[发明专利]烧结方法

说明书

发明领域

本发明涉及镍红土矿石的烧结方法，特别地涉及用于堆浸目的的矿石的烧结。

背景技术

以下对本发明背景的讨论意图帮助理解本发明。然而，应当理解，本讨论并非承认或允许所涉及的任何材料在本申请的优先权日时为公开的、已知的或部分公知常识。

堆浸是用于从低级矿石中经济地提取金属的一种方法。通常，其包括堆积原矿进入堆中并在堆的顶部引入浸提溶液以通过堆向下渗透。浸提溶液从矿石中提取期望的金属价值并被收集成为富集浸提溶液(PLS)，例如在位于堆下方的穿孔排水管中。然后，将PLS运输至加工厂，在那里从PLS的杂质中分离期望的金属价值并回收。

烧结法能用于粘结矿石中的细颗粒以形成较大的颗粒，由此提高矿石的浸提特性。在堆浸中，较大的粒径促进通过堆积的矿石材料的浸提溶液的渗透并确保通过浸提溶液接触在细材料中包含的目标金属价值。

BHP Minerals International Inc的第US 6312500号美国专利描述了烧结红土矿石的一种方法。在该专利中，必要时首先将矿石压碎至小于一英寸(2.54cm)的粒径。然后在旋转盘式烧结机(rotary disc agglomerator)或筒式烧结机(drum agglomerator)中通过将颗粒与浓硫酸混合来烧结颗粒。通常在空气中固化烧结的颗粒，静置足够长的一段时间使硫酸具有足够的化学反应时间以进攻包含镍的矿物，溶解一部分矿石，去除一部分包含的水(通过空气蒸发)并使碱性硫酸盐和/或硅酸盐或硅胶沉淀并形成粘合剂以保持剩余的矿石颗粒以球团形式粘结在一起。固化时间能为一小时至若干天。

由于产生了来自酸和矿石中存在的少量水分的放热反应的热，烧结法中强或浓酸的使用是有利的。这能导致矿石材料更好的粉碎并暴露目标金属价值。然而，使用用于烧结的浓酸溶液的主要问题之一是产生的烧结块变得易碎，一旦烧结块开始破碎成为较小颗粒则导致堆的堵塞。浓酸的使用还能促进不期望杂质的溶解。

Agatzini的希腊专利GR1001555教导了一种堆浸方法，其中能通过使用水或优选包含1N至2N(49至98g/L)的硫酸的浸提溶液(浸滤剂)润湿矿石来烧结低级至非常低级的镍和钴氧化物矿石。

Murrin Murrin Operations Pty Ltd的国际专利公开WO 2007143779涉及镍红土矿石的烧结方法，其中将待烧结的矿石材料的水分含量调整至预定水平，并使用酸浓度不超过约100g/L的包含酸的烧结溶液烧结矿石材料。教导了当提供不牺牲烧结块的结构完整性的合适的烧结矿石材料(“烧结体”)时使用用于烧结的稀酸溶液。还教导了提高了堆浸出液的渗透速度和提取水平。

申请人惊奇的发现可使用落在GR1001555、US 6312500和WO 2007143779所包括的条件外的选定范围的条件优化镍红土矿石的烧结。

贯穿本说明书，术语“矿石”和“矿石材料”理解为包括矿石、矿石剔除材料、浓缩物、废石或研磨材料(mill scats material)中的任何一种形式的镍红土。

发明概述

根据本发明，提供了烧结镍红土矿石的方法，其包括步骤：

i)将待烧结的镍红土矿石材料送入烧结工序；和

ii)向所述烧结工序中的矿石材料中添加包含硫酸的烧结溶液以提供烧结的矿石材料，其中所述烧结溶液的硫酸浓度为100g/L至400g/L。

尽管存在在先专利公布的教导，但是申请人发现使用硫酸浓度为100g/L至400g/L且优选为140g/L至280g/L的烧结溶液最适宜烧结镍红土矿石。与在先的烧结矿石相比，镍红土矿石的最佳烧结提高了矿石堆的渗透性并能使烧结的矿石堆积成更高的堆，其反过来使堆浸方法实现了更有效的回收率，增加了产率并降低了成本。

本发明的烧结方法能用于可选择分别浸提的矿石的褐铁矿部分或腐泥土部分，或用于矿石混合物的整体。

烧结溶液包含的硫酸含量能使镍红土矿石的较小颗粒烧结成为较大颗粒。烧结溶液还可包含为水、地下盐水、盐溶液、高盐溶液、海水、循环溶液或其混合物形式的水。在某些实施方案中，烧结溶液可包含来自下游堆浸工序的富集浸提溶液(PLS)。

每吨矿石中添加至烧结步骤的硫酸的量随待烧结的镍红土矿石的实际组成、矿石的水分含量、使用的酸和其它因素的变化而变化。通常，通过添加20kg至50kg的酸每干吨矿石材料来完成烧结。在优选的实施方案中，通过添加约35kg的酸每干吨矿石来完成烧结。