以使鎳和鈷以較高的浸出率浸出。
【附圖說明】
[0029] 圖1是表示相對(duì)于實(shí)施例1中的處理礦石漿料中所包含的每1噸單位碳的氧氣吹 入量與酸浸出液的氧化還原電位（0RP)的關(guān)系的曲線圖。
[0030] 圖2是表示實(shí)施例1中的礦石的碳品位與酸浸出液的氧化還原電位（0RP)的關(guān)系 的曲線圖。
[0031] 圖3是表示實(shí)施例1中的礦石的碳品位與表示鐵氧化率的（Fe(III)/總Fe)比的 關(guān)系的曲線圖。
[0032] 圖4是表示實(shí)施例1中的加壓反應(yīng)容器內(nèi)的氧氣分壓與酸浸出液的氧化還原電位 (0RP)的關(guān)系的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面，對(duì)本發(fā)明的氧化鎳礦石的濕式冶煉方法的【具體實(shí)施方式】（以下稱為"本實(shí) 施方式"。）詳細(xì)地進(jìn)行說明。需要說明的是，本發(fā)明并不限定于以下的實(shí)施方式，在不脫離 本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變更。
[0034] 本實(shí)施方式的氧化鎳礦石的濕式冶煉方法（以下也簡(jiǎn)稱為"濕式冶煉方法"。）包 括如下工序：第1工序，將氧化鎳礦石漿料化而制備礦石漿料；第2工序，在制備好的礦石 漿料中添加硫酸，用高壓空氣以及高壓水蒸氣實(shí)施浸出處理，得到包含鎳和鈷的浸出液。
[0035] 在該濕式冶煉方法中，首先，測(cè)定第1工序中制造的且裝入到第2工序的礦石漿料 所含有的碳量?？梢酝ㄟ^測(cè)定礦石漿料中的碳品位及流量來測(cè)定碳量。然后，在第2工序 中，調(diào)節(jié)高壓空氣及高壓氧氣的吹入比率，以使其氧氣純度達(dá)到21~60%，同時(shí)使氧氣吹 入量相對(duì)于礦石漿料所含有的碳單位重量為200~600 [Nm3-02/t-C]，將浸出處理中的氧化 還原電位（以Ag/AgCl為基準(zhǔn)）控制在400~650mV。
[0036] 這樣，在本實(shí)施方式的濕式冶煉方法中，重要的是，在第2工序的浸出處理中，對(duì) 照裝入工序的碳量（重量），調(diào)節(jié)由高壓空氣及高壓氧氣構(gòu)成的吹入氣體的氧氣純度，而且 對(duì)調(diào)節(jié)至規(guī)定的氧氣純度的吹入氣體的氧氣吹入量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0037] 對(duì)于從第1工序轉(zhuǎn)移到第2工序的中途的礦石漿料中，通過公知的方法測(cè)定碳品 位及流量，由此可以計(jì)算碳量。例如，可以利用在氧氣流中使其高頻燃燒而通過紅外線吸收 法進(jìn)行測(cè)定的一般的碳硫分析裝置來計(jì)算碳品位?？梢杂擅芏扔?jì)和電磁流量計(jì)的測(cè)定值來 計(jì)算流量。
[0038] 由此，能夠?qū)φ盏V石漿料的碳量來調(diào)節(jié)進(jìn)行浸出處理的加壓反應(yīng)容器（浸出容 器）內(nèi)的氧氣分壓，可以將浸出液的氧化還原電位（以Ag/AgCl為基準(zhǔn)）控制在400~ 650mV。而且，由此，可以使作為主要雜質(zhì)的鐵的大部分以較高的氧化率（高鐵氧化率）氧 化，以赤鐵礦（Fe203)的形式作為浸出殘?jiān)潭?，同時(shí)可以抑制硫酸用量而使鎳和鈷以較高 的浸出率浸出。
[0039] (第1工序）
[0040] 首先，在第1工序中，如上所述，將氧化鎳礦石漿料化而制備礦石漿料。
[0041] 作為原料氧化鎳礦石，主要為褐鐵礦和腐泥土礦等所謂的紅土鎳礦。該紅土鎳礦 中的鎳含量通常為〇. 5~3. 0重量％，以氫氧化物或硅苦土（硅酸鎂）礦物的形式含有。另 外，鐵的含量為10~50重量％，主要為3價(jià)的氫氧化物（針鐵礦、FeOOH)的形式，硅苦土 礦物中含有一部分2價(jià)鐵。
[0042] 在該第1工序中，將上述的氧化鎳礦石在水中破碎及粉碎而漿料化。然后，例如， 用濃縮器等固液分離裝置去除漿料中的多余的水而進(jìn)行濃縮，制備規(guī)定濃度的礦石漿料。 這時(shí)，在第1工序中，可以通過作為原料的碳量不同的多種氧化鎳礦石的混合比例來調(diào)節(jié) 礦石漿料的固體成分中的碳品位以使其成為規(guī)定范圍內(nèi)。
[0043] 這里，在目前的通過高溫加壓酸浸出法進(jìn)行的濕式冶煉方法中，根據(jù)所開采的氧 化鎳礦石的礦石種的不同，有時(shí)含有較多有機(jī)成分，在它們的混合比例較高的情況下，浸出 時(shí)的氧化還原電位會(huì)顯著降低。而且，如上所述如果氧化還原電位降低，則無法促進(jìn)礦石中 的鐵的氧化反應(yīng)，因此，浸出液中殘留大量2價(jià)鐵離子，結(jié)果是，在后續(xù)工序中難以將鐵從 粗硫酸水溶液（鎳?鈷混合水溶液）中分離，或?qū)е路蛛x所需要的操作材料成本提高。而 且，還會(huì)導(dǎo)致加壓反應(yīng)容器、以及附帶設(shè)備的耐腐蝕性劣化。
[0044] 因而，在后述的第2工序中的浸出處理中，重要的是將氧化還原電位維持在最佳 范圍。具體而言，作為浸出時(shí)的溶液的氧化還原電位（以Ag/AgCl為基準(zhǔn)），優(yōu)選控制在 400~650mV，更優(yōu)選控制在500~600mV。即，如果浸出時(shí)的氧化還原電位低于400mV，則不 僅鐵的氧化反應(yīng)不良，而且會(huì)使設(shè)備材料的耐腐蝕性受損。另一方面，如果氧化還原電位超 過650mV，則會(huì)發(fā)生如下問題：在酸浸出液中的鐵基本上完全由2價(jià)被氧化至3價(jià)的同時(shí)， 鉻被氧化至6價(jià)，鎳或鈷的產(chǎn)品中包含鉻作為雜質(zhì)，或排水處理的終液中殘留鉻。
[0045] 因此，首先，為了掌握裝入后述的第2工序的每單位時(shí)間的碳量（噸/小時(shí)），測(cè)定 制造的礦石漿料所包含的碳品位（重量％ )，同時(shí)測(cè)定裝入第2工序的每單位時(shí)間的流量 (噸/小時(shí)）。由碳品位及每單位時(shí)間的流量的測(cè)定值計(jì)算每單位時(shí)間的碳量（A)來掌握。
[0046] 對(duì)礦石漿料所包含的碳品位（重量％ )沒有特別限制，但為了使每單位時(shí)間的碳 量穩(wěn)定，優(yōu)選以使礦石漿料的固體成分中的碳品位為〇. 1~0.5重量％、更優(yōu)選0. 15~ 0. 20重量％的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0047] 作為礦石漿料中的固體成分中的碳品位的調(diào)節(jié)方法，例如有如下方法：定期分析 所處理的多種氧化鎳礦石中的碳品位，基于其分析結(jié)果確定混合比例來進(jìn)行配合。
[0048] 如果礦石漿料的固體成分中的碳品位發(fā)生變化，尤其是在比上述范圍寬的范圍內(nèi) 發(fā)生變化，則每單位時(shí)間的碳量的變化變大，在第2工序中，吹入的氧氣濃度或流量的調(diào)節(jié) 幅度變大，因此在設(shè)備的能力或壽命方面不利。
[0049] 作為第1工序中制備的礦石漿料的漿料濃度，在很大程度上取決于所處理的氧化 鎳礦的性質(zhì)，因此沒有特別限制，優(yōu)選浸出漿料的漿料濃度較高，通常制備成大約25~45 重量％。即，如果漿料濃度低于25重量％，則在浸出時(shí)為了得到相同滯留時(shí)間而需要較大 的設(shè)備，酸的添加量也為了調(diào)節(jié)殘留酸濃度而增加。另外，得到的浸出液的鎳濃度變低。另 一方面，如果漿料濃度超過45重量％，則雖然可以減小設(shè)備的規(guī)模，但會(huì)發(fā)生如下問題：漿 料本身的粘性（屈服應(yīng)力）變高，輸送困難（管內(nèi)堵塞頻發(fā)、需要能量等）。
[0050] (第2工序）
[0051] 接著，在第2工序中，在礦石漿料中添加硫酸，吹入作為氧化劑的高壓空氣和作為 加熱源的高壓水蒸氣，控制在規(guī)定的壓力及溫度下一邊攪拌一邊實(shí)施浸出處理，得到由包 含鎳和鈷的浸出液與浸出殘?jiān)鼧?gòu)成的浸出漿料。
[0052] 具體而言，通過在220~280°C左右的較高的溫度條件下、加壓至3~6MPaG左右 對(duì)礦石漿料進(jìn)行攪拌，形成浸出漿料。因此，在該浸出處理中，為了能夠適應(yīng)這些處理?xiàng)l件， 使用高溫加壓容器（加壓反應(yīng)容器）（高壓釜）。
[0053] 在該第2工序中，通過下述式⑴~（3)所示的浸出反應(yīng)和下述式（4)、（5)所示 的高溫水解反應(yīng)，進(jìn)行鎳、鈷等以硫酸鹽的形式的浸出和浸出的硫酸鐵以赤鐵礦的形式的 固定化。但是，鐵離子的固定化沒有完全進(jìn)行，因此通常得到的浸出漿料的液體部分中除了 鎳、鈷等之外還包含2價(jià)和3價(jià)的鐵離子。
[0054] "浸出反應(yīng)"
[0055]
[0056] (需要說明的是，式中M表示Ni、Co、Fe、Zn、Cu、Mg、Cr、Mn等。）
[0057]
[0058]
[0059] "高溫水解反應(yīng)"
[0060]
[0061]
[0062] 作為該浸出處理中的溫度，沒有特別限制，如上所述優(yōu)選為220~280°C、更優(yōu)選 為240~270°C。通過在這樣的溫度范圍進(jìn)行反應(yīng)，可以使鐵以赤鐵礦的形式固定化。如 果溫度低于220°C，則高溫?zé)崴夥磻?yīng)的速度慢，因此反應(yīng)溶液中鐵溶存而殘留，用于去除 鐵的后續(xù)工序的中和工序的負(fù)荷增加，且與鎳的分離非常困難。另一方面，如果溫度超過 280°C，則雖然可促進(jìn)高溫?zé)崴夥磻?yīng)本身，但不僅難以選擇用于高溫加壓浸出的容器的材 質(zhì)，而且溫度升高所需要的高壓水蒸氣的成本提高，因此是不合適的。
[0063] 另外，作為添加的硫酸量，沒有特別限制，例如，優(yōu)選每1噸礦石設(shè)定為200~ 250kg左右。如果每1噸礦石的硫酸添加量過多，則伴隨硫酸使用的成本提高，而且后續(xù)工 序的中和工序中的中和劑用量變多，不優(yōu)選。
[0064] 需要說明的是，對(duì)于得到的浸出液的pH，從固液分離工序中生成的包含赤鐵礦的 浸出殘?jiān)倪^濾性的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選調(diào)節(jié)至〇. 1~1. 0。
[0065] 這里，在現(xiàn)有方法中，如果不吹入過量的高壓空氣就難以將氧化還原電位控制在 650mV以下。具體而言，相對(duì)于礦石漿料的固體成分中的碳單位重量（1噸），需要設(shè)定為 700~800Nm3的空氣吹入量。
[0066] 另外，如果為了盡可能減小與碳單位重量相關(guān)的碳品位而變更多種氧化鎳礦石的 配合，則固體成分中鎂或鋁之類的雜質(zhì)的含量提高。于是，在浸出反應(yīng)時(shí)，硫酸被這些雜質(zhì) 消耗，需要過量添加用于補(bǔ)充這部分的硫酸量，同時(shí)應(yīng)該浸出的鎳或鈷相對(duì)添加硫酸量的 浸出率顯著降低。而且，