[发明专利]矿石浆料的制造方法及金属冶炼方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿石浆料的制造方法以及金属冶炼方法，更详细而言，涉及可以抑制矿石浆料的粘度升高的矿石浆料的制造方法以及适用了该矿石浆料的制造方法的金属冶炼方法。

本申请基于在日本于2011年11月4日申请的日本专利申请编号特愿2011-242308主张优先权，通过参照这些申请而引入于本申请。

背景技术

近年，作为由相对于总量分别含有1.0～2.0％、0.1～0.5％程度的镍和钴的氧化镍矿石回收镍、钴的冶炼方法，利用作为湿式冶炼法之一的使用硫酸的高温加压酸浸出法(High Pressure Acid Leach：以下有时称为HPAL法)。

该HPAL法例如为下述浸出处理方法：向氧化镍矿石的矿石浆料添加硫酸，高温高压下浸出，从而得到含有镍和钴的浸出液。并且进行包括下述工序的冶炼方法：浸出工序，适用该HPAL法；中和工序，调整所得到的浸出液的pH，形成含有铁等杂质元素的中和沉淀物浆料和被溶液净化了的镍回收用母液；以及硫化工序，向该镍回收用母液供给硫化氢气体，形成镍-钴混合硫化物和贫液(例如参照专利文献1)。

利用该冶炼方法时，在浸出工序中，通常能够浸出矿石浆料中的镍、钴的90％以上。接着，分离浸出液后，通过中和法分离去除浸出液中的杂质，能够得到镍品位为55～60％、钴品位为3～6％程度的镍-钴混合硫化物，被用作镍-钴冶炼中的中间原料。

然而，对于上述冶炼处理等中使用的氧化镍矿石等原料矿石，通常实施矿石处理，进行制造、形成矿石浆料以装入到冶炼处理，然后以该矿石浆料的形式用于浸出处理等。

作为该原料矿石的矿石处理，具体而言，大致分为对于原料矿石实施破碎处理和包括多阶段的分级(筛选)处理的破碎-分级阶段、和浓缩矿石成分的矿石浆料浓缩阶段。

首先，在破碎-分级阶段中，进行利用湿式设备的原料矿石的破碎处理，和去除筛上料(oversize)的矿石颗粒、混入物的分级处理，制造包含筛下料(undersize)的矿石颗粒的粗矿石浆料(例如参照专利文献2)。

然后，由于在此产出的粗矿石浆料中含有过量的水分，因此在接下来的矿石浆料浓缩阶段中，去除过量含有的水分(例如参照专利文献3)。通过该水分去除，每相同转送量的矿石浆料中含有的矿石成分增加，因此对于工厂整体的作业效率提高而言是有效的。

但是，利用上述以往的矿石处理时，由于所投入的原料矿石的粒度的变动、破碎处理中的破碎程度等，有可能形成微细的矿石颗粒，其结果，所得到的矿石浆料的粘度有可能过高。

更详细而言，通过破碎处理和包括多阶段的分级(筛选)处理，调整为规定粒度时，有可能形成微细的矿石颗粒，所分级回收的筛下料的矿石颗粒的粒度偏移为小的粒度。这种情况下，即使经过破碎-分级工序，也会由于没有去除微细的矿石颗粒的工序，而得到粒度小的矿石浆料。已知这种矿石浆料的情况下，矿石浆料的粘度升高。

需要说明的是，在作业现场，表示矿石浆料的粘度时，作为替代指标通常使用屈服应力的值(单位为Pa)。其理由在于，屈服应力的情况下可以简易地测定；另外，若矿石浆料的粘度升高则屈服应力的值也增大，相反地若粘度降低则屈服应力的值也减小，因此不易错认等。因此，以下有时将矿石浆料的屈服应力用作表示矿石浆料的粘度的指标。

另一方面，关于用于将矿石浆料转送到浸出工序等金属冶炼处理的转送用泵的能力，通常是矿石浆料的屈服应力为200Pa以下的泵，设备价格也妥当，结构也比较简单。

因此，如上所述矿石浆料的屈服应力升高，例如超过200Pa时，存在不能用通常的浆料转送用泵转送的问题。这种情况下，导致暂时停止工厂的事态，作业效率显著降低。

对于这种矿石浆料的粘度升高，考虑到使用利用在转送之前施加数次剪切力由此降低粘度的效果(剪切变稀(Shear Thinning)效果)的“剪切泵”，但是设备价格昂贵，设备结构也复杂，引入、维修的成本升高，因此不优选。

另外，将这种粘度高的矿石浆料转送到例如利用HPAL法的浸出处理时，即使可以通过使用上述剪切泵来转送矿石浆料，也会在浸出处理的最初阶段，利用热交换器与高温的水蒸气进行热交换而形成高温条件时，使热交换的效率降低。这是由于，若矿石浆料的屈服应力升高到例如超过200Pa的程度，则在装入到热交换器的最初阶段，在其壁面、构件附着矿石浆料，不会流动而粘着，严重的情况下导致装置的堵塞。