Усовершенствованное выщелачивание основных металлов
Изобретения относятся к гидрометаллургии, в частности к способу выщелачивания основных металлов из окисленных руд, например из латеритовой руды при извлечении никеля и/или кобальта кучным методом. Способ включает: (а) разделение руды на мелкие и крупные фракции, (б) выщелачивание крупной фракции руды в выщелачивающем растворе с соответствующим выщелачивающим агентом для выщелачивания содержащихся металлов и (в) использование мелкой фракции руды или ее части для нейтрализации или частичной нейтрализации выщелачивающего агента, содержащегося в насыщенном выщелачивающем растворе, полученном на стадии (б), для перевода некоторого количества или всего насыщенного выщелачивающего раствора для дальнейшей очистки или обработки. Из раствора затем извлекают основной металл, например никель и/или кобальт. Техническим результатом является снижение производственных расходов и повышение эффективности извлечения металлов из руды. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.
Область применения
Настоящее изобретение относится к выщелачиванию основных металлов из окисленных руд. В частности, настоящее изобретение предназначено для применения в извлечении никеля и кобальта из латеритовых руд в условиях кучного выщелачивания.
Предшествующий уровень техники
Применение технологий кучного выщелачивания при извлечении основных металлов, например меди, из отложений окисленной руды хорошо известно. Например, если интересующим основным металлом является медь и вмещающая порода достаточно окислена, то окисленную руду можно раздробить до соответствующего размера, сложить в кучи и выщелачивать с раствором серной кислоты (SME Minerals Processing Handbook, Ed. NL Weiss, Society of Mineral Engineers ISBN 0-89520-433-6).
Часто получается место, что руда после раздробления содержит значительный уровень мелкозернистого материала, такого как глина или глиноподобный материал. Этот материал, если не осуществить предупредительные меры, может мешать проницаемости кучи и, следовательно, уменьшать эффективность процесса кучного выщелачивания. Имея дело с такими рудами, обычно осуществляют агломерацию руды с водой или рабочим раствором и с цементом. Агломерацию проводят в агломерационном барабане непосредственно перед складыванием в кучу.
В процессе агломерации мелкие частицы налипают на более крупные частицы и таким образом делают впоследствии образованную кучу более проницаемой для рабочего выщелачивающего раствора. Мелкие фракции в куче связываются в ходе агломерации и затем не могут перемещаться и приводить к забиванию кучи и/или образованию каналов выщелачивающего раствора, что иначе могло бы привести к длительному времени выщелачивания и к не полностью выщелоченным карманам внутри кучи.
Когда для кучного выщелачивания никеля из латеритовых руд используется серная кислота, кинетика выщелачивания может быть очень медленной. Можно использовать выщелачивающие растворы с высокой концентрацией кислоты, чтобы частично это преодолеть. В таком случае скорость расхода кислоты, когда раствор проходит через кучу, также будет медленной и концентрация кислоты в растворе, выделяющемся из основы кучи, не будет значительно отличаться от концентрации в растворе, подводимом к верху кучи. Это приведет к высоким концентрациям кислоты в растворе, который поступает из установки для выщелачивания в установку для извлечения металлов. Если эту кислоту нельзя извлечь, то это может привести к значительным производственным расходам, которые будут осложнены необходимостью добавления большего количества химических веществ, таких как известняк, для нейтрализации этой кислоты с тем, чтобы основные металлы могли быть эффективно извлечены.
Предметом настоящего изобретения является преодоление вышеупомянутых проблем, относящихся к предшествующему уровню техники, или, по меньшей мере, создание ему удобной альтернативы.
Предыдущее пояснение предшествующего уровня техники предназначено только для того, чтобы облегчить понимание настоящего изобретения. Следует учесть, что это пояснение не является подтверждением или признанием того, что вышесказанное было частью общеизвестных знаний в Австралии или любой другой стране или регионе до даты приоритета заявки.
Сущность изобретения
Согласно настоящему изобретению создан способ выщелачивания основных металлов из окисленных руд, включающий стадии, на которых
а) разделяют руду, которую будут выщелачивать, на мелкие и крупные фракции или потоки;
б) выщелачивают крупную фракцию руды в выщелачивающем растворе с соответствующим выщелачивающим агентом для выщелачивания содержащихся металлов; и
в) используют мелкую фракцию руды или ее часть, чтобы нейтрализовать или частично нейтрализовать выщелачивающий агент, содержащийся в насыщенном выщелачивающем растворе, полученном на стадии (б), до перевода некоторого количества или всего насыщенного выщелачивающего раствора для дальнейшей очистки или другой требуемой обработки.
Предпочтительно переводить некоторое количество или весь нейтрализованный или частично нейтрализованный насыщенный выщелачивающий раствор со стадии (в) в установку для извлечения основного металла.
Еще предпочтительнее, чтобы руда представляла собой латеритовую руду, содержащую никель и кобальт.
Еще более предпочтительно выщелачивать крупную фракцию руды в одну или более куч.
В одном воплощении изобретения можно осуществить агломерацию руды с серной кислотой до образования каждой кучи.
В другом воплощении изобретения пиросульфит натрия или диоксид серы добавляют к выщелачивающему раствору на основе серной кислоты.
Настоящее изобретение будет описано только посредством примера со ссылкой на одно воплощение настоящего изобретения и прилагаемых графических материалов, где на чертеже графически представлена установка для выщелачивания согласно способу настоящего изобретения.
Лучший(е) вариант(ы) осуществления изобретения
На чертеже показана схема технологического процесса, иллюстрирующая одно возможное промышленное применение способа согласно настоящему изобретению при применении в условиях кучного выщелачивания.
Латеритовую руду, содержащую никель и кобальт, добывают и дробят, чтобы пропустить через 12 мм сетку в дробильно-сортировочной установке 10. В процессе дробления любые частицы размером менее приблизительно 75 микрометров в диаметре (<75 мкм), мелкая фракция, удаляют из основной массы руды и хранят в емкости для хранения мелких фракций 12. Кучу крупной руды 14 складывают на непроницаемую мембрану 16 известным способом, используя крупную фракцию руды более 75 мкм.
Затем над кучей крупной руды 14 размещают сетчатую систему 18, чтобы наполнить кучу 14 выщелачивающим раствором на основе серной кислоты из хранилища выщелачивающего раствора 20 с помощью насоса 22. Надлежащая концентрация кислоты или рН в хранилище выщелачивающего раствора 20 поддерживается добавлением серной кислоты.
Трубопровод 24 обеспечивает направление насыщенного выщелачивающего раствора в отстойник 26, из которого насыщенный выщелачивающий раствор может течь под действием силы тяжести по линии 28 к хранилищу выщелачивающего раствора 20 или может отводиться по линии 30 из процесса выщелачивания в установку для нейтрализации мелких фракций 32. Отстойник 26 содержит насос (не показан).
Мелкую руду из емкости для хранения мелких фракций 12 используют в установке для нейтрализации мелких фракций 32, чтобы нейтрализовать некоторое количество или всю серную кислоту, содержащуюся в растворе, в сливе из кучи 14. Некоторое количество или весь этот обработанный раствор затем можно пропустить в установку для извлечения металлов. Твердые отходы из установки для нейтрализации мелких фракций 32 можно отбросить (см. чертеж). Альтернативно, если твердые отходы имеют довольно высокое содержание металла, их можно использовать повторно в установке для выщелачивания и снова смешать с крупной рудой.
Можно видеть, что способ настоящего изобретения дает результативность по сравнению с процессами предшествующего уровня техники, по меньшей мере, частично благодаря применению мелких фракций для нейтрализации насыщенного выщелачивающего раствора до извлечения металла.
Предусматривается, что стадию агломерации можно использовать до складывания кучи 14 и что пиросульфит натрия или диоксид серы можно добавлять к выщелачивающему раствору на основе серной кислоты.
Подразумевается, что проведение границы между мелкой и крупной фракциями может отличаться в разных применениях. А именно, определение размера того, что составляет мелкую фракцию, может изменяться в зависимости от ряда факторов в пределах этого способа, включая конкретную минералогию руды.
Считается, что модификации и изменения, которые очевидны квалифицированному специалисту в данной области, находятся в пределах объема настоящего изобретения.
1. Способ выщелачивания основных металлов из окисленных руд, при котором
а) разделяют руду, которую будут выщелачивать, на мелкие и крупные фракции или потоки;
б) выщелачивают крупную фракцию руды в выщелачивающем растворе с подходящим выщелачивающим агентом для выщелачивания содержащихся металлов; и
в) используют мелкую фракцию руды или ее часть, чтобы нейтрализовать или частично нейтрализовать выщелачивающий агент, содержащийся в насыщенном выщелачивающем растворе, полученном на стадии (б), до перевода некоторого количества или всего насыщенного выщелачивающего раствора для дальнейшей очистки или другой требуемой обработки.
2. Способ по п.1, в котором некоторое количество или весь нейтрализованный или частично нейтрализованный насыщенный выщелачивающий раствор со стадии (в) переводят в установку для извлечения основного металла.
3. Способ по п.1, в котором руда представляет собой латеритовую руду, содержащую никель и кобальт.
4. Способ по п.1, в котором крупную фракцию руды выщелачивают в одной или более куч.
5. Способ по п.4, в котором руду подвергают агломерации с серной кислотой до образования каждой кучи.
6. Способ по п.1, в котором выщелачивающий агент представляет собой или содержит серную кислоту.
7. Способ по п.5, в котором к выщелачивающему раствору на основе серной кислоты добавляют пиросульфит натрия или диоксид серы.
8. Способ по любому из пп.1-7, в котором частицы руды с размером менее приблизительно 75 мкм составляют мелкую фракцию.
9. Способ по любому из пп.1-7, в котором частицы руды с размером более приблизительно 75 мкм составляют крупную фракцию.
10. Способ кучного выщелачивания никеля и/или кобальта из окисленных руд, при котором
а) разделяют руду, которую будут выщелачивать, на мелкие и крупные фракции руды или потоки;
б) выщелачивают крупную фракцию руды в одной или более куч выщелачивающим раствором, содержащим выщелачивающий агент на основе серной кислоты; и
в) используют мелкую фракцию руды или ее часть, чтобы нейтрализовать или частично нейтрализовать выщелачивающий агент, содержащийся в насыщенном выщелачивающем растворе, полученном на стадии (б), до перевода по меньшей мере части насыщенного выщелачивающего раствора в установку для извлечения основного металла.
