[发明专利]从浸出液中回收镍和/或钴的方法

说明书

发明领域

本发明通常涉及用于从浸出液中回收镍和/或钴的方法。特别是，本发明提供了使用置换法从来自含有镍和/或钴的矿石的浸出处理的富集浸出液(PLS)中回收镍和/或钴的改进的湿法冶金方法，并且在下文中结合该示例性应用公开本发明是方便的。然而，应当理解本发明不限于该应用并且能够用于从任何含镍和/或钴离子的溶液中回收镍和/或钴。

发明背景

本发明背景的以下讨论旨在便于本发明的理解。然而，应当理解，该讨论不是认同或者承认任何引用的材料截止到本申请的优先权日是公开的，已知的或公知常识的一部分。

含红土镍的矿床通常在同一矿床中包含氧化物型矿石、褐铁矿和硅酸盐型矿石、腐泥土。倾向于通过涉及焙烧和电熔炼技术的高温冶金法来处理较高镍含量的腐泥土以产生镍铁。商业上通常用高温冶金法和湿法冶金法的组合来处理较低镍含量褐铁矿和褐铁矿/腐泥土的混合物，例如高压酸浸出(HPAL)法、Caron还原焙烧-碳酸铵浸出法、大气压搅拌酸浸出法(atmospheric pressure agitation acid leach processes)和堆浸法。

商业上以多种方式处理含镍的硫化物矿床。一种这样的方式为产生漂浮浓缩物，由此将镍内容物氧化浸出。诸如熔炼为锍随后浸出或者将矿石自身直接堆浸的其它方法也产生含镍的溶液。

在每一这些方法中，产生含镍盐和钴盐的浸出液，随后将其运输至加工厂，在加工厂中回收金属镍。目前，使用诸如沉淀为硫化物或混合的氢氧化物、通过溶剂提取处理、离子交换法、氢还原或其它已知的冶金加工途径的方法将镍和钴从PLS中回收，从而提取并分离镍和钴。

英国专利第GB1311294号提供获得复合金属粉末形式的镍金属的备选方法。在该专利中，提出了置换法，其中将含镍离子的盐溶液添加至具有铝金属粉末或由尺寸小于40微米的颗粒组成的铝金属浆的混合容器中。搅拌溶液直至金属铝粉末晶粒完全被金属镍替换。没有对于该方法的工业应用的描述。

大体上，本发明目的是提供从浸出液或含镍和/或钴离子的溶液中回收镍和/或钴的替代方法。

发明概述

根据本发明，提供了从含镍和/或钴的溶液中回收镍和/或钴的方法，所述方法包括：

(i)将含镍和/或钴的溶液与比镍和/或钴负电性更大的至少一种金属的金属颗粒接触，由此使得溶液中的镍和/或钴与所述金属颗粒之间发生置换过程，从而产生镍和/或钴置换物；以及

(ii)将所述镍和/或钴置换物与所述金属颗粒分离，从而产生包含镍和/或钴置换物的浆液。

置换是非均相过程(heterogeneous process)，其中离子在固体金属界面被还原为零价。该过程允许从含有所述金属的金属盐溶液中直接获得粉末。在置换过程中，将金属A的盐溶液(例如，镍和/或钴盐)与比金属A负电性更大的金属B的晶粒接触，在所述晶粒中，从其边缘至其中心产生金属B被金属A的置换。如果该过程全部完成，则在最初引入金属A溶液的金属B晶粒非常小的情况下，溶液仅含有金属A的晶粒。如果该过程仅部分完成，则可以产生包含金属B的中央核心和金属A外层的复合晶粒。

本发明的置换法可以用于从任何类型的含镍和/或钴离子的溶液中提取镍和/或钴金属。然而，含镍和/或钴离子或盐的溶液通常是来自含镍和/或钴矿石的浸出处理的富集浸出液(PLS)。在大多数情况下，含镍和/或钴的PLS来源于施用于含镍和/或钴的矿石的浸出处理，所述矿石例如含镍和/或钴的红土和/或硫化物矿石。在一个实施方案中，从施用于含镍和/或钴的红土矿石的浸出处理获得含镍和/或钴的PLS。在另一实施方案中，从施用于含镍和/或钴的硫化物矿石的浸出处理获得含镍和/或钴的PLS。如在背景中所示，已知用于从含镍和/或钴的矿石中提取镍和/或钴的多种浸出处理。这意味着本发明能够使用任何这些浸出处理。在这点上，施用于含镍和/或钴的红土矿石并且为本发明的方法提供含镍和/或钴的PLS的浸出处理可获自高压酸浸出(HPAL)法、Caron还原焙烧-碳酸铵浸出法、大气压搅拌酸浸出法和堆浸法中的至少一种。此外，施用于含镍和/或钴的材料并且为本发明的方法提供含镍和/或钴的PLS的浸出处理可通过将含有镍和/或钴硫化物的材料通过氧化加压浸出(oxidative pressure leaching)、大气压浸出或堆浸的浸出来获得。