[发明专利]分离褐铁矿和腐泥土的方法

说明书

发明领域

本发明涉及分离红土矿石的褐铁矿和腐泥土岩相的方法。特别地，本发明涉及基于粒度分离褐铁矿和腐泥土岩相的方法。

发明背景

红土镍和钴矿床因为通过矿体深度发生的矿化作用的变异性而闻名。然而，能将典型的红土镍矿床分为两个主要层，其在距离表面的增加的深度下存在并且处理方法是不同的以适应矿化作用的性质。

通常，红土矿体由褐铁矿上层和腐泥土下层组成。术语“褐铁矿”是指包含针铁矿、FeOOH的高铁(至少25重量％的Fe)和低镁(0.5重量％至6重量％的Mg)部分，且镍等级为0.8％至1.5％。相似地，术语“腐泥土”表示包含多种硅酸镁的低铁(5重量％-20重量％的Fe)和高镁(至少8重量％的Mg)部分，且镍等级为1.3％至2.2％。

商业上，易于通过包括焙烧和电冶炼技术的火法冶金法处理较高镍含量的腐泥土以制备镍铁合金。对于较低镍含量的褐铁矿以及褐铁矿/腐泥土混合物，能量需求和高的铁与镍矿石比例使该工艺路线非常昂贵，且通常商业上，通过诸如高压酸性浸提法(HPAL)的湿法冶金法或诸如Caron还原焙烧-碳酸铵浸提法的火法冶金和湿法冶金法的组合来处理这些矿石。

除了常规的高压酸性浸提(HPAL)，在过去的十年已经开发了其它的湿法冶金酸性浸提技术以开采含镍氧化矿石。例如在以BHP Billiton名义的第6,379,636号美国专利和WO 2006/084335中描述的强压酸性浸提(EPAL)。还有以BHP Billiton名义的第6,261,527号美国专利中描述的使用铁沉淀物作为黄钾铁帆的常压搅拌浸提，以及以QNI技术名义的第2003209829号澳大利亚申请中描述的使用铁沉淀物作为针铁矿的常压搅拌浸提。以Curlook名义的第6,379,637号美国专利中描述的腐泥土组分的直接大气浸提方法。

因此，为对其使用合适的分别回收技术，通常需要来自褐铁矿和腐泥土层的矿石部分的分离。

由于除了通过选择性采矿技术之外，通常不能精选红土矿体，因此许多镍含量贫瘠的矿体的开采是困难的。然而，在褐铁矿和腐泥土岩相之间的区分不一致或不清楚分界的情况下，红土带的有效的选择性开采并非总是可能的。

因此，期望提供用于这样的矿体的方法，其中可分离原矿红土矿石的褐铁矿部分和腐泥土部分而不需或依赖矿石的选择性采矿。这样的方法允许全矿体的开采，随后分离各部分，由此降低采矿和分离的成本和复杂性，提高分离效率，并降低下游处理成本。

在本说明书中包含上述本发明背景的讨论仅为了提供有关本发明的来龙去脉的目的。并非由于其在本申请的每个权利要求的优先权日期之前而存在，就暗示或代表这些内容中的任何或全部形成现有技术基础的一部分或为与本发明有关的领域的公知常识。

发明概述

含镍的红土矿床通常由两大矿物矿石部分组成，即上层褐铁矿矿石部分以及下层腐泥土(或硅酸盐型)矿石部分。通常，通过它们的岩相来区分褐铁矿和腐泥土矿石部分；在其它有区别的岩相特征之中，由于镁和二氧化硅的非常强的浸提，因此褐铁矿部分为铁高富集的，而腐泥土部分为低铁的，但为高镁的。通常，褐铁矿部分比腐泥土细，主要由于其针铁矿含量高，而腐泥土由粗的硅酸盐组成。

为将腐泥土与褐铁矿分离，可选择性开采一些合适的红土矿床以首先去除上层的褐铁矿部分，然后独立开采下层的腐泥土矿石。此外，在褐铁矿和腐泥土的分离分界不清楚的情况下，可以开采整个矿并无效率地处理为混合物，或者依赖矿石的物理性质进行粒度分级，在该粒度分级中通过各种筛分技术从粗的腐泥土富集物质中分离所有细褐铁矿富集物质。

通过筛分的选择性开采和粒度分级均为相对有效的，但仍发生矿石部分的相当大的污染。本发明的目的为基于褐铁矿部分和腐泥土部分的可接受的矿物岩相提供用于通过分级矿石来处理红土矿石的另一改进方法以通过适当的筛分来帮助矿石的选择性分离。

通过确定合适的阈值粒度完成矿石的选择性分离，其为本文使用的术语以定义粒度，在该情况下基本上所有具有表征褐铁矿矿石的某些元素的特征组成范围的颗粒都小于所确定的阈值粒度，和/或基本上所有具有表征腐泥土矿石的某些元素的特征组成范围的颗粒都大于该阈值粒度。

术语“特征组成范围”为本文使用的术语以表示本文称为指示元素的特定元素或元素的组成范围，已知其表征各自的褐铁矿和腐泥土矿石部分的岩相。

根据本发明，其提供了将含镍的红土矿石分离成褐铁矿部分和腐泥土部分的方法，所述方法包括步骤：

(a)提供颗粒形式的所述红土矿石；

(b)形成所述颗粒矿石的浆料；