いて行われる。特定の実施形態において、酸溶出工程２４は１５０℃で行われる。酸溶出工程２４は、約４〜約８時間の間行われてもよい。特定の実施形態において、酸溶出工程２４は約８時間の間行われる。塩酸は、酸溶出工程２４において用いるのに適切な酸であるが、硫酸および硝酸も溶出について同様の特性を有しており使用され得る。塩酸は、８Ｍ〜１２Ｍ、例えば１０Ｍであってもよい。焼成赤泥残渣２２の酸に対する比は、１：７〜１：１０であってもよい。この高温酸溶出工程２４において、９０％超のアルミニウムおよび９５％の鉄が、任意の希土類元素および希土類金属と共に、固体相から溶液中に抽出される。専用のサンプリングポイントを組み込んで、ＩＣＰによって酸溶出液、よって溶出プロセスの効率を分析する。これを酸消化のための最適な抽出時間を決定するのに用いることができる。後述するさらなる処理のために、不溶性シリカリッチ固体成分２６を濾過３０、デカント、遠心分離またはこれらの組み合わせによって分離する。
【００３６】
酸溶出工程２４は、上述のように高温で容易に行われるが、雰囲気温度で行われる第１の酸溶出段階と、高温で行われる第２の酸溶出段階とを含む２段階プロセスで行われ得る。第１の酸溶出段階において、焼成赤泥残渣２２を雰囲気温度で酸と接触させることができる。この第１の酸溶出段階における温度は、約１５℃〜約４０℃であってもよい。ここでも、塩酸が酸としての使用に適する。焼成赤泥残渣２２を、雰囲気温度で約１時間〜約２時間の間、酸で処理することができる。残渣の酸に対する比は、１：７〜１：１０であってもよい。その後、第２の酸溶出段階２４は、高温で酸を用いて行われ得る。この高温は、約１２０℃〜約２００℃（例えば、１５０℃）であってもよい。第２の酸溶出段階２４は、約４〜約８時間の間行われてもよい。ここでも、その後、さらなる処理のために、不溶性シリカリッチ固体成分２６を、濾過３０、デカント、遠心分離、またはこれらの組み合わせによって分離することができる。
【００３７】
得られた酸溶出液２８は、塩化チタンを豊富に含んでいる。必要に応じて、得られた固体二酸化チタン３２が約１００℃〜約１３０℃の温度での加水分解で溶液から沈殿するように、塩酸の少なくとも一部を蒸発させることにより、二酸化チタン３２を酸溶出液２８から沈殿させることができる。蒸発工程からの塩酸ガス３４を水中に濃縮して、酸溶出工程２４において用いる塩酸としてリサイクルすることができる。その後、固体沈殿二酸化チタン３２を濾過、脱イオン水で洗浄した後、真空下約１１０〜約１３０℃の温度で乾燥させることができる。二酸化チタン純度は２〜４Ｎの範囲となるであろう。純度はＸＲＤ／ＸＲＦおよびＧＤ−ＭＳ分析によって決定され得る。
【００３８】
代替的または追加的に、以下により詳細に記載のように、水酸化アルミニウム５２の濾過後に、二酸化チタン３２をｐＨ調整アルミニウムリッチ溶液４８から得ることができる。
【００３９】
上記のように、濾過／デカント／遠心分離／ふるいまたはこれらの組み合わせ３０により、不溶性シリカリッチ固体成分２６を酸溶出液２８から除去する。得られたシリカ残渣を水（例えば、高純度脱イオン水）で洗浄し、真空下約１１０℃〜約１３０℃の温度で約１時間〜約２時間乾燥させる。この時点において、残渣中に含まれる磁性不純物の選択的分離を、磁気分離（例えば、高強度磁気分離またはウェザリル分離技術）によって行うことができる。得られた乾燥残渣を、酸素雰囲気中で赤外線炉を用いた高速熱処理（ＲＴＰ）に供する。これは、約１０００℃〜約１２００℃の温度で約１秒〜約５００秒の間、タングステンランプを用いて達成され得る。実施形態において、ＲＴＰ工程は約１０００℃で約１２０秒間行われる。シリカ中の不純物をＲＴＰ時に表面へ移動させた後、酸溶出によって除去することができる。塩酸、フッ化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸またはこれらの任意の組み合わせを含む酸の組み合わせを用いることができる。１つの選択肢としては、１：７の比でのフッ化水素酸（５％）／塩酸（４％）混合物の使用がある。これは、固体：酸混合において１：２の比で用いられ、超音波／高周波下１２〜２４時間行われる。実施形態において、酸溶出は超音波／高周波下１２時間行われる。得られた酸溶出シリカ組成物は、１Ｍ〜４Ｍの水酸化ナトリウムで中和および洗浄され、ケイ酸塩残渣をシリカから除去して塩基洗浄シリカ組成物を生成することができる。実施形態において、水酸化ナトリウムは２Ｍである。その後、脱イオン水での洗浄および真空下１１０〜１３０℃での乾燥を行う。この時点において、サンプルの微量分析を行うことができ、これは、ＸＲＤ／ＸＲＦおよびＧＤ−ＭＳ（グロー放電質量分析法）の形状をとって、得られたシリカの純度を決定することができる。これは、酸溶出および／または反復溶出の持続時間を決定するために、フィードバックループに組み込まれ得る。得られた生成物は、純度３Ｎ〜７Ｎの高純度シリカ（ＨＰＳ）である。純度はＸＲＤ／ＸＲＦおよびＧＤ−ＭＳ分析によって決定され得る。必要に応じて、精製プロセスを省略することができるが、最終生成物として低品質シリカが得られる。必要に応じて、水酸化ナトリウム廃棄物は酸で中和され得る。必要に応じて、酸廃棄物を酸溶出工程２４にリサイクルして、廃棄物を最小限にすることができる。
【００４０】
シリカリッチ固体成分２６の抽出に続き、酸溶出液２８は、その量が初期量の１０〜２０％となって濃縮酸溶出液３６が得られるまで、約１３０℃〜約２００℃の温度で蒸発によって低減される。実施形態において、蒸発は約１５０℃〜約１６０℃の温度で行われる。濃縮酸溶出液３６は、アルミニウムおよび鉄を豊富に含み、ＩＣＰによって分析されて、得られた抽出効率および濃度を決定することができる。この段階において、得られた塩酸を回収し、１つ以上の酸溶出工程において用いることができる。必要に応じて、微量金属回収工程は、回収された酸に対して行われ得る。
【００４１】
その後、鉄リッチ固体成分３８を濃縮酸溶出液３６から沈殿させる。これは、２Ｍ〜１０Ｍの水酸化ナトリウム等の塩基を用いて、濃縮酸溶出液３６のｐＨを１０〜１１に調整することによって達成され得る。実施形態において、濃縮酸溶出液のｐＨは、２Ｍの水酸化ナトリウムを用いて、ｐＨ１０．５に調整される。ｐＨは、ｐＨフィードバックループを用いて調整され、水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）２およびＦｅ（ＯＨ）３）を含む鉄リッチ固体成分３８の沈殿を生じさせることができる。鉄リッチ固体成分３８は、分離装置４６を用いて、アルミニウムリッチ溶液４４から分離され得る。詳細には、分離は、濾過、デカント、遠心分離、ふるいまたはこれらの組み合わせによって行われ、鉄リッチ固体成分３８とアルミニウムリッチ溶液４４とを得てもよい。分離後、鉄リッチ固体成分３８を、２Ｍ〜１０Ｍの水酸化ナトリウム（例えば、２Ｍの水酸化ナトリウム）に続いて脱イオン水で洗浄した後、真空下約１１０℃〜約１３０℃、例えば約１２０℃で乾燥させる。その後、水酸化物を鉄焼成工程４０において、空気の非存在下約２００℃〜約８００℃の温度で焼成して、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３およびＦｅ３Ｏ４）４２を得る。焼成は約１時間〜約１０時間の間行われ得る。実施形態において、鉄焼成工程４０は約５００℃で約８時間行われる。このようにして得られた固体酸化物は、ＸＲＤ／ＸＲＦおよびＧＤ−ＭＳによって分析されて、鉄純度および微量化合物を決定することができる。
【００４２】
溶液のｐＨをｐＨ調整工程４６において２〜４に調整して、ｐＨ調整アルミニウムリッチ溶液４８を得ることにより、アルミナをアルミニウムリッチ溶液４４から回収する。特定の実施形態において、ｐＨを約３に調整する。ｐＨは２Ｍ〜１０Ｍの塩酸等の酸を用いて調整され得る。特定の実施形態において、塩酸は２Ｍである。ｐＨ調整工程４６は、ｐＨフィードバックループによって制御され得る。この時点におけるアルミニウム含有量は、ＩＣＰ分析によって決定され得る。水酸化アルミニウム５２は、溶媒抽出工程５４において、水非混和性溶媒およびアルミニウム抽出剤を含む有機相を用いた抽出により、ｐＨ調整アルミニウムリッチ溶液４８から選択的に除去される。抽出剤は、リン酸またはホスホン酸誘導体等の選択的にアルミニウムイオンと錯体を形成する薬剤であり得る。適切な抽出剤としては、モノアルキルおよびジアルキルリン酸（ビス（２−エチルヘキシル）リン酸（ＨＤＥＨＰ）、ジヘキシルリン酸（ＨＤＨＰ）、ビス（１、３−ジメチルブチル）リン酸（ＨＢＤＭＢＰ）、およびジイソデシルリン酸（ＤＩＤＰＡ））；モノアルキルおよびジアルキルホスホン酸（例えば、２−エチルヘキシル−エチルヘキシルホスホン酸（ＨＥＨＥＨＰ））；モノアルキルおよびジアルキルホスフィン酸；チオリン酸；チオホスホン酸；チオホスフィン酸およびチオリン酸等が挙げられる。
【００４３】
好適には、抽出剤は水非混和性溶媒に溶解される。水非混和性溶媒は有機溶媒であってもよい。有機溶媒はＣ５−Ｃ１６アルカン等の炭化水素であってもよい。溶媒中の抽出剤の濃度は、約１５〜約３０％ｖ／ｖであってもよい。抽出剤を含む有機相を１：１の比でｐＨ調整アルミニウムリッチ溶液４８に添加し、約４０℃〜約６０℃で約１時間〜約２時間反応させる。得られた有機金属錯体は、８０％超の抽出アルミニウムを含む。抽出アルミニウム５０を含む有機相は、任意の適切な手段によって水相から分離され得る。例えば、有機相５０は、濾過膜、膜接触器、遠心接触器、分液漏斗または他の任意の適切な手段を用いて水相から分離され得る。抽出アルミニウムレベルは、ＩＣＰ分析によって決定され得る。フィードバックループが組み込まれて、最適な抽出時間に対する有機相中において得られるアルミニウムレベルを決定することができる。酸性水相を蒸発させることにより、酸溶出工程２４において再利用される塩酸を再生成することができる。蒸発は約１３０℃〜約２００℃で行われ得る。特定の実施形態において、蒸発は約１５０℃〜約１６０℃で行われる。必要に応じて、微量元素を再生成酸から回収することができ、得られた微量元素を標準的手順を用いて洗浄、乾燥および精製することができる。
【００４４】
その後、逆抽出工程５６において、有機相を酸で逆抽出することにより、水酸化アルミニウム５２を有機相５０から回収することができる。例えば、２Ｍ〜１０Ｍの塩酸を添加して、ｐＨが２〜４に調整されているＡｌ３＋イオンの酸性溶液を生成する。特定の実施形態において、８Ｍの塩酸を用いて、ｐＨを約３に調整する。ｐＨはフィードバックループを用いて所望のレベルに維持される。酸性水相は、濾過膜、膜接触器または遠心接触器の使用等の任意の適切な液／液分離プロセスによって、有機相から分離され得る。
【００４５】
２Ｍ〜１０Ｍの水酸化ナトリウムを用いて、ｐＨ調整工程５８において、ｐＨを６〜９の領域とすることにより、アルミニウムイオンを水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）として沈殿させることができる。特定の実施形態において、水酸化アルミニウムを、２Ｍの水酸化ナトリウムを用いてｐＨを６．５に調整することにより沈殿させる。この工程におけるｐＨは、フィードバックループを用いて６〜９に維持され得る。その後、沈殿水酸化アルミニウム５２を、濾過、デカント、遠心分離、ふるいまたはこれらの任意の組み合わせにより、ろ液から分離することができる。必要に応じて、ろ液６０を海水中和工程１２へ移送してリサイクルすることにより、液体廃棄物を最小化し、抽出収率を最大化することができる。分離後、沈殿物を２Ｍ〜１０Ｍの水酸化ナトリウム（例えば、２Ｍ水酸化ナトリウム）に続いて脱イオン水で洗浄した後、真空下約１１０℃〜約１３０℃、例えば約１２０℃で乾燥させる。ＸＲＤ／ＸＲＦおよびＧＤ−ＭＳによる分析を用いて、この段階における純度を決定し、さらなる処理、すなわち、再結晶および／または再沈殿の要否を決定することができる。このようにして得られたＡｌ（ＯＨ）３を約６００℃〜約１２００℃の温度で約１時間〜約１０時間の間焼成することでアルミナを得ることができ、このアルミナは、必要に応じてさらなる精製工程を経て、高純度アルミナ（ＨＰＡ）６２を生じさせることができる。特定の実施形態において、Ａｌ（ＯＨ）３を約８００℃で約８時間焼成する。さらなる精製工程は、溶媒での洗浄、酸中での再結晶および比量分離を含むことができる。最終ＨＰＡは、その純度がＸＲＤ／ＸＲＦおよびＧＤ−ＭＳ分析によって決定され、粒径に応じて選別され得る。
【００４６】
必要に応じて、二酸化チタン３２をろ液６０から得ることができる。詳細には、得られた固体二酸化チタン３２が１００〜１３０℃の温度での加水分解で溶液から沈殿するように、塩酸を蒸発させることにより、二酸化チタン３２をろ液６０から沈殿させることができる。必要に応じて、塩酸ガス３４を水中に濃縮し、酸溶出工程２４において用いるための塩酸としてリサイクルすることができる。その後、上記のように、固体沈殿二酸化チタン３２を濾過し、洗浄することができる。
【００４７】
好適には、上記したプロセスの１つ以上の工程を制御および／または監視して、各工程における最適な時間との組み合わせにより高純度の生成物を得ることができる。進行中のプロセスのインライン監視により、利用可能なエネルギーおよび供給源の最大限の有効利用が可能となる。分析器具によって行われる試験により、品質に関して重要な段階における不純物を検出することができる。このような試験をフィードバックループに組み込んで、プロセス内の個々の工程における温度、破砕速度、ｐＨレベル、試薬濃度等の要因を制御するのに用いることができる。用いられる器具は、純度３Ｎ〜７Ｎ程度の最終生成物を得るために、微量不純物を１００万分の１（ｐｐｍ）および１０億分の１（ｐｐｂ）のレベルまで検出することができるべきである。
【００４８】
プロセス内の専用のサンプリングポイントにより、出発、中間および最終材料の通常試験および分析が可能になる。これは、上記に概要を述べた品質管理と共に、生成物品質を保障するのに最重要の要因を形成する。
【００４９】
好適には、全ての作業を専用のクリーン環境において行なうことにより、外部供給源からの汚染／不純物を確実に排除する。試薬および反応薬は、不要な微量金属の導入を回避するために、酸溶出用の超低不純物酸（例えば、ＶＬＳＩ品質／ＵＬＳＩ品質）を用いて、国家規格にまで制御および追跡可能である。
【００５０】
国際規格によるプロセスの管理および制御としては、品質管理システムのためのＩＳＯ  ９００１、実験室環境のためのＩＳＯ  １７０２５、およびＩＳＯ１４００１（環境）およびＩＳＯ１８００１（健康および安全）等の付加的管理が挙げられる。
【００５１】
プロセス全体は、赤泥に起因する毒性による廃棄物／環境的影響の管理および制御に関する厳密なガイドラインに従うことができる。プロセス内の多くの工程は、独立的に制御可能であるが、いくつかの領域は、隣接工程と重複および供給源を共有する。以下は、全体を通して制御され得る。
・中和プロセスのｐＨは、如何なる得られた廃棄物残渣も環境に被害を与えないように、注意深く監視される。全ての排出された廃棄海水は７〜９のｐＨ範囲であり、標準的な海水と同等の毒性レベルでしかない。中和工程において生成されるハイドロタルサイトは無害であるだけでなく、付加価値副生成物として販売され得る。さらに、アルミナ工程における廃棄ろ液を海水中和工程で使用するためにリサイクルすることにより、液体廃棄物を最小限にし、全プロセスの抽出効率を最大限にすることができる。
・酸リサイクル／再生がプロセス内のいくつかの工程において可能であるため、酸溶出に必要な試薬コストが低減する。再生／蒸発／濾過および逆抽出の組み合わせに基づいた回収率は、８５〜９０％であると推定される。
・プロセスを通して発生する廃棄熱は貯蔵され、個々の工程へ移送され得るため、必要とされる全エネルギーを低減することができる。例えば、初期赤泥焼成からの廃棄熱は、高温での酸溶出を支援するために用いることができる。
・赤泥出発材料に対して１％未満となる希土類および希金属の典型的な不純物を含む最小限の固体廃棄物が全プロセスにおいて生成する。これらは、アルミニウムまたはシリカ抽出相において分離され、廃棄するために中和されるか、あるいは付加価値副生成物としてさらに処理され得る。
【００５２】
プロセス内に組み込まれたサンプルフィードバックループ（上記を参照）を用いて、時間をかけて抽出プロセスを選択的に最適化することにより、加熱および試薬コストを最小限にすることができる。これは、種々の重要な段階における最適制御を通じて、環境的影響を低減するのに直接的な効果を持つ。
【００５３】
当業者であれば、本発明の用途は記載の特定の用途に限定されないことを理解するであろう。また、本発明は、本明細書中に記載または図示の特定の要素および／または特徴について、好適な実施形態に限定されない。本発明は、開示の実施形態に限定されず、以下の特許請求の範囲に記載および規定される本発明の範囲から逸脱することなく、多くの再構成、変更および置換が可能であることが理解されるであろう。
【００５４】
本明細書および以下の特許請求の範囲全体において、文脈から明らかでない限り、「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」および「ｉｎｃｌｕｄｅ」なる用語、および「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」および「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」等の変形は、記載されたもの(ｓｔａｔｅｄ  ｉｎｔｅｇｅｒ)またはそれらの群を示すものとして理解されるが、任意のものまたはそれらの群を除外するものではない。
【００５５】
本明細書中において先行技術についての言及は、そのような先行技術が共通の一般的な知識の一部を形成する任意の形態の示唆として認定するものでなければ、認定として理解されるべきものでもない。
【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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