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JP5060033B2 - Method for recovering nickel or cobalt - Google Patents
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JP5060033B2 - Method for recovering nickel or cobalt - Google Patents

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Description

本発明は、酸化鉱石からニッケルまたはコバルトを回収する方法に関する。   The present invention relates to a method for recovering nickel or cobalt from oxide ore.

酸化鉱石からニッケルまたはコバルトを回収する技術としては、特許文献1に記載された技術等が挙げられる。   As a technique for recovering nickel or cobalt from oxide ore, the technique described in Patent Document 1 and the like can be mentioned.

特開昭60−75536号公報JP-A-60-75536

ニッケルまたはコバルトを含む酸化鉱石からニッケルまたはコバルトを回収する際に、CaCOあるいはCa(OH)のような形態のカルシウムを用いてニッケルまたはコバルトを含む液中の硫酸の中和を行った場合、以下の反応式(11)、(13)のように、CaSO(石膏)が生成される。また、液中のFeの反応を示す式である反応式(12)、(14)のようにFe(COあるいはFe(OH)の形態でFeを含む沈殿物が生成される。 When recovering nickel or cobalt from oxide ore containing nickel or cobalt, when neutralizing sulfuric acid in a liquid containing nickel or cobalt using calcium in a form such as CaCO 3 or Ca (OH) 2 As shown in the following reaction formulas (11) and (13), CaSO 4 (gypsum) is generated. In addition, a precipitate containing Fe in the form of Fe 2 (CO 3 ) 3 or Fe (OH) 3 is generated as in reaction formulas (12) and (14), which are formulas showing the reaction of Fe in the liquid. .

SO(フリー硫酸)+CaCO(固体)=CaSO(固体)+HO+CO (11) H 2 SO 4 (free sulfuric acid) + CaCO 3 (solid) = CaSO 4 (solid) + H 2 O + CO 2 (11)

Fe(SO(液)+3CaCO(固体)=Fe(CO(固体)+3CaSO(固体) (12) Fe 2 (SO 4 ) 3 (liquid) + 3CaCO 3 (solid) = Fe 2 (CO 3 ) 3 (solid) + 3CaSO 4 (solid) (12)

SO(フリー硫酸)+Ca(OH)(固体)=CaSO(固体)+2HO (13) H 2 SO 4 (free sulfuric acid) + Ca (OH) 2 (solid) = CaSO 4 (solid) + 2H 2 O (13)

Fe(SO(液)+3Ca(OH)(固体)=2Fe(OH)(固体)+3CaSO(固体) (14) Fe 2 (SO 4 ) 3 (Liquid) + 3Ca (OH) 2 (Solid) = 2Fe (OH) 3 (Solid) + 3CaSO 4 (Solid) (14)

Fe(COあるいはFe(OH)のようなFeを含む沈殿物は沈殿反応が速いため微粒子状となっていた。また、Feを含む沈殿物が生成されると同時に多くのCaSO固形物が生成されるため、中和残渣が大量に生成されていた。そのため、固形物と中和後の液との固液分離性に課題を有しており、固形物である中和残渣のスラリー濃度が低く、多量の中和残渣が発生していた。したがって、中和残渣と中和後の液とを固液分離するために、大きな規模の固液分離設備が必要となり、固液分離後に中和残渣を堆積させる大型の設備を要することがあった。このため、コストの増大を招く要因となっていた。 Precipitates containing Fe, such as Fe 2 (CO 3 ) 3 or Fe (OH) 3 , were in the form of fine particles because of a fast precipitation reaction. Moreover, since many precipitates containing Fe are produced at the same time as many CaSO 4 solids are produced, a large amount of neutralization residue is produced. Therefore, there is a problem in the solid-liquid separability between the solid and the liquid after neutralization, the slurry concentration of the neutralization residue that is a solid is low, and a large amount of neutralization residue is generated. Therefore, in order to solid-liquid separate the neutralization residue and the liquid after neutralization, a large-scale solid-liquid separation facility is required, and a large-scale facility for depositing the neutralization residue after the solid-liquid separation may be required. . For this reason, it has been a factor that causes an increase in cost.

本発明によれば、ニッケルまたはコバルトと鉄とを含む第一の酸化鉱石から、ニッケルまたはコバルトを回収する方法であって、硫酸を使用して、前記第一の酸化鉱石から、ニッケルまたはコバルトを浸出し、ニッケルまたはコバルトを含む硫酸浸出溶液と、浸出残渣と、を得る浸出工程と、前記浸出残渣を含む前記硫酸浸出溶液とマグネシウムとを反応させてpH調整し、ニッケルまたはコバルトを含む反応液と、鉄を含む反応残渣と、を得る反応工程と、前工程で得られた液を、中和剤を使用して中和し、ニッケルまたはコバルトを含む中和液と、鉄を含む中和残渣と、を得る中和工程と、を含み、前記浸出工程と前記中和工程との間に、マグネシウムを用いて前工程で得られた液のpHを上昇させる予備中和工程を含むことを特徴とする回収方法が提供される。   According to the present invention, there is provided a method for recovering nickel or cobalt from a first oxide ore containing nickel or cobalt and iron, wherein the nickel or cobalt is recovered from the first oxide ore using sulfuric acid. Leaching, a leaching step to obtain a sulfuric acid leaching solution containing nickel or cobalt, and a leaching residue, and reacting the sulfuric acid leaching solution containing the leaching residue with magnesium to adjust the pH, and a reaction solution containing nickel or cobalt And a reaction step of obtaining a reaction residue containing iron, neutralizing the liquid obtained in the previous step using a neutralizing agent, and neutralizing solution containing nickel or cobalt, and neutralization containing iron And a neutralization step for obtaining a residue, and including a preliminary neutralization step for increasing the pH of the liquid obtained in the previous step using magnesium between the leaching step and the neutralization step. Features Recovery method is provided.

この発明によれば、浸出工程と中和工程との間にマグネシウムを用いて前工程で得られた液のpHを上昇させる予備中和工程をさらに含むことによって、中和工程の前にマグネシウムを用いることで、結晶性がよく、粒子の径が大きい残渣を生成することができると推察される。また、マグネシウムとフリー硫酸との中和反応によって液体であるMgSOが生成されるため、固形物の生成を抑制することができる。そのため、中和工程において生成される固形物と液体との分離性を向上させることができる。したがって、中和残渣の発生量を低減することができる。 According to the present invention, magnesium is added before the neutralization step by further including a pre-neutralization step of increasing the pH of the liquid obtained in the previous step using magnesium between the leaching step and the neutralization step. By using it, it is speculated that a residue having good crystallinity and a large particle diameter can be produced. Further, since the MgSO 4 is liquid is produced by the neutralization reaction of magnesium and free sulfuric acid, it is possible to suppress the formation of solids. Therefore, the separability between the solid material and the liquid generated in the neutralization step can be improved. Therefore, the generation amount of the neutralization residue can be reduced.

本発明において、予備中和工程は、反応工程と中和工程との間に行われ、予備中和工程は、反応残渣を含む反応液を、マグネシウムとニッケルとを含む第二の酸化鉱石を用いて中和し、ニッケルまたはコバルトを含む液と、鉄を含む残渣と、を得る工程であってもよい。こうすることにより、第二の酸化鉱石中のマグネシウムを中和剤として利用することによって、反応液中のニッケルまたはコバルトを共沈させることなく、反応液中のフリー硫酸と鉄とを、より効率的に除去することができる。また、第二の酸化鉱石中のニッケルを硫酸ニッケルとして回収できるため、ニッケルの回収率を、より向上させることができる。   In the present invention, the pre-neutralization step is performed between the reaction step and the neutralization step, and the pre-neutralization step uses the reaction liquid containing the reaction residue and the second oxide ore containing magnesium and nickel. It may be a step of neutralizing and obtaining a liquid containing nickel or cobalt and a residue containing iron. In this way, by using magnesium in the second oxide ore as a neutralizing agent, free sulfuric acid and iron in the reaction solution can be made more efficient without coprecipitation of nickel or cobalt in the reaction solution. Can be removed. Moreover, since the nickel in the second oxide ore can be recovered as nickel sulfate, the nickel recovery rate can be further improved.

また、浸出工程の前に、第一の酸化鉱石を、小粒径酸化鉱石と、マグネシウムを含む大粒径酸化鉱石とに分級する分級工程を含み、浸出工程において、小粒径酸化鉱石からニッケルまたはコバルトを浸出するとともに、反応工程において、浸出残渣を含む硫酸浸出溶液と、大粒径酸化鉱石に含有されるマグネシウムとを反応させてpH調整し、第二の酸化鉱石のマグネシウム含有率は、大粒径酸化鉱石のマグネシウム含有率よりも高くてもよい。こうすることにより、少ない硫酸使用量で、ニッケルまたはコバルトの、より高い回収率を得つつ、鉄を除去するための処理コストを、より低減することができる。また、第二の酸化鉱石のニッケル含有率は、大粒径酸化鉱石のニッケル含有率よりも低くてもよい。   In addition, before the leaching step, a classification step of classifying the first oxide ore into a small particle size oxide ore and a large particle size oxide ore containing magnesium is included. Alternatively, while leaching cobalt, in the reaction step, the sulfuric acid leaching solution containing the leaching residue and magnesium contained in the large particle size oxide ore are reacted to adjust pH, and the magnesium content of the second oxide ore is: It may be higher than the magnesium content of the large particle size oxidized ore. By carrying out like this, the processing cost for removing iron can be reduced more, obtaining a higher recovery rate of nickel or cobalt with a small amount of sulfuric acid used. Moreover, the nickel content of the second oxide ore may be lower than the nickel content of the large particle size ore.

また、浸出工程において、さらにナトリウム塩を用いて、第一の酸化鉱石から、ニッケルまたはコバルトを浸出し、ニッケルまたはコバルトを含む硫酸浸出溶液と、浸出残渣と、を得て、反応工程において、浸出残渣を含む硫酸浸出溶液をpH調整し、ニッケルまたはコバルトを含む反応液と、反応残渣と、を得てもよい。こうすることにより、浸出工程において、硫酸とナトリウム塩とを使用してナトロジャロサイトを生成し、反応工程においてマグネシウムを使用してpH調整することでナトロジャロサイトを沈殿させることにより、反応液中の鉄濃度をさらに減少させることができる。このため、中和工程において、反応液中の鉄濃度を減少させるために多量の中和剤を使用する必要がない。したがって、ニッケルまたはコバルトの回収工程において、鉄を除去するための処理コストの低減を、より図りつつ、ニッケルまたはコバルトの高い浸出率を得ることにより、より効率的にニッケルまたはコバルトを回収することができる。   Further, in the leaching process, sodium or cobalt is further leached from the first oxide ore to obtain a sulfuric acid leaching solution containing nickel or cobalt and a leaching residue, and in the reaction process, leaching is performed. The pH of the sulfuric acid leaching solution containing the residue may be adjusted to obtain a reaction solution containing nickel or cobalt and a reaction residue. In this way, in the leaching process, natrojarosite is generated using sulfuric acid and sodium salt, and in the reaction process, the pH is adjusted using magnesium in the reaction process to precipitate natrojarosite. The iron concentration of can be further reduced. For this reason, in a neutralization process, in order to reduce the iron concentration in a reaction liquid, it is not necessary to use a lot of neutralizing agents. Therefore, in the nickel or cobalt recovery process, nickel or cobalt can be recovered more efficiently by obtaining a high leaching rate of nickel or cobalt while further reducing the processing cost for removing iron. it can.

また、ナトリウム塩は、海水中に含まれるナトリウム塩であってもよい。こうすることにより、ニッケルまたはコバルトの高い回収率を得つつ、鉄を除去するための処理コストを低減することができる。また、ナトリウム塩の使用量は、第一の酸化鉱石の使用量の1重量%以上5重量%以下であってもよい。こうすることにより、ニッケルまたはコバルトの高い浸出率を得ることによって、ニッケルまたはコバルトの高い回収率を得つつ、酸化鉱石から、ニッケルまたはコバルトを回収するコストの上昇を、より抑制することができる。また、ナトリウム塩は、濃縮された海水中に含まれるナトリウム塩であってもよく、その濃度は、4重量%以上5.3重量%以下であってもよい。   The sodium salt may be a sodium salt contained in seawater. By carrying out like this, the processing cost for removing iron can be reduced, obtaining the high recovery rate of nickel or cobalt. The amount of sodium salt used may be 1% by weight to 5% by weight of the amount of the first oxide ore used. By carrying out like this, the increase in the cost which collect | recovers nickel or cobalt from an oxide ore can be suppressed more, obtaining the high recovery rate of nickel or cobalt by obtaining the high leaching rate of nickel or cobalt. Further, the sodium salt may be a sodium salt contained in the concentrated seawater, and the concentration thereof may be 4 wt% or more and 5.3 wt% or less.

また、浸出工程において、さらに還元剤を用いて、第一の酸化鉱石から、ニッケルまたはコバルトを浸出し、ニッケルまたはコバルトを含む硫酸浸出溶液と、浸出残渣と、を得てもよい。こうすることにより、コバルトの回収率をより向上させることができる。また、還元剤は鉄粉であってもよい。こうすることにより、回収コストの上昇を抑制しつつ、コバルトの浸出率を安定的に向上させることができる   In the leaching step, nickel or cobalt may be further leached from the first oxide ore using a reducing agent to obtain a sulfuric acid leaching solution containing nickel or cobalt and a leaching residue. By carrying out like this, the recovery rate of cobalt can be improved more. Further, the reducing agent may be iron powder. By doing so, it is possible to stably improve the leaching rate of cobalt while suppressing an increase in recovery cost.

また、浸出工程と、反応工程とを、ともに90℃以上の温度下で行ってもよい。こうすることにより、ニッケルまたはコバルトの浸出率を、より向上させることができる。また、浸出工程と反応工程とを、ともに常圧下で行うことができる。こうすることにより、設備コストの上昇を抑制することができる。   Moreover, you may perform both a leaching process and a reaction process under the temperature of 90 degreeC or more. By doing so, the leaching rate of nickel or cobalt can be further improved. Further, both the leaching step and the reaction step can be performed under normal pressure. By doing so, an increase in equipment cost can be suppressed.

また、中和工程の後に、中和液と中和残渣とを、凝集剤を使用し、シックナーを用いて固液分離し、中和液と中和残渣とを分離する固液分離工程を、さらに含んでもよい。   Moreover, after the neutralization step, the neutralization solution and the neutralization residue are subjected to solid-liquid separation using a flocculant and a thickener to separate the neutralization solution and the neutralization residue, Further, it may be included.

また、予備中和工程を、90℃以上の温度下で行ってもよい。こうすることにより、pHの上昇を、より効率的に行うことができる。   Moreover, you may perform a preliminary | backup neutralization process under the temperature of 90 degreeC or more. By doing so, the pH can be increased more efficiently.

また、中和剤が、マグネシウムを含むスラグであってもよい。こうすることにより、ニッケルまたはコバルトの高い回収率を得つつ、鉄を除去するための処理コストを、より低減することができる。   Further, the neutralizing agent may be slag containing magnesium. By carrying out like this, the processing cost for removing iron can be reduced more, obtaining the high recovery rate of nickel or cobalt.

また、浸出工程において、硫酸の使用量は、第一の酸化鉱石の使用量の50重量%以上80重量%以下であってもよい。こうすることにより、ニッケルまたはコバルトの高い浸出率を得つつ、ニッケルまたはコバルトの回収コストの上昇を抑制することができる。   In the leaching step, the amount of sulfuric acid used may be 50% by weight or more and 80% by weight or less of the amount of the first oxide ore used. By carrying out like this, the raise of the recovery cost of nickel or cobalt can be suppressed, obtaining the high leaching rate of nickel or cobalt.

本発明によれば、浸出工程と中和工程との間にマグネシウムを用いてpH調整する予備中和工程を含むことによって、固液分離の際の分離性を向上させることができる。   According to the present invention, by including a preliminary neutralization step of adjusting pH using magnesium between the leaching step and the neutralization step, it is possible to improve the separability during solid-liquid separation.

図1および図2は工程フロー図である。   1 and 2 are process flow diagrams.

以下に本発明における実施形態について、図面および表を用いて説明する。なお、以下の記載において、使用量および添加量は、各物質の重量を基準とした使用量および添加量である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings and tables. In the following description, the amount used and the amount added are the amount used and the amount added based on the weight of each substance.

一般的には、リモナイト鉱石とサプロライト鉱石についての明確な成分範囲の規定はないが、鉄が多くマグネシウムが少ない酸化鉱石をリモナイト鉱石、鉄が少なくマグネシウムが多い酸化鉱石をサプロライト鉱石と表現されることが多い。リモナイト鉱石と言われている酸化鉱石と、サプロライト鉱石と言われている酸化鉱石と、フェロニッケルスラグの成分を表1に示す。   In general, there is no clear component range for limonite ore and saprolite ore, but the oxide ore with high iron and low magnesium is expressed as limonite ore, and the iron ore with low iron and high magnesium is expressed as saprolite ore. There are many. Table 1 shows the components of oxide ore called limonite ore, oxide ore called saprolite ore, and ferronickel slag.

Figure 0005060033
Figure 0005060033

以下、本実施形態における用語を説明する。   Hereinafter, terms in the present embodiment will be described.

本実施形態において、低Ni高Mg酸化鉱石とは、ニッケルの含有率が2重量%以下、Feの含有率が20重量%以下、マグネシウムの含有率が15重量%以上で、乾式製錬によるFeNi(フェロニッケル)製造にはこれまで使用されることが少なかったもので、いわゆる低Ni品位サプロライト鉱石のことをいう。   In the present embodiment, the low Ni high Mg oxide ore means that the nickel content is 2% by weight or less, the Fe content is 20% by weight or less, the magnesium content is 15% by weight or more, FeNi by dry smelting (Ferronickel) It has been rarely used in the production of so far and refers to so-called low Ni grade saprolite ore.

一方、乾式製錬に通常使用されている酸化鉱石は、一般にサプロライト鉱石と言われているものであり、その成分は、Ni:2重量%以上、Fe:20重量%以下、Mg:15重量%以上のものである。   On the other hand, the oxide ore usually used in dry smelting is generally called saprolite ore, and its components are Ni: 2 wt% or more, Fe: 20 wt% or less, Mg: 15 wt% That's all.

乾式製錬とは、電気エネルギーにより石炭等の還元剤とともにニッケルとFeの溶融還元を行い、ステンレスやニッケル合金鋼の原料となるFeNi(フェロニッケル)を製造する方法である。ここで、酸化鉱石中のニッケル品位が低く、Fe品位が高いと、乾式製錬により製造されたFeNi(フェロニッケル)のニッケル品位が低下する。そのため、ステンレスやニッケル合金鋼を製造する場合に、エネルギー原単位が上昇し、経済性の面で課題を有している。したがって、低Ni品位サプロライト鉱石は乾式製錬原料として使用することは難しいとされている。   Dry smelting is a method for producing FeNi (ferronickel), which is a raw material for stainless steel and nickel alloy steel, by melting and reducing nickel and Fe together with a reducing agent such as coal by electric energy. Here, if the nickel grade in the oxide ore is low and the Fe grade is high, the nickel grade of FeNi (ferronickel) produced by dry smelting is lowered. Therefore, when producing stainless steel or nickel alloy steel, the energy intensity increases, and there is a problem in terms of economy. Therefore, it is considered difficult to use low Ni grade saprolite ore as a dry smelting raw material.

以下、リモナイト鉱石とサプロライト鉱石の成分範囲について説明する。   Hereinafter, the component ranges of limonite ore and saprolite ore will be described.

図4を用いてニッケル酸化鉱石の鉱床における成分分布を説明する。   The component distribution in the nickel oxide ore deposit will be described with reference to FIG.

ニッケル成分は、地表から深くなるにしたがって高くなる傾向にあるが、ベッドロック近傍で急激に低下する。オーバーサイズ(大粒径)の鉱石のニッケル成分は、アンダーサイズ(小粒径)鉱石のニッケル成分含有率と比較して、リモナイト鉱石層上層部で高くなり、リモナイト鉱石層下層部とサプロライト鉱石層で低くなる傾向にある。なお、図4においては、サプロライト鉱石層のニッケルの成分が2重量%以上である鉱床について説明したが、鉱床によってはニッケルの成分が2重量%以下、たとえば、1重量%以上1.4重量%以下である場合もある。   The nickel component tends to increase as it becomes deeper from the ground surface, but rapidly decreases in the vicinity of the bedlock. The nickel component of the oversize (large particle size) ore is higher in the upper layer of the limonite ore layer than the nickel component content of the undersize (small particle size) ore, and the lower layer of the limonite ore layer and the saprolite ore layer It tends to be lower. In FIG. 4, the ore deposit in which the nickel component of the saprolite ore layer is 2 wt% or more has been described, but depending on the ore deposit, the nickel component is 2 wt% or less, for example, 1 wt% or more and 1.4 wt%. It may be the following.

コバルト成分は、地表から深くなるにしたがって高くなる傾向にあるが、サプロライト鉱石層付近から急激に低下する。大粒径の鉱石のコバルト成分は、ニッケル成分とほぼ同じ傾向である。   The cobalt component tends to increase as it becomes deeper from the ground surface, but rapidly decreases from the vicinity of the saprolite ore layer. The cobalt component of the large particle size ore has almost the same tendency as the nickel component.

Fe成分は、地表から深くなるにしたがって低くなる傾向にあるが、サプロライト鉱石層に近くなると急激に低下する。大粒径鉱石のFe成分は、小粒径鉱石のFe成分と比較すると低く、その傾向はリモナイト鉱石層において顕著である。   The Fe component tends to decrease as it becomes deeper from the ground surface, but rapidly decreases as it approaches the saprolite ore layer. The Fe component of the large particle size ore is lower than the Fe component of the small particle size ore, and this tendency is remarkable in the limonite ore layer.

マグネシウム成分は、地表から深くなるにしたがって高くなる傾向にあるが、サプロライト鉱石層に近くなると急激に高くなる。大粒径鉱石のマグネシウム成分は、小粒径鉱石のマグネシウム成分と比較すると高くなり、その傾向はリモナイト鉱石層において顕著である。   The magnesium component tends to increase as it becomes deeper from the ground surface, but increases rapidly as it approaches the saprolite ore layer. The magnesium component of the large particle size ore is higher than the magnesium component of the small particle size ore, and this tendency is remarkable in the limonite ore layer.

ここで、サプロライト鉱石層は主に電気炉を用いた乾式製錬によりフェロニッケルを製造するために用いられる鉱石層であり、リモナイト鉱石層は主に湿式製錬に用いられる鉱石層である。   Here, the saprolite ore layer is an ore layer mainly used for producing ferronickel by dry smelting using an electric furnace, and the limonite ore layer is an ore layer mainly used for wet smelting.

(実施の形態)
図1および図2に、ニッケル、コバルトおよび鉄を含む酸化鉱石からニッケルおよびコバルトを回収するための工程図を示す。
(Embodiment)
FIG. 1 and FIG. 2 show process diagrams for recovering nickel and cobalt from oxide ore containing nickel, cobalt and iron.

以下、本実施形態における工程のフローを説明する。   Hereinafter, the process flow in the present embodiment will be described.

はじめに、工程a(分級工程(S1))において、酸化鉱石102を、オーバーサイズとアンダーサイズに分級し、アンダーサイズは用水107によりスラリー鉱石104とし、オーバーサイズは粉砕して粉砕品103とする。   First, in step a (classification step (S1)), the oxidized ore 102 is classified into an oversize and an undersize, the undersize is made into slurry ore 104 with water 107, and the oversize is crushed into a pulverized product 103.

次に、工程b(浸出工程(S2))において、スラリー鉱石104に硫酸105を添加することにより、硫酸105により浸出し、ニッケルおよびコバルトを含む硫酸浸出液108と浸出残渣109とを得る。ここで、浸出残渣109には、スラリー鉱石104から浸出された鉄と硫酸105とナトリウム塩106とが反応して生成されたナトロジャロサイトが含まれている。   Next, in step b (leaching step (S2)), sulfuric acid 105 is added to the slurry ore 104 to leach with sulfuric acid 105, thereby obtaining a sulfuric acid leach solution 108 containing nickel and cobalt and a leach residue 109. Here, the leaching residue 109 includes natrojarosite produced by the reaction of iron leached from the slurry ore 104, sulfuric acid 105, and sodium salt 106.

つづいて、工程c(反応工程(S3))において、浸出残渣109を含む硫酸浸出液108中のフリー硫酸と、分級工程で粉砕した粉砕品103に含有されるマグネシウムとを反応させることにより、フリー硫酸を消費しpHを調整し、反応液110と反応残渣111とを得る。このpH調整により、反応残渣111中にナトロジャロサイトを沈殿させることにより、反応液110中の鉄濃度を減少させることができる。   Subsequently, in step c (reaction step (S3)), free sulfuric acid in the sulfuric acid leachate 108 containing the leaching residue 109 is reacted with magnesium contained in the pulverized product 103 pulverized in the classification step. And the pH is adjusted to obtain a reaction solution 110 and a reaction residue 111. By adjusting the pH, natrojarosite is precipitated in the reaction residue 111, whereby the iron concentration in the reaction solution 110 can be reduced.

次に、工程d(第一中和工程(S4))において、反応残渣111を含む反応液110に低Ni高Mg酸化鉱石300を添加することで、酸化鉱石300に含有されているマグネシウムと反応液110中のフリー硫酸との反応により、フリー硫酸がさらに消費された第一中和液302と鉄がナトロジャロサイトとして沈殿した第一中和残渣304とを得る。したがって、反応液110より、さらに第一中和液302中のフリー硫酸と鉄濃度とを減少させることができる。   Next, in step d (first neutralization step (S4)), the reaction is performed with magnesium contained in the oxide ore 300 by adding the low Ni high Mg oxide ore 300 to the reaction liquid 110 including the reaction residue 111. By the reaction with the free sulfuric acid in the liquid 110, a first neutralized liquid 302 in which the free sulfuric acid is further consumed and a first neutralized residue 304 in which iron is precipitated as natrojarosite are obtained. Therefore, the free sulfuric acid and the iron concentration in the first neutralization liquid 302 can be further reduced from the reaction liquid 110.

次に、工程e(第二中和工程(S5))において、第一中和残渣304を含む第一中和液302に中和剤112を添加することでpHを調整し、第二中和液113と第二中和残渣114とを得る。ここで、前工程の第一中和工程において、ナトロジャロサイトを沈殿させることで第一中和液302中の鉄濃度が減少し、さらにフリー硫酸量も減少しているので、中和剤112の添加量を低減することができる。   Next, in step e (second neutralization step (S5)), the neutralization agent 112 is added to the first neutralization solution 302 containing the first neutralization residue 304 to adjust the pH. A liquid 113 and a second neutralization residue 114 are obtained. Here, in the first neutralization step of the previous step, the iron concentration in the first neutralization liquid 302 is reduced by precipitating natrojarosite, and the amount of free sulfuric acid is also reduced. Can be reduced.

次に、工程f(固液分離工程(S6))において、第二中和残渣114を含む第二中和液113に凝集剤115を添加し、シックナーを用いて固液分離することで、第二中和液113と第二中和残渣114とを分離する。ここで、第二中和残渣114の固液分離性に優れている。その理由としては、第二中和残渣114は結晶性が良く、粒子が大きいからであると推察される。   Next, in step f (solid-liquid separation step (S6)), the flocculant 115 is added to the second neutralization solution 113 containing the second neutralization residue 114, and solid-liquid separation is performed using a thickener. The two neutralization liquids 113 and the second neutralization residue 114 are separated. Here, the solid-liquid separation property of the second neutralization residue 114 is excellent. This is presumably because the second neutralization residue 114 has good crystallinity and large particles.

次に、工程g(溶媒抽出工程(S7))において、抽出溶媒である有機溶媒134を用いて、第二中和液113に含まれるニッケルとコバルトとを、硫酸ニッケル溶液130と硫酸コバルト溶液132とに分離して、それぞれ固形化工程(工程h)に送る。ここで、有機溶媒134としてモノチオホスフィン酸基を有する有機溶媒を用いることにより、マグネシウム、マンガンやカルシウムをほとんど含まない硫酸コバルト溶液132を得ることができる。   Next, in step g (solvent extraction step (S7)), using the organic solvent 134 as the extraction solvent, the nickel and cobalt contained in the second neutralization solution 113 are replaced with the nickel sulfate solution 130 and the cobalt sulfate solution 132. And sent to the solidification step (step h). Here, by using an organic solvent having a monothiophosphinic acid group as the organic solvent 134, a cobalt sulfate solution 132 containing almost no magnesium, manganese or calcium can be obtained.

次に、工程h(固形化工程(S8))において、硫酸ニッケル溶液130および硫酸コバルト溶液132に、それぞれアルカリ化合物136を混合させることにより、ニッケル水酸化物138およびコバルト水酸化物140を得る。アルカリ化合物としては、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウムなどを用いることができる。   Next, in the step h (solidification step (S8)), the nickel hydroxide 138 and the cobalt hydroxide 140 are obtained by mixing the alkali compound 136 with the nickel sulfate solution 130 and the cobalt sulfate solution 132, respectively. As the alkali compound, magnesium oxide, magnesium hydroxide, sodium hydroxide, sodium carbonate, or the like can be used.

次に、工程i(硫黄・塩素除去工程(S9))において、用水205と、スラリー状にしたニッケルまたはコバルトを含む金属水酸化物202と、水酸化ナトリウム203とを、混合・攪拌し、濾過・水洗することで、硫黄または塩素が除去されたニッケルまたはコバルトを含む金属水酸化物206と溶液208とを得る。   Next, in the step i (sulfur / chlorine removal step (S9)), the water 205, the metal hydroxide 202 containing nickel or cobalt in a slurry state, and the sodium hydroxide 203 are mixed and stirred, and filtered. -By washing with water, a metal hydroxide 206 containing nickel or cobalt from which sulfur or chlorine has been removed and a solution 208 are obtained.

次に、工程j(フェロニッケル製造工程(S10))において、金属水酸化物206と、酸化鉱石218と、石炭210とを混合して、ロータリーキルンなどで還元(カ焼)する。次に、還元された混合物を電気炉に装入し、溶融することによって、フェロニッケル212を得る。   Next, in step j (ferronickel production step (S10)), metal hydroxide 206, oxide ore 218, and coal 210 are mixed and reduced (calcined) with a rotary kiln or the like. Next, the reduced mixture is charged into an electric furnace and melted to obtain ferronickel 212.

以下、各工程について詳細を説明する。   Details of each step will be described below.

工程a:分級工程
ニッケル、コバルト、マグネシウムおよび鉄を含有する、たとえば、産地が異なる鉱山から入手したNo1、No2の2種類の酸化鉱石102を、例えば振動振るいのような簡単な装置で、オーバーサイズとアンダーサイズとに分級し、アンダーサイズは用水107を用いてスラリー鉱石104とし、オーバーサイズは、例えばボールミルなどのような装置により粉砕品103とする。振動ふるいなどによる分級のサイズは、特にこだわらないが、工程安定性向上の観点から、たとえば、0.5mm以上2mm以下の振るい目などを用いることができる。
Step a: Classification step For example, two types of oxide ores 102 containing nickel, cobalt, magnesium and iron, for example, No1 and No2 obtained from mines with different production areas, are oversized with a simple device such as vibration shaker. The undersize is made into a slurry ore 104 using water 107, and the oversize is made into a pulverized product 103 by using a device such as a ball mill. The size of classification using a vibration sieve or the like is not particularly limited, but from the viewpoint of improving process stability, for example, a screen having a size of 0.5 mm or more and 2 mm or less can be used.

また、この酸化鉱石を0.5mm以上2mm以下程度のふるいで分級すると、アンダーサイズでは鉄含有量が高くなり、マグネシウム含有量が低くなる傾向を示し、反対にオーバーサイズでは鉄含有量が低くなり、マグネシウム含有量が高くなる傾向を示す。   Moreover, when this oxide ore is classified with a sieve of 0.5 mm or more and 2 mm or less, the iron content tends to be high in the undersize and the magnesium content tends to be low. On the contrary, the iron content is low in the oversize. The magnesium content tends to be high.

用水107としては、通常用いられる、河川水、地下水の使用はもちろんのこと、海水を使用することができる。また、海水を淡水化する装置により得られた高濃度の海水を使用することもできる。海水中の塩化ナトリウムの濃度は3.5重量%程度であり、上記の濃縮された高濃度海水中の塩化ナトリウムの濃度は、たとえば、4重量%以上5.3重量%以下であり、また、5重量%以上5.3重量%以下とすることができる。ここで、本実施形態に係る方法を採用するにあたり、コストなどの経済性を考慮すると、鉱山元で実施する場合があり得る。ここで、鉱山がある地域の地域性を考慮すると、必ずしも河川水、地下水等の用水を十分確保することが容易ではない場合もあり得るからである。また、用水107として海水を使用することにより、海水中に含まれるナトリウム塩を用いて、後工程である浸出工程および反応工程において、酸化鉱石から浸出された鉄の、浸出液中や反応液中における残存量を制御することができるという効果を得ることができる。また、淡水化装置を用いた場合には、得られた淡水を飲料水等の生活用水やニッケルおよびコバルトの製造プロセスに用いる工業用水等に用いることができるという効果を得ることができる。   As the irrigation water 107, seawater can be used as well as river water and groundwater, which are usually used. Moreover, the high concentration seawater obtained with the apparatus which desalinates seawater can also be used. The concentration of sodium chloride in sea water is about 3.5% by weight, and the concentration of sodium chloride in the concentrated high-concentration sea water is, for example, 4% by weight to 5.3% by weight, It can be 5 wt% or more and 5.3 wt% or less. Here, in adopting the method according to the present embodiment, in consideration of economics such as cost, it may be performed at the mine source. This is because it may not always be easy to secure sufficient water such as river water and groundwater in consideration of the regional characteristics of the mine area. In addition, by using seawater as the irrigation water 107, in the leaching step and the reaction step, which are the subsequent steps, using the sodium salt contained in the seawater, the iron leached from the oxide ore in the leachate and in the reaction solution The effect that the remaining amount can be controlled can be obtained. Moreover, when a desalination apparatus is used, the effect that the obtained fresh water can be used for domestic water, such as drinking water, industrial water used for the manufacturing process of nickel and cobalt, etc. can be acquired.

工程b:浸出工程
工程aで得られたスラリー鉱石104は、たとえば、常圧のもと、90℃以上100℃以下の温度で、硫酸105を加えて浸出されることにより、ニッケル、コバルト、マグネシウムおよび鉄を含む硫酸浸出液108と浸出残渣109が得られる。
Step b: Leaching step The slurry ore 104 obtained in step a is leached by adding sulfuric acid 105 at a temperature not lower than 90 ° C. and not higher than 100 ° C. under normal pressure, for example, nickel, cobalt, magnesium. And the sulfuric acid leaching solution 108 containing iron and the leaching residue 109 are obtained.

浸出温度を90℃以上とすることにより、スラリー鉱石104中のニッケルおよびコバルトの浸出速度を向上させることができる。これにより、スラリー鉱石104中に含まれるニッケルおよびコバルトの浸出時間を短縮することができる。あわせて、ニッケルおよびコバルトの浸出率を上昇させることができる。また、100℃以下の温度でスラリー鉱石104に含まれるニッケルおよびコバルトを浸出することにより、水の沸点以下の温度でニッケルおよびコバルトの浸出を行うことができる。そのため、ニッケルおよびコバルトの浸出に用いる装置の浸出容器を加圧しなくてよい。したがって、設備コストの上昇を抑制することができる。   By setting the leaching temperature to 90 ° C. or higher, the leaching rate of nickel and cobalt in the slurry ore 104 can be improved. Thereby, the leaching time of nickel and cobalt contained in the slurry ore 104 can be shortened. In addition, the leaching rate of nickel and cobalt can be increased. Further, by leaching nickel and cobalt contained in the slurry ore 104 at a temperature of 100 ° C. or lower, the leaching of nickel and cobalt can be performed at a temperature lower than the boiling point of water. Therefore, it is not necessary to pressurize the leaching container of the apparatus used for leaching nickel and cobalt. Therefore, an increase in equipment cost can be suppressed.

なお、浸出温度は90℃以上としたが、たとえば70℃以上の範囲で適宜温度を選択してもよい。また、100℃超過のもとでスラリー鉱石104中のニッケルおよびコバルトを浸出させてもよい。また、常圧以外の圧力条件のもとで、スラリー鉱石104中のニッケルおよびコバルトを浸出させてもよい。   Although the leaching temperature is 90 ° C. or higher, the temperature may be appropriately selected within a range of 70 ° C. or higher, for example. Further, the nickel and cobalt in the slurry ore 104 may be leached under exceeding 100 ° C. In addition, nickel and cobalt in the slurry ore 104 may be leached under pressure conditions other than normal pressure.

硫酸添加量は、酸化鉱石102の使用量に対して、0.5倍重量以上0.8倍重量以下(50重量%以上80重量%以下)とすることができる。硫酸を0.5倍重量(50重量%)以上添加することにより、ニッケルおよびコバルトの浸出を十分に行うことができる。また、硫酸の添加量が0.8倍重量(80重量%)付近において、ニッケルおよびコバルトの浸出率が平衡状態となる。このため、硫酸の添加量を0.8倍重量(80重量%)以下とすることにより、過剰な硫酸(フリー硫酸)の発生量を抑制することができる。したがって、酸化鉱石からのニッケルおよびコバルトの浸出率を維持しつつ、ニッケルおよびコバルトの回収コストの上昇を抑制することができる。   The amount of sulfuric acid added can be 0.5 times or more and 0.8 times or less (50% or more and 80% or less) by weight of the oxide ore 102 used. By adding 0.5 times the weight (50% by weight) or more of sulfuric acid, leaching of nickel and cobalt can be sufficiently performed. Further, when the addition amount of sulfuric acid is around 0.8 times weight (80% by weight), the leaching rates of nickel and cobalt are in an equilibrium state. For this reason, the generation amount of an excess sulfuric acid (free sulfuric acid) can be suppressed by making the addition amount of a sulfuric acid into 0.8 times weight (80 weight%) or less. Therefore, an increase in nickel and cobalt recovery costs can be suppressed while maintaining the leaching rate of nickel and cobalt from the oxide ore.

また、工程bにおいて、分級工程において分級したアンダーサイズの鉱石を使用する理由は以下のとおりである。すなわち、アンダーサイズの鉱石は、オーバーサイズ鉱石の粉砕品103に比べて、酸化鉱石中のニッケルおよびコバルトが浸出されにくい。また、オーバーサイズ鉱石の粉砕品103は、アンダーサイズの鉱石と比較して、マグネシウムの含有率が高いため、浸出に用いるフリー硫酸を消費してしまう可能性がある。そのため、まず過剰な硫酸を用いることにより、酸化鉱石中のニッケルおよびコバルトを、より多く浸出させることによって、ニッケルおよびコバルトの回収率の向上を図るためである。   Moreover, in the process b, the reason for using the undersized ore classified in the classification process is as follows. That is, in the undersized ore, nickel and cobalt in the oxidized ore are less likely to be leached than the pulverized product 103 of the oversized ore. Moreover, since the oversized ore pulverized product 103 has a higher magnesium content than the undersized ore, the free sulfuric acid used for leaching may be consumed. Therefore, the recovery rate of nickel and cobalt is improved by first leaching more nickel and cobalt in the oxide ore by using excess sulfuric acid.

工程aで、用水107に河川水、地下水を使用する場合は、工程bにおいて、たとえば、硫酸ナトリウムや塩化ナトリウムなどのようなナトリウム塩106を加える。これにより、ナトリウム塩106によるナトリウムの添加量は、酸化鉱石102の使用量に対して、0.01倍重量以上0.05倍重量以下(1重量%以上5重量%以下)程度とすることができる。一方、用水107に海水を使用する場合は、海水中にナトリウムが10g/l程度含有されているため、ナトリウム塩を改めて加えなくてもよい。そのため、酸化鉱石からのニッケルおよびコバルトの浸出率を維持しつつ、ニッケルおよびコバルトの回収コストの上昇をさらに抑制することができる。   When river water or groundwater is used as the water 107 in step a, a sodium salt 106 such as sodium sulfate or sodium chloride is added in step b. As a result, the amount of sodium added by the sodium salt 106 should be about 0.01 to 0.05 times the weight (1 to 5% by weight) relative to the amount of oxide ore 102 used. it can. On the other hand, when seawater is used as the irrigation water 107, sodium is not contained in the seawater because it contains about 10 g / l of sodium. Therefore, it is possible to further suppress an increase in nickel and cobalt recovery costs while maintaining the leaching rate of nickel and cobalt from the oxide ore.

ここで、ナトリウム添加量が、0.01倍重量(1重量%)以上であることにより、酸化鉱石から浸出された鉄が、硫酸浸出液108中の硫酸ナトリウムと反応することにより、硫酸浸出液108中の鉄の濃度を減少させることができる。   Here, when the amount of sodium added is 0.01 times weight (1% by weight) or more, the iron leached from the oxide ore reacts with the sodium sulfate in the sulfuric acid leachate 108, whereby the sulfuric acid leachate 108 contains The iron concentration can be reduced.

ナトリウムにより、硫酸浸出液中の鉄の濃度が制御される理由は、下記化学反応式(1)〜(3)によるものと考えられる。   The reason why the concentration of iron in the sulfuric acid leachate is controlled by sodium is considered to be due to the following chemical reaction formulas (1) to (3).

FeO(OH)・(酸化鉱石)+3/2HSO = 1/2Fe(SO・(液)+2HO (1) FeO (OH) · (oxide ore) + 3 / 2H 2 SO 4 = 1 / 2Fe 2 (SO 4 ) 3 · (liquid) + 2H 2 O (1)

Fe(SO・(液)+1/3NaSO+4HO=2/3NaFe(SO(OH)・(固体)+2HSO (2) Fe 2 (SO 4 ) 3 · (Liquid) + 1 / 3Na 2 SO 4 + 4H 2 O = 2 / 3NaFe 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 · (solid) + 2H 2 SO 4 (2)

Fe(SO・(液)+2/3NaCl+4HO=2/3NaFe(SO(OH)・(固体)+2/3HCl+5/3HSO (3) Fe 2 (SO 4 ) 3 · (Liquid) + 2 / 3NaCl + 4H 2 O = 2 / 3NaFe 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 · (Solid) + 2 / 3HCl + 5 / 3H 2 SO 4 (3)

すなわち、酸化鉱石中の鉄は過剰な硫酸により浸出されるが、硫酸浸出液中のナトリウムと化合することによりナトロジャロサイトが生成され、浸出された鉄の一部が沈殿する。そのため、酸化鉱石から浸出された鉄が浸出液中に含まれることによって、次工程である反応工程に持ち込まれる量が低減される。ゆえに、反応工程において、ナトロジャロサイトとして十分に沈殿除去させることができる。したがって、反応工程の次工程である中和工程において、中和液中の鉄を沈殿させるコストの上昇を抑制することができる。この結果、酸化鉱石からニッケルおよびコバルトを回収するコストの上昇を抑制することができる。   That is, iron in the oxide ore is leached with excess sulfuric acid, but natrojarosite is generated by combining with sodium in the sulfuric acid leaching solution, and a part of the leached iron is precipitated. Therefore, when the iron leached from the oxide ore is contained in the leachate, the amount brought into the reaction process, which is the next process, is reduced. Therefore, in the reaction step, the precipitate can be sufficiently removed as natrojarosite. Therefore, in the neutralization process which is the next process of the reaction process, it is possible to suppress an increase in cost for precipitating iron in the neutralized solution. As a result, an increase in cost for recovering nickel and cobalt from the oxide ore can be suppressed.

また、ナトリウム添加量が、0.05倍重量(5重量%)付近において、ナトロジャロサイトの生成率および沈殿率が平衡状態となる。このため、ナトリウムの添加量を0.05倍重量以下とすることにより、過剰なナトリウムの添加を抑制することができ、酸化鉱石から、ニッケルおよびコバルトを回収するコストの上昇を抑制することができる。   Further, when the sodium addition amount is around 0.05 times the weight (5% by weight), the formation rate and the precipitation rate of natrojarosite are in an equilibrium state. For this reason, by making the addition amount of sodium 0.05 times weight or less, addition of excess sodium can be suppressed, and an increase in cost for recovering nickel and cobalt from oxide ore can be suppressed. .

浸出時間は、たとえば、1時間以上10時間以下とすることができ、好ましくは、3時間以上6時間以下とすることができる。ここで、浸出工程に必要な設備は、たとえば、一般的に使用されているような攪拌機付の容器などで十分であり、その材質も、たとえば、ステンレスあるいは鋼材にゴムライニングしたものなどが用いられる。そのため、高温高圧による加圧浸出で使用する、たとえば、チタンライニングのオートクレーブのような高価な設備を用いることなく、酸化鉱石102からニッケルおよびコバルトを浸出させることができる。したがって、ニッケルおよびコバルトの回収に要するコストの上昇を抑制することができる。   The leaching time can be, for example, 1 hour or more and 10 hours or less, preferably 3 hours or more and 6 hours or less. Here, the equipment necessary for the leaching process is, for example, a container with a stirrer that is generally used, and the material thereof is, for example, stainless steel or a steel-lined material. . Therefore, nickel and cobalt can be leached from the oxidized ore 102 without using expensive equipment such as a titanium-lined autoclave, which is used in pressure leaching at high temperature and pressure. Therefore, an increase in cost required for recovery of nickel and cobalt can be suppressed.

工程c:反応工程
工程bで得られた硫酸浸出液108および浸出残渣109と、工程aで得られたオーバーサイズ鉱石の粉砕品103とを、たとえば、大気圧のもとで、90℃以上100℃以下の温度で、後述する式(4)〜(7)に基づいて反応させる。後述する反応式に基づき、ニッケル、コバルト、マグネシウムおよび少量の鉄を含む反応液110と反応残渣111とが得られる。
Step c: Reaction step The sulfuric acid leachate 108 and leach residue 109 obtained in step b and the oversized ore pulverized product 103 obtained in step a are, for example, 90 ° C. or higher and 100 ° C. under atmospheric pressure. The reaction is carried out at the following temperature based on the formulas (4) to (7) described later. Based on the reaction formula described later, a reaction liquid 110 containing nickel, cobalt, magnesium and a small amount of iron and a reaction residue 111 are obtained.

粉砕品103の添加方法は、そのまま固体で加えてもよいし、用水を用いてスラリーとして加えてもよい。本工程の用水は、河川水、地下水または海水のいずれを使用してもよい。また、これらの用水に硫酸ナトリウム、塩化ナトリウムのようなナトリウム塩106を加えて使用しても良い。また、淡水化装置により得られた高濃度海水を使用してもよい。高濃度海水中の塩化ナトリウムの濃度は、たとえば、4重量%以上5.3重量%以下であり、また、5重量%以上5.3重量%以下とすることができる。   The addition method of the pulverized product 103 may be added as a solid as it is, or may be added as a slurry using water. The water used in this step may be any of river water, groundwater, and seawater. Further, a sodium salt 106 such as sodium sulfate or sodium chloride may be added to these waters for use. Moreover, you may use the high concentration seawater obtained by the desalination apparatus. The concentration of sodium chloride in the high-concentration seawater is, for example, 4 wt% or more and 5.3 wt% or less, and can be 5 wt% or more and 5.3 wt% or less.

ここで、反応温度が90℃以上であることにより、粉砕品103に含有されるニッケルおよびコバルトの浸出率を向上させることができる。また、工程bで浸出させた鉄をナトロジャロサイトとして沈殿除去する効率を向上させることができる。また、100℃以下の温度で反応させることにより、水の沸点以下の温度で、後述する化学式に基づく反応をさせることができる。このため、上記反応に用いる装置の反応容器を加圧しなくてもよい。したがって、設備コストの上昇を抑制することができる。   Here, when the reaction temperature is 90 ° C. or higher, the leaching rate of nickel and cobalt contained in the pulverized product 103 can be improved. In addition, the efficiency of precipitation removal of the iron leached in step b as natrojarosite can be improved. Moreover, by making it react at the temperature of 100 degrees C or less, reaction based on the chemical formula mentioned later can be made at the temperature below the boiling point of water. For this reason, it is not necessary to pressurize the reaction container of the apparatus used for the said reaction. Therefore, an increase in equipment cost can be suppressed.

ここで、反応温度が90℃未満または100℃超過のもとで後述する化学式に基づく反応をさせてもよい。また、大気圧以外の圧力条件のもとで、後述する化学式に基づく反応をさせてもよい。   Here, a reaction based on the chemical formula described below may be performed under a reaction temperature of less than 90 ° C. or more than 100 ° C. Moreover, you may make it react based on the chemical formula mentioned later under pressure conditions other than atmospheric pressure.

本実施形態においては、工程bにおける硫酸浸出液108の鉄濃度は30g/l〜90g/lであり、フリー硫酸は30g/l以上含有されているが、フリー硫酸と粉砕品103に含まれるマグネシウムとが反応することにより、反応前の硫酸浸出液108と比較して、鉄濃度は1/10以下、フリー硫酸も1/3以下に低下する。   In this embodiment, the iron concentration of the sulfuric acid leachate 108 in step b is 30 g / l to 90 g / l, and free sulfuric acid is contained in an amount of 30 g / l or more. As a result of the reaction, the iron concentration is reduced to 1/10 or less and the free sulfuric acid is reduced to 1/3 or less as compared with the sulfuric acid leachate 108 before the reaction.

この理由は、以下の化学反応式(4)〜(7)によるものと考えられる。   This reason is considered to be due to the following chemical reaction formulas (4) to (7).

SO(フリー硫酸)+MgO(酸化鉱石)=MgSO(液)+HO (4) H 2 SO 4 (free sulfuric acid) + MgO (oxide ore) = MgSO 4 (liquid) + H 2 O (4)

Fe(SO・(液)+1/3NaSO+4HO=2/3NaFe(SO(OH)・(固体)+2HSO (5) Fe 2 (SO 4 ) 3 · (Liquid) + 1 / 3Na 2 SO 4 + 4H 2 O = 2 / 3NaFe 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 · (solid) + 2H 2 SO 4 (5)

Fe(SO・(液)+2/3NaCl+4HO=2/3NaFe(SO(OH)・(固体)+2/3HCl+5/3HSO (6) Fe 2 (SO 4 ) 3 · (Liquid) +2/3 NaCl + 4H 2 O = 2 / 3NaFe 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 · (Solid) + 2 / 3HCl + 5 / 3H 2 SO 4 (6)

Fe(SO・(液)+4HO = 2FeO(OH)・(固体)+3HSO (7) Fe 2 (SO 4) 3 · ( liquid) + 4H 2 O = 2FeO ( OH) · ( solid) + 3H 2 SO 4 (7 )

すなわち、式(4)によって、硫酸浸出液108中のフリー硫酸と粉砕品103に含まれるマグネシウムとが反応し、フリー硫酸の量が減少することによって、液中のpHが上昇する。このため、液中のpHの上昇にともない、式(5)〜(7)により、ナトロジャロサイトとゲーサイトが生成し、鉄が沈殿する。   That is, according to the equation (4), the free sulfuric acid in the sulfuric acid leachate 108 reacts with the magnesium contained in the pulverized product 103, and the amount of free sulfuric acid decreases, thereby increasing the pH in the liquid. For this reason, as the pH in the liquid increases, natrojarosite and goethite are generated and iron precipitates according to formulas (5) to (7).

酸化鉱石102に鉄とマグネシウムが含まれていることにより、より効率良く上記反応を起こさせることができる。たとえば、マグネシウム/鉄の成分比が0.125以上においては、酸化鉱石102に含有される鉄の量が比較的少ないため、式(1)により、浸出工程において酸化鉱石から浸出される鉄の量が比較的少なくなる。そのため、反応液中の鉄濃度も低くさせることができる。また、酸化鉱石102に含有されるマグネシウムの量が比較的多いため、硫酸浸出液108から反応工程に持ち込まれるフリー硫酸と反応するマグネシウムの量が比較的多くなる。このため、式(4)の反応により、マグネシウムを用いて、硫酸浸出液108中のフリー硫酸を十分に消費することができる。   When the oxide ore 102 contains iron and magnesium, the above reaction can be caused more efficiently. For example, when the magnesium / iron component ratio is 0.125 or more, the amount of iron contained in the oxidized ore 102 is relatively small. Therefore, the amount of iron leached from the oxidized ore in the leaching step according to the equation (1). Is relatively low. Therefore, the iron concentration in the reaction solution can also be lowered. Further, since the amount of magnesium contained in the oxide ore 102 is relatively large, the amount of magnesium that reacts with free sulfuric acid brought into the reaction process from the sulfuric acid leachate 108 becomes relatively large. For this reason, the free sulfuric acid in the sulfuric acid leachate 108 can be sufficiently consumed using magnesium by the reaction of the formula (4).

上述したように、酸化鉱石102中に鉄とマグネシウムが含有されることにより、式(5)〜(7)による鉄の沈殿を十分に行うことができ、反応液110中に残存する鉄の濃度を減少させることができる。このため、反応液110中に残存し、中和工程に持ち込まれる鉄の量が減少する。したがって、中和工程において、鉄を沈殿させるために要するコストの上昇を抑制することができる。この結果、ニッケルおよびコバルトの回収に要するコストの上昇を抑制することができる。   As described above, by containing iron and magnesium in the oxide ore 102, it is possible to sufficiently precipitate iron according to the formulas (5) to (7), and the concentration of iron remaining in the reaction solution 110. Can be reduced. For this reason, the amount of iron remaining in the reaction solution 110 and brought into the neutralization step is reduced. Therefore, an increase in cost required to precipitate iron in the neutralization step can be suppressed. As a result, an increase in cost required for recovering nickel and cobalt can be suppressed.

なお、マグネシウム/鉄の成分比には上限はなく、たとえば、0.75以上であっても問題ない。なお、本実施形態において使用する酸化鉱石102は、鉄を20重量%以上50重量%以下、マグネシウムを2.5重量%以上15重量%以下含有するリモナイト鉱石であることから、マグネシウム/鉄の成分比は0.75以上とはならない。   Note that there is no upper limit to the magnesium / iron component ratio. The oxide ore 102 used in this embodiment is a limonite ore containing 20 wt% or more and 50 wt% or less of iron and 2.5 wt% or more and 15 wt% or less of magnesium. The ratio will not be greater than 0.75.

また、工程cでオーバーサイズの粉砕品103を使用する理由は、オーバーサイズの粉砕品103は、アンダーサイズよりもマグネシウムの含有量が高いため、式(4)〜(7)の反応が、より効果的に進むからである。反応時間は、たとえば、3時間以上10時間以下とすることができ、好ましくは、4時間以上6時間以下とすることができ、分級前の酸化鉱石を用いた場合よりも短い時間で式(4)〜(7)の反応を終了させることができる。ここで、オーバーサイズの粉砕品103には、ニッケルおよびコバルトが含有されているので、フリー硫酸をマグネシウムと反応させてpHを調整しつつ、粉砕品103中のニッケルおよびコバルトを浸出することによって、ニッケルおよびコバルトの回収率の更なる向上を図ることができる。したがって、ニッケルおよびコバルトの回収に要するコストの上昇を抑制しつつ、ニッケルおよびコバルトの回収率の更なる向上を図ることができる。なお、マグネシウムを用いたフリー硫酸の消費は、後述する工程dでも行われるが、工程cで行うことも有意義である。   The reason why the oversized pulverized product 103 is used in the step c is that the oversized pulverized product 103 has a higher magnesium content than the undersize, and therefore the reactions of the formulas (4) to (7) are more This is because it proceeds effectively. The reaction time can be, for example, 3 hours or more and 10 hours or less, preferably 4 hours or more and 6 hours or less, and the reaction time is shorter than when using the oxidized ore before classification (4 ) To (7) can be terminated. Here, since the oversized pulverized product 103 contains nickel and cobalt, by leaching the nickel and cobalt in the pulverized product 103 while reacting free sulfuric acid with magnesium and adjusting the pH, The recovery rate of nickel and cobalt can be further improved. Therefore, it is possible to further improve the recovery rate of nickel and cobalt while suppressing an increase in cost required for recovery of nickel and cobalt. In addition, although consumption of the free sulfuric acid using magnesium is performed also in the process d mentioned later, performing in the process c is also meaningful.

ここで、反応工程に必要な設備は、たとえば、一般的に使用されているような攪拌機付の容器などで十分であり、その材質も、たとえば、ステンレスあるいは鋼材にゴムライニングしたものなどで十分である。そのため、高温高圧による反応で使用する、たとえば、チタンライニングのオートクレーブのような高価な設備を用いることなく、本工程の反応をさせることができる。したがって、ニッケルおよびコバルトの回収に要するコストの上昇を抑制することができる。   Here, the equipment necessary for the reaction step is, for example, a container with a stirrer that is generally used, and the material thereof is, for example, a stainless steel or a steel-lined rubber lining. is there. Therefore, the reaction in this step can be performed without using expensive equipment such as a titanium-lined autoclave, which is used in the reaction at high temperature and high pressure. Therefore, an increase in cost required for recovery of nickel and cobalt can be suppressed.

さらに、本工程で、オーバーサイズの粉砕品103と同時に、中和工程で使用するフェロニッケルスラグのうち、比較的ニッケル含有率の高いものを同時に使用してもよい。この場合、反応時の最終pHは3未満となる範囲で用いることができる。pHが3未満であることにより、液中にフリー硫酸が存在することによって、酸化鉱石からのニッケルの浸出効率低下を抑制することができるからである。   Further, in this step, simultaneously with the oversized pulverized product 103, among the ferronickel slag used in the neutralization step, one having a relatively high nickel content may be used at the same time. In this case, the final pH during the reaction can be used within a range of less than 3. This is because, when the pH is less than 3, the presence of free sulfuric acid in the liquid can suppress a decrease in the leaching efficiency of nickel from the oxide ore.

工程d:第一中和工程(予備中和工程)
低Ni高Mg酸化鉱石として乾式製錬に使用することが難しい低Ni品位サプロライト鉱石である酸化鉱石300(表1)を使用して予備中和する。本実施形態においては、酸化鉱石300の使用に際し、全量を粉砕した。粉砕の際の径は2mm以下であることが望ましい。
Step d: First neutralization step (preliminary neutralization step)
Pre-neutralization is performed using oxide ore 300 (Table 1), which is a low Ni grade saprolite ore that is difficult to use in dry smelting as a low Ni high Mg oxide ore. In the present embodiment, when the oxide ore 300 is used, the entire amount is pulverized. The diameter during pulverization is desirably 2 mm or less.

酸化鉱石300の添加は、そのまま固体で加えてもよいし、用水を用いてスラリーとして加えてもよい。用水は、河川水、地下水または海水のいずれでもよい。また、硫酸ナトリウム、塩化ナトリウムのようなナトリウム塩を加えてもよい。また、淡水化装置により得られた高濃度の海水を使用してもよい。高濃度海水中の塩化ナトリウムの濃度は、たとえば、4重量%以上5.3重量%以下であり、また、5重量%以上5.3重量%以下とすることができる。   The addition of the oxidized ore 300 may be added as a solid as it is, or may be added as a slurry using water. The irrigation water may be river water, ground water, or sea water. Further, sodium salts such as sodium sulfate and sodium chloride may be added. Moreover, you may use the high concentration seawater obtained by the desalination apparatus. The concentration of sodium chloride in the high-concentration seawater is, for example, 4 wt% or more and 5.3 wt% or less, and can be 5 wt% or more and 5.3 wt% or less.

たとえば、大気圧(常圧)のもとで、90℃以上100℃以下の温度で、後述する式(4)、(8)〜(10)に基づいて反応させる。後述する反応式に基づき、ニッケル、コバルト、マグネシウムおよび少量の鉄を含む第一中和液302と第一中和残渣304とが得られる。   For example, the reaction is carried out at a temperature of 90 ° C. or higher and 100 ° C. or lower under atmospheric pressure (normal pressure) based on formulas (4) and (8) to (10) described later. Based on the reaction formula described below, a first neutralization liquid 302 and a first neutralization residue 304 containing nickel, cobalt, magnesium and a small amount of iron are obtained.

ここで、中和温度が90℃以上であることにより、酸化鉱石300に含まれるマグネシウムと反応液中のフリー硫酸との反応速度を早めることができる。また、有効に中和反応を発生させることができる。また、100℃以下の温度で中和させることにより、水の沸点以下の温度で、後述する化学式に基づく中和反応をさせることができる。このため、上記中和反応に用いる装置の反応容器を加圧しなくてもよい。したがって、設備コストの上昇を抑制することができる。   Here, when the neutralization temperature is 90 ° C. or higher, the reaction rate between magnesium contained in the oxide ore 300 and free sulfuric acid in the reaction solution can be increased. Moreover, the neutralization reaction can be effectively generated. Moreover, the neutralization reaction based on the chemical formula mentioned later can be made at the temperature below the boiling point of water by neutralizing at the temperature of 100 degrees C or less. For this reason, it is not necessary to pressurize the reaction container of the apparatus used for the said neutralization reaction. Therefore, an increase in equipment cost can be suppressed.

ここで、浸出温度が90℃未満または100℃超過のもとで後述する化学式に基づく反応をさせてもよい。また、大気圧以外の圧力条件のもとで、後述する化学式に基づく反応をさせてもよい。   Here, a reaction based on the chemical formula described below may be performed under a leaching temperature of less than 90 ° C or more than 100 ° C. Moreover, you may make it react based on the chemical formula mentioned later under pressure conditions other than atmospheric pressure.

第一中和工程における中和反応時間は、たとえば、1時間以上8時間以下とすることができ、好ましくは、2時間以上4時間以下とすることができる。こうすることにより、中和反応が平衡状態となる。   The neutralization reaction time in the first neutralization step can be, for example, 1 hour or more and 8 hours or less, and preferably 2 hours or more and 4 hours or less. By doing so, the neutralization reaction is in an equilibrium state.

第一中和工程ではpH調整は実施しなくてもよい。本工程は、低Ni品位サプロライト鉱石中のマグネシウムと液中のフリー硫酸との反応であり、ニッケルが共沈する範囲のpHまでは上昇しないからである。   The pH adjustment may not be performed in the first neutralization step. This is because this process is a reaction between magnesium in the low Ni grade saprolite ore and free sulfuric acid in the liquid, and does not increase to a pH in the range where nickel is co-precipitated.

本工程の反応は以下の反応式(4)、(8)〜(10)による。   The reaction in this step is based on the following reaction formulas (4) and (8) to (10).

SO(フリー硫酸)+MgO(酸化鉱石)=MgSO(液)+HO (4) H 2 SO 4 (free sulfuric acid) + MgO (oxide ore) = MgSO 4 (liquid) + H 2 O (4)

2HSO(フリー硫酸)+NiO(酸化鉱石)+MgO(酸化鉱石)= NiSO(液)+MgSO(液)+2HO (8) 2H 2 SO 4 (free sulfuric acid) + NiO (oxide ore) + MgO (oxide ore) = NiSO 4 (liquid) + MgSO 4 (liquid) + 2H 2 O (8)

Fe(SO(液)+3MgO(酸化鉱石)+HO=2FeO(OH)(固体)+3MgSO(固体) (9) Fe 2 (SO 4 ) 3 (liquid) + 3MgO (oxide ore) + H 2 O = 2FeO (OH) (solid) + 3MgSO 4 (solid) (9)

Fe(SO(液)+2/3NaCl+7/3MgO(酸化鉱石)+2HO=2/3NaFe(SO(OH)(固体)+2/3MgCl(液)+5/3MgSO(液)+1/6O (10) Fe 3 (SO 4 ) 3 (Liquid) +2/3 NaCl + 7 / 3MgO (Oxide Ore) + 2H 2 O = 2 / 3NaFe 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 (Solid) +2/3 MgCl (Liquid) + 5 / 3MgSO 4 ( Liquid) + 1/6 O 2 (10)

反応式(4)、(8)に示すように、反応工程においてまだ多く存在するフリー硫酸と酸化鉱石300中のMgOおよびNiOとが反応し、フリー硫酸を消費すると同時にNiO中のニッケルが硫酸Niとして回収される。この場合、反応物としてMgSO、NiSOはともに液体であり、固形物を生成しない。 As shown in the reaction formulas (4) and (8), free sulfuric acid still present in the reaction step reacts with MgO and NiO in the oxide ore 300 to consume free sulfuric acid and at the same time nickel in NiO becomes Ni sulfate. As recovered. In this case, MgSO 4 and NiSO 4 are both liquids as reactants and do not produce a solid.

反応式(4)の中和反応は酸化鉱石300を構成する複合酸化物が有する結晶構造によって、反応が穏やかに進行するため、徐々にフリー硫酸が消費される。酸化鉱石300を構成する複合酸化物としては、たとえば、MgO・SiOとFeO(OH)の複合酸化物、MgO・SiOとFeの複合酸化物などが挙げられる。それに伴って反応式(9)、(10)によって、液中のFeがゲーサイトFeO(OH)あるいはナトロジャロサイトNaFe(SO(OH)として沈殿し、中和残渣物として除去され、後工程である固液分離工程(工程f)におけるシックナー等での第二中和液113と第二中和残渣114との分離性が改善される。その理由としては、反応が穏やかに進行した中和残渣物は結晶性がよく、粒子径が大きいと推察されるからである。なお、反応式(4)の中和反応は、工程cでも行うが、本工程でも行うことによって、第二中和液113と第二中和残渣114との分離性が、より向上する。 In the neutralization reaction of the reaction formula (4), the reaction proceeds gently due to the crystal structure of the composite oxide constituting the oxide ore 300, so that free sulfuric acid is gradually consumed. Examples of the composite oxide constituting the oxide ore 300 include a composite oxide of MgO.SiO 2 and FeO (OH), a composite oxide of MgO.SiO 2 and Fe 2 O 3 , and the like. Accordingly, Fe in the liquid is precipitated as goethite FeO (OH) or natrojarosite NaFe 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 according to reaction formulas (9) and (10), and removed as a neutralization residue. In addition, the separability between the second neutralized liquid 113 and the second neutralized residue 114 in the thickener or the like in the solid-liquid separation process (process f), which is a subsequent process, is improved. This is because the neutralized residue in which the reaction has progressed gently has good crystallinity and is assumed to have a large particle size. In addition, although the neutralization reaction of Reaction formula (4) is performed also in the step c, the separation between the second neutralization solution 113 and the second neutralization residue 114 is further improved by performing the neutralization reaction in this step as well.

また、上記の穏やかな反応条件のもとでは、固液分離性の向上を妨げるFe(OH)のような微細粒子またはゲル状物質の生成が抑制される。 In addition, under the above mild reaction conditions, the generation of fine particles or gel-like substances such as Fe (OH) 3 that hinders the improvement of solid-liquid separation properties is suppressed.

以上のように、本工程では、酸化鉱石300(低Ni品位サプロライト鉱石)中のマグネシウムを中和剤として利用することにより、反応液110中のニッケルとコバルトとを共沈させることなく、反応液中のフリー硫酸と鉄とを中和除去することができる。このようにして得られた第一中和液302中のpHは、たとえば、1以上4以下の範囲となり、好ましくは1.5以上2.5以下の範囲となる。また、鉄濃度は5g/l以下となる。第一中和液302のpHを1以上4以下の範囲とすることによって、より効率的に分離性に優れた残渣を生成することができ、pHを1.5以上2.5以下の範囲とすることによって、より一層効率的に分離性に優れた残渣を生成することができる。したがって、次工程の第二中和工程(工程e)による中和操業負荷が低減し、中和剤112の使用量を減少させることができる。また、ニッケルとコバルトとの共沈率を減少させることができる。   As described above, in this step, by using magnesium in the oxide ore 300 (low Ni grade saprolite ore) as a neutralizing agent, the reaction solution can be obtained without coprecipitation of nickel and cobalt in the reaction solution 110. It is possible to neutralize and remove free sulfuric acid and iron. The pH in the first neutralized liquid 302 thus obtained is, for example, in the range of 1 to 4 and preferably in the range of 1.5 to 2.5. Further, the iron concentration is 5 g / l or less. By setting the pH of the first neutralization liquid 302 in the range of 1 or more and 4 or less, it is possible to more efficiently produce a residue having excellent separability, and the pH is in the range of 1.5 or more and 2.5 or less. By doing so, it is possible to more efficiently produce a residue having excellent separability. Therefore, the neutralization operation load by the 2nd neutralization process (process e) of the following process can be reduced, and the usage-amount of the neutralizing agent 112 can be reduced. Moreover, the coprecipitation rate of nickel and cobalt can be reduced.

さらに、酸化鉱石300中のニッケルを中和液中のpH範囲において、硫酸ニッケルとして回収することができる。   Furthermore, nickel in the oxide ore 300 can be recovered as nickel sulfate in the pH range of the neutralizing solution.

工程e: 第二中和工程
工程dで得られた第一中和液302と第一中和残渣304と中和剤112とを使用して中和反応させることによって、たとえば、pHを2以上6以下とすることができ、好ましくは、pHを2.5以上5以下の範囲とすることができる。このことにより、鉄濃度が1g/l以下であるニッケル、コバルト、マグネシウムを含む第二中和液113と第二中和残渣114とが得られる。ここで、pHが2以上であることにより、鉄の沈殿を十分にすることができ、pHが6以下であることにより、ニッケルおよびコバルトの共沈を抑制しつつ、鉄のほとんどが沈殿除去される。したがって、ニッケルおよびコバルトの回収率を向上させることができる。
Step e: Second neutralization step By performing a neutralization reaction using the first neutralization liquid 302, the first neutralization residue 304, and the neutralizing agent 112 obtained in step d, for example, the pH is 2 or more. 6 or less, preferably, the pH can be in the range of 2.5 to 5. Thereby, the second neutralization liquid 113 and the second neutralization residue 114 containing nickel, cobalt, and magnesium having an iron concentration of 1 g / l or less are obtained. Here, when the pH is 2 or more, iron can be sufficiently precipitated, and when the pH is 6 or less, most of iron is precipitated and removed while suppressing the coprecipitation of nickel and cobalt. The Therefore, the recovery rate of nickel and cobalt can be improved.

ここで、本工程における圧力には特に制限はなく、たとえば、大気圧のもとで、第一中和液302と第一中和残渣304と中和剤112を使用して中和反応をさせてもよいし、大気圧以外の圧力条件のもとで中和反応をさせることもできる。   Here, the pressure in this step is not particularly limited. For example, the neutralization reaction is performed using the first neutralization liquid 302, the first neutralization residue 304, and the neutralizing agent 112 under atmospheric pressure. Alternatively, the neutralization reaction may be performed under a pressure condition other than atmospheric pressure.

中和剤112としては、一般的によく使用されている、アルカリ金属の水酸化物である水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど、アルカリ金属の炭酸化物である炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなど、アルカリ土類金属の水酸化物である水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなど、アルカリ土類金属の酸化物である酸化カルシウム、酸化マグネシウムなど、アルカリ土類金属の炭酸化物である炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどを使用することができる。また、表1に示すフェロニッケルスラグを使用することもできる。また、上記した中和剤を、1種類で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。   As the neutralizing agent 112, alkaline earths such as sodium hydroxide and potassium carbonate, which are alkali metal hydroxides, such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, which are commonly used, are commonly used. Use metal hydroxides such as calcium hydroxide and magnesium hydroxide, alkaline earth metal oxides such as calcium oxide and magnesium oxide, and alkaline earth metal carbonates such as calcium carbonate and magnesium carbonate be able to. Moreover, the ferronickel slag shown in Table 1 can also be used. Moreover, the above-mentioned neutralizing agent may be used by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for it.

フェロニッケルスラグとは、ニッケルが2重量%以上含有されているマグネシウムを含む鉱石を用いて、乾式製錬法によりフェロニッケルを製造する際に発生するマグネシウムを含むスラグのことをさす。乾式製錬法におけるフェロニッケルスラグの発生量は、ニッケル1に対して、30倍重量〜35倍重量程度になるが、有効利用されているのはその一部である。   The ferronickel slag refers to a slag containing magnesium generated when ferronickel is produced by a dry smelting method using an ore containing magnesium containing 2 wt% or more of nickel. The amount of ferronickel slag generated in the dry smelting method is about 30 times to 35 times the weight of nickel 1, but only a part is effectively used.

中和剤112として、たとえば、マグネシウムを含むフェロニッケルスラグを用いることにより、フェロニッケルスラグに含まれるマグネシウムを中和剤として有効利用することができつつ、第一中和液302と第一中和残渣304とを中和することができる。したがって、資源を有効活用するとともに、ニッケルおよびコバルトの回収コストの上昇を抑制することができる。   For example, by using ferronickel slag containing magnesium as the neutralizer 112, the magnesium contained in the ferronickel slag can be effectively used as a neutralizer, and the first neutralization liquid 302 and the first neutralization are used. The residue 304 can be neutralized. Therefore, it is possible to effectively use resources and suppress an increase in nickel and cobalt recovery costs.

また、中和剤112としては、第一中和液302と第一中和残渣304を中和させることができれば、フェロニッケルスラグ以外の、たとえば、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどを用いてもよい。   Moreover, as the neutralizing agent 112, if the 1st neutralization liquid 302 and the 1st neutralization residue 304 can be neutralized, other than ferronickel slag, for example, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium oxide, oxidation Magnesium, calcium carbonate, magnesium carbonate and the like may be used.

前工程である第一中和工程において低Ni品位サプロライト鉱石を用いて反応液110を中和していることによって、第一中和液302中のフリー硫酸と鉄濃度が十分に少ない。そのため、中和剤112によって沈殿するゲル状や微粒子状の形態となる鉄沈殿物量を減少させることができる。また、中和剤としてカルシウムを使用した場合に発生する石膏の量を減少させることができる。したがって、中和工程の操業において、中和残渣スラリーの粘性が増大に起因する攪拌トラブルの発生を抑制することができ、操業効率を向上させることができる。   By neutralizing the reaction liquid 110 using the low Ni grade saprolite ore in the first neutralization process which is the previous process, the concentration of free sulfuric acid and iron in the first neutralization liquid 302 is sufficiently low. Therefore, the amount of iron precipitates in the form of gel or fine particles precipitated by the neutralizing agent 112 can be reduced. Moreover, the amount of gypsum generated when calcium is used as a neutralizing agent can be reduced. Therefore, in the operation of the neutralization step, it is possible to suppress the occurrence of a stirring trouble due to an increase in the viscosity of the neutralized residue slurry, and it is possible to improve the operation efficiency.

工程f:固液分離工程
工程eで得られた第二中和液113と第二中和残渣114は、凝集剤115が添加されることにより分離される。凝集剤115としては、たとえば、高分子凝集剤などが用いられる。
Step f: Solid-liquid separation step The second neutralization solution 113 and the second neutralization residue 114 obtained in the step e are separated by adding a flocculant 115. As the flocculant 115, for example, a polymer flocculant or the like is used.

この固液分離には、一般的に行われているシックナー方式が採用され、6段以上のシックナーによる向流洗浄方式を用いることができる。これにより、中和液中のニッケルおよびコバルトが、99重量%以上の高歩留まりで、かつ、鉄濃度が1g/l以下と鉄含有量の少ない、ニッケル、コバルト、マグネシウムを含む第二中和液113と第二中和残渣114とに容易に、効率よく固液分離される。   For this solid-liquid separation, a generally used thickener method is employed, and a countercurrent cleaning method using six or more thickeners can be used. Thus, the second neutralization solution containing nickel, cobalt, and magnesium in which the nickel and cobalt in the neutralization solution have a high yield of 99% by weight or more and the iron concentration is 1 g / l or less and the iron content is low. 113 and the second neutralization residue 114 are easily and efficiently separated into solid and liquid.

凝集剤115は、高分子凝集剤以外であっても、第二中和液113と第二中和残渣114とに分離させることができる凝集剤であればよい。   The flocculant 115 may be a flocculant that can be separated into the second neutralization liquid 113 and the second neutralization residue 114, even if it is not a polymer flocculant.

また、6段以上のシックナーによる向流洗浄方式以外の、他の固液分離装置を用いて、第二中和液113と第二中和残渣114とに固液分離してもよい。   Moreover, you may perform solid-liquid separation into the 2nd neutralization liquid 113 and the 2nd neutralization residue 114 using another solid-liquid separation apparatus other than the countercurrent washing system by a six-stage or more thickener.

第一中和工程と第二中和工程において生成された中和残渣物の結晶性がよく、また、粒子径が大きいため固液分離が良好であるため、シックナー下部から排出される中和残渣のスラリー濃度が向上する。そのため、少ない洗浄水の量で、ニッケルおよびコバルトの高い歩留まりを実現することができる。また、シックナーのような固液分離設備の規模を小さくすることができ、設備投資の額を減少させることができる。さらに、中和残渣をスラリーのままテーリングポンドなどに堆積させる場合、中和残渣スラリーが高濃度となっているため、同じ重量の中和残渣スラリーを堆積する際に必要となるテーリングポンドの容積を減少させることができる。また、同じ容積の場合はその寿命を長くすることができる。そのため、設備投資の額を減少させることができる。   The neutralization residue produced in the first neutralization step and the second neutralization step has good crystallinity, and because the solid-liquid separation is good because the particle size is large, the neutralization residue discharged from the lower part of the thickener The slurry concentration is improved. Therefore, a high yield of nickel and cobalt can be realized with a small amount of washing water. In addition, the scale of solid-liquid separation equipment such as thickener can be reduced, and the amount of equipment investment can be reduced. Furthermore, when the neutralization residue is deposited on the tailing pond as a slurry, the neutralization residue slurry has a high concentration. Therefore, the volume of the tailing pond required for depositing the neutralization residue slurry of the same weight is reduced. Can be reduced. Further, in the case of the same volume, the lifetime can be extended. Therefore, the amount of capital investment can be reduced.

また、中和残渣スラリーをフィルタープレスのようなろ過装置を用いて中和残渣物と液体とに分離する場合、固体中に含まれる含水率を少なくすることができる。そのため、中和残渣物のハンドリングが容易となり、たとえば鉱山の堀跡に埋め戻す場合、ショベルやトラック等による運搬が容易となり、作業性を向上させることができる。   Moreover, when isolate | separating a neutralization residue slurry into a neutralization residue and a liquid using filtration apparatus like a filter press, the moisture content contained in solid can be decreased. For this reason, handling of the neutralized residue is facilitated. For example, when it is backfilled in a mine moat, transportation by an excavator or a truck is facilitated, and workability can be improved.

工程g:溶媒抽出工程
図3は、第二中和液113から、モノチオホスフィン酸基を含む有機溶媒134を用いて硫酸ニッケル溶液130と硫酸コバルト溶液132とに分離する溶媒抽出工程を説明するためのフロー図である。本実施形態においては、五段の抽出工程と、二段の逆抽出工程と、一段の洗浄工程とからなる溶媒抽出工程について説明する。ここで、モノチオホスフィン酸基を含む有機溶媒134の化学式を一般式(17)に示す。
Step g: Solvent Extraction Step FIG. 3 illustrates a solvent extraction step for separating the second neutralization solution 113 into a nickel sulfate solution 130 and a cobalt sulfate solution 132 using an organic solvent 134 containing a monothiophosphinic acid group. FIG. In the present embodiment, a solvent extraction process including a five-stage extraction process, a two-stage back extraction process, and a one-stage washing process will be described. Here, the chemical formula of the organic solvent 134 containing a monothiophosphinic acid group is shown in the general formula (17).

PSOH・・・(17) R 1 R 2 PSOH (17)

式(17)中、R、Rは、それぞれ独立に、置換基を有してもよい炭化水素基である。また、炭化水素基は、より好ましくは炭素数3以上25以下であり、さらにより好ましくは炭素数5以上15以下である。また、炭化水素基は極性を有しなくてもよい。また、RとRは同じ炭化水素基であってもよいし、異なる炭化水素基であってもよい。置換基としては、たとえば、ハロゲン基、オキシ基、カルボニル基、アミド結合基などが挙げられる。R、Rの炭化水素基としては、置換基を有してもよいシクロアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよく直鎖または側鎖を有するアラルキル基、直鎖または側鎖を有するアルキル基、および直鎖または側鎖を有するアルケニル基を用いることができる。 In formula (17), R 1 and R 2 are each independently a hydrocarbon group which may have a substituent. The hydrocarbon group has more preferably 3 to 25 carbon atoms, and even more preferably 5 to 15 carbon atoms. Further, the hydrocarbon group may not have polarity. In addition, R 1 and R 2 may be the same hydrocarbon group or different hydrocarbon groups. Examples of the substituent include a halogen group, an oxy group, a carbonyl group, and an amide bond group. As the hydrocarbon group for R 1 and R 2, a cycloalkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, a substituent which may have a straight chain or a side chain An aralkyl group, an alkyl group having a straight chain or a side chain, and an alkenyl group having a straight chain or a side chain can be used.

ここで、有機溶媒134として用いられ得るのは、具体的には、ジ−(2,4,4−トリメチルペンチル)−モノチオホスフィン酸、ジ−(2−エチルヘキシル)−モノチオホスフィン酸、ジ−(n−オクチル)−モノチオホスフィン酸、ジ−(2−メチル−5−ヘキセニル)−モノチオホスフィン酸、ジ−(p−メチルシクロヘキシル)−モノチオホスフィン酸、ジ−(シクロヘキシル)−モノチオホスフィン酸、ジフェニルモノチオホスフィン酸、ジ−(p−エチルフェニル)−モノチオホスフィン酸、ジ−(p−メチルフェニル)−モノチオホスフィン酸などである。   Here, as the organic solvent 134, specifically, di- (2,4,4-trimethylpentyl) -monothiophosphinic acid, di- (2-ethylhexyl) -monothiophosphinic acid, di- -(N-octyl) -monothiophosphinic acid, di- (2-methyl-5-hexenyl) -monothiophosphinic acid, di- (p-methylcyclohexyl) -monothiophosphinic acid, di- (cyclohexyl) -mono Examples thereof include thiophosphinic acid, diphenylmonothiophosphinic acid, di- (p-ethylphenyl) -monothiophosphinic acid, di- (p-methylphenyl) -monothiophosphinic acid and the like.

本実施形態においては、ジ−(2,4,4−トリメチルペンチル)−モノチオホスフィン酸を主成分として有するCyanex(商標)302(サイアナミド社製)を有機溶媒134として用いた。Cyanex(商標)302(サイアナミド社製)の主成分を構成するジ−(2,4,4−トリメチルペンチル)−モノチオホスフィン酸の化学式を以下の式(15)、(16)に示す。   In the present embodiment, Cyanex (trademark) 302 (manufactured by Cyanamide) having di- (2,4,4-trimethylpentyl) -monothiophosphinic acid as a main component was used as the organic solvent 134. The chemical formulas of di- (2,4,4-trimethylpentyl) -monothiophosphinic acid constituting the main component of Cyanex ™ 302 (manufactured by Cyanamid Co.) are shown in the following formulas (15) and (16).

RRPSOH・・・(15)   RRPSOH (15)

R=CHC(CHCHCH(CH)CH− ・・・(16) R = CH 3 C (CH 3 ) 2 CH 2 CH (CH 3 ) CH 2 − (16)

本工程により、抽出5段に供給された第二中和液113のコバルト成分は、抽出溶媒であるCyanex(商標)302(サイアナミド社製)などの有機溶媒134がコバルト成分を抽出するために、移行するにつれてコバルト含有率が低くなり、抽出1段を通過した液はコバルトをほとんど含まない硫酸ニッケル溶液130となる。ここで、硫酸ニッケル溶液130には、第二中和液113中のマグネシウム成分なども含まれる。   In this step, the cobalt component of the second neutralization liquid 113 supplied to the fifth extraction stage is extracted by an organic solvent 134 such as Cyanex (trademark) 302 (manufactured by Cyanamid Co.), which is an extraction solvent. As the transition proceeds, the cobalt content decreases, and the liquid that has passed through the first stage of extraction becomes a nickel sulfate solution 130 containing almost no cobalt. Here, the nickel sulfate solution 130 includes a magnesium component in the second neutralizing solution 113 and the like.

一方、抽出溶媒であるCyanex(商標)302(サイアナミド社製)などの有機溶媒134は抽出1段から5段において、第二中和液113からコバルトを抽出する。そのため、有機溶媒134が抽出各段を移行するにつれて有機溶媒134中のコバルト含有率が高くなる。次に、コバルト含有率が高い有機溶媒134が逆抽出1段、2段において、逆抽出2段に供給される硫酸と混合されることにより、硫酸中にコバルトが逆抽出され、逆抽出2段を通過した有機溶媒134はコバルトをほとんど含まない有機溶媒134となる。また、逆抽出1段を通過した硫酸にはコバルトが逆抽出されているので、マグネシウム成分などをほとんど含まない硫酸コバルト溶液132となる。   On the other hand, an organic solvent 134 such as Cyanex (trademark) 302 (manufactured by Cyanamid Co.), which is an extraction solvent, extracts cobalt from the second neutralized solution 113 in the first to fifth extraction stages. Therefore, the cobalt content in the organic solvent 134 increases as the organic solvent 134 moves through the extraction stages. Next, the organic solvent 134 having a high cobalt content is mixed with sulfuric acid supplied to the second back extraction stage in the first and second back extraction stages, whereby cobalt is back extracted into the sulfuric acid, and the second back extraction stage. The organic solvent 134 that has passed through becomes an organic solvent 134 that hardly contains cobalt. Further, since cobalt is back-extracted in the sulfuric acid that has passed through the first stage of back extraction, a cobalt sulfate solution 132 containing almost no magnesium component or the like is obtained.

本工程において、Cyanex(商標)302(サイアナミド社製)などのモノチオホスフィン酸基を有する有機溶媒134を用いることにより、効率よく、ニッケルとコバルトとを分離し、回収することができる。   In this step, nickel and cobalt can be efficiently separated and recovered by using an organic solvent 134 having a monothiophosphinic acid group such as Cyanex (trademark) 302 (manufactured by Cyanamid Co., Ltd.).

工程h:固形化工程
硫酸ニッケル溶液130および硫酸コバルト溶液132に、それぞれアルカリ化合物136を混合させることにより、ニッケル水酸化物138およびコバルト水酸化物140を得る。アルカリ化合物としては、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化ナトリウムなどを用いることができる。
Step h: Solidification Step Nickel hydroxide 138 and cobalt hydroxide 140 are obtained by mixing alkali compound 136 with nickel sulfate solution 130 and cobalt sulfate solution 132, respectively. As the alkali compound, magnesium oxide, magnesium hydroxide, sodium hydroxide and the like can be used.

工程i:硫黄・塩素除去工程
図2に示すように、工程hにおいて得られたニッケルまたはコバルトを含む金属水酸化物202を用水205によりスラリー状とし、水酸化ナトリウム203と混合させて攪拌する(混合・攪拌工程(S91))。ここで、水酸化ナトリウム203の他に、炭酸ナトリウム、または水酸化ナトリウムと炭酸ナトリウムとの混合物と混合させて攪拌してもよい。
Step i: Sulfur / Chlorine Removal Step As shown in FIG. 2, the metal hydroxide 202 containing nickel or cobalt obtained in step h is slurried with water 205, mixed with sodium hydroxide 203 and stirred ( Mixing / stirring step (S91)). Here, in addition to sodium hydroxide 203, it may be mixed with sodium carbonate or a mixture of sodium hydroxide and sodium carbonate and stirred.

こうすることにより、金属水酸化物202に含まれる硫酸根および塩素根が除去され、金属水酸化物202に含まれる硫黄および塩素の含有率を低減することができる。   By doing so, the sulfate radical and chlorine radical contained in the metal hydroxide 202 are removed, and the content of sulfur and chlorine contained in the metal hydroxide 202 can be reduced.

水酸化ナトリウム203の使用量は、金属水酸化物202の乾重量に対し、0.05倍重量以上1倍重量以下であることが望ましく、0.1倍重量以上0.5倍重量以下であることが、より望ましい。つまり、水酸化ナトリウム203の使用量は、金属水酸化物202の乾重量の5重量%以上100重量%以下であることが望ましく、10重量%以上50重量%以下であることが、より望ましい。   The amount of sodium hydroxide 203 used is desirably 0.05 times or more and 1 time or less, and 0.1 times or more and 0.5 times or less the dry weight of the metal hydroxide 202. It is more desirable. That is, the amount of sodium hydroxide 203 used is preferably 5% by weight or more and 100% by weight or less of the dry weight of the metal hydroxide 202, and more preferably 10% by weight or more and 50% by weight or less.

好ましくは0.05倍重量以上、より好ましくは0.1倍重量以上とすることにより、金属水酸化物202に含まれている硫黄、塩素の除去効果を向上させることができる。また、好ましくは1倍重量以下、より好ましくは0.5倍重量以下であることにより、硫黄、塩素の除去効果を維持しつつ、水酸化ナトリウム203の使用量を大きく増加させることなく、製造コストの上昇を抑制することができる。   The removal effect of sulfur and chlorine contained in the metal hydroxide 202 can be improved by setting the weight preferably 0.05 times or more, more preferably 0.1 times or more. In addition, the production cost is preferably 1 times the weight or less, more preferably 0.5 times the weight or less, without greatly increasing the amount of sodium hydroxide 203 used while maintaining the effect of removing sulfur and chlorine. Can be suppressed.

混合・攪拌の温度としては、20℃以上100℃以下が望ましく、50℃以上100℃以下が、より望ましい。   The mixing / stirring temperature is preferably 20 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and more preferably 50 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.

20℃以上、好ましくは50℃以上の温度で混合攪拌することにより、水酸化ナトリウム203の使用量を少なく抑えることができるうえ、たとえば、30分程度などの短い時間の混合攪拌で、金属水酸化物202からの硫黄、塩素の除去を効率よく実施することができる。100℃以下の温度で混合攪拌することにより、圧力容器を用いることなく硫黄、塩素を除去することが可能となり、設備に要するコストの上昇を抑制することができる。また、操業を安定的に行うことができる。   By mixing and stirring at a temperature of 20 ° C. or higher, preferably 50 ° C. or higher, the amount of sodium hydroxide 203 used can be reduced, and for example, metal hydroxide can be obtained by mixing and stirring for a short time such as about 30 minutes. Removal of sulfur and chlorine from the product 202 can be performed efficiently. By mixing and stirring at a temperature of 100 ° C. or lower, sulfur and chlorine can be removed without using a pressure vessel, and an increase in cost required for the equipment can be suppressed. Moreover, operation can be performed stably.

このようにして得られたスラリー204をフィルタープレス等により濾過した後、河川水等の硫酸根や塩酸根を含まない用水で水洗することによって、ニッケルまたはコバルトを含む金属水酸化物206とナトリウムを含む溶液208とを得ることができる(濾過・水洗工程(S92))。   After the slurry 204 thus obtained is filtered by a filter press or the like, the metal hydroxide 206 and sodium containing nickel or cobalt are washed by washing with water containing no sulfate or hydrochloric acid radicals such as river water. It is possible to obtain a solution 208 containing the solution (filtration and water washing step (S92)).

水酸化ナトリウム溶液によるスラリー化により、水酸化ニッケルの結晶性が向上し、再結晶化が進む。また、結晶構造もNi(OH)・0.75HO→Ni(OH)に変化する。この結晶構造の変化は、水酸化ニッケルのニッケル含有率の上昇につながり、同じ重量の水和物を含まない水酸化ニッケルのニッケル含有率は、水和物を含む水酸化ニッケルのニッケル含有率と比較して増加する。 Slurry with a sodium hydroxide solution improves the crystallinity of nickel hydroxide and promotes recrystallization. Also, Ni (OH) 2 · 0.75H 2 O → Ni (OH) varies in two crystal structure. This change in crystal structure leads to an increase in the nickel content of nickel hydroxide, and the nickel content of nickel hydroxide without the same weight of hydrate is equal to the nickel content of nickel hydroxide with hydrate. Increase in comparison.

用水205と水酸化ナトリウム203と金属水酸化物202とを混合させることによって、スラリーとして混合攪拌することによって、硫黄と塩素の除去だけでなく、金属水酸化物206のニッケル含有率の向上が可能となる。また、金属水酸化物206のコバルト含有率の向上も可能となる。   By mixing water 205, sodium hydroxide 203, and metal hydroxide 202, mixing and stirring as a slurry can not only remove sulfur and chlorine but also improve the nickel content of metal hydroxide 206. It becomes. In addition, the cobalt content of the metal hydroxide 206 can be improved.

工程j:フェロニッケル製造工程
図2に示すように、本工程においては、鉄とニッケルとを含有する酸化鉱石218、および金属水酸化物206、副原料として石炭210を使用する。また、キルンと電気炉などを用いて、ニッケルのほぼ全量と鉄の一部を還元することによる乾式製錬法によって、フェロニッケルを製造する。
Step j: Ferronickel production step As shown in FIG. 2, in this step, an oxide ore 218 containing iron and nickel, a metal hydroxide 206, and coal 210 are used as auxiliary materials. In addition, ferronickel is produced by a dry smelting method by reducing almost the entire amount of nickel and a part of iron using a kiln and an electric furnace.

ここで、金属水酸化物206は、40重量%以上50重量%以下程度の付着水を含有しており、本実施形態においては、酸化鉱石218と混合されてキルンへ装入され、還元(カ焼)される。   Here, the metal hydroxide 206 contains about 40 wt% or more and 50 wt% or less of adhering water. In this embodiment, the metal hydroxide 206 is mixed with the oxidized ore 218 and charged into the kiln to reduce (capacitor). Baked).

金属水酸化物206中に含まれる硫黄と塩素は、キルン内の最高温度が600℃〜1200℃の範囲では、ロータリーキルン内でほぼ全量が分解され、排ガス216中のSOガスとClガスとして放出される。そのため、上述の方法によって、あらかじめ硫黄と塩素とを除去したニッケルを含む金属水酸化物206を使用することにより、排ガス216中のSOとClガスの濃度を増大させることなく操業することができる。したがって排ガス処理設備を新たに設置する必要がなく、設備に投資する費用を低減することができる。 Sulfur and chlorine contained in the metal hydroxide 206 are almost entirely decomposed in the rotary kiln when the maximum temperature in the kiln is in the range of 600 ° C. to 1200 ° C., and as SO x gas and Cl 2 gas in the exhaust gas 216. Released. Therefore, it is possible to operate without increasing the concentration of SO x and Cl 2 gas in the exhaust gas 216 by using the metal hydroxide 206 containing nickel from which sulfur and chlorine have been removed in advance by the above-described method. it can. Therefore, it is not necessary to newly install an exhaust gas treatment facility, and the cost for investing in the facility can be reduced.

次に、還元鉱を電気炉に装入することによって溶融し、還元鉱中に含まれるニッケルのほぼ全量と鉄の一部を還元する。こうすることによって、電気炉から精製されたフェロニッケル212を取り出すことができる。また、電気炉からはスラグ214および排ガス216が排出される。   Next, the reduced ore is melted by charging it into an electric furnace, and almost all the nickel contained in the reduced ore and a part of iron are reduced. By doing so, the purified ferronickel 212 can be taken out from the electric furnace. Further, slag 214 and exhaust gas 216 are discharged from the electric furnace.

電気炉から取り出されたフェロニッケル212はステンレス鋼の原料として用いられる。また、スラグは、マグネシウムを多く含むため、工程dにおける中和剤として用いることもできる。   Ferronickel 212 taken out from the electric furnace is used as a raw material for stainless steel. Moreover, since slag contains many magnesium, it can also be used as a neutralizing agent in the process d.

以上述べたプロセスにより、ニッケル、コバルトおよび鉄を含む酸化鉱石からニッケルおよびコバルトが効率良く回収される。   By the process described above, nickel and cobalt are efficiently recovered from the oxide ore containing nickel, cobalt and iron.

以下、本実施形態の効果について説明する。   Hereinafter, the effect of this embodiment will be described.

ニッケルまたはコバルトの回収方法において、ニッケル品位が低くマグネシウム品位が高い低Ni高Mg酸化鉱石を有効使用することにより、低Ni高Mg酸化鉱石中のニッケルを回収しつつ、反応工程においてまだ多く存在するフリー硫酸を低Ni高Mg酸化鉱石のマグネシウムと第一中和反応を行い、フリー硫酸を消費することにより中和液のpHを上げ、Feを沈殿除去しFeを少量しか含まない液を得ることにより、Feを除去するための処理コストを低減すると同時に、これまで以上にニッケルの生産性を高めることである。   In the method of recovering nickel or cobalt, low nickel high Mg oxide ore with low nickel grade and high magnesium grade is used effectively, while nickel in low Ni high Mg oxide ore is recovered and still exists in the reaction process. Free sulfuric acid is first neutralized with magnesium of low Ni high Mg oxide ore, and the free sulfuric acid is consumed to raise the pH of the neutralized solution, to precipitate and remove Fe to obtain a solution containing only a small amount of Fe. Thus, the processing cost for removing Fe is reduced, and at the same time, the productivity of nickel is increased more than ever.

第一中和反応は酸化鉱石中のマグネシウムとフリー硫酸との中和反応であるためMgSO液となり、カルシウムとフリー硫酸とによる中和反応のようにCaSOの固形物を生成せず、さらにFeの沈殿除去において沈殿反応が緩やかであり、結晶性が良好で粒子径が大きいFe沈殿物が得られる。そのため、次工程の固液分離工程において固液分離性が改善され、操業性(ハンドリング性)を向上させることができる。 Since the first neutralization reaction is a neutralization reaction between magnesium and free sulfuric acid in the oxide ore, it becomes a MgSO 4 liquid, and does not produce a CaSO 4 solid like the neutralization reaction with calcium and free sulfuric acid. In the removal of Fe precipitate, the precipitation reaction is slow, and an Fe precipitate having good crystallinity and a large particle size is obtained. Therefore, the solid-liquid separation property is improved in the subsequent solid-liquid separation step, and the operability (handling property) can be improved.

第一中和反応において、反応式(4)、(8)のように、反応工程においてまだ多く存在するフリー硫酸と酸化鉱石中のMgO(酸化マグネシウム)およびNiO(酸化ニッケル)とが反応し、フリー硫酸を消費すると同時にニッケルも硫酸ニッケルとして回収される。この場合、反応物としてMgSO、NiSOはともに液体であり、固形物を生成しない。また、反応式(4)の中和反応は複合酸化物からなる酸化鉱石の結晶構造により反応が穏やかに進行するため徐々にフリー硫酸が消費され、それに伴って反応式(9)、(10)によって、液中のFeがゲーサイトFeO(OH)あるいはナトロジャロサイトNaFe(SO(OH)として沈殿し、中和残渣物として除去される。反応が穏やかに進行した中和残渣物は結晶性がよく、粒子径が大きいため、第二中和工程の後の固液分離工程において、例えばシックナーを用いた場合、固液分離性が向上するばかりか、下部に沈降する残渣のスラリー濃度を高くすることができ、シックナー容量を小さくできると同時に、操業性(ハンドリング性)を向上させることができる。 In the first neutralization reaction, as shown in the reaction formulas (4) and (8), free sulfuric acid still present in the reaction step reacts with MgO (magnesium oxide) and NiO (nickel oxide) in the oxide ore, At the same time as free sulfuric acid is consumed, nickel is recovered as nickel sulfate. In this case, MgSO 4 and NiSO 4 are both liquids as reactants and do not produce a solid. In addition, the neutralization reaction of the reaction formula (4) proceeds gradually due to the crystal structure of the oxide ore composed of complex oxide, so that free sulfuric acid is gradually consumed, and accordingly, the reaction formulas (9) and (10) Thus, Fe in the liquid is precipitated as goethite FeO (OH) or natrojarosite NaFe 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 and removed as a neutralization residue. Since the neutralization residue with a moderately advanced reaction has good crystallinity and a large particle size, the solid-liquid separation property is improved when, for example, a thickener is used in the solid-liquid separation step after the second neutralization step. In addition, the slurry concentration of the residue settled in the lower portion can be increased, the thickener capacity can be reduced, and at the same time, the operability (handling property) can be improved.

また、中和残渣のスラリー濃度が高くなるとそこから持ち去る液に含まれるニッケル量も少なくなり、少ない洗浄水でニッケルの回収率を向上することができる。   Further, when the slurry concentration of the neutralization residue increases, the amount of nickel contained in the liquid removed from the neutralization residue decreases, and the nickel recovery rate can be improved with a small amount of washing water.

また、従来、ニッケル成分が2重量%以下のサプロライト鉱石層は採掘せずに鉱床に残されたり、最初から鉱山開発の対象外とする場合もあり、有効に利用されていないことが多かった。本実施形態においては、これまで利用されないことが多かった低品位Niサプロライト鉱石を湿式製錬プロセスにおける液の中和に使用することによって、ニッケル酸化鉱石の鉱床の全てのニッケル酸化鉱石を使用可能とすることができる。   Further, conventionally, a saprolite ore layer having a nickel component of 2% by weight or less has been left in the ore deposit without being mined, or it has been excluded from mine development from the beginning, and has not been used effectively. In the present embodiment, by using the low-grade Ni saprolite ore, which has not been used so far, for neutralizing the liquid in the hydrometallurgical process, it is possible to use all the nickel oxide ores of the nickel oxide ore deposits. can do.

以上、発明の好適な実施の形態を説明した。しかし、本発明は上述の実施の形態に限定されず、当業者が本発明の範囲内で上述の実施形態を変形可能なことはもちろんである。   The preferred embodiments of the invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that those skilled in the art can modify the above-described embodiments within the scope of the present invention.

たとえば、本実施形態においては、ニッケル、コバルトおよび鉄を含む酸化鉱石102を分級する工程aを設ける形態について説明したが、この工程を省略してもよい。   For example, in this embodiment, although the form which provides the process a which classifies the oxide ore 102 containing nickel, cobalt, and iron was demonstrated, you may abbreviate | omit this process.

また、本実施形態においては、第一中和工程(工程d)を、反応工程(工程c)と第二中和工程(工程e)との間に設けたが、浸出工程(工程b)と反応工程(工程c)との間に設けてもよい。   Moreover, in this embodiment, although the 1st neutralization process (process d) was provided between the reaction process (process c) and the 2nd neutralization process (process e), a leaching process (process b) and You may provide between reaction processes (process c).

また、本実施形態においては、工程aにより分級したオーバーサイズのマグネシウムを含む酸化鉱石を用いて、工程cによりpH調整を行う形態について説明したが、たとえば、ニッケルの含有率が1重量%以下、マグネシウムの含有率が15重量%以上であって、通常はニッケルおよびコバルトの回収に用いられない、比較的ニッケル品位が低く、マグネシウム品位が高い酸化鉱石などを用いてもよい。なお、こういった酸化鉱石は、たとえば、ニッケルおよびコバルト鉱山の深い層などに存在することが多く、鉄の含有率が比較的低いという特徴を有する。したがって、上記酸化鉱石を工程cに用いることにより、ニッケルおよびコバルトを硫酸液中に浸出させつつ、マグネシウムでpH調整を行い、鉄の浸出量が増大するのを抑制することができる。この結果、ニッケルおよびコバルトの回収率の減少を抑制しつつ、ニッケルおよびコバルトの回収コストの低減を図ることができる。また、酸化鉱石以外であってもマグネシウムを含むものを用いてもよい。   Moreover, in this embodiment, although the form which performs pH adjustment by the process c using the oxide ore containing the oversized magnesium classified by the process a was demonstrated, for example, the nickel content rate is 1 weight% or less, Oxide ore having a magnesium content of 15% by weight or more and usually not used for recovering nickel and cobalt and having a relatively low nickel quality and a high magnesium quality may be used. Such oxide ores are often present in, for example, deep layers of nickel and cobalt mines, and have a feature that the iron content is relatively low. Therefore, by using the oxide ore in the step c, it is possible to adjust the pH with magnesium while leaching nickel and cobalt into the sulfuric acid solution, and to suppress an increase in the amount of iron leaching. As a result, the recovery cost of nickel and cobalt can be reduced while suppressing the decrease in the recovery rate of nickel and cobalt. Moreover, you may use what contains magnesium even if it is other than an oxide ore.

また、上記実施形態においては、ニッケル、コバルトおよび鉄を含む酸化鉱石102からニッケルおよびコバルトを回収する形態について説明したが、ニッケルと鉄とを含む酸化鉱石からニッケルを回収してもよいし、コバルトと鉄とを含む酸化鉱石からコバルトを回収してもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the form which collect | recovers nickel and cobalt from the oxide ore 102 containing nickel, cobalt, and iron was demonstrated, nickel may be collect | recovered from the oxide ore containing nickel and iron, and cobalt Cobalt may be recovered from the oxide ore containing iron and iron.

また、工程cによりpH調整を行う際に、工程aにより分級したオーバーサイズのマグネシウムを含む酸化鉱石とともに、上記ニッケル品位が低く、マグネシウム品位が高い酸化鉱石を用いてもよい。   Moreover, when performing pH adjustment by the process c, an oxide ore having a low nickel quality and a high magnesium quality may be used together with the oxidized ore containing oversized magnesium classified in the process a.

また、工程cによりpH調整を行う際に、工程aにより分級したオーバーサイズのマグネシウムを含む酸化鉱石とともに、酸化鉱石以外のマグネシウムを含むものを用いてもよい。   Moreover, when adjusting pH by the process c, you may use what contains magnesium other than an oxide ore with the oxide ore containing the oversized magnesium classified by the process a.

また、工程cによりpH調整を行う際に、上記ニッケル品位が低く、マグネシウム品位が高い酸化鉱石を用いるとともに、酸化鉱石以外のマグネシウムを含むものを用いてもよい。   Moreover, when performing pH adjustment by the process c, while using the oxide ore with the said nickel quality low and magnesium quality high, you may use what contains magnesium other than an oxide ore.

また、工程cによりpH調整を行う際に、工程aにより分級したオーバーサイズのマグネシウムを含む酸化鉱石と、上記ニッケル品位が低く、マグネシウム品位が高い酸化鉱石と、酸化鉱石以外のマグネシウムを含むものを合わせて用いてもよい。   In addition, when performing pH adjustment in step c, an oxide ore containing oversized magnesium classified in step a, an oxide ore having a low nickel quality and a high magnesium quality, and containing magnesium other than the oxide ore You may use together.

また、ナトリウムを含む溶液208を工程b(浸出工程)に再使用し、酸化鉱石102と硫酸105と溶液208とを用いて酸化鉱石102からニッケルおよびコバルトを浸出してもよい。こうすることにより、浸出工程における酸化鉱石102からの鉄の浸出率が、より制御され、硫酸浸出液108中の鉄濃度の減少と、ニッケルおよびコバルトの浸出率を、より向上させることが可能となる。   Alternatively, the solution 208 containing sodium may be reused in the step b (leaching step), and nickel and cobalt may be leached from the oxidized ore 102 using the oxidized ore 102, the sulfuric acid 105, and the solution 208. By doing so, the leaching rate of iron from the oxide ore 102 in the leaching step is further controlled, and the iron concentration in the sulfuric acid leaching solution 108 can be reduced and the leaching rates of nickel and cobalt can be further improved. .

また、工程bまたは工程cにおいて、鉄や亜硫酸ナトリウムなどの還元剤を用いることによって、ニッケルおよびコバルトの浸出率をさらに向上させてもよい。   In step b or step c, the leaching rate of nickel and cobalt may be further improved by using a reducing agent such as iron or sodium sulfite.

ここで、還元剤としては、たとえば、鉄粉、亜硫酸ナトリウム、あるいはこれらを混合したものなどが用いられる。鉄粉を用いる場合は、酸化鉱石102の使用量に対して0.1重量%以上1重量%以下、特に0.2重量%以上0.5重量%以下の範囲で添加することができる。ここで、鉄粉の粒径としては、直径1mm程度のものを用いることができ、また、表面が酸化していないものを用いることができる。また、亜硫酸ナトリウムを使用する場合は、酸化鉱石102の使用量に対して1重量%以上10重量%以下、特に5重量%以上8重量%以下の範囲とすることができる。   Here, as the reducing agent, for example, iron powder, sodium sulfite, or a mixture thereof is used. When iron powder is used, it can be added in the range of 0.1 wt% to 1 wt%, particularly 0.2 wt% to 0.5 wt% with respect to the amount of oxide ore 102 used. Here, as the particle size of the iron powder, those having a diameter of about 1 mm can be used, and those whose surface is not oxidized can be used. Moreover, when using sodium sulfite, it can be made into the range of 1 to 10 weight% with respect to the usage-amount of the oxide ore 102, especially 5 to 8 weight%.

還元剤を上記範囲で添加することにより、還元剤の効果を十分に発揮することが可能となり、他工程における鉄濃度の制御などとの相乗効果により、ニッケルおよびコバルトの浸出率、特にコバルトの浸出率を効率的にさらに向上させることができる。したがって、鉄を除去するコストの低減を図りつつ、ニッケルおよびコバルトの回収率の更なる向上を図ることができる。   By adding the reducing agent within the above range, it is possible to fully demonstrate the effect of the reducing agent, and due to the synergistic effect with the control of the iron concentration in other processes, the leaching rate of nickel and cobalt, especially the leaching of cobalt The rate can be further improved efficiently. Therefore, the recovery rate of nickel and cobalt can be further improved while reducing the cost of removing iron.

還元剤を加えることにより、ニッケルおよびコバルトの浸出率、特にコバルトの浸出率の向上に効果がある理由は、以下のように考えられる。   The reason why the addition of the reducing agent is effective in improving the leaching rate of nickel and cobalt, particularly the leaching rate of cobalt, is considered as follows.

すなわち、酸化鉱石102中のコバルトは2価の酸化物(CoO)と3価の酸化物(Co)の形態で存在し、その存在比率は鉱石の産地によって異なっていると推定される。このようなコバルトと酸素との結合状態は、CoのほうがCoOより強く安定であり、硫酸105によって、スラリー鉱石104に含有される3価のコバルト酸化物におけるコバルトと酸素との結合を壊すことは容易ではない。そこで、硫酸105に加えて還元剤を添加することにより、3価のコバルト酸化物におけるコバルトと酸素の結合力を弱め、コバルトの価数が3価から2価に還元され、硫酸105によるコバルトの浸出が、より容易となったことによるものと推測される。 That is, the cobalt in the oxide ore 102 exists in the form of a divalent oxide (CoO) and a trivalent oxide (Co 2 O 3 ), and the abundance ratio is presumed to be different depending on the ore production area. . Co 2 O 3 is stronger and more stable than CoO in such a bonding state between cobalt and oxygen, and the sulfuric acid 105 causes the coupling between cobalt and oxygen in the trivalent cobalt oxide contained in the slurry ore 104. It is not easy to break. Therefore, by adding a reducing agent in addition to sulfuric acid 105, the binding force between cobalt and oxygen in the trivalent cobalt oxide is weakened, and the valence of cobalt is reduced from trivalent to divalent. It is presumed that leaching has become easier.

以下、本発明の実施例を具体的に説明する。ここで、実験例A−1、実験例B−1は比較例であり、実験例A−2、実験例A−3、実験例B−2、実験例B−3は実施例である。   Examples of the present invention will be specifically described below. Here, Experimental Example A-1 and Experimental Example B-1 are comparative examples, and Experimental Example A-2, Experimental Example A-3, Experimental Example B-2, and Experimental Example B-3 are Examples.

表2〜表5に実験例A−1〜実験例A−3、実験例B−1〜実験例B−3の実験条件と実験結果を示す。   Tables 2 to 5 show the experimental conditions and experimental results of Experimental Example A-1 to Experimental Example A-3 and Experimental Example B-1 to Experimental Example B-3.

Figure 0005060033
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(実験例A−1)
本実験例においては、Ni:1.58重量%、Co:0.078重量%、Fe:24.5重量%、Mg:9.5重量%の成分を含有し、Mg/Fe比:0.39の酸化鉱石を使用した。この酸化鉱石を2mmのふるいで分級し、72.5重量%の−2mm酸化鉱石と27.5重量%の+2mm酸化鉱石を得た。+2mm酸化鉱石は、粉砕して全量を−2mmの鉱石とした。−2mmの酸化鉱石は海水を加えることにより、28重量%濃度のスラリー鉱石とし、98重量%濃度の硫酸を分級前の全酸化鉱石量に対して0.73倍重量(73重量%)加え、95℃の温度、大気圧のもとで6時間攪拌し浸出した。
(Experimental example A-1)
In this experimental example, Ni: 1.58 wt%, Co: 0.078 wt%, Fe: 24.5 wt%, Mg: 9.5 wt% were contained, and Mg / Fe ratio: 0.00. 39 oxide ores were used. This oxide ore was classified with a 2 mm sieve to obtain 72.5 wt% of −2 mm oxide ore and 27.5 wt% of +2 mm oxide ore. The +2 mm oxide ore was crushed into a total amount of -2 mm ore. -2mm oxide ore is made 28% by weight slurry ore by adding seawater, and 98% by weight sulfuric acid is added 0.73 times weight (73% by weight) with respect to the total oxidized ore before classification, The mixture was stirred and leached for 6 hours at a temperature of 95 ° C. and atmospheric pressure.

このようにして得られた硫酸浸出液および浸出残渣に、+2mm酸化鉱石の粉砕品に海水を加えることにより40重量%濃度のスラリー鉱石とした酸化鉱石を加え、95℃の温度、大気圧のもとで5時間攪拌し反応した。この常圧反応後の浸出率を調べたところ、Ni:89重量%、Co:60重量%、Fe:14.9重量%、Mg:71.6重量%であり、また、常圧反応のFe濃度:12.51g/l、Fe/Ni濃度比:2.49、フリー硫酸量:35g/lであり、ニッケルおよびコバルトの浸出率は良好であったが、鉄とフリー硫酸は常圧反応液中に多くの量が残存した。このようにして得られた反応液および反応残渣に90℃の温度において、中和剤として石灰石をpHが3.3となるまで添加した後、攪拌保持した。添加から攪拌保持までの時間は2時間とした。   To the sulfuric acid leaching solution and the leaching residue obtained in this manner, the oxidized ore made into a slurry ore having a concentration of 40% by weight by adding seawater to the pulverized product of +2 mm oxidized ore was added, and the temperature was 95 ° C. under atmospheric pressure. And reacted for 5 hours. The leaching rate after the normal pressure reaction was examined. As a result, Ni was 89% by weight, Co was 60% by weight, Fe was 14.9% by weight, and Mg was 71.6% by weight. Concentration: 12.51 g / l, Fe / Ni concentration ratio: 2.49, free sulfuric acid content: 35 g / l, and the leaching rate of nickel and cobalt was good, but iron and free sulfuric acid were the reaction solution at atmospheric pressure A large amount remained in it. Limestone as a neutralizing agent was added to the reaction solution and the reaction residue thus obtained at a temperature of 90 ° C. until the pH became 3.3, and then the mixture was held with stirring. The time from the addition to the stirring and holding was 2 hours.

石灰石使用量は、分級前の全酸化鉱石量に対して0.18倍重量(18重量%)を使用した。石灰石による中和後の中和残渣量は、常圧浸出と常圧反応に使用した分級前の全酸化鉱石量に対して1.3倍重量(130重量%)であった。   The amount of limestone used was 0.18 times the weight (18% by weight) with respect to the total amount of oxidized ore before classification. The amount of neutralization residue after neutralization with limestone was 1.3 times the weight (130% by weight) of the total oxide ore before classification used for atmospheric pressure leaching and atmospheric pressure reaction.

次に、中和液および中和残渣に高分子凝集剤を加え、中和残渣を凝集させ自然沈降させた後、向流洗浄方式の6段シックナーを用いて中和液と中和残渣とに固液分離した。下部に沈降した濃縮スラリー中和残渣濃度を調べたところ、29.5重量%濃度であった。さらに、この濃縮スラリーを真空ろ過装置によりろ過したところ、中和残渣物の含水率は47.8重量%であった。   Next, a polymer flocculant is added to the neutralized solution and the neutralized residue, the neutralized residue is aggregated and allowed to settle naturally, and then the neutralized solution and the neutralized residue are separated using a countercurrent washing type six-stage thickener. Solid-liquid separation. When the concentration of the concentrated slurry neutralization residue settled at the bottom was examined, it was 29.5% by weight. Furthermore, when this concentrated slurry was filtered with a vacuum filtration device, the water content of the neutralized residue was 47.8% by weight.

次に、抽出溶媒である有機溶媒を用いて、中和液に含まれるニッケルとコバルトとを、硫酸ニッケル溶液と硫酸コバルト溶液とに分離した(溶媒抽出工程)。次に、硫酸ニッケル溶液および硫酸コバルト溶液に、水酸化マグネシウムを混合させることにより、ニッケル水酸化物およびコバルト水酸化物を得た(固形化工程)。次に、用水と、スラリー状にしたニッケルまたはコバルトを含む金属水酸化物と、水酸化ナトリウムとを、混合・攪拌し、濾過・水洗することで、硫黄または塩素が除去されたニッケルまたはコバルトを含む金属水酸化物と溶液とを得た(硫黄・塩素除去工程)。次に、金属水酸化物と、ニッケルを含むサプロライト鉱石と、石炭とを混合して、ロータリーキルンで還元(カ焼)した。次に、還元された混合物を電気炉に装入し、溶融することによって、フェロニッケルを得た(フェロニッケル製造工程)。   Next, using an organic solvent as an extraction solvent, nickel and cobalt contained in the neutralization solution were separated into a nickel sulfate solution and a cobalt sulfate solution (solvent extraction step). Next, nickel hydroxide and cobalt hydroxide were obtained by mixing magnesium hydroxide into the nickel sulfate solution and the cobalt sulfate solution (solidification step). Next, nickel or cobalt from which sulfur or chlorine has been removed by mixing, stirring, filtering and washing with water, metal hydroxide containing nickel or cobalt in a slurry state, and sodium hydroxide is mixed and stirred. A metal hydroxide and a solution were obtained (sulfur / chlorine removal step). Next, metal hydroxide, nickel-containing saprolite ore, and coal were mixed and reduced (calcined) with a rotary kiln. Next, the reduced mixture was charged into an electric furnace and melted to obtain ferronickel (ferronickel production process).

(実験例A−2)
常圧浸出と常圧反応を実験例A−1と同じ条件で行った後、予備中和工程として、石灰石中和に先だって、Ni:1.25重量%、Co:0.012重量%、Fe:5.9重量%、Mg:16.9重量%、Mg/Fe:2.86のニッケル品位が低くマグネシウム品位が高い酸化鉱石(低Ni品位サプロライト鉱石)を−2mm以下に粉砕し、海水を加えて40重量%濃度のスラリー鉱石とし、常圧浸出と常圧反応に使用した分級前の全酸化鉱石量に対して0.2倍重量(20重量%)加え、95℃の温度で3時間攪拌した(第一中和工程)。ここで、本実施例において用いられた低Ni品位サプロライト鉱石は、MgO・SiOとFeO(OH)を成分として有する複合酸化物である。
(Experimental example A-2)
After performing the normal pressure leaching and the normal pressure reaction under the same conditions as in Experimental Example A-1, as a preliminary neutralization step, prior to limestone neutralization, Ni: 1.25 wt%, Co: 0.012 wt%, Fe : 5.9 wt%, Mg: 16.9 wt%, Mg / Fe: 2.86 Nickel ore and low magnesium grade ore (low Ni grade saprolite ore) is crushed to -2 mm or less In addition, slurry ore with a concentration of 40% by weight was added, and 0.2 times the weight (20% by weight) of the total oxide ore before classification used for atmospheric pressure leaching and atmospheric pressure reaction was added. Stirred (first neutralization step). Here, the low Ni grade saprolite ore used in this example is a composite oxide having MgO.SiO 2 and FeO (OH) as components.

第一中和液のFe濃度は1.84g/lであり、Fe/Ni濃度比は0.36、液のpHは1.77であった。第一中和液中のニッケル量と反応液中のニッケル量との差と、第一中和工程に使用した低Ni高Mg酸化鉱石のニッケル量とから計算したニッケルの浸出率は80.6重量%であり、同様に計算したマグネシウムの浸出率は58.6重量%であった。   The Fe concentration of the first neutralized solution was 1.84 g / l, the Fe / Ni concentration ratio was 0.36, and the pH of the solution was 1.77. The nickel leaching rate calculated from the difference between the amount of nickel in the first neutralization solution and the amount of nickel in the reaction solution and the amount of nickel in the low Ni high Mg oxide ore used in the first neutralization step was 80.6. The magnesium leaching rate calculated in the same manner was 58.6% by weight.

また、第一中和液中のFe量と反応液中のFe量の差から計算した脱Fe率は84重量%であり、第一中和工程により、低Ni高Mg酸化鉱石のニッケルの回収と反応液中のFeの沈殿が効率よく行われることがわかった。   Further, the Fe removal rate calculated from the difference between the amount of Fe in the first neutralized solution and the amount of Fe in the reaction solution is 84% by weight, and the first neutralization step recovers nickel from the low Ni high Mg oxide ore. It was found that precipitation of Fe in the reaction solution was performed efficiently.

また、第一中和残渣をX線回折により調べたところ、Feの沈殿物としてナトロジャロサイトNaFe(SO(OH)の結晶構造が同定された。その結晶強度から非常に良好な結晶であることがわかった。(図5参照) Further, when the first neutralization residue was examined by X-ray diffraction, the crystal structure of natrojarosite NaFe 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 was identified as an Fe precipitate. From the crystal strength, it was found that the crystal was very good. (See Figure 5)

このようにして得られた第一中和液および第一中和残渣に、90℃の温度において、中和剤として石灰石をpHが3.3となるまで添加した後、攪拌保持し、第二中和工程を実施した。添加から攪拌保持までの時間は2時間とした。   After adding limestone as a neutralizing agent to the first neutralization solution and the first neutralization residue thus obtained at a temperature of 90 ° C. until the pH becomes 3.3, the mixture is kept under stirring, A neutralization step was performed. The time from the addition to the stirring and holding was 2 hours.

石灰石使用量は、分級前の全酸化鉱石量に対して0.07倍重量(7重量%)の使用となり、実験例A−1と比較して石灰石使用量は大幅に低減した。   The amount of limestone used was 0.07 times the weight (7% by weight) of the total amount of oxidized ore before classification, and the amount of limestone used was significantly reduced as compared with Experimental Example A-1.

石灰石による中和をした後の第二中和残渣の量は、常圧浸出と常圧反応に使用した分級前の全酸化鉱石量に対して1.27倍重量であった。次に、第二中和液および第二中和残渣に高分子凝集剤を加え、第二中和残渣を凝集させ自然沈降させた後、向流洗浄方式の6段シックナーを用いて第二中和液と第二中和残渣とに固液分離した。下部に沈降した濃縮スラリー状の第二中和残渣の濃度を調べたところ、41.9重量%濃度となり、実験例A−1と比較してスラリー濃度が大きく上昇した。さらに、濃縮スラリーを真空ろ過装置によりろ過したところ、第二中和残渣物の含水率は28.5重量%となり、実験例A−1と比較して含水率が大幅に低減された。また、固液分離の際のシックナーでの沈降時間を短縮することができた。   The amount of the second neutralization residue after neutralization with limestone was 1.27 times the weight of the total oxidized ore before classification used for atmospheric pressure leaching and atmospheric pressure reaction. Next, a polymer flocculant is added to the second neutralization liquid and the second neutralization residue, the second neutralization residue is agglomerated and allowed to settle naturally, and then the second medium is obtained using a countercurrent washing type six-stage thickener. Solid-liquid separation was performed between the Japanese liquid and the second neutralization residue. The concentration of the concentrated slurry-like second neutralization residue that settled at the bottom was 41.9% by weight, which was a significant increase in slurry concentration as compared with Experimental Example A-1. Furthermore, when the concentrated slurry was filtered with a vacuum filtration device, the water content of the second neutralized residue was 28.5% by weight, and the water content was greatly reduced as compared with Experimental Example A-1. In addition, the settling time in the thickener during the solid-liquid separation could be shortened.

次に、抽出溶媒である有機溶媒を用いて、第二中和液に含まれるニッケルとコバルトとを、硫酸ニッケル溶液と硫酸コバルト溶液とに分離した(溶媒抽出工程)。次に、硫酸ニッケル溶液および硫酸コバルト溶液に、水酸化マグネシウムを混合させることにより、ニッケル水酸化物およびコバルト水酸化物を得た(固形化工程)。次に、用水と、スラリー状にしたニッケルまたはコバルトを含む金属水酸化物と、水酸化ナトリウムとを、混合・攪拌し、濾過・水洗することで、硫黄または塩素が除去されたニッケルまたはコバルトを含む金属水酸化物と溶液とを得た(硫黄・塩素除去工程)。次に、金属水酸化物と、ニッケルを含むサプロライト鉱石と、石炭とを混合して、ロータリーキルンで還元(カ焼)した。次に、還元された混合物を電気炉に装入し、溶融することによって、フェロニッケルを得た(フェロニッケル製造工程)。   Next, nickel and cobalt contained in the second neutralization liquid were separated into a nickel sulfate solution and a cobalt sulfate solution using an organic solvent which is an extraction solvent (solvent extraction step). Next, nickel hydroxide and cobalt hydroxide were obtained by mixing magnesium hydroxide into the nickel sulfate solution and the cobalt sulfate solution (solidification step). Next, nickel or cobalt from which sulfur or chlorine has been removed by mixing, stirring, filtering and washing with water, metal hydroxide containing nickel or cobalt in a slurry state, and sodium hydroxide is mixed and stirred. A metal hydroxide and a solution were obtained (sulfur / chlorine removal step). Next, metal hydroxide, nickel-containing saprolite ore, and coal were mixed and reduced (calcined) with a rotary kiln. Next, the reduced mixture was charged into an electric furnace and melted to obtain ferronickel (ferronickel production process).

(実験例A−3)
ニッケル品位が低くマグネシウム品位が高い酸化鉱石(低Ni品位サプロライト鉱石)を常圧浸出と常圧反応に使用した分級前の全酸化鉱石量に対して0.3倍重量(30重量%)加えて第一中和工程を行った以外は、実験例A−2と同じ条件で実施した。第一中和液のFe濃度は0.45g/lであり、Fe/Ni濃度比は0.09、液のpHは2.12であった。第一中和液中のニッケル量と反応液中のニッケル量との差と、第一中和工程に使用した低Ni高Mg酸化鉱石のニッケル量とから計算したニッケルの浸出率は78.1重量%であり、同様に計算したマグネシウム浸出率は48.1重量%であった。また、第一中和液中のFe量と反応液中のFe量との差から計算した脱Fe率は96重量%であり、第一中和工程により、低Ni高Mg酸化鉱石のニッケルの回収と反応液中のFe沈殿が効率よく行われていることがわかった。
(Experimental example A-3)
Oxide ore with low nickel grade and high magnesium grade (low Ni grade saprolite ore) added 0.3 times weight (30 wt%) to the total oxide ore before classification used for atmospheric pressure leaching and atmospheric pressure reaction Except having performed the 1st neutralization process, it implemented on the same conditions as Experimental example A-2. The Fe concentration of the first neutralized solution was 0.45 g / l, the Fe / Ni concentration ratio was 0.09, and the pH of the solution was 2.12. The nickel leaching rate calculated from the difference between the amount of nickel in the first neutralization solution and the amount of nickel in the reaction solution and the amount of nickel in the low Ni high Mg oxide ore used in the first neutralization step was 78.1. The magnesium leaching rate calculated in the same manner was 48.1% by weight. Further, the Fe removal rate calculated from the difference between the amount of Fe in the first neutralization solution and the amount of Fe in the reaction solution is 96% by weight. By the first neutralization step, the nickel content of the low Ni high Mg oxide ore is reduced. It was found that the recovery and the Fe precipitation in the reaction solution were performed efficiently.

このようにして得られた第一中和液および第一中和残渣に90℃の温度において、中和剤として石灰石をpHが3.3となるまで添加した後、攪拌保持し第二中和工程をおこなった。添加から攪拌保持までの時間は2時間とした。   After adding limestone as a neutralizing agent to the first neutralization solution and the first neutralization residue thus obtained at a temperature of 90 ° C. until the pH becomes 3.3, the mixture is kept stirred and second neutralized. The process was performed. The time from the addition to the stirring and holding was 2 hours.

石灰石使用量は、分級前の全酸化鉱石量に対して0.04倍重量(4重量%)の使用となり、実験例A−1と比較して石灰石使用量は大幅に低減した。   The amount of limestone used was 0.04 times the weight (4% by weight) of the total amount of oxidized ore before classification, and the amount of limestone used was significantly reduced compared to Experimental Example A-1.

石灰石中和後の第二中和残渣の量は、常圧浸出と常圧反応に使用した分級前の全酸化鉱石量に対して1.3倍重量であった。   The amount of the second neutralization residue after limestone neutralization was 1.3 times the weight of the total oxidized ore before classification used for atmospheric pressure leaching and atmospheric pressure reaction.

次に、第二中和液および第二中和残渣に高分子凝集剤を加え、第二中和残渣を凝集させ自然沈降させた後、向流洗浄方式の6段シックナーを用いて第二中和液と第二中和残渣とに固液分離した。下部に沈降した濃縮スラリー状の第二中和残渣の濃度を調べたところ、42.3重量%濃度となり、実験例A−1と比較してスラリー濃度の大幅な改善がなされた。さらに、この濃縮スラリーを真空ろ過装置によりろ過したところ、第二中和残渣の含水率は27.1重量%となり、実験例A−1と比較して含水率が大幅に低減された。また、固液分離の際のシックナーでの沈降時間を短縮することができた。   Next, a polymer flocculant is added to the second neutralization liquid and the second neutralization residue, the second neutralization residue is agglomerated and allowed to settle naturally, and then the second medium is obtained using a countercurrent washing type six-stage thickener. Solid-liquid separation was performed between the Japanese liquid and the second neutralization residue. When the concentration of the concentrated slurry-like second neutralization residue settled at the lower portion was examined, the concentration was 42.3 wt%, and the slurry concentration was significantly improved as compared with Experimental Example A-1. Furthermore, when this concentrated slurry was filtered with a vacuum filtration device, the water content of the second neutralization residue was 27.1% by weight, and the water content was greatly reduced as compared with Experimental Example A-1. In addition, the settling time in the thickener during the solid-liquid separation could be shortened.

(実験例B−1)
本実験例においては、Ni:1.98重量%、Co:0.063重量%、Fe:23.1重量%、Mg:9.2重量%の成分を含有し、Mg/Fe比:0.40の酸化鉱石を使用した以外は、実験例A−1と同じ条件で実施した。
(Experimental example B-1)
In this experimental example, Ni: 1.98% by weight, Co: 0.063% by weight, Fe: 23.1% by weight, Mg: 9.2% by weight, and Mg / Fe ratio: 0. The test was carried out under the same conditions as in Experimental Example A-1, except that 40 oxide ores were used.

常圧反応後の浸出率を調べたところ、Ni:90.1重量%、Co:77.6重量%、Fe:11.8重量%、Mg:80.9重量%であり、また常圧反応後のFe濃度:9.52g/l、Fe/Ni濃度比:1.61、フリー硫酸量:30g/lであり、ニッケルおよびコバルトの浸出率は良好であったが、鉄とフリー硫酸は常圧液中に多くの量が残存した。   When the leaching rate after the normal pressure reaction was examined, Ni was 90.1% by weight, Co: 77.6% by weight, Fe: 11.8% by weight, and Mg: 80.9% by weight. The subsequent Fe concentration: 9.52 g / l, Fe / Ni concentration ratio: 1.61, free sulfuric acid content: 30 g / l, and the leaching rate of nickel and cobalt was good, but iron and free sulfuric acid were usually used. A large amount remained in the pressurized liquid.

このようにして得られた反応液および反応残渣に90℃の温度において、中和剤として石灰石をpHが3.3となるまで添加した後、攪拌保持した。添加から攪拌保持までの時間は2時間とした。   Limestone as a neutralizing agent was added to the reaction solution and the reaction residue thus obtained at a temperature of 90 ° C. until the pH became 3.3, and then the mixture was held with stirring. The time from the addition to the stirring and holding was 2 hours.

石灰石使用量は、分級前の全酸化鉱石量に対して0.15倍重量(15重量%)を使用した。石灰石による中和後の残渣量は、常圧浸出と常圧反応に使用した分級前の全酸化鉱石量に対して1.24倍重量であった。   The amount of limestone used was 0.15 times (15% by weight) the total amount of oxidized ore before classification. The amount of residue after neutralization with limestone was 1.24 times the weight of the total oxide ore before classification used for atmospheric pressure leaching and atmospheric pressure reaction.

次に、中和液および中和残渣に高分子凝集剤を加え、中和残渣を凝集させ自然沈降させた後、向流洗浄方式の6段シックナーを用いて中和液と中和残渣とに固液分離した。下部に沈降した濃縮スラリー中和残渣濃度を調べたところ、32.1重量%濃度であった。さらに、この濃縮スラリーを真空ろ過装置によりろ過したところ、中和残渣物の含水率は45.1重量%であった。   Next, a polymer flocculant is added to the neutralized solution and the neutralized residue, the neutralized residue is aggregated and allowed to settle naturally, and then the neutralized solution and the neutralized residue are separated using a countercurrent washing type six-stage thickener. Solid-liquid separation. When the concentration of the concentrated slurry neutralization residue settled at the bottom was examined, it was 32.1% by weight. Furthermore, when this concentrated slurry was filtered with a vacuum filtration device, the water content of the neutralized residue was 45.1% by weight.

(実験例B−2)
常圧浸出と常圧反応は実験例B−1と同じ条件で行った後、石灰石中和に先立って、Ni:1.43重量%、Co:0.011重量%、Fe:7.8重量%、Mg:18.1重量%、Mg/Fe:2.32のニッケル品位が低くマグネシウム品位が高い酸化鉱石(低Ni品位サプロライト鉱石)を−2mm以下に粉砕し、海水を加えて40重量%濃度のスラリー鉱石とし、常圧浸出と常圧反応に使用した分級前の全酸化鉱石量に対して0.2倍重量(20重量%)加え、95℃の温度で3時間攪拌し、第一中和工程を行った。
(Experimental example B-2)
Normal pressure leaching and normal pressure reaction were carried out under the same conditions as in Experimental Example B-1, and prior to limestone neutralization, Ni: 1.43% by weight, Co: 0.011% by weight, Fe: 7.8% by weight %, Mg: 18.1 wt%, Mg / Fe: 2.32 nickel ore and high magnesium grade oxide ore (low Ni grade saprolite ore) is crushed to -2 mm or less, and seawater is added to 40 wt% Add 0.2 times weight (20% by weight) of the total ore before classification used for atmospheric pressure leaching and atmospheric pressure reaction, and stir at 95 ° C for 3 hours. A neutralization step was performed.

第一中和液のFe濃度は2.88g/lであり、Fe/Ni濃度比は0.47、液のpHは1.85であった。第一中和液中のニッケル量と反応液中のニッケル量との差と、第一中和工程に使用した低Ni高Mg酸化鉱石のニッケル量とから計算したニッケルの浸出率は78.2重量%であり、同様に計算したマグネシウムの浸出率は56.1重量%であった。   The Fe concentration of the first neutralization liquid was 2.88 g / l, the Fe / Ni concentration ratio was 0.47, and the pH of the liquid was 1.85. The nickel leaching rate calculated from the difference between the amount of nickel in the first neutralization solution and the amount of nickel in the reaction solution and the amount of nickel in the low Ni high Mg oxide ore used in the first neutralization step was 78.2. The magnesium leaching rate calculated in the same manner was 56.1% by weight.

第一中和液中のFe量と反応液中のFe量の差から計算した脱Fe率は70.1重量%であり、第一中和工程により、低Ni高Mg酸化鉱石のニッケルの回収と反応液中のFe沈殿が効率よく行われていることがわかった。   The Fe removal rate calculated from the difference between the amount of Fe in the first neutralized solution and the amount of Fe in the reaction solution is 70.1% by weight, and the first neutralization step recovers nickel from the low Ni high Mg oxide ore. It was found that Fe precipitation in the reaction solution was performed efficiently.

また、第一中和残渣をX線回折により調べたところ、Feの沈殿物としてナトロジャロサイトNaFe(SO(OH)の結晶構造が同定された。その結晶強度から非常に良好な結晶であることがわかった。 Further, when the first neutralization residue was examined by X-ray diffraction, the crystal structure of natrojarosite NaFe 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 was identified as an Fe precipitate. From the crystal strength, it was found that the crystal was very good.

このようにして得られた第一中和液および第一中和残渣に90℃の温度において、中和剤として石灰石をpHが3.3となるまで添加した後、攪拌保持し、第二中和工程をおこなった。添加から攪拌保持までの時間は2時間とした。   After adding limestone as a neutralizing agent to the first neutralization solution and the first neutralization residue thus obtained at a temperature of 90 ° C. until the pH becomes 3.3, the mixture is stirred and retained. The sum process was performed. The time from the addition to the stirring and holding was 2 hours.

石灰石使用量は、分級前の全酸化鉱石量に対して0.07倍重量(7重量%)の使用量となり、実験例B−1と比較して石灰石使用量は大幅に減少した。   The amount of limestone used was 0.07 times (7% by weight) of the total amount of oxidized ore before classification, and the amount of limestone used was significantly reduced compared to Experimental Example B-1.

石灰石中和後の第二中和残渣の量は、常圧浸出と常圧反応に使用した分級前の全酸化鉱石量に対して1.21倍重量であった。   The amount of the second neutralization residue after limestone neutralization was 1.21 times the weight of the total oxide ore before classification used for atmospheric pressure leaching and atmospheric pressure reaction.

次に、第二中和液および第二中和残渣に高分子凝集剤を加え、第二中和残渣を凝集させ自然沈降させた後、向流洗浄方式の6段シックナーを用いて第二中和液と第二中和残渣とに固液分離した。下部に沈降した濃縮スラリー状の第二中和残渣の濃度を調べたところ、43.9重量%濃度となり、実験例B−1と比較してスラリー濃度が大幅に増加した。さらに、濃縮スラリーを真空ろ過装置によりろ過したところ、第二中和残渣の含水率は27重量%となり、実験例B−1と比較して含水率が大幅に低減された。また、固液分離の際のシックナーでの沈降時間を短縮することができた。   Next, a polymer flocculant is added to the second neutralization liquid and the second neutralization residue, the second neutralization residue is agglomerated and allowed to settle naturally, and then the second medium is obtained using a countercurrent washing type six-stage thickener. Solid-liquid separation was performed between the Japanese liquid and the second neutralization residue. The concentration of the concentrated slurry-like second neutralization residue that settled at the bottom was 43.9% by weight, which greatly increased the slurry concentration as compared with Experimental Example B-1. Furthermore, when the concentrated slurry was filtered with a vacuum filtration device, the water content of the second neutralization residue was 27% by weight, and the water content was greatly reduced as compared with Experimental Example B-1. In addition, the settling time in the thickener during the solid-liquid separation could be shortened.

次に、抽出溶媒である有機溶媒を用いて、第二中和液に含まれるニッケルとコバルトとを、硫酸ニッケル溶液と硫酸コバルト溶液とに分離した(溶媒抽出工程)。次に、硫酸ニッケル溶液および硫酸コバルト溶液に、水酸化マグネシウムを混合させることにより、ニッケル水酸化物およびコバルト水酸化物を得た(固形化工程)。次に、用水と、スラリー状にしたニッケルまたはコバルトを含む金属水酸化物と、水酸化ナトリウムとを、混合・攪拌し、濾過・水洗することで、硫黄または塩素が除去されたニッケルまたはコバルトを含む金属水酸化物と溶液とを得た(硫黄・塩素除去工程)。次に、金属水酸化物と、ニッケルを含むサプロライト鉱石と、石炭とを混合して、ロータリーキルンで還元(カ焼)した。次に、還元された混合物を電気炉に装入し、溶融することによって、フェロニッケルを得た(フェロニッケル製造工程)。   Next, nickel and cobalt contained in the second neutralization liquid were separated into a nickel sulfate solution and a cobalt sulfate solution using an organic solvent which is an extraction solvent (solvent extraction step). Next, nickel hydroxide and cobalt hydroxide were obtained by mixing magnesium hydroxide into the nickel sulfate solution and the cobalt sulfate solution (solidification step). Next, nickel or cobalt from which sulfur or chlorine has been removed by mixing, stirring, filtering and washing with water, metal hydroxide containing nickel or cobalt in a slurry state, and sodium hydroxide is mixed and stirred. A metal hydroxide and a solution were obtained (sulfur / chlorine removal step). Next, metal hydroxide, nickel-containing saprolite ore, and coal were mixed and reduced (calcined) with a rotary kiln. Next, the reduced mixture was charged into an electric furnace and melted to obtain ferronickel (ferronickel production process).

(実験例B−3)
ニッケル品位が低くマグネシウム品位が高い酸化鉱石(低Ni品位サプロライト鉱石)を常圧浸出と常圧反応に使用した分級前の全酸化鉱石量に対して0.3倍重量(30重量%)加えて第一中和工程を行った以外は、実験例B−2と同じ条件で実施した。
(Experimental example B-3)
Oxide ore with low nickel grade and high magnesium grade (low Ni grade saprolite ore) added 0.3 times weight (30 wt%) to the total oxide ore before classification used for atmospheric pressure leaching and atmospheric pressure reaction Except having performed the 1st neutralization process, it implemented on the same conditions as Experimental example B-2.

第一中和液のFe濃度は0.48g/lであり、Fe/Ni濃度比は0.08、液のpHは2.35であった。第一中和液中のニッケル量と反応液中のニッケル量との差と、第一中和工程に使用した低Ni高Mg酸化鉱石のニッケル量とから計算したニッケルの浸出率は72.5重量%であり、同様に計算したマグネシウムの浸出率は45.9重量%であった。また、第一中和液中のFe量と反応液中のFe量との差から計算した脱Fe率は93.4重量%であり、第一中和工程により、低Ni高Mg酸化鉱石のニッケルの回収と、反応液中のFe沈殿とが効率よく行われていることがわかった。   The Fe concentration of the first neutralized solution was 0.48 g / l, the Fe / Ni concentration ratio was 0.08, and the pH of the solution was 2.35. The nickel leaching rate calculated from the difference between the amount of nickel in the first neutralization solution and the amount of nickel in the reaction solution and the amount of nickel in the low Ni high Mg oxide ore used in the first neutralization step was 72.5. The magnesium leaching rate calculated in the same manner was 45.9% by weight. Moreover, the Fe removal rate calculated from the difference between the amount of Fe in the first neutralization solution and the amount of Fe in the reaction solution is 93.4% by weight. It was found that nickel recovery and Fe precipitation in the reaction solution were performed efficiently.

このようにして得られた第一中和液および第一中和残渣に90℃の温度において、中和剤として石灰石をpHが3.3となるまで添加した後、攪拌保持し、第二中和工程をおこなった。添加から攪拌保持までの時間は2時間とした。   After adding limestone as a neutralizing agent to the first neutralization solution and the first neutralization residue thus obtained at a temperature of 90 ° C. until the pH becomes 3.3, the mixture is stirred and retained. The sum process was performed. The time from the addition to the stirring and holding was 2 hours.

石灰石使用量は、分級前の全酸化鉱石量に対して0.04倍重量(4重量%)の使用となり、実験例B−1と比較して石灰石使用量は大幅に低減した。   The amount of limestone used was 0.04 times (4% by weight) of the total amount of oxidized ore before classification, and the amount of limestone used was significantly reduced compared to Experimental Example B-1.

石灰石中和後の第二中和残渣の量は、常圧浸出と常圧反応に使用した分級前の全酸化鉱石量に対して1.23倍重量であった。   The amount of the second neutralization residue after limestone neutralization was 1.23 times the weight of the total oxide ore before classification used for atmospheric pressure leaching and atmospheric pressure reaction.

次に、第二中和液および第二中和残渣に高分子凝集剤を加え、第二中和残渣を凝集させ自然沈降させた後、向流洗浄方式の6段シックナーを用いて第二中和液と第二中和残渣とに固液分離した。下部に沈降した濃縮スラリー状の第二中和残渣の濃度を調べたところ、43.5重量%濃度となり、実験例B−1と比較してスラリー濃度が大幅に増加した。さらに、濃縮スラリーを真空ろ過装置によりろ過したところ、第二中和残渣の含水率は26.3重量%となり、実験例B−1と比較して含水率が大幅に低減された。また、固液分離の際のシックナーでの沈降時間を短縮することができた。   Next, a polymer flocculant is added to the second neutralization liquid and the second neutralization residue, the second neutralization residue is agglomerated and allowed to settle naturally, and then the second medium is obtained using a countercurrent washing type six-stage thickener. Solid-liquid separation was performed between the Japanese liquid and the second neutralization residue. The concentration of the concentrated slurry-like second neutralization residue settled at the bottom was 43.5% by weight, and the slurry concentration was significantly increased as compared with Experimental Example B-1. Furthermore, when the concentrated slurry was filtered with a vacuum filtration device, the water content of the second neutralization residue was 26.3% by weight, and the water content was greatly reduced as compared with Experimental Example B-1. In addition, the settling time in the thickener during the solid-liquid separation could be shortened.

実施の形態に係る製造工程を説明するためのフロー図である。It is a flowchart for demonstrating the manufacturing process which concerns on embodiment. 実施の形態に係る製造工程を説明するためのフロー図である。It is a flowchart for demonstrating the manufacturing process which concerns on embodiment. 実施の形態に係る製造工程を説明するためのフロー図である。It is a flowchart for demonstrating the manufacturing process which concerns on embodiment. 実施の形態に係るニッケル酸化鉱石の鉱床分布の概略図である。It is the schematic of the deposit distribution of the nickel oxide ore which concerns on embodiment. 実験例に係る試料のX線回折結果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the X-ray-diffraction result of the sample which concerns on an experiment example.

符号の説明Explanation of symbols

102 酸化鉱石
103 粉砕品
104 スラリー鉱石
105 硫酸
106 ナトリウム塩
107 用水
108 硫酸浸出液
109 浸出残渣
110 反応液
111 反応残渣
112 中和剤
113 第二中和液
114 第二中和残渣
115 凝集剤
130 硫酸ニッケル溶液
132 硫酸コバルト溶液
134 有機溶媒
136 アルカリ化合物
138 ニッケル水酸化物
140 コバルト水酸化物
202 金属水酸化物
203 水酸化ナトリウム
205 用水
206 金属水酸化物
208 溶液
210 石炭
212 フェロニッケル
214 スラグ
216 排ガス
218 酸化鉱石
300 酸化鉱石
302 第一中和液
304 第一中和残渣
102 Oxide ore 103 Ground product 104 Slurry ore 105 Sulfuric acid 106 Sodium salt 107 Water 108 Sulfuric acid leaching solution 109 Leaching residue 110 Reaction solution 111 Reaction residue 112 Neutralizing agent 113 Second neutralizing solution 114 Second neutralizing residue 115 Flocculant 130 Nickel sulfate Solution 132 Cobalt sulfate solution 134 Organic solvent 136 Alkaline compound 138 Nickel hydroxide 140 Cobalt hydroxide 202 Metal hydroxide 203 Sodium hydroxide 205 Water 206 Metal hydroxide 208 Solution 210 Coal 212 Ferronickel 214 Slag 216 Exhaust gas 218 Oxidation Ore 300 Oxide ore 302 First neutralization liquid 304 First neutralization residue

Claims (17)

ニッケルまたはコバルトと鉄とを含む第一の酸化鉱石から、ニッケルまたはコバルトを回収する方法であって、
硫酸を使用して、前記第一の酸化鉱石から、ニッケルまたはコバルトを浸出し、ニッケルまたはコバルトを含む硫酸浸出溶液と、浸出残渣と、を得る浸出工程と、
前記浸出残渣を含む前記硫酸浸出溶液とマグネシウムとを反応させてpH調整し、ニッケルまたはコバルトを含む反応液と、鉄を含む反応残渣と、を得る反応工程と、
Ni含有量が2重量%以下であり、Fe含有量が20重量%以下であり、かつMg含有量が15重量%以上である低Ni品位サプロライト鉱石を用いて、前記反応工程で得られた液のpHを上昇させる予備中和工程と、
前記予備中和工程で得られた液を、前記Ni品位サプロライト鉱石以外の中和剤を使用して中和し、ニッケルまたはコバルトを含む中和液と、鉄を含む中和残渣と、を得る中和工程と、
を含むことを特徴とする回収方法。
A method for recovering nickel or cobalt from a first oxide ore containing nickel or cobalt and iron,
A leaching step of leaching nickel or cobalt from the first oxide ore using sulfuric acid to obtain a sulfuric acid leaching solution containing nickel or cobalt, and a leaching residue;
Reacting the sulfuric acid leaching solution containing the leaching residue with magnesium to adjust the pH to obtain a reaction liquid containing nickel or cobalt and a reaction residue containing iron; and
Liquid obtained in the reaction step using a low Ni grade saprolite ore having a Ni content of 2% by weight or less, a Fe content of 20% by weight or less, and a Mg content of 15% by weight or more. A pre-neutralization step of increasing the pH of
The liquid obtained in the preliminary neutralization step is neutralized using a neutralizing agent other than the low Ni grade saprolite ore, a neutralization liquid containing nickel or cobalt, and a neutralization residue containing iron. Obtaining a neutralization step;
The collection method characterized by including.
請求項1に記載の回収方法において、
前記中和剤は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、フェロニッケルスラグ、またはマグネシウムを含むスラグの少なくとも一つを含むことを特徴とする回収方法。
The recovery method according to claim 1,
The neutralizing agent is sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium oxide, magnesium oxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, ferronickel slag, or slag containing magnesium. A recovery method comprising at least one.
請求項1又は2に記載の回収方法において、
前記浸出工程の前に、
前記第一の酸化鉱石を、小粒径酸化鉱石と、マグネシウムを含む大粒径酸化鉱石とに分級する分級工程を含み、
前記浸出工程において、前記小粒径酸化鉱石からニッケルまたはコバルトを浸出するとともに、
前記反応工程において、前記浸出残渣を含む前記硫酸浸出溶液と、前記大粒径酸化鉱石に含有されるマグネシウムとを反応させてpH調整し、
前記第二の酸化鉱石のマグネシウム含有率は、前記大粒径酸化鉱石のマグネシウム含有率よりも高いことを特徴とする回収方法。
In the collection method according to claim 1 or 2,
Before the leaching process,
Including a classification step of classifying the first oxide ore into a small particle size oxide ore and a large particle size oxide ore containing magnesium;
In the leaching step, leaching nickel or cobalt from the small particle size oxidized ore,
In the reaction step, the sulfuric acid leaching solution containing the leaching residue is reacted with magnesium contained in the large particle size oxidized ore to adjust pH,
The magnesium content rate of said 2nd oxide ore is higher than the magnesium content rate of the said large-particle-size oxide ore, The recovery method characterized by the above-mentioned.
請求項3に記載の回収方法において、
前記第二の酸化鉱石のニッケル含有率は、前記大粒径酸化鉱石のニッケル含有率よりも低いことを特徴とする回収方法。
The recovery method according to claim 3,
The nickel oxide content of the second oxide ore is lower than the nickel content of the large particle size oxide ore.
請求項1乃至4いずれかに記載の回収方法において、
前記浸出工程において、さらにナトリウム塩を用いて、前記第一の酸化鉱石から、ニッケルまたはコバルトを浸出し、ニッケルまたはコバルトを含む硫酸浸出溶液と、浸出残渣と、を得て、
前記反応工程において、前記浸出残渣を含む前記硫酸浸出溶液をpH調整し、ニッケルまたはコバルトを含む反応液と、反応残渣と、を得ることを特徴とする回収方法。
The recovery method according to any one of claims 1 to 4,
In the leaching step, further using a sodium salt, leaching nickel or cobalt from the first oxide ore to obtain a sulfuric acid leaching solution containing nickel or cobalt, and a leaching residue,
In the reaction step, the sulfuric acid leaching solution containing the leaching residue is pH-adjusted to obtain a reaction solution containing nickel or cobalt and a reaction residue.
請求項5に記載の回収方法において、
前記ナトリウム塩が、海水中に含まれるナトリウム塩であることを特徴とする回収方法。
The recovery method according to claim 5,
The recovery method, wherein the sodium salt is a sodium salt contained in seawater.
請求項5に記載の回収方法において、
前記ナトリウム塩が、濃縮された海水中に含まれるナトリウム塩であることを特徴とする回収方法。
The recovery method according to claim 5,
The recovery method, wherein the sodium salt is a sodium salt contained in concentrated seawater.
請求項7に記載の回収方法において、
前記濃縮された海水中に含まれるナトリウム塩の濃度は、4重量%以上5.3重量%以下であることを特徴とする回収方法。
The collection method according to claim 7,
The concentration method of the sodium salt contained in the said concentrated seawater is 4 to 5.3 weight%, The collection method characterized by the above-mentioned.
請求項5乃至8いずれかに記載の回収方法において、
前記ナトリウム塩の使用量は、前記第一の酸化鉱石の使用量の1重量%以上5重量%以下であることを特徴とする回収方法。
The recovery method according to any one of claims 5 to 8,
The use amount of the sodium salt is 1% by weight or more and 5% by weight or less of the use amount of the first oxide ore.
請求項1乃至9いずれかに記載の回収方法において、
前記浸出工程において、さらに還元剤を用いて、前記第一の酸化鉱石から、ニッケルまたはコバルトを浸出し、ニッケルまたはコバルトを含む硫酸浸出溶液と、浸出残渣と、を得ることを特徴とする回収方法。
The recovery method according to any one of claims 1 to 9,
In the leaching step, further using a reducing agent, nickel or cobalt is leached from the first oxide ore, and a sulfuric acid leaching solution containing nickel or cobalt and a leaching residue are obtained. .
請求項10に記載の回収方法において、
前記還元剤は鉄粉であることを特徴とする回収方法。
The recovery method according to claim 10,
The recovery method, wherein the reducing agent is iron powder.
請求項1乃至11いずれかに記載の回収方法において、
前記浸出工程と、前記反応工程とを、ともに90℃以上の温度下で行うことを特徴とする回収方法。
The collection method according to any one of claims 1 to 11,
A recovery method characterized in that both the leaching step and the reaction step are performed at a temperature of 90 ° C. or higher.
請求項1乃至12いずれかに記載の回収方法において、
前記浸出工程と、前記反応工程とを、ともに常圧下で行うことを特徴とする回収方法。
The recovery method according to any one of claims 1 to 12,
A recovery method characterized by performing both the leaching step and the reaction step under normal pressure.
請求項1乃至13いずれかに記載の回収方法において、
前記中和工程の後に、前記中和液と前記中和残渣とを、凝集剤を使用し、シックナーを用いて固液分離し、前記中和液と前記中和残渣とを分離する固液分離工程を、さらに含むことを特徴とする回収方法。
The recovery method according to any one of claims 1 to 13,
After the neutralization step, the neutralization liquid and the neutralization residue are separated into solid and liquid using a flocculant and a thickener to separate the neutralization liquid and the neutralization residue. The collection | recovery method characterized by further including a process.
請求項1乃至14いずれかに記載の回収方法において、
前記予備中和工程を、90℃以上の温度下で行うことを特徴とする回収方法。
The collection method according to any one of claims 1 to 14,
A recovery method, wherein the preliminary neutralization step is performed at a temperature of 90 ° C. or higher.
請求項1乃至15いずれかに記載の回収方法において、
前記浸出工程において、前記硫酸の使用量は、前記第一の酸化鉱石の使用量の50重量%以上80重量%以下であることを特徴とする回収方法。
The recovery method according to any one of claims 1 to 15,
In the leaching step, the use amount of the sulfuric acid is 50% by weight or more and 80% by weight or less of the use amount of the first oxide ore.
請求項1乃至16いずれかに記載の回収方法において、
前記予備中和工程において、前記液のpHを1以上4以下に調整することを特徴とする回収方法。
The recovery method according to any one of claims 1 to 16,
In the preliminary neutralization step, the pH of the liquid is adjusted to 1 or more and 4 or less.
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