Procedimiento para la recuperación de níquel y cobalto a partir de un mineral de óxido niquelífero mediantelixiviación en pilas,

incluyendo el procedimiento las etapas siguientes:

a) formar el mineral de óxido niquelífero en una o más pilas;

b) lixiviar la pila de mineral con una disolución de lixiviación, incluyendo la disolución de lixiviación un aguahipersalina complementada con ácido sulfúrico como lixiviante, proviniendo el agua hipersalina de al menosuna de entre salmuera de superficie, salmuera subterránea o agua marina concentrada y presentando unaconcentración de ion cloruro comprendida entre 30 g/I y 120 g/I; y

c) recuperar el níquel y el cobalto del lixiviado en pilas resultante.

Procedimiento mejorado para la lixiviación en pilas de minerales de óxido niquelífero.

Campo de la invención

En general, la presente invención se refiere a un nuevo procedimiento hidrometalúrgico de lixiviación de minerales de tipo óxido niquelífero, para recuperar valores de níquel y cobalto. En particular, la presente invención proporciona un procedimiento de extracción de níquel y cobalto a partir de minerales de laterita que contienen níquel y cobalto mediante lixiviación en pilas del mineral con un licor de lixiviación preparado a partir de solución salina o agua hipersalina. El procedimiento es particularmente adecuado para depósitos de mineral de óxido niquelífero en zonas áridas, en las que las salmueras subterráneas son la única fuente de agua económica, o en depósitos de laterita costeros o de islas donde sólo está disponible agua marina.

Antecedentes de la invención

Los depósitos de mineral de óxido niquelífero que contienen níquel y cobalto, normalmente minerales de laterita, contienen generalmente minerales de tipo óxido, limonitas, y minerales de tipo silicato, saprolitas, en los mismos depósitos. Las saprolitas con un contenido en níquel superior tienden a tratarse comercialmente mediante un procedimiento pirometalúrgico que implica técnicas de fundición eléctrica y tostación para producir ferroníquel. Los requisitos de energía y la alta razón de mineral de hierro con respecto a níquel para la limonita de contenido en níquel inferior y combinaciones de limonita/saprolita hacen que esta ruta de procesamiento sea demasiado cara, y estos minerales normalmente se tratan comercialmente mediante una combinación de procedimientos pirometalúrgicos e hidrometalúrgicos, tales como el procedimiento de lixiviación con ácido a alta presión (HPAL) o el procedimiento Caron de lixiviación con carbonato de amonio - tostación y reducción.

Se han desarrollado otras técnicas de lixiviación con ácido para explotar mineral de óxido niquelífero en la última década aparte de la lixiviación con ácido a alta presión convencional (HPAL) . Por ejemplo, se describe la lixiviación con ácido a presión potenciada (EPAL) en la patente US 6.379.636 a nombre de BHP Billiton. Se describe la lixiviación por agitación atmosférica con precipitación de hierro como jarosita en la patente US nº 6.261.527 a nombre también de BHP Billiton, y se describe la lixiviación por agitación atmosférica con precipitación de hierro como goethita en la solicitud australiana 2003209829 a nombre de QNI Technology. Se describe un procedimiento para la lixiviación atmosférica directa del componente de saprolita en la patente US nº 6.379.637 a nombre de Curlook.

La lixiviación en pilas es un procedimiento convencional de extracción económica de metales a partir de minerales de baja calidad y se ha utilizado satisfactoriamente para recuperar materiales tales como cobre, oro, uranio y plata. Generalmente, implica apilar mineral sin procesar directamente de depósitos de mineral en pilas que varían en altura. La disolución de lixiviación se introduce en la parte superior de la pila para que se percole hacia abajo a través de la pila. El licor efluente se drena de la base de la pila y pasa a una planta de procesamiento en la que se recuperan los valores metálicos.

Se ha propuesto la lixiviación en pilas en procedimientos de recuperación para níquel y cobalto y se describe por ejemplo en las patentes US nº 5.571.308 y 6.312.500, ambas a nombre de BHP Billiton, pero aún no se ha utilizado comercialmente. Sin embargo, promete un procedimiento con bajo coste de capital, eliminando la necesidad del equipo de alta presión caro y con mucho mantenimiento requerido para el procedimiento de HPAL.

Un problema que dificulta la lixiviación en pilas de minerales de óxido niquelífero que contienen níquel y cobalto es el componente de arcilla sustancial de tales minerales. El tipo de contenido en arcilla depende de la roca original y el entorno fisicoquímico de la formación de arcilla, aunque la mayoría de las arcillas presentan un efecto perjudicial sobre la percolación de la disolución de lixiviación a través del mineral.

La patente US nº 5.571.308 (BHP Minerals International, Inc) describe un procedimiento para la lixiviación en pilas de mineral de laterita que contiene una alta cantidad de magnesio tal como saprolita. La patente indica que el tipo de arcilla saprolita presenta una escasa permeabilidad, y como solución a esto, es necesaria la peletización del mineral para garantizar la distribución de la disolución de lixiviación a través de la pila.

La patente US nº 6.312.500 (BHP Minerals International, Inc) también describe un procedimiento para la lixiviación en pilas de lateritas para recuperar níquel, que es particularmente eficaz para minerales que presentan un componente de arcilla significativo (mayor del 10% en peso) . El procedimiento incluye dimensionar el mineral cuando sea necesario, formar gránulos poniendo en contacto el mineral con un lixiviante y aglomerarlos. Los gránulos forman una pila y se lixivian con ácido sulfúrico para extraer los valores metálicos. Puede utilizarse agua marina reforzada con ácido sulfúrico como disolución de lixiviación.

Ambas de las patentes anteriores identifican la necesidad de peletizar la alimentación de mineral completa para mejorar la permeabilidad de la pila necesaria para una lixiviación en pilas satisfactoria.

El documento WO 2005/005671 (Miller et al.) describe un procedimiento de lixiviación en pilas en el que se separa la fracción de mineral en su fracción de mineral concentrada beneficiada y su fracción de rechazo de baja calidad silícea gruesa. Miller describe un procedimiento en el que puede utilizarse salmuera subterránea acidificada en la lixiviación en pilas de la fracción de rechazo de baja calidad, pero no da a conocer la utilización de un agua hipersalina acidificada para llevar a cabo el procedimiento de lixiviación en pilas.

El documento US 2004/00228783 (Harris et al.) describe una digestión con ácido clorhídrico llevada a cabo en un medio de cloruro de fuerza iónica alta. El medio de cloruro de fuerza alta es para regenerar el ácido clorhídrico utilizado. El procedimiento descrito se lleva a cabo en recipientes abiertos a temperatura elevada en un procedimiento de lixiviación atmosférica o a presión utilizando ácido clorhídrico complementado como lixiviante.

El documento US 2003/075021 (Young et al.) describe un procedimiento atmosférico llevado a cabo a temperaturas elevadas junto con sales de metales alcalinos. Los documentos GB 1510676, AU 47190/00 y WO 98/14623 son ejemplos adicionales de procedimientos de lixiviación asistidos por solución salina que se llevan a cabo en o bien condiciones de lixiviación atmosférica o bien a presión para efectuar la lixiviación de minerales de laterita.

El documento WO 2001/75184 (BHP Minerals International, Inc.) describe un procedimiento para la lixiviación en pilas de mineral para recuperar níquel, siendo particularmente eficaz para minerales con un componente de arcilla tangible. El procedimiento incluye dimensionar el mineral, formar gránulos poniendo en contacto el mineral con un lixiviante de ácido sulfúrico concentrado y aglomerarlo. Los gránulos forman una pila y se lixivian con una disolución de ácido sulfúrico para extraer los valores metálicos, incluyendo níquel. El lixiviado puede someterse a una operación de recuperación de níquel sin la necesidad de neutralización intermedia.

Los procedimientos hidrometalúrgicos, por su naturaleza, requieren grandes cantidades de agua. En muchas zonas del mundo donde existen depósitos de mineral de óxido niquelífero, el suministro de agua de buena calidad es muy escaso, y es un recurso costoso. En las regiones áridas de Australia, por ejemplo, sólo está disponible agua subterránea hipersalina en cantidades significativas, y en Indonesia y las Filipinas, donde existen lateritas en pequeñas islas, sólo está disponible agua marina en cualquier cantidad significativa.

Se ha utilizado agua hipersalina en el procedimiento de lixiviación con ácido a alta presión en dos plantas en Australia, pero con penalizaciones notificadas en cuanto a recuperación de níquel inferior, aumento de la utilización de ácido y coste de mantenimiento y capital superior del equipo de lixiviación debido a la metalurgia compleja requerida para soportar las condiciones de la disolución con alta concentración de cloruro.... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la recuperación de níquel y cobalto a partir de un mineral de óxido niquelífero mediante lixiviación en pilas, incluyendo el procedimiento las etapas siguientes:

a) formar el mineral de óxido niquelífero en una o más pilas;

b) lixiviar la pila de mineral con una disolución de lixiviación, incluyendo la disolución de lixiviación un agua hipersalina complementada con ácido sulfúrico como lixiviante, proviniendo el agua hipersalina de al menos una de entre salmuera de superficie, salmuera subterránea o agua marina concentrada y presentando una concentración de ion cloruro comprendida entre 30 g/I y 120 g/I; y

c) recuperar el níquel y el cobalto del lixiviado en pilas resultante.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el componente de sólidos principal del agua hipersalina es cloruro de sodio.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el mineral de óxido niquelífero es sustancialmente laterita.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el agua hipersalina presenta una concentración de sólidos disueltos totales comprendida entre 50 y 200 g/l.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el agua hipersalina presenta una concentración de sólidos disueltos totales comprendida entre 129 g/I y 200 g/l.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el mineral se tritura hasta alcanzar un tamaño de menos de 25 milímetros y a continuación, se aglomera convirtiendo las partículas finas de tipo arcilla en gránulos o partículas de mayor tamaño antes de formar una o más pilas de mineral.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que se utiliza ácido sulfúrico concentrado para aglomerar el mineral triturado.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que el agua hipersalina utilizada para la disolución de lixiviación se utiliza para todos los requisitos de agua en el procedimiento de aglomeración.

9. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la disolución de lixiviación se complementa con una o más corrientes de ácido, a partir de fuentes asociadas con el procedimiento de recuperación de níquel y cobalto.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, en el que las corrientes de ácido incluyen:

a) el refinado reciclado reducido en níquel de una etapa de intercambio iónico de níquel o procedimiento de extracción con disolvente aguas abajo, y/o

b) el lixiviado ácido que contiene al menos níquel, cobalto y hierro de un procedimiento de lixiviación con ácido a alta presión o a presión atmosférica de minerales de óxido niquelífero, o una combinación de los mismos; y/o

c) el lixiviado ácido de la lixiviación a presión atmosférica o lixiviación a presión oxidativa de un concentrado o mineral de sulfuro de níquel.

11. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que se forman al menos dos pilas y se disponen como pila primaria y secundaria, incluyendo el procedimiento las etapas siguientes:

a) añadir la disolución de lixiviación a la pila secundaria para producir un licor de producto intermedio; y

b) añadir el licor de producto intermedio a la pila primaria para lixiviar la pila primaria en un procedimiento en contracorriente, y producir un licor de producto rico en níquel y cobalto.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que la pila secundaria se reduce en níquel, se desecha y la pila primaria se convierte en la pila secundaria, y se forma una nueva pila de mineral y se convierte en la pila primaria.

13. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que se mezcla un compuesto que contiene fluoruro que genera ácido fluorhídrico con el mineral antes de preparar la pila de mineral para lixiviar o se añade a la disolución de lixiviación antes de aplicar la disolución de lixiviación a la pila de mineral.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que se añade el compuesto que contiene fluoruro al mineral durante o antes de la etapa de aglomeración, o cuando el mineral está dispuesto en una o más pilas.

15. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que se añade el compuesto que contiene fluoruro en una cantidad comprendida entre 1% y 5% en peso del contenido en mineral total.

16. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que el compuesto que contiene fluoruro es fluorita.

17. Procedimiento según la reivindicación 16, en el que se añade de aproximadamente el 1% al 5% en peso del contenido en mineral total de fluorita al mineral durante o antes de la etapa de aglomeración.

18. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que se recuperan el níquel y el cobalto del lixiviado mediante precipitación como sulfuro, hidróxido o carbonato; o mediante procedimientos de extracción con disolvente o de intercambio iónico.