EA020759B1 - Method of processing nickel bearing raw material - Google Patents

Abstract

A hydrometallurgical method of processing nickel containing raw material is provided. The raw material is leached in chloride-based leaching media in a process integrated with chlorine-alkali electrolysis, solvent extraction and electrowinning process stages for producing metallic nickel. The solvent extraction stage comprises a nickel solvent extraction stage, where nickel is extracted from an aqueous solution containing high concentration of chloride. The electrolyte in the electrowinning stage is a sulphate containing aqueous liquid.

Description

Изобретение относится к гидрометаллургическому способу переработки никельсодержащего сырья, такого как сульфидный никелевый концентрат или сульфидная никелевая руда, в котором сырье выщелачивают в хлоридной выщелачивающей среде способом, интегрированным с операциями экстракции растворителем и электрохимическим выделением для получения металлического никеля. Операция экстракции растворителем включает в себя операцию экстракции никеля растворителем, где никель экстрагируют из водного раствора, содержащего высокую концентрацию хлорида.The invention relates to a hydrometallurgical method for processing nickel-containing raw materials, such as sulfide nickel concentrate or sulfide nickel ore, in which the feed is leached in a chloride leaching medium by a method integrated with solvent extraction and electrochemical extraction to produce metallic nickel. The solvent extraction operation includes a solvent extraction operation for nickel, where nickel is extracted from an aqueous solution containing a high concentration of chloride.

Уровень техникиState of the art

Мировые источники никеля подразделяются на две основные категории: сульфидную руду и окисленную руду (латеритная руда). Обычное использование никелевой сульфидной руды, по существу, включает пирометаллургическую технологическую стадию с последующими гидрометаллургическими технологическими стадиями, где руду сначала мелко измельчают, а затем никелевые сульфидные минералы концентрируют с помощью пенной флотации с образованием никелевого концентрата. Далее концентрат подвергают плавке и восстановлению с образованием никелевого штейна, который также содержит медь, кобальт и железо. Затем штейн очищают с помощью известных гидрометаллургических способов, которые могут включать окислительное выщелачивание или выщелачивание под давлением, с последующим удалением примесей и восстановлением водородом или электрохимическим выделением.World sources of nickel fall into two main categories: sulfide ore and oxidized ore (laterite ore). Typical uses of nickel sulfide ore essentially include a pyrometallurgical process step followed by hydrometallurgical process steps, where the ore is finely ground and then nickel sulfide minerals are concentrated by foam flotation to form a nickel concentrate. The concentrate is then smelted and reduced to form nickel matte, which also contains copper, cobalt and iron. The matte is then purified using known hydrometallurgical methods, which may include oxidative leaching or pressure leaching, followed by removal of impurities and reduction with hydrogen or electrochemical isolation.

Недостатком способа плавки является образование диоксида серы, который должен быть переработан на кислотной установке в серную кислоту - продукт, который не всегда легко утилизировать на металлургическом предприятии. Потеря никеля и кобальта в плавильном шлаке является существенной, а также могут возникать проблемы в отношении некоторых находящихся в концентратах второстепенных элементов, таких как магний и мышьяк.The disadvantage of the smelting method is the formation of sulfur dioxide, which must be converted into sulfuric acid in an acid plant - a product that is not always easy to dispose of at a metallurgical plant. The loss of nickel and cobalt in the smelting slag is significant, and problems may also arise with respect to some minor elements in the concentrates, such as magnesium and arsenic.

Бедные руды представляют собой сложную задачу в способе концентрирования. Концентраты низкого качества сложно и дорого очищать пирометаллургическими способами. Пирометаллургическая обработка таких концентратов особенно сложна, когда содержание магния в концентрате велико и, соответственно, содержание железа мало. В таком случае соотношение железо/магний в концентрате становится низким, дополнительно вызывая трудности. Например, когда содержание МдО в шлаке, полученном способом плавления, составляет более 11%, то вязкость шлака увеличивается так сильно, что это препятствует его удалению из печи. Вследствие увеличения вязкости часть никелевого штейна остается в шлаке. В засушливых зонах вынуждены использовать соленую воду для мокрого обогащения, в результате чего концентрат содержит галогениды, которые вредны в пирометаллургических способах.Poor ores are a difficult task in the concentration method. Poor quality concentrates are difficult and expensive to clean using pyrometallurgical methods. The pyrometallurgical treatment of such concentrates is especially difficult when the magnesium content in the concentrate is high and, accordingly, the iron content is low. In this case, the iron / magnesium ratio in the concentrate becomes low, further causing difficulties. For example, when the content of MgO in the slag obtained by the melting method is more than 11%, the viscosity of the slag increases so much that it prevents its removal from the furnace. Due to the increase in viscosity, part of the nickel matte remains in the slag. In arid zones, they are forced to use salt water for wet enrichment, as a result of which the concentrate contains halides that are harmful in pyrometallurgical processes.

В литературе приведено большое количество гидрометаллургических способов переработки никелевых сульфидных концентратов. Обычно способы известного уровня техники включают в себя измельчение или мелкое измельчение концентрата, после чего сульфид подвергают окислительному выщелачиванию под давлением для получения серной кислоты способом выщелачивания.A large number of hydrometallurgical methods for processing nickel sulfide concentrates are given in the literature. Typically, prior art methods include grinding or finely grinding the concentrate, after which the sulfide is subjected to pressure oxidative leaching to produce sulfuric acid by the leaching method.

Например, в патенте ЕР 1303641 описан способ Άοίίνοχ, включающий измельчение никелевого концентрата в очень мелко измельченный материал, после чего его подвергают окислительному выщелачиванию при высоком давлении для отделения никеля в сульфатный раствор с последующим удалением примесей известными способами и выделением металлического никеля.For example, patent EP 1303641 describes a Άοίίνοχ method comprising grinding nickel concentrate into a very finely ground material, after which it is subjected to oxidative leaching at high pressure to separate nickel into a sulfate solution, followed by removal of impurities by known methods and the separation of metallic nickel.

Недостаток описанных выше гидрометаллургических способов состоит в том, что большая часть серы, содержащаяся в сульфиде, окисляется с образованием серной кислоты, что приводит к увеличению расходов, связанных с реагентами для нейтрализации и большим количеством отходов, таких как сульфат аммония и гипс, которые необходимо удалять. Можно оценить, что большие расходы, связанные с этими двумя факторами, действующими совместно, делают указанные способы коммерчески менее привлекательными.The disadvantage of the hydrometallurgical methods described above is that most of the sulfur contained in the sulfide is oxidized to form sulfuric acid, which leads to an increase in costs associated with neutralizing agents and a large amount of waste, such as ammonium sulfate and gypsum, that must be removed . It can be estimated that the high costs associated with these two factors acting together make these methods commercially less attractive.

В заявке на патент \УО 96/41029 СЫопбе а55151еб Ьубтоте1а11игд1са1 ех1тас1юп οί шске1 апб соЬаИ 1гош 8и1рЫбе огек описано окислительное выщелачивание под давлением никелевых и кобальтовых сульфидных руд в присутствии кислорода, а также кислое выщелачивание в присутствии галогенидных ионов, ионов меди и сульфат ионов. Полученный раствор подвергают отделению твердого осадка, очистке раствора, осаждению гидроксидов никеля и кобальта в виде их смеси, осадок подвергают повторному выщелачиванию в аммиачном растворе, где после отделения металлов с помощью экстракции растворителем их выделяют электрохимически. Способ обладает теми же ограничениями, что и сульфатные гидрометаллургические способы, описанные выше.Patent application UO 96/41029, Sulfate a55151bbtote1a11gd1ca1 ex1tac1yp1, 1bb sbAI 1Gos 8i1bbbe contains spark oxidative leaching of nickel and cobalt sulfide ores in the presence of oxygen, as well as sulfate ions and acidic ions. The resulting solution is subjected to separation of the solid precipitate, purification of the solution, precipitation of nickel and cobalt hydroxides in the form of a mixture thereof, the precipitate is re-leached in an ammonia solution, where after separation of metals by solvent extraction they are electrochemically isolated. The method has the same limitations as the sulfate hydrometallurgical methods described above.

В патенте И8 3880653 описано выделение металлического никеля из никелевого штейна, содержащего медь и благородные металлы. Выщелачивание никелевого штейна осуществляют прямоточным способом, где никелевый штейн сначала суспендируют в хлоридном растворе, который получен после электрохимического выделения никеля и содержит одновалентную медь. Хлоридный раствор подают на стадию выщелачивания, куда также вводят хлор, полученный электролизом. Хлор окисляет одновалентную медь, которая, в свою очередь, растворяет никель и в то же время восстанавливается обратно до одновалентного состояния и осаждается в виде сульфида меди. Сера, содержащаяся в сульфидах, при их растворении осаждается в виде элементарной серы. Благородные металлы остаются нерастворенными в ходе выщелачивания. После первой стадии выщелачивания все количество суспензии подают на вторуюIn the patent I8 3880653 describes the selection of metallic Nickel from Nickel matte containing copper and precious metals. Leaching of nickel matte is carried out in a straight-through manner, where nickel matte is first suspended in a chloride solution, which is obtained after electrochemical isolation of nickel and contains monovalent copper. The chloride solution is fed to the leaching stage, where chlorine obtained by electrolysis is also introduced. Chlorine oxidizes monovalent copper, which, in turn, dissolves nickel and, at the same time, is reduced back to the monovalent state and precipitated as copper sulfide. Sulfur contained in sulfides, when dissolved, precipitates in the form of elemental sulfur. Noble metals remain undissolved during leaching. After the first leaching stage, the entire amount of suspension is fed to the second

- 1 020759 стадию, где растворенную двухвалентную медь осаждают с помощью никелевого штейна. Раствор и твердый материал отделяют друг от друга и раствор подают на электрохимическое выделение никеля.- 1 020759 stage, where the dissolved divalent copper is precipitated using Nickel matte. The solution and the solid material are separated from each other and the solution is fed to the electrochemical precipitation of nickel.

В заявке на патент 1Р 10-140257 описано выделение никеля путем выщелачивания хлором и электролизом из материалов, таких как никелевый штейн, содержащий никель, кобальт, медь и серу. Никелевый штейн выщелачивают с помощью прямоточного выщелачивания в хлоридном растворе, который содержит одновалентную медь, и в раствор вводят хлор для выщелачивания никеля и других металлов. Когда хлор вводят на первые стадии способа выщелачивания, содержащаяся в никелевом штейне сера также частично растворяется и образует серную кислоту в растворе. На последней стадии способа выщелачивания вместо хлора вводят воздух, что означает, что на последней стадии выщелачивание осуществляют с помощью кислорода воздуха и серной кислоты. Содержащий хлорид никеля раствор подают на электролиз для выделения металлического никеля, а образующийся в ходе электролиза хлор используют для выщелачивания сырья. Повторно используемый раствор, полученный в ходе электролиза, также используют для выщелачивания сырья.Patent Application 1P 10-140257 describes nickel release by leaching with chlorine and electrolysis from materials such as nickel matte containing nickel, cobalt, copper and sulfur. Nickel matte is leached using straight-through leaching in a chloride solution that contains monovalent copper, and chlorine is added to the solution to leach nickel and other metals. When chlorine is introduced into the first stages of the leaching process, the sulfur contained in the nickel matte also partially dissolves and forms sulfuric acid in the solution. At the last stage of the leaching method, air is introduced instead of chlorine, which means that at the last stage, leaching is carried out using atmospheric oxygen and sulfuric acid. The solution containing nickel chloride is fed to the electrolysis to isolate metallic nickel, and the chlorine formed during electrolysis is used to leach the feed. Reusable solution obtained during electrolysis is also used to leach raw materials.

Среди способов, описанных выше, два последних имеют дело с никелевыми штейнами, которые получают первичной обработкой никелевого концентрата пирометаллургически. Большое количество диоксида серы, образующееся по этому способу, который обычно дальше перерабатывают в серную кислоту, можно считать недостатком в пирометаллургической обработке. Использование и сбыт серной кислоты затруднены, когда, в частности, металлургический завод удален от места потребления серной кислоты.Among the methods described above, the latter two deal with nickel mattes, which are obtained by first treating the nickel concentrate pyrometallurgically. A large amount of sulfur dioxide formed by this method, which is usually further processed into sulfuric acid, can be considered a disadvantage in pyrometallurgical processing. The use and marketing of sulfuric acid is difficult when, in particular, the metallurgical plant is removed from the place of consumption of sulfuric acid.

В публикации νΟ 2007/039665 описан способ получения никелевого продукта из никельсодержащего сульфидного сырья, такого как никелевый сульфидный концентрат, руда или отходы. По этому способу сырье выщелачивают в атмосферных условиях в водный раствор хлорида натрия и хлорида меди(11). Необходимые хлор, водород и гидроксид натрия получают в хлор-щелочной электролизной ячейке, которая интегрирована как технологическая операция в едином способе. Из обогащенного никелем насыщенного выщелачивающего раствора осаждают растворенное железо и сульфаты, а осадок подают на последнюю стадию способа выщелачивания. Никель осаждают в виде гидроксида никеля Νί(ΟΗ)₂ из насыщенного выщелачивающего раствора с помощью гидроксида натрия.Publication νΟ 2007/039665 describes a method for producing a nickel product from a nickel-containing sulfide feed, such as nickel sulfide concentrate, ore or waste. According to this method, the raw material is leached under atmospheric conditions into an aqueous solution of sodium chloride and copper chloride (11). The necessary chlorine, hydrogen and sodium hydroxide are obtained in a chlor-alkali electrolysis cell, which is integrated as a technological operation in a single method. Dissolved iron and sulfates are precipitated from the nickel-rich saturated leach solution, and the precipitate is fed to the last stage of the leach method. Nickel is precipitated in the form of nickel hydroxide Νί (ΟΗ) ₂ from a saturated leach solution with sodium hydroxide.

В публикации νΟ 2007/039664 описан способ извлечения никеля из содержащего сульфид никеля материала, включающий следующие стадии: обеспечение содержащего сульфид никеля материала; окислительное выщелачивание содержащего сульфид никеля материала с помощью выщелачивающего раствора хлорида натрия, содержащего хлорид меди и соляную кислоту, в окислительной атмосфере при атмосферном давлении и температуре с образованием насыщенного выщелачивающего раствора, содержащего растворенный никель; обработку насыщенного выщелачивающего раствора, содержащего растворенный никель, с целью отделения меди и возвращение его, по меньшей мере частично, обратно на стадию (Ь) выщелачивания; очистку насыщенного никелем выщелачивающего раствора с помощью экстракции растворителем с целью удаления кобальта, цинка и остаточной меди; выделение никеля из насыщенного выщелачивающего раствора с образованием обедненного никелем выщелачивающего раствора и электролитическую обработку обедненного выщелачивающего раствора с помощью хлорщелочного электролиза для извлечения хлора, водорода и гидроксида натрия. В публикации νΟ 2007/039664 не упоминают возможность электрохимического выделения никеля из сульфатного раствора после стадии экстракции никеля растворителем.Publication No. 2007/039664 describes a method for extracting nickel from a nickel sulfide-containing material, the process comprising the following steps: providing a nickel sulfide-containing material; oxidizing leaching of nickel sulfide-containing material with a leaching solution of sodium chloride containing copper chloride and hydrochloric acid in an oxidizing atmosphere at atmospheric pressure and temperature to form a saturated leaching solution containing dissolved nickel; treating the saturated leach solution containing dissolved nickel to separate the copper and returning it, at least in part, back to the leaching stage (b); purification of a nickel-saturated leach solution by solvent extraction to remove cobalt, zinc and residual copper; recovering nickel from the saturated leach solution to form a nickel depleted leach solution and electrolytically treating the depleted leach solution with chlor-alkali electrolysis to recover chlorine, hydrogen and sodium hydroxide. The publication νΟ 2007/039664 does not mention the possibility of electrochemical precipitation of nickel from a sulfate solution after the solvent extraction step of nickel.

Известна экстракция кобальта растворителем из хлоридной среды, где кобальт экстрагируют из среды с очень высокой концентрацией хлорида, используя анионные экстрагенты для экстракции кобальто-хлоридного комплекса. Также известен катионный экстрагент для экстракции кобальта из хлоридсодержащих сульфатных растворов. В известных применениях концентрации хлорида относительно малы.Extraction of cobalt by a solvent is known from a chloride medium, where cobalt is extracted from a medium with a very high concentration of chloride using anionic extractants to extract the cobalt chloride complex. Also known cationic extractant for the extraction of cobalt from chloride-containing sulfate solutions. In known applications, chloride concentrations are relatively low.

Задача изобретенияObject of the invention

Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков в способах известного уровня техники и предоставление нового и выгодного гидрометаллургического способа получения металлического никеля.The present invention is to eliminate the disadvantages of the methods of the prior art and the provision of a new and profitable hydrometallurgical method for producing metallic nickel.

В изобретении предложен способ, в котором используют преимущества атмосферного выщелачивания и достигают повторного использования и регенерации выщелачивающих химикатов с помощью хлор-щелочного электролиза. Данный способ, в частности, пригоден для выделения металлов из бедных никелевых концентратов и руд. Повторное использование реагентов в процессе делает данный способ особенно выгодным.The invention provides a method in which the benefits of atmospheric leaching are utilized and the reuse and regeneration of leaching chemicals by chlor-alkali electrolysis is achieved. This method, in particular, is suitable for the separation of metals from poor nickel concentrates and ores. Reuse of reagents in the process makes this method particularly advantageous.

Особое преимущество настоящего изобретения состоит в том, что оно относится к гидрометаллургическому способу извлечения металлического никеля, в котором металлический никель выделяют на катоде электролизера из сульфатного электролита.A particular advantage of the present invention is that it relates to a hydrometallurgical method for the extraction of metallic nickel, in which metallic nickel is isolated at the cathode of the electrolyzer from a sulfate electrolyte.

В настоящем изобретении дополнительно предложен способ переработки и выделения примесей из сырья. Такими примесями, например, являются магний и галогениды, которые в случае обработки по настоящему изобретению могут быть обработаны, не мешая получению никеля.The present invention further provides a method for processing and isolating impurities from raw materials. Such impurities, for example, are magnesium and halides, which in the case of the treatment of the present invention can be processed without interfering with the production of nickel.

- 2 020759- 2,020,759

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Изобретение относится к способу получения металлического никеля из никельсодержащего сульфидного сырья, такого как никелевый сульфидный концентрат, или руда, или отходы.The invention relates to a method for producing metallic nickel from nickel-containing sulfide raw materials, such as nickel sulfide concentrate, or ore, or waste.

Исходный никельсодержащий материал, такой как никелевый сульфидный концентрат, или руда, или отходы, в частности бедные никелевые концентраты или руды, могут быть успешно обработаны согласно способу по настоящему изобретению. Могут быть переработаны даже исходные низкосортные никелевые материалы (№<1-10%), и множество примесей, таких как кобальт, железо, магний, цинк, медь и мышьяк, могут быть обработаны без нарушения получения никеля. Как правило, никельсодержащее сульфидное сырье всегда содержит определенное количество меди, железа, кобальта и магния.Nickel-containing starting material, such as nickel sulfide concentrate, or ore, or waste, in particular poor nickel concentrates or ores, can be successfully processed according to the method of the present invention. Even the starting low-grade nickel materials (No. <1-10%) can be processed, and many impurities, such as cobalt, iron, magnesium, zinc, copper and arsenic, can be processed without disrupting the production of nickel. As a rule, nickel-containing sulfide raw materials always contain a certain amount of copper, iron, cobalt and magnesium.

Способ по настоящему изобретению включает следующие стадии:The method of the present invention includes the following steps:

(a) обеспечение содержащего сульфид никеля материала;(a) providing nickel sulfide-containing material;

(b) выщелачивание содержащего сульфид никеля материала с помощью хлоридного выщелачивающего раствора при атмосферном давлении на стадии выщелачивания с образованием насыщенного выщелачивающего раствора, содержащего растворенный никель и некоторую концентрацию хлорида;(b) leaching the nickel sulfide-containing material with a chloride leach solution at atmospheric pressure in the leaching step to form a saturated leach solution containing dissolved nickel and a certain concentration of chloride;

(c) экстракция растворенного никеля из выщелачивающего раствора с помощью экстракции растворителем с образованием содержащего сульфат никеля электролита;(c) extracting dissolved nickel from the leach solution by solvent extraction to form a nickel sulfate-containing electrolyte;

(б) выделение никеля из электролита на стадии электрохимического выделения никеля;(b) nickel separation from the electrolyte at the stage of electrochemical nickel separation;

(е) регенерация обедненных содержащих хлорид технологических растворов, полученных на стадиях с)-б), на стадии хлор-щелочного электролиза с целью извлечения хлора, водорода и гидроксида натрия для направления обратно в процесс.(e) the regeneration of depleted chloride-containing technological solutions obtained in stages c) -b), at the stage of chlor-alkali electrolysis in order to extract chlorine, hydrogen and sodium hydroxide for directing back to the process.

Выщелачивание никельсодержащего сырья проводят в хлоридном водном растворе. На операции выщелачивания, осуществляемой на стадии выщелачивания, образуется технологическая жидкость, содержащая очень большое количество хлоридов. На операции удаления второстепенных металлов кобальт и другие второстепенные металлы выделяют из раствора, который содержит очень большое количество хлорида, с помощью способа экстракции растворителем, используя катионный экстрагент. Рафинат со стадии удаления второстепенных металлов (ЭР ВМ) подают на стадию экстракции никеля растворителем (ЭР Νί), где никель селективно экстрагируют из раствора с очень большой концентрацией хлорида и выделяют его в сульфатную жидкость с образованием никелевого сульфатного электролита. Никелевый электролит направляют на стадию электрохимического выделения никеля. Необходимые реагенты для операции выщелачивания и других технологических стадий, такие как хлор, водород и гидроксид натрия, получают хлор-щелочным электролизом, который интегрирован как стадия в способе.The leaching of Nickel-containing raw materials is carried out in a chloride aqueous solution. In the leaching operation carried out in the leaching stage, a process fluid is formed containing a very large amount of chlorides. In the secondary metal removal operation, cobalt and other minor metals are isolated from a solution that contains a very large amount of chloride using a solvent extraction method using a cationic extractant. The raffinate from the secondary metal removal step (ERM) is fed to the step of nickel extraction with a solvent (ER Νί), where nickel is selectively extracted from a solution with a very high concentration of chloride and it is isolated in a sulfate liquid to form a nickel sulfate electrolyte. Nickel electrolyte is sent to the stage of electrochemical separation of Nickel. The necessary reagents for the leaching operation and other process steps, such as chlorine, hydrogen and sodium hydroxide, are obtained by chlor-alkali electrolysis, which is integrated as a step in the process.

Согласно данному способу сырье предпочтительно выщелачивают в атмосферных условиях в водный раствор, содержащий хлорид натрия и хлорид меди(11). Насыщенный выщелачивающий раствор (НВР) после операции выщелачивания направляют на операции экстракции растворителем. Содержание хлорида в насыщенном выщелачивающем растворе (НВР) составляет более 100 г/л.According to this method, the feed is preferably leached under atmospheric conditions into an aqueous solution containing sodium chloride and copper chloride (11). Saturated leaching solution (HBP) after the leaching operation is sent to the solvent extraction operation. The chloride content in the saturated leach solution (HBP) is more than 100 g / l.

Согласно одному воплощению данного изобретения способ получения никелевого продукта включает в себя следующие стадии:According to one embodiment of the present invention, a method for producing a nickel product includes the following steps:

a) никельсодержащее сырье выщелачивают в одну или более чем одну стадию раствором, содержащим хлорид натрия и хлорид меди(11), путем противоточного выщелачивания в атмосферных условиях, так что первая стадия выщелачивания, проводимая в ходе обработки концентрата, является неокислительной, а следующие стадии являются окислительными относительно образования обогащенного никелем насыщенного выщелачивающего раствора (НВР) хлорида никеля-хлорида натрия, и остатка после выщелачивания,a) nickel-containing raw materials are leached in one or more stages with a solution containing sodium chloride and copper chloride (11) by countercurrent leaching under atmospheric conditions, so that the first leaching stage carried out during the processing of the concentrate is non-oxidizing, and the following stages are oxidative with respect to the formation of a nickel-rich saturated leach solution (HBP) of nickel chloride-sodium chloride, and the residue after leaching,

b) обогащенный никелем насыщенный выщелачивающий раствор подвергают жидкой очистке для осаждения растворенного железа и сульфатов и осадок подают на конечную стадию процесса выщелачивания,b) a nickel-rich saturated leach solution is subjected to liquid purification to precipitate dissolved iron and sulfates and the precipitate is fed to the final stage of the leach process,

c) кобальт и другие второстепенные металлы (такие как цинк и медь) выделяют из жидкости, содержащей очень большую концентрацию хлорида, с помощью катионных экстрагентов на установке для экстракции кобальта растворителем. Обедненный кобальтом рафинат направляют на установку для экстракции никеля растворителем (ЭР Νί),c) cobalt and other minor metals (such as zinc and copper) are separated from a liquid containing a very high concentration of chloride using cationic extractants in a solvent cobalt extraction unit. Cobalt-depleted raffinate is sent to a solvent extraction plant for nickel extraction (ER Νί),

б) кобальт выделяют из установки для экстракции кобальта растворителем в водном растворе и осаждают,b) cobalt is isolated from the installation for the extraction of cobalt with a solvent in an aqueous solution and precipitated,

е) никель экстрагируют катионными экстрагентами из рафината кобальта, полученного с помощью экстракции растворителем в установке для экстракции никеля растворителем,f) nickel is extracted with cationic extractants from cobalt raffinate obtained by solvent extraction in a solvent extraction apparatus for nickel,

£) никелевый сульфатный электролит, поступающий со стадии экстракции никеля растворителем, направляют на установку электрохимического выделения никеля, где никель осаждают на катодах,£) nickel sulfate electrolyte coming from the solvent extraction step of nickel is sent to an electrochemical nickel separation unit, where nickel is deposited on cathodes,

д) обедненный никелем раствор хлорида натрия направляют на осаждение магния, где магний осаждают из раствора гидроксидом натрия в виде гидроксида магния Мд(ОН)₂,d) a solution of sodium chloride depleted in nickel is directed to the precipitation of magnesium, where magnesium is precipitated from the solution with sodium hydroxide in the form of magnesium hydroxide Md (OH) ₂ ,

Б) остальные растворенные двухвалентные примеси удаляют из раствора ΝαΟ с помощью ионного обмена,B) the remaining dissolved divalent impurities are removed from the solution ΝαΟ using ion exchange,

ί) раствор ΝαΟ подвергают концентрированию,ί) the solution ΝαΟ is subjected to concentration,

_)) концентрированный раствор ΝαΟ направляют на хлор-щелочной электролиз, где из части раство- 3 020759 ра с помощью электролиза получают хлор, водород и гидроксид натрия, которые используют в качестве реагентов по данному способу,_)) the concentrated ΝαΟ solution is sent to chlor-alkali electrolysis, where chlorine, hydrogen and sodium hydroxide are obtained from a part of the solution - 3 020759 ra by electrolysis, which are used as reagents in this method

к) раствор №С1. обедненный в ходе электролиза, подают на конечную стадию выщелачивания концентрата и/или руды.j) solution No. C1. depleted during electrolysis, fed to the final stage of leaching of the concentrate and / or ore.

Выщелачивание содержащего сульфид никеля концентрата и/или руды предпочтительно осуществляют в две стадии.The leaching of the nickel sulfide-containing concentrate and / or ore is preferably carried out in two stages.

На первой стадии выщелачивания сырье выщелачивают в неокислительных условиях с помощью хлорида меди(11), так что часть сульфидов, содержащаяся в концентрате, растворяется, а медь осаждается в виде сульфида меди. На неокислительной стадии выщелачивания сырья значения рН находится в диапазоне 0,5-3,0.In the first leaching stage, the raw materials are leached under non-oxidizing conditions using copper chloride (11), so that part of the sulfides contained in the concentrate dissolves, and copper precipitates in the form of copper sulfide. At the non-oxidative stage of leaching of raw materials, the pH value is in the range of 0.5-3.0.

На окислительных стадиях выщелачивания сырье предпочтительно выщелачивают с помощью хлорида меди(11) для растворения сульфидов, а на первой стадии выщелачивания осажденный сульфид меди растворяют для получения хлорида меди(11). На окислительных стадиях выщелачивания значения рН регулируют в диапазоне 1,7-2,8, предпочтительно в диапазоне 2,0-2,5.In the oxidative leaching stages, the feed is preferably leached with copper chloride (11) to dissolve the sulfides, and in the first leaching stage, the precipitated copper sulfide is dissolved to produce copper chloride (11). In the oxidative leaching stages, the pH is adjusted in the range of 1.7-2.8, preferably in the range of 2.0-2.5.

Согласно одному воплощению данного способа окисляющий реагент, используемый на окислительных стадиях выщелачивания концентрата и/или руды, представляет собой кислородсодержащий газ, который является кислородом, обогащенным кислородом воздухом или воздухом, и в процесс выщелачивания вводят соляную кислоту.According to one embodiment of this method, the oxidizing reagent used in the oxidizing steps of leaching the concentrate and / or ore is an oxygen-containing gas, which is oxygen enriched with air or air, and hydrochloric acid is introduced into the leaching process.

Согласно другому воплощению данного способа окисляющий реагент, используемый на окислительных стадиях выщелачивания концентрата и/или руды, представляет собой хлор, получаемый хлорщелочным электролизом.According to another embodiment of this method, the oxidizing reagent used in the oxidizing steps of leaching the concentrate and / or ore is chlorine produced by chlor-alkali electrolysis.

Согласно одному воплощению данного способа в обогащенный никелем насыщенный выщелачивающий раствор вводят соединение кальция и гидроксид натрия для удаления растворенных сульфатов и железа. Полученный осадок железо/гипс направляют на конечную стадию выщелачивания.According to one embodiment of this method, a calcium compound and sodium hydroxide are introduced into the nickel-rich saturated leach solution to remove dissolved sulfates and iron. The resulting iron / gypsum precipitate is sent to the final leaching stage.

Согласно предпочтительному воплощению данного способа кобальт удаляют из насыщенного выщелачивающего раствора катионным реагентом с помощью экстракции растворителем, рафинат после экстракции кобальта подают на экстракцию никеля растворителем, где никель экстрагируют катионным органическим экстрагентом и получают сульфатный никелевый раствор, пригодный в качестве электролита для операции электрохимического выделения никеля. Никелевый электролит, полученный на установке экстракции никеля растворителем, направляют на установку электрохимического выделения никеля, где никель осаждают на катодах традиционным образом.According to a preferred embodiment of this method, cobalt is removed from the saturated leach solution with a cationic reagent by solvent extraction, the raffinate after cobalt extraction is fed to nickel extraction with a solvent, where nickel is extracted with a cationic organic extractant and a nickel sulfate solution suitable as an electrolyte for the electrochemical isolation of nickel is obtained. Nickel electrolyte obtained in the installation of solvent extraction of nickel is sent to the installation of electrochemical separation of Nickel, where Nickel is deposited on the cathodes in the traditional way.

В зависимости от уровней примесей в никелевом электролите и от требований качества к электролиту, предназначенному для электрохимического выделения никеля, дополнительная очистка никелевого электролита может быть осуществлена, например, ионообменным способом, где малые количества, например, меди, кадмия, железа и цинка могут быть удалены из полученного электролита, предназначенного для последующих операций.Depending on the levels of impurities in the nickel electrolyte and on the quality requirements for the electrolyte intended for the electrochemical separation of nickel, additional purification of the nickel electrolyte can be carried out, for example, by the ion exchange method, where small amounts of, for example, copper, cadmium, iron and zinc can be removed from the obtained electrolyte intended for subsequent operations.

Согласно предпочтительному воплощению данного способа из обедненного никелем раствора ЫаС1, рафината после экстракции никеля растворителем, который стал обеднен никелем, осаждают Мд для удаления растворенного магния перед операцией электрохимического выделения. Осаждение магния предпочтительно осуществляют при значениях рН 9-10.According to a preferred embodiment of this method, MD is precipitated from nickel depleted NaCl solution, raffinate after extraction of nickel with a solvent that has become depleted in nickel, to remove dissolved magnesium before the electrochemical isolation operation. Precipitation of magnesium is preferably carried out at pH values of 9-10.

Соляную кислоту, которую используют в качестве выщелачивающего реагента для сырья, преимущественно получают из водорода и хлора, которые получают хлор-щелочным электролизом.Hydrochloric acid, which is used as a leaching reagent for raw materials, is mainly obtained from hydrogen and chlorine, which are obtained by chlor-alkali electrolysis.

Никельсодержащее сырье может содержать золото и/или другие драгоценные металлы (РОМ). В этом случае золото растворяют на последней стадии выщелачивания и выделяют из раствора последней стадии выщелачивания; освобожденный от золота раствор направляют на предыдущую стадию выщелачивания по ходу обработки концентрата. Другие драгоценные металлы выделяют из остатка после выщелачивания.Nickel-containing raw materials may contain gold and / or other precious metals (POM). In this case, gold is dissolved in the last leaching stage and isolated from the solution of the last leaching stage; the solution freed from gold is sent to the previous leaching stage during the processing of the concentrate. Other precious metals are recovered from the leach residue.

По одному воплощению данного способа часть обедненного раствора, полученного при концентрировании хлорида натрия, направляют в процесс выщелачивания концентрата.According to one embodiment of this method, part of the depleted solution obtained by concentration of sodium chloride is sent to the leach process of the concentrate.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг. 1 показана блок-схема одного предпочтительного воплощения по данному изобретению и на фиг. 2 - блок-схема другого воплощения по данному изобретению.In FIG. 1 is a block diagram of one preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of another embodiment of the present invention.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

В данном контексте концепция сырья, содержащего сульфид никеля, означает главным образом никелевый сульфидный концентрат или руду, но оно также может быть видом отходов или штейном. Ради простоты в тексте упоминается только концентрат. Каждая стадия выщелачивания обычно состоит из серии нескольких реакторов, где суспензию раствора и твердых веществ переводят из одного реактора в другой посредством перелива. Реакторы снабжены мешалками. Между стадиями способа осуществляют отстаивание, так что раствор и твердые вещества переводят на различные стадии в противоточном выщелачивании. В настоящем изобретении описан двухстадийный способ выщелачивания, но при необходимости он может содержать несколько стадий. Понятие атмосферных условий подразумевает, что операции проводят при давлении окружающей среды и температуре, которая находится в интервале от 90°СIn this context, the concept of raw materials containing Nickel sulfide, means mainly Nickel sulfide concentrate or ore, but it can also be a type of waste or matte. For the sake of simplicity, only concentrate is mentioned in the text. Each leaching stage usually consists of a series of several reactors, where a suspension of solution and solids is transferred from one reactor to another by overflow. The reactors are equipped with agitators. Between the stages of the method, sedimentation is carried out, so that the solution and solids are transferred to different stages in countercurrent leaching. The present invention describes a two-stage leaching method, but if necessary, it may contain several stages. The concept of atmospheric conditions implies that operations are carried out at ambient pressure and a temperature that is in the range from 90 ° C

- 4 020759 до температуры кипения раствора, т.е. примерно до 110°С. Щелочной хлорид может быть хлоридом натрия или калия.- 4,020,759 to the boiling point of the solution, i.e. up to about 110 ° C. Alkaline chloride may be sodium or potassium chloride.

Способ по настоящему изобретению описан ниже со ссылкой на чертежи.The method of the present invention is described below with reference to the drawings.

Выщелачивание сырья, содержащего сульфид никеля (никелевый концентрат на фиг. 1 и 2), осуществляют противоточным выщелачиванием 11, 21 в две или более чем две стадии.The leaching of raw materials containing Nickel sulfide (Nickel concentrate in Fig. 1 and 2) is carried out countercurrent leaching 11, 21 in two or more than two stages.

По одному воплощению данного изобретения сырье подают на первую стадию выщелачивания, а хлоридные растворы и окисляющие реагенты, используемые в способе выщелачивания, подают на вторую стадию. На первой стадии выщелачивания условия подбирают так, что часть никеля и железа, содержащаяся в сырье, растворяется под влиянием двухвалентной меди, и одновалентная медь, образующаяся в процессе выщелачивания, осаждается в виде сульфида меди. Ни кислород, ни другой окислитель не подают на первую стадию выщелачивания для растворения меди, поэтому условия на первой стадии выщелачивания являются неокислительными. Выщелачивание осуществляют при значениях рН в интервале 0,5-3,0 в зависимости от сырья. Основная реакция, происходящая на этой стадии, может быть проиллюстрирована на примере выщелачивания пентландитаIn one embodiment of the invention, the feed is fed to the first leach stage, and the chloride solutions and oxidizing agents used in the leach process are fed to the second step. In the first leaching stage, the conditions are selected so that part of the nickel and iron contained in the feed dissolves under the influence of divalent copper, and the monovalent copper formed in the leaching process precipitates in the form of copper sulfide. Neither oxygen nor any other oxidizing agent is supplied to the first leaching stage to dissolve the copper, therefore, the conditions in the first leaching stage are non-oxidizing. Leaching is carried out at pH values in the range of 0.5-3.0, depending on the feed. The main reaction that occurs at this stage can be illustrated by the leaching of pentlandite.

Реакция (1) может быть описана как реакция обмена, где двухвалентная медь восстанавливается до одновалентной и в то же время растворяет железо и никель, содержащиеся в концентрате. Другие никелевые и железные минералы, такие как виоларит, миллерит и пирротит, также растворяются по тому же принципу и, соответственно, осаждаются сульфид меди и элементарная сера. Содержащийся в никелевом сырье магний растворяется с образованием хлорида магния.Reaction (1) can be described as an exchange reaction, where divalent copper is reduced to monovalent and at the same time dissolves the iron and nickel contained in the concentrate. Other nickel and iron minerals, such as violarite, millerite and pyrrhotite, also dissolve according to the same principle and, accordingly, copper sulfide and elemental sulfur precipitate. Magnesium contained in nickel raw materials dissolves to form magnesium chloride.

Содержащаяся в никелевом сырье медь не растворяется на первой стадии выщелачивания в условиях ее проведения, но растворяется только на второй стадии, или в случае нескольких стадий выщелачивания - только на последней стадии. Если содержание меди в сырье недостаточно для эффективного выщелачивания, то дополнительное количество её добавляют в процесс выщелачивания каким-либо подходящим образом, например в виде медного концентрата или сульфата меди. Содержание меди в растворе преимущественно составляет примерно 5-50 г/л. Создавая, таким образом, подходящие условия, как описано выше, почти всю медь осаждают на первой стадии в виде сульфида и направляют вместе с осадком на следующую стадию выщелачивания. Преимущество данного способа состоит в том, что нет необходимости осуществлять отдельную стадию осаждения для отделения меди от обогащенного никелем раствора, так как осаждение проводят совместно с выщелачиванием никеля. Если содержащееся в концентрате количество меди больше, чем это необходимо для процесса выщелачивания, то часть меди может быть удалена подходящим образом.Copper contained in nickel raw materials does not dissolve in the first leaching stage under the conditions of its leaching, but dissolves only in the second stage, or in the case of several leaching stages, only in the last stage. If the copper content in the feed is not sufficient for effective leaching, then an additional amount of it is added to the leaching process in any suitable way, for example, in the form of copper concentrate or copper sulfate. The copper content in the solution is preferably about 5-50 g / l. Thus creating suitable conditions, as described above, almost all of the copper is precipitated in the first stage in the form of sulfide and sent together with the precipitate to the next leaching stage. The advantage of this method is that it is not necessary to carry out a separate precipitation step to separate the copper from the nickel-rich solution, since the precipitation is carried out together with the leaching of nickel. If the amount of copper contained in the concentrate is greater than is necessary for the leaching process, some of the copper can be removed appropriately.

Обогащенный хлоридом никеля раствор №С1₂-ЫаС1 (НВР), полученный после стадии 11, 21 выщелачивания, содержит некоторое количество растворенного железа и сульфатов. Удаление железа и сульфатов осуществляют на стадии 22 очистки раствора. Сульфаты преимущественно осаждают соединением кальция, таким как известняк, или другим соединением кальция, рассчитывая его необходимое количество для осаждения сульфатов так, чтобы остаточная концентрация в растворе составляла не более 2 г/л. Для окисления железа до трехвалентного состояния в раствор преимущественно добавляют щелок (ΝαΟΗ). при этом железо осаждается из раствора. Осадок может быть возвращен на конечную стадию способа выщелачивания концентрата, на которой удаляют осадок железа и гипс вместе с остатком после выщелачивания.Enriched with nickel chloride, the solution No. C1 _2- BaCl (HBP) obtained after leaching stage 11, 21 contains a certain amount of dissolved iron and sulfates. The removal of iron and sulfates is carried out at the stage 22 of the cleaning solution. Sulfates are predominantly precipitated with a calcium compound, such as limestone, or another calcium compound, calculating the necessary amount for the precipitation of sulfates so that the residual concentration in the solution is not more than 2 g / l. To oxidize iron to a trivalent state, liquor (ΝαΟΗ) is mainly added to the solution. while iron is precipitated from solution. The precipitate can be returned to the final stage of the method of leaching the concentrate, which removes the precipitate of iron and gypsum together with the residue after leaching.

В случае, когда содержание меди в никелевом концентрате больше, чем это необходимо для процесса выщелачивания, то обогащенный никелем раствор ΝαΟ все еще будет содержать двухвалентную медь. Она может быть удалена на отдельной стадии выделения меди, которой преимущественно является экстракция 12, 23 кобальта растворителем или выделение 23 второстепенных металлов по настоящему изобретению.In the case where the copper content in the nickel concentrate is greater than is necessary for the leaching process, the nickel-enriched solution ΝαΟ will still contain divalent copper. It can be removed at a separate stage of copper extraction, which is predominantly extraction of 12, 23 cobalt with a solvent or isolation of 23 minor metals of the present invention.

Экстракция растворителем второстепенных металлов (ЭР ВМ).Solvent extraction of minor metals (ER VM).

Исходный раствор, поступающий со стадии очистки раствора, подают на стадию 12, 23 экстракции растворителем второстепенных металлов (ЭР ВМ). На стадии ЭР ВМ второстепенные примесные металлы, такие как Со, Си, Ζη и Мп, экстрагируют из исходного раствора катионным экстрагентом в среде с большой концентрацией хлорида. Используют многократные операции экстракции.The initial solution coming from the stage of purification of the solution is fed to the stage 12, 23 of the solvent extraction of minor metals (ER VM). In the ER stage, secondary impurity metals, such as Co, Cu, Ζη, and Mn, are extracted from the initial solution with a cationic extractant in a medium with a high concentration of chloride. Use multiple extraction operations.

Перед операциями экстракции при необходимости может быть установлен отдельный контур для удаления органической фазы и/или примесей. Можно осуществлять контроль рН в смесителяхотстойниках или в резервуаре для органической фазы (предварительная нейтрализация) или может быть использовано сочетание этих систем для нейтрализации.Before extraction operations, if necessary, a separate circuit can be installed to remove the organic phase and / or impurities. The pH can be monitored in mixer tanks or in a tank for the organic phase (pre-neutralization), or a combination of these systems can be used to neutralize.

Поступающая органическая фаза после операций экстракции может быть очищена в скруббере (химическое удаление примесей) или промыта (физическое удаление примесей) от захваченных никеля, хлорида или других примесей. Необходимость в операции очистки в скруббере и/или операции промывки определяется качеством исходного раствора, поступающего в процесс ЭР ВМ, или желаемым качеством продукта после ЭР ВМ. Может быть использована одна или более чем одна стадия очистки в скруббере/промывки.The incoming organic phase after extraction operations can be cleaned in a scrubber (chemical removal of impurities) or washed (physical removal of impurities) from trapped nickel, chloride or other impurities. The need for the cleaning operation in the scrubber and / or the washing operation is determined by the quality of the initial solution entering the process of ER VM, or the desired quality of the product after ER ER. One or more than one scrubber / rinse cleaning step may be used.

- 5 020759- 5,020,759

Органическую фазу, поступающую после стадий экстракции или очистки в скруббере и/или промывки, подают на стадии выделения, где металлы выделяют из органической фазы с помощью кислого раствора в водную фазу. Металлы из органической фазы могут быть выделены в один или более чем один раствор. Предпочтительно селективное выделение, когда образуется два или более чем два выделенных раствора, так как селективное выделение увеличивает качество выделенной жидкости. Однако металлы также могут быть отделены из одного выделенного раствора после ЭР ВМ стадии, например, способом селективного осаждения в виде карбонатов, гидроксидов или сульфидов. Можно использовать одну или более чем одну стадию выделения.The organic phase coming after the extraction or purification stages in a scrubber and / or washing is fed to the separation stage, where the metals are separated from the organic phase using an acidic solution into the aqueous phase. Metals from the organic phase can be isolated in one or more than one solution. Selective isolation is preferred when two or more than two isolated solutions are formed, since selective isolation increases the quality of the isolated liquid. However, metals can also be separated from one isolated solution after the ER of the VM stage, for example, by a selective precipitation method in the form of carbonates, hydroxides or sulfides. One or more than one isolation step may be used.

Экстракция никеля растворителем.Nickel solvent extraction.

Исходный раствор для экстракции никеля растворителем (ЭР Νί), поступающий со стадии ЭР ВМ, ЭР ВМ рафинат, перекачивают на стадию 13, 24 экстракции никеля растворителем. Перед подачей раствора из ЭР ВМ на стадию экстракции ЭР Νί, между операциями ЭР ВМ и ЭР Νί должны быть установлены некоторые операции и оборудование для удаления из органической фазы захваченных примесей. Обычно такое оборудование включает промывку разбавителем после отстойника, угольные фильтры и резервуары-хранилища. Может быть использовано всё оборудование или любое сочетание этого оборудования.The initial solution for the extraction of nickel with a solvent (ER Νί), coming from the stage of ER VM, ER VM raffinate, is pumped to stages 13, 24 of nickel extraction with a solvent. Before the solution is supplied from the ER of the VM to the stage of extraction of the ER между, between operations of the ER of the VM and ER Νί some operations and equipment must be installed to remove trapped impurities from the organic phase. Typically, this equipment includes flushing with diluent after the sump, carbon filters and storage tanks. All equipment or any combination of this equipment may be used.

После отделения органической фазы исходный раствор ЭР Νί подают на операцию экстракции никеля растворителем. На стадии экстракции никеля растворителем никель селективно экстрагируют из исходного потока катионным экстрагентом в среде с большой концентрацией хлорида. Используют операции многократной экстракции. Возможно осуществление контроля рН в смесителях-отстойниках или в резервуаре для органической фазы (предварительная нейтрализация), или может быть использовано сочетание этих систем для нейтрализации.After separation of the organic phase, the initial ER Νί solution is fed to the solvent extraction operation of nickel. In the nickel solvent extraction step, nickel is selectively extracted from the feed stream with a cationic extractant in a medium with a high chloride concentration. Use multiple extraction operations. It is possible to carry out pH control in settling mixers or in a tank for the organic phase (pre-neutralization), or a combination of these systems can be used to neutralize.

Поступающая органическая фаза после операций экстракции может быть очищена в скруббере (химическое удаление примесей) или промыта (физическое удаление примесей) от захваченных примесей, таких как хлорид, магний и кальций. Может быть использована одна или более чем одна стадия очистки в скруббере и/или промывки.The incoming organic phase after extraction operations can be cleaned in a scrubber (chemical removal of impurities) or washed (physical removal of impurities) from trapped impurities such as chloride, magnesium and calcium. One or more than one scrubbing and / or washing step may be used.

Органическую фазу, поступающую со стадии очистки в скруббере и/или промывки, подают на стадии выделения, где никель выделяют из органической фазы с помощью кислого раствора в водную фазу. Полученную выделяющую жидкость - предназначенный для последующих операций электролит, используют в качестве исходного раствора на стадии 13, 26 электрохимического выделения никеля (Νί ЕА). Можно использовать серную или соляную кислоты. Обычно на этой стадии хлоридный способ преобразовывают в сульфатный способ и, таким образом, для выделения используют серную кислоту.The organic phase coming from the scrubbing and / or washing step is fed to a separation step, where nickel is isolated from the organic phase with an acidic solution into the aqueous phase. The resulting liberating liquid — an electrolyte intended for subsequent operations — is used as the initial solution in stages 13, 26 of the electrochemical precipitation of nickel (Νί EA). You can use sulfuric or hydrochloric acid. Typically, the chloride method is converted to the sulfate method at this stage, and thus sulfuric acid is used for the isolation.

В зависимости от уровней примесей в предназначенном для последующих операций электролите и от требований качества к электролиту, предназначенному для электрохимического выделения никеля (Νί ЕА), может быть осуществлена дополнительная очистка предназначенного для последующих операций электролита, например, ионообменным способом, где малые количества, например, меди, кадмия, железа и цинка могут быть удалены из полученного электролита, предназначенного для последующих операций.Depending on the levels of impurities in the electrolyte intended for subsequent operations and on the quality requirements for the electrolyte intended for electrochemical separation of nickel (Νί ЕА), additional purification of the electrolyte intended for subsequent operations can be carried out, for example, by the ion-exchange method, where small amounts, for example, copper, cadmium, iron and zinc can be removed from the obtained electrolyte, intended for subsequent operations.

Удаление магния.Removal of magnesium.

Магний является вредным веществом при электрохимическом выделении 13, 26 никеля. Магний удаляют из никелевого электролита на стадии 14, 25 удаления магния. Магний осаждают (стадия 25, фиг. 2) с помощью щелока из производственного раствора, полученного после экстракции никеля растворителем, путем повышения рН раствора примерно до 9, так что магний осаждается в виде гидроксида магния, который также является коммерческим продуктом.Magnesium is a harmful substance in the electrochemical separation of 13, 26 nickel. Magnesium is removed from the nickel electrolyte in stages 14, 25 of magnesium removal. Magnesium is precipitated (step 25, FIG. 2) with liquor from a production solution obtained after nickel extraction with a solvent by increasing the pH of the solution to about 9, so that magnesium precipitates as magnesium hydroxide, which is also a commercial product.

Обычно количество магния наиболее велико и очистка конечного раствора, например, с помощью ионного обмена становится довольно дорогой ввиду такого количества магния. Одним преимущественным способом по данному изобретению является удаление магния из раствора на стадии 5 осаждения Мд с использованием гидроксида натрия ΝαΟΗ, который получают хлор-щелочным электролизом 8, в качестве осаждающего реагента. Магний осаждается в виде гидроксида магния Мд(ОН)₂ при повышении рН раствора до 9-10. Осадок гидроксида подвергают отстаиванию, а нижний продукт повторно используют на стадии осаждения преимущественно для улучшения качества осадка. Если в гидрометаллургической обработке предусмотрено выделение магния, то возможна, таким образом, обработка концентратов, где количество магния опасно велико для пирометаллургической обработки концентрата.Usually, the amount of magnesium is greatest and the purification of the final solution, for example, by ion exchange, becomes quite expensive due to the amount of magnesium. One advantageous method of the present invention is to remove magnesium from the solution in the MD deposition step 5 using sodium hydroxide ΝαΟΗ, which is obtained by chlor-alkali electrolysis 8, as a precipitating agent. Magnesium is precipitated in the form of magnesium hydroxide Mg (OH) ₂ with increasing pH of the solution to 9-10. The hydroxide precipitate is subjected to sedimentation, and the lower product is reused in the precipitation step, mainly to improve the quality of the precipitate. If magnesium is provided for in the hydrometallurgical treatment, then concentrate treatment is possible, where the amount of magnesium is dangerously high for the pyrometallurgical treatment of the concentrate.

Когда концентрация других примесей, таких как цинк и никель, оставшихся в растворе после удаления 14, 25 магния, составляет порядка миллиграммов на литр, то наиболее предпочтительным способом для их удаления является ионный обмен (очистка 28 солевым раствором, фиг. 2).When the concentration of other impurities, such as zinc and nickel remaining in the solution after removal of 14.25 magnesium, is of the order of milligrams per liter, the most preferred way to remove them is ion exchange (purification with 28 saline solution, Fig. 2).

Ионный обмен предпочтительно осуществляют с помощью хелатообразующей ионообменной смолы. Ионный обмен функционирует в соответствии с известным уровнем техники, так что связанные со смолой примеси удаляют соляной кислотой, а смолу регенирируют раствором ΝαΟΗ. Следовательно, необходимые реагенты для ионного обмена преимущественно получают хлор-щелочным электролизом, который составляет часть способа.The ion exchange is preferably carried out using a chelating ion-exchange resin. Ion exchange operates in accordance with the prior art, so that the impurities associated with the resin are removed with hydrochloric acid, and the resin is regenerated with a ΝαΝ solution. Therefore, the necessary reagents for ion exchange are mainly obtained by chlor-alkali electrolysis, which is part of the method.

Концентрация ΝαΟ в растворе, полученном после обработки 14, 28 раствором соли, может составлять порядка 150-240 г/л Ναί'Ί. предпочтительно 200 г/л. Однако для хлор-щелочного электролиза необ- 6 020759 ходимо увеличить содержание №С1 в растворе до порядка 160-300 г/л, предпочтительно до 280-300 г/л. Содержание повышают каким-либо подходящим способом, например с помощью вакуумного испарителя или погружного испарителя на стадии испарения. В случае необходимости обедненный раствор ЫаС1, полученный на стадии испарения, может быть направлен на выщелачивание концентрата (на чертеже не показано).The concentration of ΝαΟ in the solution obtained after processing 14, 28 with a salt solution can be about 150-240 g / l Ναί'Ί. preferably 200 g / l. However, for chlor-alkali electrolysis, it is necessary to increase the content of No. C1 in the solution to about 160-300 g / l, preferably to 280-300 g / l. The content is increased in any suitable way, for example using a vacuum evaporator or a submersible evaporator in the evaporation stage. If necessary, the depleted NaCl solution obtained at the evaporation stage can be used to leach the concentrate (not shown in the drawing).

Очищенный и сконцентрированный раствор хлорида натрия направляют на хлор-щелочной электролиз 14, 29 для получения хлора, водорода и гидроксида натрия, которые необходимы на различных стадиях в способе получения никеля. Хлор-щелочной электролиз осуществляют известным образом. Солевой раствор ЫаС1 в процессе электролиза поступает на анод, где разлагается под действием электрического тока с образованием газообразного хлора. Ионы натрия проходят через мембрану, расположенную между катодным и анодным пространствами, к катоду, где под действием электрического тока вода разлагается на водород с образованием гидроксида натрия. Раствор ИаС1, поданный на электролиз, в ходе электролиза обедняется тем больше, чем больше образуется газов и щелочи. Содержание ИаС1 в растворе после электролиза составляет порядка 150-240 г/л, предпочтительно 200 г/л, и его повторно используют на стадии выщелачивания сырья.The purified and concentrated sodium chloride solution is sent to chlor-alkali electrolysis 14, 29 to produce chlorine, hydrogen and sodium hydroxide, which are necessary at various stages in the method for producing nickel. Chlor-alkaline electrolysis is carried out in a known manner. Saline NaCl in the electrolysis process enters the anode, where it decomposes under the influence of electric current with the formation of gaseous chlorine. Sodium ions pass through a membrane located between the cathode and anode spaces, to the cathode, where, under the influence of an electric current, water decomposes into hydrogen to form sodium hydroxide. The solution of IaC1 supplied to the electrolysis during the electrolysis is depleted the more, the more gases and alkalis are formed. The content of IAl in the solution after electrolysis is about 150-240 g / l, preferably 200 g / l, and it is reused at the stage of leaching of raw materials.

Как упоминалось выше, гидроксид натрия, образующийся в ходе хлор-щелочного электролиза 14, 29, используют по меньшей мере для осаждения гидроксида магния. Гидроксид натрия также необходим для регенерации при ионном обмене и, в случае необходимости, он также может быть использован для удаления сульфатов.As mentioned above, sodium hydroxide formed during chlor-alkali electrolysis 14, 29 is used at least to precipitate magnesium hydroxide. Sodium hydroxide is also necessary for regeneration during ion exchange and, if necessary, it can also be used to remove sulfates.

Преимуществом данного способа выщелачивания никельсодержащего сырья является введение кислорода на последнюю стадию выщелачивания и корректировка условий выщелачивания путем введения соляной кислоты в соответствии с реакцией 3. Необходимую соляную кислоту преимущественно получают из водорода и хлора на операции получения соляной кислоты, которые, в свою очередь, получают электролизом.The advantage of this method of leaching nickel-containing raw materials is the introduction of oxygen to the last stage of leaching and adjusting the leaching conditions by introducing hydrochloric acid in accordance with reaction 3. The necessary hydrochloric acid is mainly obtained from hydrogen and chlorine in hydrochloric acid production operations, which, in turn, are obtained by electrolysis .

Пример 1.Example 1

Исходный никельсодержащий материал (например, никелевый сульфидный концентрат, или руда, или коллективный концентрат, содержащий в основном сульфиды никеля и меди, отходы или штейн) выщелачивают в растворе хлорида натрия (50-200 г/л ЫаС1), содержащем ионы двухвалентной меди. Выщелачивание проводят в две или более чем две стадии противоточного выщелачивания. Первую стадию выщелачивания осуществляют в неокислительных условиях, а последующие стадии - в окислительных.The initial nickel-containing material (for example, nickel sulfide concentrate, or ore, or collective concentrate containing mainly nickel and copper sulfides, waste or matte) is leached in a solution of sodium chloride (50-200 g / l NaCl) containing divalent copper ions. Leaching is carried out in two or more than two stages of countercurrent leaching. The first leaching stage is carried out under non-oxidizing conditions, and the subsequent stages are carried out under oxidizing conditions.

На первой стадии исходный материал смешивают с технологическим раствором, полученным на второй стадии выщелачивания. Сульфиды никеля выщелачивают в соответствии с уравнением реакции (1)In the first stage, the starting material is mixed with the technological solution obtained in the second leaching stage. Nickel sulfides are leached in accordance with reaction equation (1)

Никель и железо переходят в раствор, в то время как медь осаждается в виде твердой фазы. Сульфидная сера превращается в основном в элементарную серу. Суспензию, полученную на первой стадии выщелачивания, обрабатывают на стадии отделения жидкости от твердого вещества. Твердые вещества подают на последующую стадию/стадии окислительного выщелачивания, а жидкость выделяют в виде насыщенного выщелачивающего раствора (НВР), который направляют на стадии очистки раствора. Температура и рН на первой стадии выщелачивания составляют 80-110°С и 0,5-3,0 соответственно.Nickel and iron go into solution, while copper precipitates as a solid phase. Sulfide sulfur is converted mainly to elemental sulfur. The suspension obtained in the first leaching step is treated in the step of separating the liquid from the solid. Solids are fed to the next stage / oxidative leach stage, and the liquid is isolated in the form of a saturated leach solution (HBP), which is sent to the stage of purification of the solution. The temperature and pH in the first leaching stage are 80-110 ° C and 0.5-3.0, respectively.

Твердые вещества, полученные на первой стадии выщелачивания, смешивают с обедненным солевым раствором, который получен со стадии хлор-щелочного электролиза, и дополнительно выщелачивают на стадиях окислительного выщелачивания. Выщелачивающий раствор окисляют соляной кислотой и окисляющим газом, таким как кислород, воздух, обогащенный кислородом воздух или хлор. В результате этого происходит выщелачивание осажденного на первой стадии выщелачивания сульфида меди. Медь переходит в раствор в виде двухвалентных ионов меди, которые в свою очередь взаимодействуют с сульфидами никеля и железа в соответствии с уравнением (2)The solids obtained in the first leaching stage are mixed with depleted saline, which is obtained from the chlor-alkali electrolysis stage, and additionally leached in the oxidative leaching stages. The leach solution is oxidized with hydrochloric acid and an oxidizing gas such as oxygen, air, oxygen enriched air or chlorine. As a result of this, leaching of copper sulphide precipitated in the first stage takes place. Copper passes into solution in the form of divalent copper ions, which in turn interact with nickel and iron sulfides in accordance with equation (2)

Также в этом случае сера, содержащаяся в сульфидах металлов, превращается в основном в элементарную серу. Образующийся в реакции (2) хлорид меди(1) окисляется обратно в хлорид меди(11) в соответствии с уравнением (3)Also in this case, sulfur contained in metal sulfides is converted mainly to elemental sulfur. The copper chloride (1) formed in reaction (2) is oxidized back to copper chloride (11) in accordance with equation (3)

СиС1 + О₂ + 4 НС1 4 СиС1₂ + 2 Н₂О (3)CuCl + O ₂ + 4 HC1 4 CuCl ₂ + 2 H ₂ O (3)

Используемую для выщелачивания соляную кислоту получают хлор-щелочным электролизом.Hydrochloric acid used for leaching is obtained by chlor-alkali electrolysis.

На второй стадии выщелачивания растворенное железо окисляется и осаждается в виде оксидов или гидроксидов железа. Уравнения (4) и (5) демонстрируют в качестве примера окисление и осаждение железа в виде гётита.In the second leaching stage, the dissolved iron is oxidized and precipitated in the form of iron oxides or hydroxides. Equations (4) and (5) demonstrate, as an example, the oxidation and precipitation of iron in the form of goethite.

РеС1г + 2 СиС1г —* РеС1з + СиС1 (4)FeCl2 + 2 CuCl2 - * FeCl3 + CuCl (4)

РеС1₃ + 2 НгО —* РеООЩ + 3 НС1 (5)FeCl ₃ + 2 NgO - * ReOOH + 3 HC 1 (5)

После стадий окислительного выщелачивания смесь твердое вещество-жидкость подвергают разде- 7 020759 лению на стадии разделения твердого вещества от жидкости; где осадок, состоящий из железа и серы, отделяют от никельсодержащего раствора. Остаток отправляют в хвостовое хозяйство. Может быть использована дополнительная стадия стабилизации остатка. Жидкость, полученную после стадии разделения твердого вещества от жидкости, подают на предыдущую стадию выщелачивания.After the oxidative leaching stages, the solid-liquid mixture is separated at the stage of separation of the solid from the liquid; where the precipitate, consisting of iron and sulfur, is separated from the Nickel-containing solution. The remainder is sent to tailing. An additional residue stabilization step may be used. The liquid obtained after the stage of separation of solid from liquid is fed to the previous leaching stage.

Если в исходном материале присутствует золото, то его выщелачивают на стадиях окислительного выщелачивания и выделяют.If gold is present in the starting material, it is leached at the stages of oxidative leaching and is isolated.

В ходе выщелачивания также растворяются железо и сера (в виде сульфата). Железо и сульфаты удаляют на стадии очистки раствора. Окисляющий газ (О₂, воздух, обогащенный кислородом воздух, хлор) вводят в насыщенный выщелачивающий раствор (НВР) для окисления железа, а рН раствора корректируют гидроксидом натрия и/или карбонатом/гидроксидом кальция для осаждения железа в виде гидроксидов железа и серы в виде гипса. Полученные твердые вещества отделяют от насыщенного выщелачивающего раствора (НВР) и повторно используют на стадиях окислительного выщелачивания. Обработанный насыщенный выщелачивающий раствор (НВР) направляют на экстракцию кобальта растворителем.Iron and sulfur (as sulfate) also dissolve during leaching. Iron and sulfates are removed in the purification step of the solution. Oxidizing gas (O ₂ , air, oxygen-enriched air, chlorine) is introduced into a saturated leach solution (HBP) to oxidize iron, and the pH of the solution is adjusted with sodium hydroxide and / or calcium carbonate / hydroxide to precipitate iron in the form of iron and sulfur hydroxides in the form gypsum. The resulting solids are separated from the saturated leach solution (HBP) and reused in the oxidative leach stages. The treated saturated leach solution (HBP) is sent to solvent extraction of cobalt.

Пример 2.Example 2

Сульфидный никелевый концентрат выщелачивали согласно способу по настоящему изобретению. Основная часть никеля, содержащаяся в концентрате, находилась в виде пентландита. Остальные главные минералы представляли собой антигорит, миллерит и пирротит. Концентрат имел следующий химический состав:Nickel sulfide concentrate was leached according to the method of the present invention. The bulk of the nickel contained in the concentrate was in the form of pentlandite. The remaining main minerals were antigorite, millerite, and pyrrhotite. The concentrate had the following chemical composition:

Νί, % Νί,% Ре, % Re,% 8, % 8, % Со, % With,% Си, % C% МдО, % MDO,% 3,78 3.78 29,3 29.3 16,3 16.3 0,23 0.23 0,2 0.2 19,23 19.23

Стадия 1 выщелачивания.Stage 1 leaching.

Никелевый концентрат (690 г) выщелачивали в растворе (2500 мл), который имел следующий исходный состав:Nickel concentrate (690 g) was leached in a solution (2500 ml), which had the following initial composition:

Νί, г/л Νί, g / l Ре, мг/л Re, mg / l 3, мг/л 3 mg / l Со, мг/л Co, mg / l Си, г/л Si, g / l Мд, мг/л MD, mg / L №, г/л No., g / l 7,62 7.62 1,2 1,2 1680 1680 670 670 6,8 6.8 1680 1680 30,5 30.5

При выщелачивании окислитель не был использован, и значения рН раствора в течение выщелачивания были в интервале 2-3. Медь осаждалась из раствора в виде халькоцита Си₂8, в то время как железо растворялось. После выщелачивания в течение 3 ч при температуре 95°С был получен раствор (выщелачивающий продуктивный раствор, НВР), который имел следующий состав:When leaching, the oxidizing agent was not used, and the pH of the solution during leaching was in the range of 2-3. Copper was precipitated from the solution in the form of a chalcocyte Cu ₂ 8, while iron was dissolved. After leaching for 3 hours at a temperature of 95 ° C, a solution was obtained (leaching productive solution, HBP), which had the following composition:

ΝΪ, г/л ΝΪ, g / l Ре, мг/л Re mg / l 8, мг/л 8, mg / l Са, мг/л Sa mg / l Со, мг/л With mg / l Си, мг/л Si mg / l Мд, мг/л Md mg / l Ыа, г/л Oh, g / l Ζη, мг/л Ζη, mg / l 10,3 10.3 2760 2760 2470 2470 614 614 670 670 <5 <5 11200 11200 41,2 41.2 37,3 37.3

Через 3 ч твердые вещества имели следующий состав:After 3 hours, the solids had the following composition:

Νί, % Νί,% Ре, % Re,% 3, % 3% Со, % With,% Си, % C% Мд, % Md% 3,7 3,7 29,4 29.4 17 17 0,24 0.24 2,3 2,3 11,1 11.1

Стадия 2 выщелачивания.Stage 2 leaching.

Твердые вещества, т.е. остаток, полученный после первой стадии выщелачивания, выщелачивали в окислительных условиях в растворе, содержащем 130 г/л ЫаС1 и 12 г/л Си²⁺. При выщелачивании подавали кислород и соляную кислоту для окисления сульфидов. Значение рН поддерживали в интервале 2,02,5. Продолжительность выщелачивания составляла 8 ч, после чего раствор и твердые вещества имели следующие составы.Solids i.e. the residue obtained after the first leaching stage was leached under oxidizing conditions in a solution containing 130 g / l NaCl and 12 g / l Cu ²⁺ . During leaching, oxygen and hydrochloric acid were supplied to oxidize the sulfides. The pH value was maintained in the range of 2.02.5. The leaching duration was 8 hours, after which the solution and solids had the following compositions.

РастворSolution

Νΐ, г/л Νΐ, g / l Ре, мг/л Re mg / l 3, мг/л 3 mg / l Са, мг/л Sa mg / l Со, мг/л With mg / l Си, г/л Si g / l Мд, мг/л Md mg / l №, г/л No. g / l Ζη, мг/л Ζη, mg / l 10,2 10,2 11,5 11.5 1180 1180 372 372 678 678 10,7 10.7 6710 6710 49 49 27,9 27.9

Твердые веществаSolids

Νί, % Νί,% Ре, % Re,% 3, % 3% Со, % With,% Си, % C% Мд, % Md% 0,09 0.09 28,5 28.5 14,0 14.0 0,01 0.01 0,38 0.38 9,5 9.5

Суммарный выход в растворе, рассчитанный по балансу железа (стадия экстракции 1 + стадия экстракции 2), составил никель - 98,2%, кобальт - 97,2%.The total yield in solution, calculated by the balance of iron (extraction stage 1 + extraction stage 2), was nickel - 98.2%, cobalt - 97.2%.

Claims (10)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Гидрометаллургический способ получения металлического никеля из никельсодержащего сырья, такого как никелевый сульфидный концентрат, или руда, или отходы, включающий стадии:1. Hydrometallurgical method of producing metallic nickel from nickel-containing raw materials, such as nickel sulfide concentrate, or ore, or waste, comprising the steps of: (a) подготовки содержащего сульфид никеля материала;(a) preparing nickel sulfide-containing material; (b) выщелачивания содержащего сульфид никеля материала в хлоридном выщелачивающем растворе при атмосферном давлении на стадии выщелачивания с образованием насыщенного выщелачивающего раствора, содержащего растворенный никель и некоторую концентрацию хлорида;(b) leaching the nickel sulphide-containing material in a chloride leach solution at atmospheric pressure in the leaching stage to form a saturated leach solution containing dissolved nickel and some chloride concentration; (c) экстракции растворенного никеля из выщелачивающего раствора с помощью экстракции растворителем с образованием содержащего сульфат никеля электролита;(c) extracting dissolved nickel from the leach solution using solvent extraction to form an electrolyte containing nickel sulphate; (ά) выделения никеля из электролита на стадии электрохимического выделения никеля;(ά) extraction of nickel from the electrolyte at the stage of electrochemical extraction of nickel; (е) регенерации обедненных содержащих хлорид технологических растворов, полученных на стадиях с)-б). на стадии хлор-щелочного электролиза для возврата хлора, водорода и гидроксида натрия обратно в процесс.(e) regeneration of depleted chloride-containing process solutions obtained in stages c) -b). at the stage of chlor-alkali electrolysis to return chlorine, hydrogen and sodium hydroxide back to the process. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выщелачивающий раствор, поступающий со стадии Ь) выщелачивания, содержит растворенный хлорид в концентрации более чем 100 г/л.2. The method according to claim 1, characterized in that the leach solution coming from stage b) leaching, contains dissolved chloride in a concentration of more than 100 g / l. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что никельсодержащее сырье выщелачивают в водном растворе, содержащем хлорид натрия и хлорид меди(11), в атмосферных условиях с образованием обогащенного никелем насыщенного выщелачивающего раствора (РЬ§) хлорида никеля и остатка после выщелачивания.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the nickel-containing raw material is leached in an aqueous solution containing sodium chloride and copper chloride (11) under atmospheric conditions with the formation of a nickel-enriched leach solution (Pb§) of nickel chloride and residue after leaching 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что из обогащенного никелем насыщенного выщелачивающего раствора, поступающего со стадии Ь), осаждают растворенные железо и сульфаты.4. The method according to claim 1, characterized in that dissolved iron and sulphates are precipitated from the nickel-rich saturated leach solution coming from stage b). 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что жидкость, поступающую со стадии Ь), направляют на экстракцию растворителем, где при большой концентрации хлорида, используя катионный органический реагент, из раствора удаляют второстепенные металлы, такие как кобальт, медь, цинк и марганец, и после чего направляют на стадию с).5. The method according to claim 1, characterized in that the liquid coming from stage b) is sent for solvent extraction, where at high concentrations of chloride, using a cationic organic reagent, minor metals such as cobalt, copper, zinc and manganese, and then sent to stage c). 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии с) экстракции никеля растворителем никель экстрагируют из раствора с помощью катионного экстрагента и выделяют в сульфатный раствор.6. The method according to claim 1, characterized in that in step c) extraction of nickel with a solvent, nickel is extracted from the solution with the help of a cationic extractant and separated into a sulphate solution. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что подачу со стадии ά) для хлор-щелочной ячейки стадии е), очищают от магния.7. The method according to claim 1, characterized in that the feed from step ά) for the chlor-alkali cell of step e) is purified from magnesium. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что другие двухвалентные растворенные остаточные примесные металлы удаляют из подачи хлор-щелочной ячейки с помощью ионного обмена.8. The method according to claim 7, characterized in that the other bivalent dissolved residual impurity metals are removed from the chlor-alkali cell feed by ion exchange. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что на первой стадии выщелачивания сырье выщелачивают в неокислительных условиях с помощью хлорида меди(11), так что часть сульфидов, содержащаяся в сырье, растворяется, и медь осаждается в виде сульфида меди.9. The method according to claim 1, characterized in that in the first leaching stage, the raw material is leached under non-oxidizing conditions using copper chloride (11), so that part of the sulfides contained in the raw material dissolve and copper is precipitated as copper sulfide. 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что на неокислительной стадии выщелачивания Ь) значения рН находятся в диапазоне 0,5-3,0.10. The method according to claim 9, characterized in that in the non-oxidative leaching stage b) the pH values are in the range of 0.5-3.0.