專利名稱：從礦石中回收金屬有價(jià)物的方法
技術(shù)領(lǐng)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(jià)值的組分的方法。
背景技術(shù)：
即使當(dāng)從相同的采礦地點(diǎn)取得時(shí)，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(guò)渡礦石(transitional ore)的改進(jìn)的成本 有效方法。如本文中使用的，術(shù)語(yǔ)"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(zhì)，應(yīng)理解為金屬可以與其它元素結(jié)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(jià) 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(zhì)，應(yīng)理解為在這樣的物質(zhì)中，金屬可以與其它元素結(jié)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(zhì)混合。用硝酸浸 提礦石，然后通過(guò)熱水解或pH平衡來(lái)沉淀鐵。任選地，通過(guò)回收沉淀或 結(jié)晶回收來(lái)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(guò)在美國(guó)專利6，264，909中描述的方法提 供，該美國(guó)專利名稱為硝酸制備和再循環(huán)(Nitric Acid Production and Recycle),授權(quán)于2001年7月24日，并且通過(guò)引用結(jié)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(jìn) 方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供從礦石、冶金廢料和其它含金屬的物質(zhì)中
回收金屬有價(jià)物(values)的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)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(jiǎn)述
通過(guò)參照以下詳細(xì)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(xì)描述
現(xiàn)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(zhì)的熔化(run)開始。
用HN03浸提礦石充分的時(shí)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?yàn)橄跛釋⒂行У仄鹱饔?，而與礦石顆粒的尺寸無(wú) 關(guān)。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(shí)的時(shí)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(jù)以上引用的美國(guó)專利6,264，909的 硝酸再循環(huán)方法得到。
通過(guò)加熱22將浸提溶液的溫度升高至約125至200C范圍內(nèi)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(jìn)行，從該封閉 體回收逸出氣體(主要為Ncg用于進(jìn)一步處理。浸提和加熱步驟可以在同 一容器中進(jìn)行，或在分離的容器中進(jìn)行。
在22處通過(guò)熱水解或溶液的pH平衡來(lái)發(fā)生沉淀，使鐵以Fe203的形漿液經(jīng)歷固液分離，脈石物質(zhì)以固體的形式移除。將剩余的液體溶液 加熱，通過(guò)熱水解或溶液的pH平衡來(lái)發(fā)生沉淀，使鐵以Fe203的形式沉淀。
通過(guò)液固分離(過(guò)濾)將Fe203以固體的形式移除，從而留下含有鋁、鎳 和鈷有價(jià)物的溶液。
在24處通過(guò)沉淀將鋁移除。備選地，鋁以硝酸鹽形式的結(jié)晶使得可以 通過(guò)過(guò)濾或通過(guò)離心來(lái)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(jīng)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(guò)過(guò) 濾)。還可以通過(guò)溶劑萃取，將鎳和鈷有價(jià)物從溶液中移除。
通常經(jīng)過(guò)多次進(jìn)行蒸發(fā)將濾液濃縮，直至剩余的Mg(N03)2幾乎為無(wú) 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(guó)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(guò)加入或移除硝酸，或通過(guò)向溶液中加入堿土金屬來(lái)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(guò)過(guò)濾移除，或可以通過(guò)其它已知方法如離心來(lái)分離。 在整個(gè)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(jìn)一步使用。
本發(fā)明對(duì)象的成果總結(jié)從前述內(nèi)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(jìn)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(zhì)中回收金屬有價(jià)物，比至今可行的方法更經(jīng)濟(jì)。
應(yīng)當(dāng)理解，前述說(shuō)明和具體實(shí)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(lǐng)域技術(shù)人員可以在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況 下對(duì)設(shè)備進(jìn)行各種修改和添加，因此應(yīng)理解本發(fā)明的精神和范圍僅由后附 權(quán)利要求的范圍限定。
權(quán)利要求
1.一種從含鐵、鎳、鈷和鋁的礦石中回收金屬有價(jià)物的方法，所述方法包括a)用HNO3浸提所述礦石充分的時(shí)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(jià)物的溶液；d)將Mg(OH)2與所述鎳-鈷溶液混合，然后進(jìn)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(jià)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(jìn)一步使用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述浸提在70C至160C的溫度 進(jìn)行約30分鐘至約3小時(shí)的時(shí)間。
3. 根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jià)物 在溶液中，而所述鐵、錳和鋁有價(jià)物是氧化物形式的固體殘余物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中鐵的沉淀通過(guò)熱水解實(shí)現(xiàn)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中鐵的沉淀通過(guò)所述溶液的pH平 衡實(shí)現(xiàn)。
8. 根據(jù)權(quán)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(jià)值礦物的改進(jìn)方法，所述方法包括用硝酸浸提所述礦石以形成漿液；通過(guò)沉淀分離鐵有價(jià)物，從而移出鐵有價(jià)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(jìn)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(hào)C22B23/00GK101688267SQ200880014292
公開日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年5月1日 優(yōu)先權(quán)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(qǐng)人:德林卡德.梅塔羅克斯公司