Комбинированный способ выщелачивания

(51) 22 3/04 (2009.01) 22 23/00 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Комбинированный способ выщелачивания включает способ растворения растворимых компонентов руды посредством комбинированного проведения двух или более последовательных фаз выщелачивания, с первой фазой, содержащей атмосферное выщелачивание, и второй фазой,содержащей выщелачивание под давлением. Этот комбинированный способ применяется, когда фракцию среднего размера (0,075-0,5 мм) подвергают действию атмосферного выщелачивания, с получением эффлюента с высокой концентрацией растворенного железа и алюминия, а также с высокой остаточной кислотностью. Указанный эффлюент подают в следующей фазе кислотного выщелачивания под давлением мелкой фракции (0,075 мм) и при повторном применении свободной кислотности, при этом регенерируется серная кислота путем осаждения железа и алюминия в реакции гидролиза,и происходит значительное уменьшение добавляемой серной кислоты.(73) КОМПАНИЯ ВАЛЕ ДО РИО ДОСЕ 24167 Изобретение относится к области металлургии, в частности, к способам обработки руд. Как известно,квалифицированным специалистам, латеритные руды могут быть обработаны гидрометаллургическим путем, где сернокислотное выщелачивание является традиционным способом, который применяется для экстракции никеля и кобальта. Данная руда богата, также содержит А 1, М ии процентный составсоставляет от 0,8 до 1,4 и Со варьирует от 0,05 до 0,2. В зависимости от размера частиц руды могут применяться два типа выщелачивания, а именно, кислотное выщелачивание под давлением и атмосферное выщелачивание . Кислотное выщелачивание под давлением происходит при высоких температурах в титановых автоклавах, устойчивых к действию кислотной коррозии. В данном случае руда для подачи должна быть мелкозернистой и с высоким уровнем , таким образом, делая необходимым применение такого способа. Обработка руды грохочением и классификация может повышать уровень экстракции никеля до 100. В балансе рабочей температуры давление пара находиться в пределах 33-55 атм, причем изначально растворили железо и алюминий (в трехвалентной форме), с последующим осаждением в автоклаве в форме гематита и алунита, соответственно, с последующей генерацией кислоты. Атмосферное выщелачиваниепроводят при более низких температурах, чем кислотное выщелачивание под давлением и при атмосферном давлении. Руда со средним размером фракции имеет более низкую степеньпо сравнению с фракцией мелкого размера. Таким образом, из экономических соображений не рекомендуется применение выщелачивания под давлением . С другой стороны, атмосферное выщелачиваниеможет быть подходящим, так как требуется меньше вложений, но затраты кислоты выше с большой солюбилизацией железа и алюминия. В частности,в случае атмосферного выщелачивания , расход кислоты сильно зависит от присутствия расходуемых элементов в руде, таких, как железо, алюминий и магний,которые достаточно растворены и находятся в растворе в форме сульфатов. Таким образом, чем больше степень таких элементов в руде, тем больше потребление кислоты при операции. Несмотря на широкое применение, независимые методики выщелачивания могут иметь значительные затраты, главным образом в случае атмосферного выщелачивания,из-за повышенного расхода серной кислоты, поскольку при этом выщелачивается предпочтительно железо,алюминий, магний, марганец и никель. Другими словами, для экстракции более чем 90 необходимо добавление большего количества кислоты для растворения остальных расходуемых элементов. Какой бы ни применялся способ выщелачивания, расход кислоты может достигнуть критической величины, что делает способ нерентабельным. 2 Другим затруднением, по мере рассмотрения способа выщелачивания, является щелочной раствор, полученный выщелачиванием, который содержит некоторое количество солюбилизированных металлов (е, , , ), и повышает и сложность, и стоимость последующей фазы очистки. Целью данного изобретения является описание комбинированного способа выщелачивания, то есть,способа растворения растворимых компонентов данной никелевой руды или концентрата в присутствии кислот - в качестве основного процесса(но не ограничиваясь им), а точнее, комбинацию двух или нескольких последовательных стадий выщелачивания, таким образом, делая возможным понижение расхода реагента, применяемого для выщелачивания, в результате чего уменьшаются затраты при выщелачивании. Данное изобретение предлагает применение комбинированного выщелачивания, где способ экстракции проводят в двух или более последовательных фазах,направленных на обеспечение восстановления никеля со средним размером фракции при ранней фазе атмосферного выщелачивания, где значительная доля никеля распределена со средним содержанием около 1 ,а также подачи свободной кислотности, полученной на протяжении атмосферного выщелачиванияк следующей фазе кислотного выщелачивания под давлением (НР). Другой целью данного изобретения является снижение расхода кислоты на протяжении фазы кислотного выщелачивания под давлением ,учитывая то, что процесс гидролиза проходит в автоклаве с преимущественным осаждением железа и алюминия в форме гематита и алунита, а также регенерация кислоты становиться доступной из-за рабочих условий. Железо и алюминий,растворенные на протяжении первой фазы выщелачиванияв форме сульфатов в растворе,направили во вторую фазу выщелачиванияи они рассматриваются как главный источник для регенерации кислоты в реакции гидролиза. Данная процедура непосредственно воздействует на снижение количества кислоты, которая добавлена на протяжении фазы кислотного выщелачивания под давлением в автоклаве, без влияния на результаты способа. Цели и преимущества данного изобретения,среди прочего, могут быть достигнуты применением двух или более последовательных фаз выщелачивания. Изобретение, которое будет рассмотрено далее,основывается на прилагаемых чертежах, на которых На фиг. 1 показано схематическое изображение выщелачивания под давлением . На фиг. 2 показано схематическое изображение атмосферного выщелачивания . На фиг. 3 показано схематическое изображение комбинированного выщелачивания. На фиг. 4 показана комбинированная блок-схема способа выщелачивания. 24167 Как показано на данных фигурах,комбинированный способ выщелачивания, который является целью данного изобретения, включает выполнение последовательных фаз выщелачивания. Прежде всего, среднюю фракцию (0,50,075 мм) (1) подвергают действию атмосферного выщелачивания. На протяжении данной фазы происходит высокий расход серной кислоты (2) из-за солюбилизации расходуемых элементов, таких как е, А и , с получением эффлюента (3) с высокой концентрацией растворенного железа и алюминия, и высокой остаточной кислотностью. Эффлюент (3), в данной форме, подается в следующее кислотное выщелачивание под давлениемчастиц мелкой фракции (0,075 мм) (4). Целью данного способа является снижение количества добавленной серной кислоты (2). Как показано на фиг. 1, выщелачивание под давлениемпроисходит тогда, когда эффлюент из первого выщелачивания (3) и руду, и серную кислоту (2) и суспензию мелкой фракции (0,075 мм)(4) подают в автоклав (5) в приблизительном соотношении 34 содержания твердых частиц. Выщелачивание протекает при высоких температурах(Т 2) (250 С) с перемешиванием при 500 в течение 1,25 часа. Общее потребление серной кислоты (2) зависит от степени расхода элементов в руде, причем экстракциясоставляет более чем 95. Растворенное железо и алюминий подвергли гидролизу в автоклаве(5) и осадили в форме гематита и гоетита,соответственно, регенерируя серную кислоту (2). Как показано на фиг. 2, атмосферное выщелачиваниепротекает, когда суспензию фракции среднего размера руды (0,5 мм 0,075 мм)(1), вместе с серной кислотой (2) выщелачивают при температурах (Т 1) приблизительно 95 С с 33 содержанием твердых частиц с перемешиванием при 130 в течение 6 часов. Экстракциясоставляет более чем 90, но расход серной кислоты (2) очень высок из-за высокого растворения железа и алюминия в растворе. Как показано на фиг. 3 и блок-схеме 4,комбинированный способ последовательного выщелачивания включает атмосферное выщелачивание с последующим выщелачиванием под давлением . Суспензию фракции среднего размера (0,50,075 мм) (1) подвергают действию атмосферного выщелачивания с серной кислотой (2) при температуре (Т 1) 95 С,перемешивают при 130 и 33 содержании твердых частиц в течение 6 часов. Эффлюент (3) из первого выщелачиваниявместе с серной кислотой (2) и мелкой фракцией (0,075 мм) (4) подают в автоклав (5) для выщелачивания под давлениемпри температуре (Т 2) 250 С,перемешивают при 500 при давлении 650 и 34 содержании твердых частиц, в течение 75 минут. Эффлюент (3) ил атмосферного выщелачивания, имеющий свободную кислотность, которая применяется при выщелачивании под давлением. Реакция гидролиза сульфата железаи алюминияв автоклаве вызывает осаждениев форме гематита и А в форме алунита, регенерируя серную кислоту (2). Механизмы выщелачивания на протяжении атмосферной фазы и дополнительные механизмы осаждения железа и алюминия на протяжении фазы давлениямогут быть описаны, как показано далее Растворение гоетита при атмосферном выщелачивании 23242(4)34 Н 2 О. Формирование гематита и генерация серной кислоты(2) происходит на протяжении выщелачивания под давлениемспособом гидролиза 2(4)33 Н 2 О 23324. Растворение бемита при атмосферном выщелачивании 2 АООН 324 2(4)34 Н 2 О. Формирование алунита и генерация серной кислоты происходит на протяжении выщелачивания под давлениемспособом гидролиза 32(4)314 Н 2 О 2(3)3(4)26524. Поскольку свободная кислотность применяется многократно и серная кислота регенерирована (2) из сульфата железаи алюминияв растворе,объем серной кислоты (2), что добавлен к выщелачиванию под давлениемснижен и эквивалентен в среднем только 60 общего потребления серной кислоты (2). Другими словами, существует значительное снижение, порядка 40, добавляемой серной кислоты (2) при комбинированном выщелачивании,без ограничения экстракции никеля. Это снижение в добавлении серной кислоты (2) непосредственно влияет на рентабельность данного проекта. Применение раствора эффлюетта(3) при атмосферном выщелачиваниис большим количеством свободной кислотности и высокой концентрацией железа и алюминия в растворе при выщелачивании под давлениемявляется ответственным за снижение на 40 добавляемой серной кислоты (2) в данной фазе, вследствие процесса гидролиза, при котором растворенное железо и алюминий осаждают и регенерируют серную кислоту (2). В данном изобретении ссылались, но не ограничивались, на определенные рабочие условия,такие, как температура,твердых частиц, время и перемешивание. Таким образом, должно быть отмечено, что данные условия могут варьировать на протяжении каждой последовательной фазы выщелачивания, без любого ограничения конечных результатов способа. Тем не менее, должно быть отмечено, что предпочтительный операционный способ, что здесь описан и иллюстрирован, склонный к возможным изменениям без любого отклонения от объема данного изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Комбинированный способ выщелачивания,отличающийся тем, что способ растворения растворимых компонентов посредством 3 24167 комбинированного проведения двух или более последовательных фаз выщелачивания, с первой фазой, содержащей атмосферное выщелачивание, и второй фазой, содержащей выщелачивание под давлением, причем комбинированный способ применяется, когда фракцию среднего размера, а именно размеры меньше 0,5 мм и больше 0,075 мм,подвергают действию атмосферного выщелачивания с получением эффлюента с высокой концентрацией растворенного железа и алюминия, а также с высокой остаточной кислотностью, причем указанный эффлюент подается в течение следующего кислотного выщелачивания под давлением мелкой фракции размера меньше 0,075 мм. 2. Комбинированный способ выщелачивания по п. 1, отличающийся тем, что в первой фазе комбинированного выщелачивания фракцию среднего размера, а именно размеры меньше 0,5 мм и больше 0,075 мм, руды помещают вместе с раствором серной кислоты и подвергают действию атмосферного выщелачивания при температуре 95 С с 33 содержанием твердых частиц, с перемешиванием при 130 в течение 6 часов, на протяжении которых экстракциясоставляет более чем 90. где также происходит высокое растворение железа и алюминия, которые сохраняются в растворе. 3. Комбинированный способ выщелачивания по п. 1, отличающийся тем, что на протяжении второй фазы комбинированного выщелачивания эффлюент первого выщелачивания вместе с серной кислотой и с суспензией мелкой фракции размера меньше 0,075 мм подают в автоклав для выполнения выщелачивания под давлением при температуре частиц, в течение 75 минут. 4. Комбинированный способ выщелачивания по п. 3, отличающийся тем, что указанный эффлюент из атмосферного выщелачивания, имеющий свободную кислотность, повторно применяют при выщелачивании под давлением, и тем, что проводят реакцию гидролиза сульфата желе за и алюминия с осаждениемв форме гематита и А в форме алунита, таким образом, регенерируя серную кислоту. 5. Комбинированный способ выщелачивания по п. 1, отличающийся тем, что повторное применение свободной кислотности эффлюента и регенерация серной кислоты из сульфата железа и алюминия влечет за собой понижение объема серной кислоты, добавляемой к выщелачиванию под давлением, который эквивалентен в среднем только 60 общего потребления серной кислоты. 6. Комбинированный способ выщелачивания по п. 1, отличающийся тем, что применение раствора эффлюента из атмосферного выщелачивания,имеющего высокую свободную кислотность и высокую концентрацию железа и алюминия в растворе,обеспечивает выщелачивание под давлением, производя уменьшение в добавлении серной кислоты на 40, потому что при способе гидролиза, при котором растворенные железо и алюминий осаждают, а серную кислоту регенерируют. 7. Комбинированный способ выщелачивания по п. 6, отличающийся тем, что при комбинированном выщелачивании осуществляют значительную экономию добавляемой серной кислоты,приблизительно 40, без ограничения экстракции никеля с непосредственным влиянием на рентабельность проекта.