JP6888359B2 - 金属酸化鉱の製錬方法 - Google Patents
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Description
本発明に係る金属酸化物の製錬方法は、ニッケル及びコバルトを含む金属酸化鉱の製錬方法である。具体的には、ニッケル及びコバルトを含有する金属酸化鉱を加圧酸浸出してニッケル及びコバルトの酸性溶液を得る工程と、酸性溶液に対して中和処理を施す程と、得られた中和終液に硫化剤を添加して硫化処理を施し、ニッケル及びコバルトの混合硫化物のスラリーを得る工程と、混合硫化物のスラリーからその混合硫化物を沈降分離する沈降分離工程と、を有する。そして、この製錬方法においては、混合硫化物を分離した後のオーバーフロー液を精密ろ過して、そのオーバーフロー液に残存する混合硫化物の微粒子とろ液とを得る工程を有することを特徴としている。
図1は、本実施の形態に係るニッケル酸化鉱の湿式製錬方法の流れの一例を示す工程図である。図1に示すように、この湿式製錬方法は、ニッケル及びコバルトを含有する金属酸化鉱を加圧酸浸出してニッケル及びコバルトの酸性溶液を得る浸出工程S1と、酸性溶液に対して中和処理を施す中和工程S2と、得られた中和終液に硫化剤を添加して硫化処理を施し、ニッケル及びコバルトの混合硫化物のスラリーを得る硫化工程S3と、混合硫化物のスラリーからその混合硫化物を沈降分離する沈降分離工程S4と、混合硫化物を分離した後のオーバーフロー液を精密ろ過して、そのオーバーフロー液に残存する混合硫化物の微粒子とろ液とを得る精密ろ過工程S5と、を有する。
浸出工程S1では、ニッケル及びコバルトを含有するニッケル酸化鉱を加圧酸浸出してニッケル及びコバルトの酸性溶液(浸出液)を得る。具体的には、例えば高温加圧容器(オートクレーブ)等を用いて、ニッケル酸化鉱のスラリーに硫酸等の酸を添加し、240℃〜260℃の温度下で加圧しながら撹拌処理を施し、浸出液と浸出残渣とからなる浸出スラリーを生成する。なお、浸出工程S1における処理は、従来知られているHPALプロセスに従って行うことができる。
中和工程S2では、浸出工程S1により得られた酸性溶液である浸出液に対して中和処理を施す。具体的には、浸出液に中和剤を添加してpHを調整し、不純物元素を含む中和澱物と中和終液とを得る工程である。この中和処理により、ニッケルやコバルト、スカンジウム等の有価金属は中和終液に含まれるようになり、鉄、アルミニウムをはじめとした不純物の大部分が中和澱物となる。
硫化工程S3は、中和工程S2により得られた中和終液に硫化剤を添加して硫化処理を施し、ニッケル及びコバルトの混合硫化物のスラリーを得る。
沈降分離工程S4では、硫化工程S3により得られた混合硫化物のスラリーから、ニッケル及びコバルトの混合硫化物を沈降分離する。この沈降分離工程S4における沈降分離処理は、例えばシックナー等の沈降分離装置により行われ、混合硫化物のスラリーに対して凝集剤を添加することによってニッケル及びコバルトの混合硫化物を凝集沈降させる。
精密ろ過工程S5では、沈降分離工程S4にて分離排出されたオーバーフロー液を精密ろ過して、そのオーバーフロー液に残存する混合硫化物の微粒子とろ液とを得る。
さて、上述したように、製錬対象となるニッケル酸化鉱は、ニッケル及びコバルトと共に、スカンジウムを含有するものである。スカンジウムは、その挙動がニッケル等と類似しており、湿式製錬プロセスにおける浸出処理(浸出工程S1)にて浸出液中に浸出され、硫化工程S3にて混合硫化物を生成させる母液となる中和終液に含まれるようになる。一方で、このスカンジウムは、硫化工程S3における硫化処理によっては硫化物の形態とはならず、貧液(オーバーフロー液)中に移行する。したがって、スカンジウムと、ニッケル及びコバルトとは、上述した湿式製錬プロセスによって効果的に分離される。
図3は、スカンジウム回収工程S6の流れの一例を示す工程図である。図3に示すように、例えば、スカンジウム回収工程S6としては、精密ろ過工程S5により得られたろ液をイオン交換樹脂に通液するイオン交換工程S61と、イオン交換樹脂から溶離した溶離液に対して濃縮処理を施す濃縮工程S62と、濃縮処理を経て得られた溶液に対して溶媒抽出処理を施す溶媒抽出工程S63と、溶媒抽出処理を経て得られたスカンジウムを含む溶液から酸化スカンジウムを回収する酸化スカンジウム回収工程S64と、を含むものとすることができる。
イオン交換工程S61は、キレート樹脂を使用したイオン交換反応によりスカンジウムを他の不純物成分と分離して、スカンジウム溶離液を得る工程である。
濃縮工程S62は、イオン交換工程S61を経て得られたスカンジウム溶離液に対して中和等の濃縮処理を施すことによって不純物成分を除去してスカンジウムを濃縮させる工程である。濃縮工程S62としては、例えば図3に示すように、2段階の中和処理を行うものを例示することができる。
溶媒抽出工程S63は、濃縮工程S62を経て得られた溶解液(スカンジウム含有溶液)を抽出始液として、これを抽出剤に接触させて溶媒抽出処理を施し、スカンジウムを含有する抽出残液を得る工程である。
酸化スカンジウム回収工程S64は、溶媒抽出工程S63における抽出工程S81にて得られた抽出残液、及び、スクラビング工程S82にてスクラビングを行った場合にはそのスクラビング後の洗浄後液から、スカンジウムを酸化スカンジウムの形態で回収する。
S2 中和工程
S3 硫化工程
S4 沈降分離工程
S5 精密ろ過工程
S6 スカンジウム回収工程
Claims (7)
- ニッケル及びコバルトを含有する金属酸化鉱の製錬方法であって、
前記金属酸化鉱を加圧酸浸出してニッケル及びコバルトの酸性溶液を得る浸出工程と、
前記酸性溶液に対して中和処理を施す中和工程と、
得られた中和終液に硫化剤を添加して硫化処理を施し、ニッケル及びコバルトの混合硫化物のスラリーを得る硫化工程と、
前記混合硫化物のスラリーから該混合硫化物を沈降分離する沈降分離工程と、
前記混合硫化物を分離した後のオーバーフロー液を精密ろ過して、該オーバーフロー液に残存する混合硫化物の微粒子とろ液とを得る精密ろ過工程と、
を有し、
前記精密ろ過工程にて精密ろ過して得られた前記混合硫化物の微粒子を、前記硫化工程において硫化処理される前記中和終液に添加する、
金属酸化鉱の製錬方法。 - 前記精密ろ過工程では、孔径が0.2μm以下の中空糸膜を使用して精密ろ過する
請求項1に記載の金属酸化鉱の製錬方法。 - 前記浸出工程では、硫酸を用いて加圧酸浸出する
請求項1又は2に記載の金属酸化鉱の製錬方法。 - 前記硫化工程で得られた前記混合硫化物のスラリーを減圧し、前記硫化処理に用いた硫化剤を回収する
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の金属酸化鉱の製錬方法。 - 前記硫化剤は、硫化水素ガスである
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の金属酸化鉱の製錬方法。 - 前記金属酸化鉱は、スカンジウムを含有するニッケル酸化鉱であり、
前記精密ろ過工程で得られたろ液を、スカンジウムを回収する原料とする
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の金属酸化鉱の製錬方法。 - 前記金属酸化鉱は、スカンジウムを含有するニッケル酸化鉱であり、
前記精密ろ過工程で得られたろ液からスカンジウムを回収するスカンジウム回収工程をさらに有し、
前記スカンジウム回収工程は、
前記ろ液をイオン交換樹脂に通液するイオン交換工程と、
前記イオン交換樹脂から溶離した溶離液に対して濃縮処理を施す濃縮工程と、
濃縮処理を経て得られた溶液に対して溶媒抽出処理を施す溶媒抽出工程と、
溶媒抽出処理を経て得られたスカンジウムを含む溶液から酸化スカンジウムを回収する酸化スカンジウム回収工程と、を含む
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の金属酸化鉱の製錬方法。
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