Способ извлечения металлов из латеритовых руд



Способ извлечения металлов из латеритовых руд
Способ извлечения металлов из латеритовых руд
Способ извлечения металлов из латеритовых руд
Способ извлечения металлов из латеритовых руд

 


Владельцы патента RU 2609113:

ВАЛЕ С.А. (BR)

Изобретение относится к способу извлечения металлов из латеритовых руд. Способ включает сульфатирование латеритовой руды для получения сульфата железа(III) в сульфатированной массе и селективный пиролиз сульфата железа(III) для разложения сульфата железа(III) на триоксид серы и гематит. Далее осуществляют растворение для получения оксида железа(III) и раствора, содержащего целевые извлекаемые металлы. Техническим результатом изобретения является снижение общего расхода кислоты и извлечение железа. 11 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 пр.

 

Предпосылки изобретения

Традиционные способы выщелачивания для лимонитов требуют больших затрат кислоты, поскольку по большей части никелю и кобальту сопутствуют гидрооксидные железные минералы. Такие минералы представляют собой наиболее общий вид никелевых латеритов, что делает кучное или атмосферное выщелачивание невозможным. Для того чтобы получить доступ к никелю внутри гидрооксидных решеток, требуется высокий уровень растворения железа, что приводит к большим затратам кислоты. Такое растворение также разрушает минералы, снижая устойчивость возможной кучи. До настоящего времени единственным жизнеспособным вариантом являлась обработка латеритов методом HPAL, однако такой метод является не очень эффективным при использовании низкосортных или необогащенных руд.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой блок-схему процесса, предлагаемого настоящим изобретением.

Описание предпочтительных вариантов воплощения

Настоящее изобретение, представленное на фиг. 1, предлагает новый альтернативный процесс для лимонитов. В данном процессе используют равновесие сульфата железа(III) для снижения общих затрат кислоты и извлечения железа посредством разложения сульфатов железа(III) в определенных условиях. Решетка руды все еще остается разрушенной при растворении трехвалентного железа, однако легко образующийся сульфат железа(III) разлагается на оксид, регенерирующий кислоту, используемую для воздействия на другие элементы. Данный процесс разделен на три стадии: (i) сульфатирование; (ii) селективный пиролиз и (iii) селективное растворение.

Во время стадии сульфатирования руду обрабатывают всем объемом серной кислоты без какой-либо сушки. Для ускорения процесса сульфатирования используют природную влагу руды. При необходимости может быть осуществлена стадия сушки. Данную стадию делят на два этапа: (i) первый этап включает дозирование серной кислоты, a (ii) второй этап включает смещение равновесия. На первом этапе, как следует из названия, просто дозируют необходимое для обработки руды количество кислоты. На данном этапе происходит следующая реакция с трехвалентным железом:

Fe2O3+6H2SO4 → 2Fe(HSO4)3+3Н2О (1)

Второй этап смещения равновесия необходим для смещения реакции сульфатирования в сторону сульфата железа(III). Известно, что данному процессу способствует повышенная температура. По этой причине материал подвергают термической обработке при температуре от 50 до 400°С, предпочтительно от 150 до 250°С. Данный процесс включает следующую реакцию.

2Fe(HSO4)3+Fe2O3 → 2Fe2(SO4)3+3Н2О (2)

Количество серной кислоты, дозируемой на втором этапе, должно быть достаточным для разрушения минеральных решеток и обнажения целевых элементов, таких как никель и кобальт. Количество кислоты должно составлять от 10 до 600 кг на тонну руды, предпочтительно от 50 до 300 кг/т.

Вторая стадия представляет собой селективный пиролиз. Для разложения сульфата железа(III) на триоксид серы и гематит вновь используют повышенную температуру. Вновь сформировавшийся SO3 легко воздействует на другие элементы, такие как никель. Температура, необходимая на данной стадии, составляет от 400 до 1000°С, предпочтительно от 500 до 700°С.

Fe2(SO4)3 → Fe2O3+3SO3 (3)

NiO+SO3 → NiO4 (4)

Суммарная реакция является следующей:

Fe2(SO4)3+3NiO → Fe2O3+3NiSO4 (5)

После разложения сульфата железа(III) на гематит и извлечения целевых металлов из решетки руды осуществляют третью стадию, т.е. селективное растворение, переносящее никель, кобальт и другие элементы в раствор, обеспечивая сохранение железа в виде оксида. Стадию растворения осуществляют при температуре от 15 до 100°С, предпочтительно от 25 до 90°С, при диапазоне рН от 1 до 5, предпочтительно от 1,5 до 4. Пульпа легко фильтруется, поскольку большая часть твердых веществ представляет собой оксиды, а не гидроксиды.

Перед использованием в способе согласно настоящему изобретению размер фракций руды должен составлять менее 2", предпочтительно менее 0,5 мм. Единственной причиной этого является желание избежать проблем с перемешиванием во время стадии растворения. Способ согласно настоящему изобретению достаточно гибкий для получения низкосортных руд, поскольку все необходимое оборудование имеет низкую капиталоемкость и требует небольших эксплуатационных расходов. Получаемый PLS (насыщенный выщелачивающий раствор) почти не содержит железа, что чрезвычайно облегчает последующий выбор.

Пример 1

Состав никелевой латеритовой руды:

Руду измельчают таким образом, чтобы ее частицы на 100% проходили через 0,5 мм ячейки. Образец сушат в течение 2 часов при температуре 110°С, а затем отвешивают 400 г упомянутой руды.

Упомянутый образец загружают в металлический реактор и к нему медленно добавляют 120 г 98% серной кислоты при механическом перемешивании, чтобы избежать образования агломератов. Сульфатированную массу переносят в циркониевый тигель, помещают в нагреватель и нагревают со скоростью 100°С в час до тех пор, пока температура не достигнет 700°С.

Через 2 часа предварительной термической обработки массу охлаждают и погружают в раствор, рН которого составляет от 2,5 до 4,0, Eh<600 mV, при температуре от 85°С до 95°С на 3 часа. После этого раствор фильтруют, остаток промывают, сушат и анализируют на представляющие интерес элементы. Результат извлечения составляет 71,8% кобальта, 84% никеля и 12,5% железа от первоначальных количеств, содержащихся в латеритовой руде.

Пример 2

Состав никелевой латеритовой руды:

После повторения описанной в примере 1 методики результат извлечения составляет 79,6% кобальта, 81,7% никеля и 6,4% железа от первоначальных количеств, содержащихся в латеритовой руде.

Пример 3

Состав никелевой латеритовой руды:

Руду измельчают таким образом, чтобы ее частицы на 100% проходили через 0,5 мм ячейки. Образец сушат в течение 2 часов при температуре 110ºС, а затем отвешивают 400 г упомянутой руды.

Упомянутый образец загружают в металлический реактор и к нему медленно добавляют 160 г 98% серной кислоты при механическом перемешивании, чтобы избежать образования агломератов. Сульфатированную массу переносят в циркониевый тигель, помещают в нагреватель и нагревают со скоростью 100ºС в час до тех пор, пока температура не достигнет 700ºС.

Через 4 часа предварительной термической обработки массу охлаждают и погружают в раствор, рН которого составляет от 1,8 до 3,0, Eh<450 mV, при температуре от 85°С до 95°С на 3 часа. После этого раствор фильтруют, остаток промывают, сушат и анализируют на представляющие интерес элементы. Результат извлечения составляет 92,8% кобальта, 87,8% никеля и 4,5% железа от первоначальных количеств, содержащихся в латеритовой руде.

УНИКАЛЬНЫЕ ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ПРИЗНАКИ:

- повышенный уровень извлечения ценных металлов, таких как никель и кобальт;

- улучшенная эксплуатация месторождения;

- уменьшение расхода кислоты;

- уменьшение расхода нейтрализующего агента;

- улучшенное осаждение пульпы;

- уменьшение расхода флокулянтов;

- отсутствие необходимости отделения сапролита/лимонита.

1. Способ извлечения металлов из латеритовых руд, включающий стадии:

(i) сульфатирование латеритовой руды для получения сульфата железа(III) в сульфатированной массе, и извлечение целевых металлов из минеральной решетки руды,

(ii) селективный пиролиз сульфата железа(III) для разложения сульфата железа(III) на триоксид серы и гематит, и

(iii) селективное растворение для получения оксида железа(III) и раствора, содержащего целевые извлекаемые металлы,

причем стадия сульфатирования (i) включает первый этап дозирования серной кислоты и второй этап смещения реакции сульфатирования в сторону образования сульфата железа(III).

2. Способ по п. 1, в котором второй этап сульфатирования осуществляют при температуре от 50 до 400°C.

3. Способ по п. 2, в котором второй этап сульфатирования включает дозирование от 10 до 600 кг серной кислоты на тонну руды, достаточное для разрушения минеральной решетки руды и обнажения целевых элементов.

4. Способ по п. 1, в котором стадию селективного пиролиза

(ii) осуществляют при температуре от 400 до 1000°C.

5. Способ по п. 1, в котором целевые металлы представляют собой никель и кобальт.

6. Способ по п. 1, в котором стадию селективного растворения (iii) осуществляют при температуре от 15 до 100°C.

7. Способ по п. 1, в котором стадию селективного растворения осуществляют при рН в диапазоне от 1 до 5.

8. Способ по п. 1, в котором после стадии селективного растворения (iii) осуществляют отфильтровывание содержащей оксид железа(III) твердой фазы от раствора, содержащего целевые металлы.

9. Способ по п. 8, в котором содержащий целевые металлы раствор представляет собой раствор, содержащий сульфат никеля.

10. Способ по п. 1, в котором латеритовая руда включает лимонит.

11. Способ по п. 1, в котором перед стадией сульфатирования руду измельчают до размера фракций менее 0,5 мм.

12. Способ по п. 1, в котором выщелачивающий раствор (PLS) по существу не содержит железа.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к переработке железомарганцевых конкреций для получения кобальта, меди, никеля, марганца, других металлов и их соединений.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способу извлечения цветных и редких металлов из перерабатываемых производственных отходов, в частности к способу извлечения металлов из вельц-окислов.

Изобретение может быть использовано в обогащении меди и серебра для переработки сульфидно-окисленных медных руд. Перед подачей на кислотное выщелачивание при перемешивании коллективного концентрата, полученного из сульфидно-окисленной медной руды, осуществляют стадиальную коллективную флотацию с использованием добавки сульфида натрия.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ обработки сульфата кальция, содержащего редкоземельные элементы, включает выщелачивание дигидрата сульфата кальция, содержащего редкоземельные элементы, серной кислотой для получения суспензии, состоящей из твердой фазы, содержащей указанный дигидрат сульфата кальция, и жидкой фазы, содержащей указанные редкоземельные элементы в растворе.

Изобретение относится к переработке фосфогипса. После водной обработки фосфогипс выщелачивают серной кислотой с переводом концентрата редкоземельных элементов (РЗЭ) и примесных компонентов в раствор.
Изобретение относится к гидрометаллургии урана. Способ извлечения урана из урансодержащей руды включает выщелачивание руды сернокислым выщелачивающим раствором с окислителем, содержащим надсерную кислоту.

Изобретение относится к переработке отходов, содержащих цветные металлы (цинк и кадмий), агломерационного, доменного, прокатного, сталеплавильного производств и может быть использовано в черной и цветной металлургии.

Изобретение относится к металлургии редких металлов, а именно к извлечению скандия из красного шлама, который является отходом производства глинозема. Способ включает выщелачивание скандия раствором серной кислоты при нагревании в течение 2 часов и фильтрацию пульпы.
Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов, может быть использовано для выщелачивания и растворения металлической меди из сырья и промпродуктов. Выщелачивание металлической меди из медьсодержащего материала в растворах серной кислоты проводят с добавкой окислителя при нагревании и наложении переменного тока промышленной частоты.
Изобретение относится к способу извлечения титана из шлака, полученного при выплавке чугуна и стали из титаномагнетитового концентрата. Способ включает измельчение и сернокислотное выщелачивание шлака с переводом металлов из шлака в сернокислотный раствор в виде сульфатов.

Изобретение относится к способу очистки никелевого электролита от примесей ионов Fe (III), Со (III) и Cu (II) экстракцией с селективным извлечением указанных ионов из электролита в органическую фазу.

Изобретение относится гидрометаллургии, а именно к очистке латеритно-никелевого выщелачивающего потока. В предложенном способе осуществляют регулирование рН раствора выщелачивания латерита, содержащего никель, до уровня, составляющего от 1,0 до 3,0, приведение в контакт раствора выщелачивания латерита, содержащего никель, с отрегулированным рН с ионообменной смолой, включающей бис-пиколиламиновую функциональную группу, для того чтобы селективно по сравнению с двухвалентным и трехвалентным железом адсорбировать никель и медь, и выделение никеля.

Изобретение относится к гидрометаллургическим способам переработки растворов, содержащих цветные металлы, осаждением гидратов цветных металлов с помощью магнийсодержащего осадителя.
Изобретение относится к способу переработки окисленных никелевых руд. Способ включает сульфатизирующий обжиг с использованием серной кислоты с получением сульфатного огарка.

Изобретение относится к металлургии цветных металлов. Способ переработки сульфидного никелевого сырья включает обжиг шихты, содержащей сульфидное никелевое сырье и хлорид натрия, при температуре 350-400°С с доступом кислорода в течение 1,5-2 ч и выщелачивание полученного огарка водой при температуре до 100°С.

Изобретение относится к металлургии. Способ химического обогащения полиметаллических марганецсодержащих руд включает дробление и размол руды, который ведут до крупности минус 0,125, автоклавное выщелачивание присутствующих в руде элементов путем смешивания ее с 18%-ным раствором хлористого железа в соотношении 1:9 с последующим нагревом до температуры 475-500 K в течение 3 часов.
Изобретение относится к извлечению рутения из отработанного катализатора в виде оксида алюминия, содержащего рутений. Способ включает его сушку, прокаливание, охлаждение и измельчение в черный порошок, содержащий оксид рутения.

Изобретение относится извлечению металлического кобальта, рутения и алюминия из отработанного катализатора Co-Ru/Al2O3 для синтеза Фишера-Тропша. Катализатор подвергают воздействию прокаливанием и восстановительной обработке.
Изобретение относится к гидрометаллургическим способам переработки сульфидных концентратов, содержащих цветные металлы, железо и драгоценные металлы. Сущность изобретения заключается в том, что пентландит-пирротиновый концентрат, измельченный до частиц 6-25 мкм, выщелачивают при 90-105°C и давлении кислорода до 1,0 МПа в присутствии серной кислоты и сульфата натрия.

Изобретение относится к области утилизации отходов гальванического производства, например шламов, путем переработки последних и может быть использовано на предприятиях цветной металлургии и предприятиях, использующих в своем производственном цикле соединения цветных металлов.

Изобретение относится к способу переработки фосфогипса для получения экологически безопасной и полезной продукции. Способ включает кислотную обработку фосфогипса смешанным раствором, содержащим наряду с серной кислотой фосфорную кислоту, c получением твердой фазы и кислого раствора. Полученную твердую фазу в виде гипсосодержащего материала обрабатывают водой с образованием суспензии, которую разделяют на твердую фазу в виде промытого гипсосодержащего материала и жидкую фазу, которую объединяют с кислым раствором вышеуказанной обработки и подвергают ионообменной фильтрации с получением остаточного кислотного фильтрата. Его смешивают с промытым гипсосодержащим материалом и в полученную смесь добавляют серпентинит до получения продукта в виде пастообразной массы, из которой получают строительный материал. Достигаемый технический результат - повышение степени извлечения редкоземельных и радиоактивных элементов и обеспечение экологической безопасности. 25 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 пр.
Наверх