Un método para producir un producto de níquel a partir de materia prima portadora de níquel tal comoconcentrado o mineral o chatarra de sulfuro de níquel de forma hidrometalúrgica en lixiviación a base de cloruro,

conteniendo el método de procedimiento las siguientes etapas:

a) la materia prima se lixivia en dos o más etapas mediante una solución que contiene cloruro sódico y cloruro de cobre (II) como lixiviación a contracorriente en condiciones atmosféricas, de modo que la primera etapa delixiviación cuando se observa en la dirección de avance de la materia prima es no oxidativa, y las siguientesetapas son oxidativa con respecto a la formación de una solución de lixiviación cargada (PLS) de cloruro deníquel enriquecida en níquel y residuo de lixiviación,

b) la solución de lixiviación cargada enriquecida en níquel se somete a una precipitación de hierro y sulfatos disueltos, y el precipitado se introduce en la etapa final del proceso de lixiviación,

c) el níquel precipita de la solución de lixiviación cargada, por medio de hidróxido sódico NaOH, como hidróxidode níquel Ni(OH)2,

d) la solución de cloruro sódico empobrecida en níquel se conduce a precipitación de magnesio, donde elmagnesio precipita desde la solución, por medio de hidróxido sódico, como hidróxido de magnesio Mg(OH)2,

e) otros residuos de impurezas divalentes disueltas se retiran de la solución de NaCl por medio de intercambioiónico,

f) la solución de NaCl se somete a concentración,

g) la solución de NaCl purificada y concentrada se conduce a electrolisis cloroalcalina, donde parte de la soluciónse procesa mediante electrolisis a cloro, hidrógeno e hidróxido sódico que se usan como reactivos en el método,

h) la solución de NaCl que se empobreció en la electrolisis se introduce en la etapa de lixiviación final delconcentrado y/o mineral.

Método para procesar materia prima portadora de níquel en lixiviación a base de cloruro.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a un método para procesar materia prima que contiene níquel tal como concentrado de níquel sulfurado o mineral de níquel en lixiviación a base de cloruro para obtener un producto de níquel. La lixiviación de la materia prima de níquel se realiza en condiciones atmosféricas. Los reactivos, tales como cloro, hidrógeno e hidróxido sódico, necesarios para lixiviar níquel y para procesar los productos, se obtienen de electrolisis cloroalcalina que se integra como una etapa en el proceso.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los recursos mundiales de níquel se dividen en dos categorías principales, mineral sulfurado y mineral oxidado (mineral de laterita) . La explotación convencional de mineral de sulfuro de níquel es esencialmente un proceso pirometalúrgico, en el que el mineral extraído se tritura finamente en primer lugar, y a continuación Los minerales de sulfuro de níquel se concentran mediante flotación por espuma para producir un concentrado de níquel. El concentrado se trata a continuación adicionalmente mediante fundición y reducción para producir una mata portadora de níquel, que también contiene cobre, cobalto y hierro. La mata se refina a continuación mediante procesos hidrometalúrgicos conocidos, que podrían incluir lixiviación oxidativa o lixiviación por presión, seguida por retirada de impurezas y reducción con hidrógeno o extracción electrolítica.

Un inconveniente del proceso de fundición es la generación de dióxido de azufre, que debe ser tratado en una planta de ácido para producir ácido sulfúrico, un producto que no siempre es fácil de desechar desde la ubicación de fundición. Las pérdidas de níquel y cobalto en escoria de fundición son significativas, y pueden existir problemas en el tratamiento de algunos de los elementos secundarios en los concentrados, tales como magnesio y arsénico.

A partir de mineralizaciones que son difíciles de concentrar, los procesos metalúrgicos también obtienen concentrados que son difíciles de procesar en cuanto a su calidad. El tratamiento pirometalúrgico del concentrado se vuelve notablemente más difícil, cuando el contenido de magnesio en el concentrado es alto y, respectivamente, el contenido de hierro es bajo. Ahora la proporción de hierro/magnesio del concentrado se vuelve baja, y esto crea dificultades, dado que si el contenido de MgO de la escoria creada en el proceso de fundición es, por ejemplo, superior al 11%, la viscosidad de la escoria aumenta tanto que altera la retirada de la escoria del horno. A medida que la viscosidad aumenta, da como resultado que también parte de las gotas de mata de níquel permanecen en la escoria. En zonas áridas, debe usarse agua salobre para concentración en húmedo, en cuyo caso el concentrado contiene haluros que son peligrosos en procesos pirometalúrgicos.

En la bibliografía se han descrito un gran número de rutas hidrometalúrgicas para procesar concentrados de sulfuro de níquel; generalmente éstas incluyen trituración o trituración fina del concentrado, con lo cual el sulfuro es tratado en lixiviación por presión oxidativa para procesar ácido sulfúrico para el proceso de lixiviación.

También se ha descrito el procesamiento biológico de sulfuros de níquel. En este caso, la lixiviación asistida por bacterias viene seguida por purificación en solución, separación de metales y extracción electrolítica de níquel. Los largos tiempos de estancia de este tipo de procesos dan como resultado reactores inmensamente grandes en la etapa de lixiviación, y debido a las notables necesidades de capital, el proceso no ha sido un éxito comercial.

El proceso Activox que se describe, por ejemplo, en la patente EP 1 303 641 comprende la trituración de concentrado de níquel en un material triturado muy fino, con lo cual éste se somete a lixiviación oxidativa a una alta presión para separar el níquel en la solución de sulfato, y posteriormente las impurezas se retiran mediante métodos conocidos, y el níquel metálico se recupera.

Un inconveniente de los procesos hidrometalúrgicos descritos anteriormente es que una gran parte del azufre contenido en el sulfuro se oxida a ácido sulfúrico, lo que da como resultado gastos elevados causados por los reactivos de neutralización, y la creación de grandes cantidades de desechos que deben ser retirados, tales como sulfato de amonio y yeso. Puede estimarse que los elevados gastos que resultan de estos dos factores cuando se combinan hacen a dichos procesos menos atractivos desde el punto de vista comercial.

La solicitud de patente WO 96/41029, “Chloride assisted hydrometallurgical extraction of nickel and cobalt from sulphide ores”, describe lixiviación por presión oxidativa de minerales de sulfuro de níquel y cobalto en presencia de oxígeno y, del mismo modo, una lixiviación ácida que contiene iones de haluro, cobre y sulfato. La solución obtenida se somete a separación de sólidos y purificación en solución, precipitación del hidróxido mixto de níquel y cobalto, re-lixiviación del precipitado en una solución amoniacal, con lo cual los metales se separan mediante extracción del disolvente y se recuperan mediante extracción electrolítica. El proceso sufre limitaciones similares a los procesos hidrometalúrgicos a base de sulfato descritos anteriormente.

La Patente de Estados Unidos Nº 3.880.653 describe la recuperación de níquel metálico de una mata de níquel que contiene cobre y metales preciosos. La lixiviación de la mata de níquel se realiza como un proceso concurrente, donde la mata de níquel se suspende en primer lugar en una solución de cloruro obtenida a partir de extracción electrolítica de níquel y que contiene cobre monovalente. La solución de cloruro es conducida a una etapa de lixiviación, donde también se introduce cloro creado en electrolisis. El cloro oxida el cobre monovalente, que a su vez disuelve el níquel y al mismo tiempo se reducía de vuelta a la forma monovalente y precipitaba como sulfuro de cobre. El azufre contenido en los sulfuros disueltos se precipita como azufre elemento. Los metales preciosos permanecen sin disolver en la lixiviación. Después de la primera etapa de lixiviación, todo el lote de suspensión es conducido a una segunda etapa, en la que el cobre divalente disuelto precipita por medio de la mata de níquel. La solución y el material sólido se separan, y la solución es conducida a extracción electrolítica de níquel.

La solicitud de patente JP 10-140257 describe la recuperación de níquel por medio de lixiviación con cloro y electrolisis a partir de materiales, tales como mata de níquel, que contienen níquel, cobalto, cobre y azufre. La mata de níquel se lixivia en lixiviación concurrente en una solución de cloruro que contiene cobre monovalente, y se suministra cloro a la solución para lixiviar el níquel y otros metales. Cuando se suministra cloro a las primeras etapas del proceso de lixiviación, el azufre contenido en la mata de níquel también se disuelve parcialmente y forma ácido sulfúrico en la solución. En la etapa final del proceso de lixiviación, ya no se suministra más cloro sino aire, lo que significa que en la etapa final, la lixiviación se realiza por medio del oxígeno contenido en el aire y ácido sulfúrico. La solución portadora de cloruro de níquel es conducida a electrolisis para recuperar el níquel metálico, y el cloro creado en la electrolisis se usa para lixiviar la materia prima. Además, la solución reciclada obtenida de electrolisis se usa para lixiviar la materia prima.

Entre los métodos descritos anteriormente, los dos últimos tratan con matas de níquel que se producen procesando en primer lugar el concentrado de níquel de forma pirometalúrgica. La gran cantidad de dióxido de azufre creada en el proceso, dióxido de azufre que generalmente es procesado adicionalmente a ácido sulfúrico, puede contemplarse como un inconveniente en el tratamiento pirometalúrgico. El uso y el marketing comercial del ácido sulfúrico son difíciles, particularmente cuando el emplazamiento de fundición está lejos del emplazamiento en la que debe usarse el ácido sulfúrico.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

El objeto de la presente invención es aliviar al menos algunas de las limitaciones de los procesos de la técnica anterior, y el método se basa en un proceso ventajoso a base de cloruro para tratar materias primas portadoras de níquel... [Seguir leyendo]

1. Un método para producir un producto de níquel a partir de materia prima portadora de níquel tal como concentrado o mineral o chatarra de sulfuro de níquel de forma hidrometalúrgica en lixiviación a base de cloruro, conteniendo el método de procedimiento las siguientes etapas:

a) la materia prima se lixivia en dos o más etapas mediante una solución que contiene cloruro sódico y cloruro de cobre (II) como lixiviación a contracorriente en condiciones atmosféricas, de modo que la primera etapa de lixiviación cuando se observa en la dirección de avance de la materia prima es no oxidativa, y las siguientes etapas son oxidativa con respecto a la formación de una solución de lixiviación cargada (PLS) de cloruro de níquel enriquecida en níquel y residuo de lixiviación,

b) la solución de lixiviación cargada enriquecida en níquel se somete a una precipitación de hierro y sulfatos disueltos, y el precipitado se introduce en la etapa final del proceso de lixiviación,

c) el níquel precipita de la solución de lixiviación cargada, por medio de hidróxido sódico NaOH, como hidróxido de níquel Ni (OH) 2,

d) la solución de cloruro sódico empobrecida en níquel se conduce a precipitación de magnesio, donde el magnesio precipita desde la solución, por medio de hidróxido sódico, como hidróxido de magnesio Mg (OH) 2,

e) otros residuos de impurezas divalentes disueltas se retiran de la solución de NaCl por medio de intercambio iónico,

f) la solución de NaCl se somete a concentración,

g) la solución de NaCl purificada y concentrada se conduce a electrolisis cloroalcalina, donde parte de la solución se procesa mediante electrolisis a cloro, hidrógeno e hidróxido sódico que se usan como reactivos en el método,

h) la solución de NaCl que se empobreció en la electrolisis se introduce en la etapa de lixiviación final del concentrado y/o mineral.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la lixiviación de materia prima que contiene níquel tiene lugar en dos etapas.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque en la primera etapa de lixiviación, la materia prima se lixivia en condiciones no oxidativas por medio de cloruro de cobre (II) , de modo que parte de los sulfuros de la materia prima se disuelven, y el cobre precipita como sulfuro de cobre.

4. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 -3, caracterizado porque el valor de pH en la etapa de lixiviación no oxidativa está en el intervalo de 0, 5 -3, 0.

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque en las etapas de lixiviación oxidativa de materia prima, la materia prima se lixivia por medio de cloruro de cobre (II) para disolver sulfuros, y porque se hace que el sulfuro de cobre precipitado en la primera etapa de lixiviación se disuelva en cloruro de cobre (II) .

6. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 ó 5, caracterizado porque el reactivo oxidativo en las etapas de lixiviación oxidativa de la materia prima es un gas portador de oxígeno que es oxígeno, aire enriquecido en oxígeno o aire, y porque ácido clorhídrico es conducido al proceso de lixiviación.

7. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 ó 5, caracterizado porque en las etapas de lixiviación oxidativa de la materia prima, el reactivo oxidativo empleado es cloro formado en electrolisis cloroalcalina.

8. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 .

5. 7, caracterizado porque en las etapas de lixiviación oxidativa de la materia prima, el valor de pH se ajusta en el intervalo de 1, 7 -2, 8, preferentemente en el intervalo de 2, 0 -2, 5.

9. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 -8, caracterizado porque el hierro contenido en el residuo de lixiviación es principalmente hematita.

10. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 -9, caracterizado porque para retirar sulfatos y el hierro disueltos, un compuesto de calcio e hidróxido sódico se introduce en la solución de lixiviación cargada enriquecida en níquel, y el precipitado de hierro/yeso creado es conducido a la etapa de lixiviación final.

11. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 -10, caracterizado porque hidróxido de níquel precipita como un producto final que contiene el cobalto.

12. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 -10, caracterizado porque la solución de lixiviación cargada enriquecida en níquel se somete a retirada de cobalto mediante extracción.

13. Un método de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque el níquel precipita a partir de la

solución de lixiviación cargada libre de cobalto, por medio de hidróxido sódico, como hidróxido de níquel, a partir del 5 cual se recupera níquel metálico mediante reducción.

14. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la reducción de níquel metálico se realiza por medio de hidrógeno que se forma al menos parcialmente en electrolisis cloroalcalina.

15. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 -14, caracterizado porque la solución

de NaCl empobrecida en níquel se somete a filtración de pulido para retirar sustancias sólidas antes de conducir a la 10 solución a la precipitación de Mg.

16. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la precipitación de magnesio se realiza preferentemente al valor de pH de 9-10.

17. Un método de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el ácido clorhídrico usado como reactivo de lixiviación está constituido por hidrógeno y cloro formado en la electrolisis cloroalcalina.

18. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la materia prima portadora de níquel contiene oro y/o otros metales preciosos (PGM) .

19. Un método de acuerdo con la reivindicación 18, caracterizado porque el oro se disuelve en la etapa de lixiviación final y se recupera de la solución de la etapa de lixiviación final; la solución libre de oro es conducida a la etapa de lixiviación anterior, cuando se observa en la dirección de avance del concentrado.

20. Un método de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizado porque en las condiciones de lixiviación, se recuperan metales preciosos poco solubles (PGM) del residuo de lixiviación.

21. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la solución empobrecida creada en la concentración de cloruro sódico es conducida, al menos parcialmente, al proceso de lixiviación de la materia prima.