專利名稱：從礦石中回收金屬有價物的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于加工含金屬的礦石，特別是用于回收鎳和其它金屬的 方法，并且更具體地涉及用于回收腐泥土和褐鐵礦礦石中的鐵、鎳、鈷、 鎂、鋁、鉻和其它有價值的組分的方法。
背景技術：
即使當從相同的采礦地點取得時，礦石的組成也極大地不同。褐鐵礦 和腐泥土礦石通常含有鐵、鎳、鈷、鎂、錳、鉻和/或鋁。已知的用于處理 高鎂腐泥土礦石或高鐵褐鐵礦型礦石的方法通常是高成本方法，而本發(fā)明
是能夠處理全部范圍的礦石，包括過渡礦石(transitional ore)的改進的成本 有效方法。如本文中使用的，術語"礦石"意在表示氧化物和硫化物礦石、 冶金廢料以及含金屬的物質，應理解為金屬可以與其它元素結合。
發(fā)明概述
本發(fā)明是用于加工含鎳的腐泥土和褐鐵礦礦石以回收其中所含的有價 值礦物的方法。本方法作用于任何氧化物或硫化物礦石、冶金廢料和含金 屬的物質，應理解為在這樣的物質中，金屬可以與其它元素結合。如果需 要，可以將礦石研磨或粉碎，或可以與其它含金屬的物質混合。用硝酸浸 提礦石，然后通過熱水解或pH平衡來沉淀鐵。任選地，通過回收沉淀或 結晶回收來回收鋁。將氫氧化鎂加入到溶液中，從而使得pH平衡以形成 以沉淀物形式回收的鎳氫氧化物和鈷氫氧化物。
有利地，用于浸提的硝酸通過在美國專利6，264，909中描述的方法提 供，該美國專利名稱為硝酸制備和再循環(huán)(Nitric Acid Production and Recycle),授權于2001年7月24日，并且通過引用結合在此。
本發(fā)明特別可用于回收鎳、鈷、鋁、鐵、鉻、錳和鎂。發(fā)明目的
本發(fā)明的主要目的是提供從腐泥土和褐鐵礦礦石中回收鎳和鈷的改進 方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供從礦石、冶金廢料和其它含金屬的物質中
回收金屬有價物(values)的方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供制備硝酸鹽，比如硝酸銨、硝酸鈉、硝酸 鉀、硝酸鈣或硝酸鎂的方法。
附圖簡述
通過參照以下詳細描述和后附附圖，前述和其它目的將變得更顯而易
見，在附圖中


圖1是本發(fā)明方法以其最基本形式表示的示意性流程圖。 詳細描述
現在參照附圖，圖1顯示基本形式的本發(fā)明方法。本方法從礦山腐泥
土或褐鐵礦礦石10或其它含金屬的物質的熔化(run)開始。
用HN03浸提礦石充分的時間以形成漿液。盡管可以將礦石粉碎，但 是這樣做不是必須的，因為硝酸將有效地起作用，而與礦石顆粒的尺寸無 關。在低于160C，通常約70C至130C，但是優(yōu)選約120C的溫度，用硝 酸20將礦石浸提18礦石約30分鐘至約3小時的時間。所述的酸可以是 10至90%(重量％)的硝酸溶液，但是優(yōu)選為約30至67%硝酸，并且最適 宜為約45至55%酸溶液。
用于浸提工藝的硝酸20優(yōu)選由根據以上引用的美國專利6,264，909的 硝酸再循環(huán)方法得到。
通過加熱22將浸提溶液的溫度升高至約125至200C范圍內的溫度， 優(yōu)選至約165C，以形成液體/固體殘余物，其中鎳、鈷和鎂在溶液中，而 鐵、錳和鋁是氧化物形式的固體殘余物。加熱在封閉體中進行，從該封閉 體回收逸出氣體(主要為Ncg用于進一步處理。浸提和加熱步驟可以在同 一容器中進行，或在分離的容器中進行。
在22處通過熱水解或溶液的pH平衡來發(fā)生沉淀，使鐵以Fe203的形漿液經歷固液分離，脈石物質以固體的形式移除。將剩余的液體溶液 加熱，通過熱水解或溶液的pH平衡來發(fā)生沉淀，使鐵以Fe203的形式沉淀。
通過液固分離(過濾)將Fe203以固體的形式移除，從而留下含有鋁、鎳 和鈷有價物的溶液。
在24處通過沉淀將鋁移除。備選地，鋁以硝酸鹽形式的結晶使得可以 通過過濾或通過離心來分離。在任一種情況下，留下鎳-鈷溶液。
將Mg(OH)2與鎳-鈷溶液混合，然后其經歷pH平衡(改變)以形成固體 形式的Ni(OH)2和C0(OH)2，在26處將它們以沉淀物的形式移除(通過過 濾)。還可以通過溶劑萃取，將鎳和鈷有價物從溶液中移除。
通常經過多次進行蒸發(fā)將濾液濃縮，直至剩余的Mg(N03)2幾乎為無 水。然后在28處將硝酸鎂熱分解，以形成MgO、 HN03和NOx，并且將 硝酸和氮氧化化再循環(huán)。所得到的MgO可以用在本發(fā)明方法中的其它地 方。
采用在美國專利6,264,909中描述的硝酸再循環(huán)方法，在30處將含NOx 的氣體重新形成硝酸。
通過加入或移除硝酸，或通過向溶液中加入堿土金屬來完成溶液pH 的改變。
鐵的沉淀通常在pH 2至3完成； 氧化鋁的沉淀通常在pH4-5完成； 鎳的沉淀通常在pH 6-7完成； 錳的沉淀通常在pH 8-9完成； MgO的沉淀通常在pH 10-11完成； Ca的沉淀通常在pH 12-13完成。
沉淀物通過過濾移除，或可以通過其它已知方法如離心來分離。 在整個方法中的任何位置，在將硝酸或氮的氧化物移除的情況下，都 可以將其再循環(huán)至硝酸再循環(huán)工序中以進一步使用。
本發(fā)明對象的成果總結從前述內容中，顯而易見的是，本發(fā)明人發(fā)明了一種從腐泥土和褐鐵 礦礦石中回收鎳和鈷的改進方法，所述方法還用于從礦石、冶金廢物和其 它含金屬的物質中回收金屬有價物，比至今可行的方法更經濟。
應當理解，前述說明和具體實施方案僅僅為了示出本發(fā)明的最佳方式 及其原理，并且本領域技術人員可以在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況 下對設備進行各種修改和添加，因此應理解本發(fā)明的精神和范圍僅由后附 權利要求的范圍限定。
權利要求
1.一種從含鐵、鎳、鈷和鋁的礦石中回收金屬有價物的方法，所述方法包括a)用HNO3浸提所述礦石充分的時間以形成漿液；b)使鐵以Fe2O3的形式從所述漿液中沉淀；c)使鋁以Al2O3的形式沉淀，從而留下含鎳和鈷有價物的溶液；d)將Mg(OH)2與所述鎳-鈷溶液混合，然后進行熱水解、pH平衡(改變)或溶劑萃取，以形成固體形式的Ni(OH)2和Co(OH)2，并且將所述鎳-鈷有價物以沉淀物的形式移出；e)從工藝中回收HNO3和NOx；和f)將所述移出的含NOx的氣體重新形成硝酸，用于進一步使用。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中所述浸提在70C至160C的溫度 進行約30分鐘至約3小時的時間。
3. 根據權利要求1所述的方法，其中在所述浸提中的所述硝酸是10 至90%硝酸的溶液。
4. 根據權利要求3所述的方法，其中在所述浸提中的所述硝酸是30 至67%硝酸的溶液。
5. 根據權利要求1所述的方法，其中所述浸提步驟之后加熱至約125C 至約200C的溫度，以形成液體/固體殘余物，其中所述鎳、鈷和鎂有價物 在溶液中，而所述鐵、錳和鋁有價物是氧化物形式的固體殘余物。
6. 根據權利要求1所述的方法，其中鐵的沉淀通過熱水解實現。
7. 根據權利要求1所述的方法，其中鐵的沉淀通過所述溶液的pH平 衡實現。
8. 根據權利要求1所述的方法，其中所述礦石在浸提之前被粉碎。
全文摘要
一種用于加工含鎳的腐泥土和褐鐵礦礦石以回收其中所含的有價值礦物的改進方法，所述方法包括用硝酸浸提所述礦石以形成漿液；通過沉淀分離鐵有價物，從而移出鐵有價物；形成液體/固體殘余物，其中鎳、鈷和鎂在溶液中，而錳和鋁是氧化物形式的固體殘余物；進行液固分離，并且移除固體；和從液體-金屬濃縮物中回收鎳、鈷和錳。回收浸出物，并且將浸出物中的硝酸再循環(huán)。
文檔編號C22B23/00GK101688267SQ200880014292
公開日2010年3月31日 申請日期2008年5月1日 優(yōu)先權日2007年5月3日
發(fā)明者小威廉·F·德林卡德, 漢斯·J·沃納 申請人:德林卡德.梅塔羅克斯公司