(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程を含む、少なくともライモナイト及びサプロライト鉱石を含むラテライト鉱石からニッケル及びコバルトを抽出する湿式治金プロセス；
ａ．ライモナイト鉱石パルプを水中に生成させる工程、ここで該パルプは５〜３５ｗｔ％の固形物濃度を有し、ライモナイト鉱石は約６ｗｔ％より少ないＭｇを含む；
ｂ．硫酸と混合することにより該パルプを沸点より低い温度でかつ大気圧で浸出して浸出スラリーを形成する工程、ここで、鉄、コバルト及びニッケルは溶液中に溶解し、実質的に全ての硫酸が消費される；
ｃ．ナトリウムイオン、カリウムイオン、アンモニウムイオン及びこれらの混合物からなる群より選択される鉄沈殿剤を該パルプまたは該浸出スラリーに添加する工程；及び
ｄ．該浸出スラリー温度を約８５℃〜該浸出スラリーの沸点の間に維持し、サプロライト鉱石を添加してジャロサイトの沈殿により発生した酸の少なくとも一部を中和することにより、該浸出スラリーの遊離酸濃度を約５〜１５ｇｐｌの間に維持する工程、ここで、マグネシウム、コバルト及びニッケルは同時にサプロライト鉱石から溶解して最終浸出スラリーを形成し、かつ鉄がジャロサイト化合物として沈殿することにより最終浸出スラリーの液体成分中の鉄の最終濃度は３ｇｐｌより低くなる。
【請求項２】
該ライモナイト鉱石パルプの固形物濃度が約２５ｗｔ％（固形物）である、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
サプロライト鉱石を添加することにより、該浸出スラリーの最終ｐＨを約１．０〜約１．８の間に維持する、請求項１に記載のプロセス。
【請求項４】
最終浸出スラリーの液体成分中の鉄の最終濃度が０．５ｐｇｌより低い、請求項１に記載のプロセス。
【請求項５】
該ライモナイト鉱石が、鉄沈殿剤の供給源である海水中でパルプ状にされる、請求項１に記載のプロセス。
【請求項６】
該サプロライト鉱石が、鉄沈殿剤の供給源である海水中でパルプ状にされる、請求項１に記載のプロセス。
【請求項７】
該ライモナイト浸出工程における溶液中の酸化還元電位を、標準水素電極（ＳＨＥ）に対して１０００ｍＶより低く維持する、請求項１に記載のプロセス。
【請求項８】
還元剤を添加することにより該酸化還元電位を調整して、コバルト溶解を増進する、請求項７に記載のプロセス。
【請求項９】
二酸化硫黄ガスを該還元剤として使用する、請求項８に記載のプロセス。
【請求項１０】
溶液中の該酸化還元電位をＳＨＥに対して約１０００〜約９００ｍＶの範囲に維持して、第二鉄の還元を実質的に防止する、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１１】
該ジャロサイト化合物の一部を除去しかつ添加した鉄沈殿剤に続いて添加して種晶表面として供給し、ジャロサイトとして鉄の沈殿を増進する、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１２】
浸出スラリーを固体−液体分離にかけることを更に含み、プレグナント浸出液と最終浸出残渣を形成する、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１３】
該固体−液体分離を、向流デカンテーション、濾過またはこれらの組み合わせからなる群より選択されるプロセスにより行う、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１４】
該プレグナント浸出液からニッケル及びコバルトを分離することを更に含む、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項１５】
該分離が、硫化水素ガスによる硫化沈殿、溶媒抽出、イオン交換、またはこれらの組み合わせからなる群より選択されるプロセスにより行われる、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項１６】
ニッケルとコバルトが最終浸出スラリーから、レジン−イン−パルプ（resin-in-pulp）プロセスにより回収される、請求項１５に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
本発明は、含ニッケルラテライト鉱石からニッケル及びコバルトを回収する湿式治金プロセス（精錬プロセス）に関し、特に、ニッケル及びコバルトが溶解し、かつ鉄がジャロサイトとして排除される、鉱酸を用いたライモナイト（褐鉄鉱、limonite）及びサプロライト（腐食岩石、saprolite）の両鉱石の大気浸出に関する。
含ニッケル酸化物鉱石（例えばこれらはライモナイト及びサプロライト鉱石を含むラテライトと称される）中のニッケル及びコバルトの知られている埋蔵量は、硫化物鉱石中の相当する埋蔵量よりはるかに多い。しかし、ラテライト鉱石を加工する際の重大な不利益は、従来の技術ではこれらの鉱石を選別することができないことである。
【０００２】
含ニッケルラテライト鉱石からニッケル及びコバルトを抽出するための、多数の新しい湿式治金プロセスが開発されている。これらのプロセスの多くは、金属価（metal values）を硫酸を用いて高温（２４５〜２７０℃）でかつ高圧（５２５〜７８５ｐｓｉｇ）で溶解し、続く固体−液体分離及び周囲圧で存在する残存遊離酸の中和を必要とする。これは基本の“モアベイプロセス（Moa Bay Process）”である（J.R.Boldt 及び P.E.Queneau により“The Winning of Nickel", Methuen, London, 1967に記載されている）。このプロセスでは、含ニッケル鉱石は最初に固形物含量が約４０％のパルプに変換され、次に高い温度及び圧力で浸出される。圧力浸出の間に、ほとんどの金属は溶解し、鉄及びアルミニウムはそれぞれヘマタイト（赤鉄鉱）及びアルナイト（明礬石）に加水分解されて排除される。浸出後、パルプを冷却し、向流デカンテーションにより洗浄し、固形物は排石処理（tailing treatment）がなされる。過剰の酸は中和し、残存する鉄及びアルミニウムはサンゴ泥（coral mud）を添加して水酸化物として沈殿させる。ニッケル及びコバルトは次に硫化物沈殿により回収する。
【０００３】
プロセスの改良及び経済的観点から高圧酸浸出（ＨＰＡＬ）法の幾つかのバリエーションが考案された。例えば、米国特許第４，０４４，０９６号には、操作上の工程の組み合わせにより含ニッケルラテライト鉱石の高圧酸浸出プロセスを最適化するためのガイドラインが記載され、経済性及び浸出効果が改良された。その工程は、ラテライト鉱石の洗浄（scalping）を行い、粗製の（高マグネシウム）フラクションを除去し、酸消費を低下させる工程を含む。
【０００４】
ＨＰＡＬプロセスは、４０質量％以上の鉄を含む高鉄鉱石に最も影響されやすい。４０質量％より少ない鉄含量のラテライト鉱石は、一般により多くの酸を消費するマグネシウムを含み、そのため直接高圧浸出には経済的に適さない。米国特許第３，８０４，６１３号は、サプロライトを高圧浸出工程の浸出液により予め調整することによる、比較的低い酸／鉱石比におけるサプロライト鉱石の高圧酸浸出法を開示している。同時ライモナイト浸出については全く記載が無い。
米国特許第３,９９１,１５９号には、ライモナイト鉱石の高圧酸浸出から得られる酸を中和するための、サプロライト鉱石の使用が開示されている。サプロライトフラクションの浸出を鉄及びアルミニウムの除去に効果的な高い温度（１５０〜２５０℃）及び圧力で行うが、サプロライト鉱石からのニッケル抽出は比較的少ない。他のプロセスは、米国特許第４，０９７，５７５号には、５００〜７５０℃で酸化条件下でサプロライト鉱石を熱し、ＨＰＡＬ液の中和の前に中和キャパシティーを増加させる方法が開示されている。このプロセスは、焼成設備に高額な固定出費が必要であるという欠点を持つ。
【０００５】
従来のＨＰＡＬ法ではニッケル及びコバルトの高抽出が得られるが、この方法は濃縮酸及び必要な高温（２００〜３００℃）の使用に耐えうる高価な装置及び高性能の構造物質の使用が必要である。さらに、排除された鉄及びアルミニウムの一部は水酸化物の形態であり、これは取り扱いが困難である。ニッケル及びコバルトを回収するＨＰＡＬプロセスの幾つかの代替的方法が提案されている。
【０００６】
例えば、米国特許第４，０６２，９２４号には、１１０℃までの温度で酸性媒体中硫化水素ガス存在下でライモナイト鉱石を浸出し、溶解したニッケル及びコバルトを沈殿させる方法が開示されている。最も溶解した鉄も二価の酸化状態に還元されるが、酸の高消費に加えて非常に多量の還元ガスを消費する。米国特許第４，０６５，５４２号には同様の方法が開示されている。このプロセスでは、上述した方法で製造した第一鉄を含マグネシウムシーノジュール（sea nodules）からの金属価を浸出するのに使用する。米国特許第４，５１１，５４０号には、含マグネシウムマトリックスを二酸化硫黄ガス存在下、液体溶液の沸点より低い温度で硫酸により浸出することにより鉱石からニッケル及びコバルトを回収する方法が開示されている。これらのいずれのプロセスもサプロライト鉱石の処理を含まない。
【０００７】
米国特許第３，７９３，４３２号には、ライモナイト鉱石を硫酸を用いて１．５より低いｐＨで浸出し、同時にアルカリ性鉄沈殿剤を添加する方法が開示されている。このプロセスは大気圧で行われるが、有効なニッケル抽出及び鉄沈殿のために、４０時間を超える（通常６０〜１００時間）浸出時間が必要である。このプロセスではサプロライトは使用されていない。米国特許第４，４１０，４９８号には、４００〜６００ｍＶの酸化還元電位を維持する還元剤を添加しながら大気圧で硫酸を用いてサプロライト鉱石を浸出する方法が開示されている。米国特許第５，５７１，３０８号に記載される他のプロセスでは、室温または６０〜８０℃の温度で鉱酸と接触させることにより、サプロライト鉱石からニッケル及びコバルトを浸出する方法が開示されている。浸出モードは、ヒープ（堆積、heap）、バット（容器、vat）、及び撹拌浸出により行うことができる。
【０００８】
発明者らは、大気圧で単一プロセスでライモナイト及びサプロライトの両鉱石を浸出し、ニッケル及びコバルトの高溶解率及び浸出液からの鉄のジャロサイトとしての排除を行える、効果的で経済的なプロセスを見出した。この方法により、高性能のオートクレーブなどの高い設備費の発生が抑えられる。
【０００９】
発明の要約
本発明の目的は、大気圧において沸点より低い温度でライモナイト及びサプロライトから十分にニッケル及びコバルトを溶解する湿式治金法を提供することである。本発明の他の目的は、ラテライトプレグナント液から鉄をジャロサイトとして排除する方法を提供することである。これらの及び他の目的は、以下の記載及び添付図面からより明確になるであろう。
【００１０】
図１は鉱酸及び還元剤を用いたライモナイト鉱石の大気浸出の概略フローシートを示す。アルカリ金属またはアンモニウムイオンを添加することにより、鉄は次に各浸出溶液から不溶性ジャロサイトとして排除され、またサプロライト鉱石はジャロサイト形成により生成する酸により浸出される。
図２は、図１のフローシートのバリエーションを示す。この方法では、硫酸で大気浸出する前に海水を用いてライモナイト及びサプロライト鉱石をパルプ化する。ライモナイト浸出の間のコバルト溶解は、二酸化硫黄ガスの添加により増加する。海水中に存在するナトリウムは、鉄沈殿剤の主要な供給源である。
図３はコバルト溶解における酸化電位の影響及びライモナイト大気浸出における三価から二価の酸化状態へ鉄の還元を示す。
【００１１】
発明の詳細な説明
本発明は、含ニッケルラテライト、すなわちライモナイト及びサプロライト両鉱石からニッケル及びコバルトを溶解（分離、dissolution）させる単一プロセスを提供する。ライモナイトという用語は、含ニッケルラテライト鉱石中に含まれる高鉄（少なくとも２５質量％Ｆｅ）及び低マグネシウム（０．５〜６質量％Ｍｇ）フラクションを意味する。同様にサプロライトという用語は、含ニッケルラテライト鉱石中に含まれる低鉄（５〜２０質量％Ｆｅ）及び高マグネシウム（少なくとも８質量％）フラクションを意味する。これらの組成は、制限されること無く変化するが、本発明のプロセスにおいてより有利に使用される範囲を示すことを強調する。
【００１２】
図１では、ライモナイト及びサプロライト鉱石は初めに分離または分類される（１０）。例えば、鉱石はパルプ化及びスクリーニングにより分類されてもよく、または上述したように二つの特有の鉱石組成物（ライモナイト及びサプロライト）で終わるように選択的に採掘してもよい。ライモナイト鉱石は最初に水を使用して約５〜約３５質量％、より有利には２５質量％の固形物濃度までパルプ化し、次に還元剤を添加してコバルトの溶解を増加させることにより標準水素電極（“ＳＨＥ”）に対して１０００ｍＶ低い酸化還元電位、より有利には９００ｍＶより高い酸化還元電位を維持しながら、大気圧でかつパルプの沸点より低い温度で、硫酸（Ｈ2ＳＯ4）と接触させる（２０）。
【００１３】
このパルプを特定の温度で一定期間動かし（例えば撹拌により）、ニッケル、コバルト及び鉄を鉱石から有効に溶解させる。第一の浸出期間の終わりに、沈殿剤をパルプ中に導入し、全ての鉄を沈殿させる（３０）。沈殿剤はアルカリ金属（ＮａまたはＫ）、アンモニウムイオン及びこれらの混合物からなる群より選択される。沈殿剤の量は、全ての鉄を沈殿させるのに必要な化学量論量である。任意に、沈殿したジャロサイトの一部を、鉄沈殿剤と共に添加して種晶として作用させることによりリサイクルしてもよい。
【００１４】
このパルプを９０℃より高い温度、好ましくはジャロサイトとしての鉄沈殿を促進するために沸点に維持し、得られた酸をサプロライト鉱石添加により中和して遊離酸濃度を５〜１５ｇｐｌの範囲に維持し、サプロライト鉱石からマグネシウム及びニッケルを溶解する。ジャロサイト沈殿反応は以下の式で表すことができる。
1.5Fe2(SO4)3＋0.5M2SO4＋6H2O＝MFe3(SO4)2(OH)6＋3H2SO4
式中、ＭはＮａ、Ｌｉ、Ｋ、またはＮＨ4である。パルプは従来の方法（５０）により処理してニッケル及びコバルトを鉄が減少した溶液から回収できる。
【００１５】
図２は本発明の他の実施態様を示す。この実施態様では、ライモナイトは鉱石分離段階または２０質量％の固形物密度で選択的に採掘した（１０）後海水中でパルプ化する。ライモナイトスラリーは、大気圧で、一定量の硫酸を用いて浸出し（２０）、鉱石中に存在するほとんどまたは全ての鉄、ニッケル、コバルト及びマグネシウムを溶解する。ライモナイト浸出中に還元剤としての二酸化硫黄ガスをパルプに導入し、還元電位を１０００ｍＶより低く、より有利には９００ｍＶより高く維持して、第二鉄から第一鉄への還元を最小にしながらコバルトの溶解を増加させる。海水中のナトリウム含有量は、続いて同時に行われるジャロサイトの沈殿及びサプロライト浸出工程（３０）に必要な少量の更なる沈殿剤と共に、鉄沈殿剤の主要な供給源となる。ジャロサイトの沈殿は、パルプの沸点温度または沸点に近い温度に維持し、かつ同様に予め製造した種晶表面として作用するジャロサイト結晶をリサイクルすることにより、促進することができる。パルプを、従来の方法（５０）により処理してニッケル及びコバルトを回収できる。
【００１６】
以下の実施例は本発明を示すものであるが、制限するものではない。特に示さない限り、全ての部及び％は重量ベースである。全ての実施例において、バッフル、スピードコントローラー及びマリンインペラー（marine impeller）を有する攪拌機、加熱マントル及びサーモスタット、温度計及びコンデンサーを備えたガラス反応器からなる同じ装置を使用した。試料を１０ｃｃシリンジで必要に応じて採取し、濾過後液体を滴定して遊離酸濃度を測定した。固形物試料は通常反応器中に戻した。多くの場合において、二酸化硫黄ガスはシリンダーからソレノイドバルブ及びガラスフリットを通して反応器の中へ分配した。溶液中の酸化還元電位は、プラチナプローブvsＡｇ／ＡｇＣｌ参照電極を用いて測定したが、全ての記録された値は、標準水素電極に対する（ｖｓ）ものである。
【００１７】
実施例１
この実施例はライモナイト鉱石を大気圧で硫酸を用いた大気浸出を示す。表１に示される組成を有するライモナイト鉱石試料を、脱イオン水中で１５質量％固形物濃度でパルプ化し、８００ｒｐｍで撹拌しながら硫酸で９０〜９５℃の温度で浸出した。浸出の初めに、溶液の酸化還元電位を記録し、二酸化硫黄ガスを用いて電位を特定の値に調整した。
【００１８】
【表１】
試料ライモナイト鉱石の化学組成（質量％）
0004895453.tif 000002
【００１９】
【表２】
ライモナイト鉱石の大気浸出の結果
0004895453.tif 000003
*二酸化硫黄の使用なし
【００２０】
これらの結果は、大気圧で、溶液の沸点に近い温度で硫酸を用いて、ライモナイト鉱石を有効に浸出したことを示している。試験１と試験２の最終ニッケル濃度の差異は、試験２（１．１５ｇ酸／ｇ鉱石）に対してより少量の酸を試験１（１．０５ｇ酸／ｇ鉱石）において添加したことに従っている。このデータはまた、酸化還元電位を１０００ｍＶより低く維持する二酸化硫黄の、コバルトの溶解に対する効果を示す。試験１では、酸化還元電位は二酸化硫黄ガス添加を行わない溶液中で測定したものであり、最終コバルト溶解は３７％のオーダーであった。試験２では、酸化還元電位は二酸化硫黄ガスを添加して約９００ｍＶに調整したが、９０％より高いコバルト溶解という結果となった。非常によく似たマンガン溶解数値をこの実施例のデータから計算することができ、コバルトがマンガン（ＩＶ）鉱物（アスボライト）に主に結合するという情報（notion）と一致する。Ｍｎ（ＩＶ）からＭｎ（ＩＩ）への還元はアスボライン（asboline）を有効に溶解するのに必要である。
【００２１】
実施例２
この実施例は、全て大気圧条件下で行われる、ライモナイト鉱石の浸出、続いて同時に行われるジャロサイト沈殿及びサプロライト浸出を示す。ライモナイト鉱石（２８６ｇ）を最初に２４．５ｇｐｌのＮａＣｌ、４．７ｇｐｌのＭｇＣｌ2を含む合成海水と混合し、２０質量％固形物パルプに形成した。このパルプを次に硫酸（酸／鉱石比１．２）を用いて、３時間、９５℃で、８００ｒｐｍで撹拌しながら浸出した。この試験では二酸化硫黄ガスは添加せず、測定した酸化還元電位は約１２００ｍＶであった。ライモナイト浸出の最後に、遊離酸濃度が１０ｇｐｌのオーダーである場合に、４０ｇのジャロサイト含有固形物（種晶として使用）及び３７ｇの無水硫酸ナトリウム（仕上げナトリウム沈殿剤）をパルプに添加した。ジャロサイト含有固形物を予め同様の試験で得たが、これはライモナイト及びサプロライト浸出残渣とナトロ−ジャロサイト結晶からなるものであった。溶液中の遊離硫酸濃度を、乾燥サプロライト鉱石を手で添加して５〜１５ｇｐｌの間に調整した。この試験で使用したライモナイト鉱石、サプロライト鉱石及びジャロサイト種晶の平均化学組成を表３に示した。溶液中の遊離酸濃度が５ｇｐｌ付近で変わらなくなるまで、合計２３５ｇ、サプロライト添加を継続した。
【００２２】
【表３】
ライモナイト、サプロライト及び種晶として使用したジャロサイト含有残渣の化学組成（質量％）
0004895453.tif 000004
【００２３】
【表４】
ライモナイトの大気浸出及び続く同時ジャロサイト沈殿及びサプロライト浸出の結果
0004895453.tif 000005
【００２４】
表４に示されるこの試験の結果は、約８２ｇｐｌの鉄が溶液中にライモナイト浸出後に存在することを示し、ライモナイト鉱石が有効に浸出されたことを示す。鉄及びナトリウム濃度は、ナトロ−ジャロサイト沈殿により、試験後においてそれぞれ約０．２５及び７３．３ｇｐｌに減少した。鉄のジャロサイトへの加水分解により放出された酸を使用して、サプロライト鉱石からマグネシウム及びニッケルを溶解した。従って、ライモナイト及びサプロライト両鉱石から溶解した合計ニッケル及びコバルトは、試験後においてそれぞれ８０及び５５％であった。ジャロサイト沈殿のために試験において使用したナトリウム量は、鉄に対するナトリウムのモル比０．６にほぼ相当するか、鉄の完全な沈殿に必要なナトリウムの化学量論量の２倍より若干少ない。最終残渣について行われたＸ線回折により、ナトロ−ジャロサイトの存在が確認された。この試験におけるジャロサイト形成の合計時間は１５時間のオーダーであった。
【００２５】
実施例３
ライモナイト鉱石（２８４ｇ）を、最初に２４．５ｇｐｌのＮａＣｌ、４．７ｇｐｌのＭｇＣｌ2を含む合成海水と混合し、２０質量％固形物パルプに形成した。パルプを次に硫酸を（酸／鉱石比１．２）を用いて、３時間、９５℃で、８００ｒｐｍで撹拌しながら浸出した。二酸化硫黄ガスを添加して、溶液の酸化還元電位を９００〜８３０ｍＶに調整した。ライモナイト浸出の最後に、遊離酸濃度が１０ｇｐｌのオーダーである場合に、４０ｇのジャロサイト含有固形物（種晶として使用）及び５ｇの塩化ナトリウム（仕上げナトリウム沈殿剤）をパルプに添加した。ジャロサイト含有固形物を予め同様の試験で得たが、これはライモナイト及びサプロライト浸出残渣とナトロ−ジャロサイト結晶からなるものであった。溶液中の遊離硫酸濃度を、乾燥サプロライト鉱石を手で添加して５〜１５ｇｐｌの間に調整した。この試験で使用したライモナイト鉱石、サプロライト鉱石及びジャロサイト種晶の平均化学組成を表３に示した。溶液中の遊離酸濃度が５ｇｐｌ付近で変わらなくなるまで、合計２３６ｇ、サプロライト添加を継続した。
【００２６】
【表５】
ライモナイトの大気浸出及び続く同時ジャロサイト沈殿及びサプロライト浸出の結果
0004895453.tif 000006
【００２７】
これらの結果（表５参照）は、試験の第二部においてライモナイト鉱石の大気浸出の間生成した鉄を加水分解し、加水分解により生成した酸を使用してサプロライト鉱石からニッケル及びマグネシウムを溶解したことを示している。ライモナイト及びサプロライト両鉱石からの合計ニッケル及びコバルト量は、それぞれ８３及び９０％であり、この試験における高コバルト溶解は、ライモナイト浸出における二酸化硫黄の添加によるものである。鉄及びナトリウム濃度は、ナトロ−ジャロサイトの沈殿により、試験後においてそれぞれ約３．８ｇｐｌ及び０．０６ｇｐｌに減少した。ライモナイト鉱石の大気浸出後に得られた鉄は、この試験において沈殿し、完全な鉄沈殿に必要なナトリウムのほぼ化学量論量であった。この試験におけるナトリウムの唯一の供給源は塩化ナトリウム塩であり、ジャロサイト沈殿の合計時間は１８時間であった。比較的高い合計鉄濃度が試験後に溶液中に残り、この鉄の多くは二価状態で存在しており、これはジャロサイトとして沈殿できない。
【００２８】
実施例４
ライモナイト鉱石（２８１ｇ）を、最初に脱イオン水と混合し、２０質量％固形物パルプに形成した。パルプを次に硫酸を（酸／鉱石比１．２）を用いて、３時間、９５℃で、８００ｒｐｍで撹拌しながら浸出した。二酸化硫黄ガスを添加して、溶液の酸化還元電位を９００ｍＶに調整した。ライモナイト浸出の最後に、遊離酸濃度が１０ｇｐｌのオーダーである場合に、４０ｇのジャロサイト含有固形物（種晶として使用）及び４４ｇの硫酸ナトリウム沈殿剤をパルプに添加した。ジャロサイト含有固形物を予め同様の試験で得たが、これはライモナイト及びサプロライト浸出残渣とナトロ−ジャロサイト結晶からなるものであった。溶液中の遊離硫酸濃度を、乾燥サプロライト鉱石を手で添加して５〜１５ｇｐｌの間に調整した。この試験で使用したライモナイト鉱石、サプロライト鉱石及びジャロサイト種晶の平均化学組成を表３に示した。溶液中の遊離酸濃度が５ｇｐｌ付近で変わらなくなるまで、合計２３６ｇ、サプロライト添加を継続した。
【００２９】
【表６】
ライモナイトの大気浸出及び続く同時ジャロサイト沈殿及びサプロライト浸出の結果
0004895453.tif 000007
【００３０】
これらの結果は、本プロセスが新鮮な脱イオン水でも同様に有効であり、ジャロサイト沈殿を、ナトリウムを唯一の供給源として硫酸ナトリウムを用いて行えることを示す。鉄及びナトリウム濃度は、ナトロ−ジャロサイトの沈殿により、試験後においてそれぞれ約１．４３ｇｐｌ及び３．２ｇｐｌに減少した。ライモナイト鉱石の大気浸出後に得られた鉄は、この試験において沈殿し、完全な鉄沈殿に必要なナトリウムのほぼ化学量論量であった。ジャロサイト沈殿の合計時間は１７時間であった。ライモナイト及びサプロライト両鉱石からの最終ニッケル及びコバルト溶解量はそれぞれ８２及び８９％であった。高コバルト溶解はライモナイト浸出の間の二酸化硫黄ガスの添加によるものである。試験の最後における溶液中にほとんど残存する鉄は、二価の酸化状態である。
【００３１】
実施例５
ライモナイト鉱石バッチ（２８０ｇ）を硫酸を用いて、９０℃、８００ｒｐｍで浸出し、鉱石中に含まれる全ての鉄、マグネシウム及びニッケルを溶解する。原料鉱石の組成を表１に示した。パルプを３時間浸出し、溶液中の酸化還元電位をモニターし、二酸化硫黄ガスの添加により異なる値に調整した。浸出時間の最後に固形残渣を化学的に分析しそれぞれの組成を測定した。
【００３２】
固形残渣の化学組成から計算したコバルト抽出物パーセントを、試験における平均酸化還元電位の関数としてプロットした。図３に示されるようにライモナイト鉱石からのコバルト溶解範囲は、酸化還元電位が１０００ｍＶより低下すると急激に上昇した。コバルト抽出パーセント（Ｃｏ ｅｘｔ）は、１０００ｍＶより更に低下しても有意に上昇しなかった。酸化還元電位の変動が起きた時に液体試料を採取し、これらの試料中の第一鉄の濃度もまた電位の関数として図３に示す。グラフからわかるように、溶液中に溶解した鉄の二酸化硫黄ガスによる還元は約９００ｍＶより低い場合に始まった。従って、ライモナイト浸出の間、酸化還元電位を約９００〜約１０００ｍＶの間に維持して、鉄を二価の酸化状態に還元せずにコバルト溶解を最大にすることが好ましい。これらは二酸化硫黄ガスを不必要に消費しかつ次の工程で鉄をジャロサイトとしての沈殿を阻害するからである。
【００３３】
本発明の好ましい実施態様であると現在考えられるものを記載したが、本発明の精神から逸脱することなくこれらの変更及び改変を行えることは当業者に理解されるところである。本発明の観点に包含される全てのこのような変更及び改変をクレームすることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  鉱酸及び還元剤を用いたライモナイト鉱石の大気浸出の概略フローシートを示す。
【図２】  図１のフローシートのバリエーションを示す。
【図３】  コバルト溶解における酸化電位の影響及びライモナイト大気浸出における三価から二価の酸化状態へ鉄の還元を示す。
【図１】
0004895453.tif 000008
【図２】
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【図３】
0004895453.tif 000010