[发明专利]从矿石中回收金属有价物的方法

说明书

发明领域

本发明涉及用于加工含金属的矿石，特别是用于回收镍和其它金属的 方法，并且更具体地涉及用于回收腐泥土和褐铁矿矿石中的铁、镍、钴、 镁、铝、铬和其它有价值的组分的方法。

发明背景

即使当从相同的采矿地点取得时，矿石的组成也极大地不同。褐铁矿 和腐泥土矿石通常含有铁、镍、钴、镁、锰、铬和/或铝。已知的用于处理 高镁腐泥土矿石或高铁褐铁矿型矿石的方法通常是高成本方法，而本发明 是能够处理全部范围的矿石，包括过渡矿石(transitional ore)的改进的成本 有效方法。如本文中使用的，术语“矿石”意在表示氧化物和硫化物矿石、 冶金废料以及含金属的物质，应理解为金属可以与其它元素结合。

发明概述

本发明是用于加工含镍的腐泥土和褐铁矿矿石以回收其中所含的有价 值矿物的方法。本方法作用于任何氧化物或硫化物矿石、冶金废料和含金 属的物质，应理解为在这样的物质中，金属可以与其它元素结合。如果需 要，可以将矿石研磨或粉碎，或可以与其它含金属的物质混合。用硝酸浸 提矿石，然后通过热水解或pH平衡来沉淀铁。任选地，通过回收沉淀或 结晶回收来回收铝。将氢氧化镁加入到溶液中，从而使得pH平衡以形成 以沉淀物形式回收的镍氢氧化物和钴氢氧化物。

有利地，用于浸提的硝酸通过在美国专利6,264,909中描述的方法提 供，该美国专利名称为硝酸制备和再循环(Nitric Acid Production and Recycle)，授权于2001年7月24日，并且通过引用结合在此。

本发明特别可用于回收镍、钴、铝、铁、铬、锰和镁。

发明目的

本发明的主要目的是提供从腐泥土和褐铁矿矿石中回收镍和钴的改进 方法。

本发明的另一个目的是提供从矿石、冶金废料和其它含金属的物质中 回收金属有价物(values)的方法。

本发明的另一个目的是提供制备硝酸盐，比如硝酸铵、硝酸钠、硝酸 钾、硝酸钙或硝酸镁的方法。

附图简述

通过参照以下详细描述和后附附图，前述和其它目的将变得更显而易 见，在附图中：

图1是本发明方法以其最基本形式表示的示意性流程图。

详细描述

现在参照附图，图1显示基本形式的本发明方法。本方法从矿山腐泥 土或褐铁矿矿石10或其它含金属的物质的熔化(run)开始。

用HNO₃浸提矿石充分的时间以形成浆液。尽管可以将矿石粉碎，但 是这样做不是必须的，因为硝酸将有效地起作用，而与矿石颗粒的尺寸无 关。在低于160C，通常约70C至130C，但是优选约120C的温度，用硝 酸20将矿石浸提18矿石约30分钟至约3小时的时间。所述的酸可以是 10至90％(重量％)的硝酸溶液，但是优选为约30至67％硝酸，并且最适 宜为约45至55％酸溶液。

用于浸提工艺的硝酸20优选由根据以上引用的美国专利6,264,909的 硝酸再循环方法得到。

通过加热22将浸提溶液的温度升高至约125至200C范围内的温度， 优选至约165C，以形成液体/固体残余物，其中镍、钴和镁在溶液中，而 铁、锰和铝是氧化物形式的固体残余物。加热在封闭体中进行，从该封闭 体回收逸出气体(主要为NO_x)用于进一步处理。浸提和加热步骤可以在同 一容器中进行，或在分离的容器中进行。

在22处通过热水解或溶液的pH平衡来发生沉淀，使铁以Fe₂O₃的形 式沉淀。

浆液经历固液分离，脉石物质以固体的形式移除。将剩余的液体溶液 加热，通过热水解或溶液的pH平衡来发生沉淀，使铁以Fe₂O₃的形式沉 淀。

通过液固分离(过滤)将Fe₂O₃以固体的形式移除，从而留下含有铝、镍 和钴有价物的溶液。

在24处通过沉淀将铝移除。备选地，铝以硝酸盐形式的结晶使得可以 通过过滤或通过离心来分离。在任一种情况下，留下镍-钴溶液。