Lixiviación amoniacal reductora de materiales que contienen níquel y cobalto.

Procedimiento para la recuperación de níquel y/o cobalto de un material impuro de níquel,

cobalto oníquel/cobalto mixto, que incluye las etapas siguientes:

a) proporcionar un material de níquel, cobalto o níquel/cobalto mixto; y

b) poner en contacto el material de níquel, cobalto o níquel/cobalto mixto con una disolución amoniacal decarbonato de amonio de alimentación y un reductor en una etapa de lixiviación;

en el que el reductor se selecciona de entre un sulfuro de cobalto/níquel mixto o un sulfuro de cobalto.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/AU2004/000475.

Solicitante: BHP BILLITON SSM DEVELOPMENT PTY LTD.

Inventor/es: FISHER, MARK, FITTOCK, JOHN ERNEST,, ANDERSON,PETER ALLAN, HULTGREN,VICTORIA MARGARET, JONES,ERIN MAREE, MESSENGER,ROBERT BRUCE, MORONEY,ADAM SEAN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C22B23/00 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C22 METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO DE ALEACIONES O METALES NO FERROSOS.C22B PRODUCCION O AFINADO DE METALES (fabricación de polvos metálicos o sus suspensiones B22F 9/00; producción de metales por electrólisis o electroforesis  C25 ); PRETRATAMIENTO DE MATERIAS PRIMAS. › Obtención del níquel o del cobalto.
  • C22B3/04 C22B […] › C22B 3/00 Extracción de compuestos metálicos por vía húmeda a partir de minerales o de concentrados. › por lixiviación (C22B 3/18 tiene prioridad).
  • C22B3/14 C22B 3/00 […] › que contienen amoniaco o sales de amonio.

PDF original: ES-2406954_T3.pdf

 

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Lixiviación amoniacal reductora de materiales que contienen níquel y cobalto.

Fragmento de la descripción:

Lixiviación amoniacal reductora de materiales que contienen níquel y cobalto.

La invención proporciona un procedimiento mejorado de disolución de materiales de níquel y cobalto en sistemas de lixiviación amoniacales mediante la adición de agentes reductores. Más específicamente, describe un procedimiento mejorado de lixiviación de materiales de níquel, cobalto o níquel/cobalto mixtos en disoluciones de amoniacocarbonato de amonio con la adición de un sulfuro de cobalto o sulfuro de cobalto/níquel mixto como reductor. Preferentemente, este procedimiento se aplica a la recuperación de níquel y cobalto de un material de hidróxido de níquel/cobalto mixto.

Antecedentes de la invención A menudo se producen carbonatos, carbonatos básicos, sulfatos básicos o hidróxidos de níquel/cobalto mixtos impuros como productos intermedios, como una etapa en la extracción de níquel y cobalto a partir de sus menas. A continuación se lixivian estos productos intermedios, selectivamente cuando sea posible para minimizar las impurezas, y las disoluciones resultantes se tratan en una variedad de procedimientos de separación para producir níquel refinado y cobalto refinado. Se conoce bien la lixiviación en disoluciones amoniacales y se utiliza comercialmente.

Se describe un procedimiento para tratar un precipitado de hidróxido de níquel/cobalto mixto producido a partir de la lixiviación ácida a presión de mena de laterita por Simmons et al. en la patente canadiense n.º 618826, en la que el precipitado de hidróxido mixto puede volver a lixiviarse en hidróxido de amonio, carbonato de amonio o sulfato de amonio solos o en combinación.

Se conoce un procedimiento para la recuperación de Ni y/o Co mediante la lixiviación con la disolución amoniacal de carbonato de amonio con la adición de hidroxilamina a partir de las patentes US nº 388 966 y US nº 4 322 390.

El procedimiento desarrollado por el proyecto Cawse Nickel en Australia Occidental se describió en un artículo presentado en Nickel/Cobalt 97, Canadá. El artículo describe el procedimiento para extraer níquel y cobalto de mena de laterita mediante la lixiviación ácida a presión y describe la redisolución de los hidróxidos de níquel y cobalto producidos como producto intermedio sometiéndolos a una lixiviación con amoniaco, que describe como “tecnología comprobada”.

La utilización de disoluciones amoniacales para volver a lixiviar el hidróxido de níquel/cobalto mixto presenta la ventaja de que es selectiva para extraer preferentemente níquel y cobalto, dejando atrás impurezas tales como hierro, manganeso y magnesio. Sin embargo presenta la desventaja de que no extrae todo el níquel y cobalto de los hidróxidos, dejando atrás un residuo que es rico en los dos metales.

Esto no constituye un problema principal en un emplazamiento de planta en el que se procesa la mena completamente hasta los productos refinados de níquel y cobalto finales en una ubicación, ya que el residuo rico en níquel y cobalto de la etapa de nueva lixiviación puede recircularse a la etapa de tratamiento de mena inicial para recuperar la mayoría de la cantidad aprovechable de metales. Un ejemplo de esto se ha utilizado en una operación comercial en Australia, en la que el residuo con alto contenido en níquel y cobalto de una lixiviación poco eficaz de un hidróxido de níquel/cobalto mixto en una disolución de carbonato de amonio en amoniaco se recirculó a la fase de lixiviación de mena primaria para lograr una eficacia de recuperación de metal aceptable.

Sin embargo, hidróxidos, carbonatos, carbonatos básicos o sulfatos básicos de níquel/cobalto mixtos impuros pueden enviarse como productos intermedios concentrados para procesarse en otro emplazamiento, sin instalaciones para recircular el residuo. Los hidróxidos de níquel y cobalto mixtos también muestran una tendencia a “envejecer” tras una precipitación inicial durante el procedimiento de almacenamiento y transporte mediante procesos asociados con la oxidación o recristalización, aumentando la dificultad de disolución y aumentando la cantidad de níquel y cobalto que permanece en el residuo de lixiviación. Entonces la disolución incompleta de níquel y cobalto en la disolución amoniacal en estas situaciones necesita una etapa de tratamiento cara adicional o da como resultado una pérdida de producto valioso.

La utilización de reductores para mejorar la recuperación de metal en sistemas de lixiviación amoniacales se notifica en la bibliografía y se han propuesto diversos esquemas para recuperar cantidades aprovechables de metales (principalmente níquel, cobalto y cobre) de nódulos oceánicos de óxido de manganeso.

Steemson en un artículo presentado en el Alta Nickel/Cobalt Pressure Leaching and Hydrometallurgy Forum (1999) en Perth describió la aplicación de lixiviación reductora, utilizando dióxido de azufre, para la recuperación de níquel y cobalto de un hidróxido mixto en un medio de amoniaco/sulfato de amonio, como parte del proyecto Ramu. De nuevo en este procedimiento, cualquier residuo no lixiviado puede recircularse a la fase de lixiviación de mena para recuperación de níquel y cobalto.

Los procedimientos de la técnica anterior no proporcionan una recuperación completa y económica de níquel y cobalto de un material de hidróxido, carbonato, carbonato básico o sulfato básico de níquel, cobalto o níquel/cobalto mixto.

Además los inventores han identificado dos mecanismos de envejecimiento diferentes que funcionan en particular, cuando se almacenan hidróxidos de níquel/cobalto mixtos brutos durante periodos prolongados. El primer procedimiento de envejecimiento es oxidativo y afecta principalmente a la redisolución de cobalto y se supera en gran parte mediante la utilización de un reductor en la solución de lixiviación amoniacal. El segundo mecanismo de “envejecimiento” afecta al níquel y parece estar asociado con los procedimientos de precipitación conjunta y/o recristalización dentro del sólido.

Una mejora con respecto a la técnica anterior sería por tanto lograr una disolución y por tanto recuperación de níquel y cobalto más completa de un material de hidróxido, carbonato, carbonato básico o sulfato básico de níquel, cobalto o níquel/cobalto durante el procedimiento de lixiviación en una disolución amoniacal de carbonato de amonio,

superando cualquier efecto de envejecimiento del material, mientras se minimiza la nueva lixiviación de impurezas y se minimizan los costes de reactivos. Una característica deseada de la presente invención es proporcionar un procedimiento que logra mejoras en la recuperación de níquel y/o cobalto de material de hidróxido, carbonato, carbonato básico o sulfato básico de níquel, cobalto o níquel/cobalto mixto.

La discusión de los antecedentes de la invención en la presente memoria se incluye para explicar el contexto de la invención. No debe considerarse como una admisión de que ninguno de los materiales a los que se hace referencia estaba publicado, se conocía o formaba parte del conocimiento general común en Australia en la fecha de prioridad de cualquiera de las reivindicaciones.

A lo largo de la descripción y las reivindicaciones de la memoria descriptiva no se pretende que la palabra “comprender” y variaciones de la palabra, tales como “que comprende” y “comprende”, excluya otros aditivos, componentes, enteros o etapas.

Descripción detallada de la invención La presente invención se refiere a un procedimiento de lixiviación de níquel y cobalto de un material de níquel, cobalto o níquel/cobalto mixto en una disolución amoniacal de carbonato de amonio junto con un reductor. El reductor se selecciona de entre un sulfuro de cobalto/níquel mixto o un sulfuro de cobalto.

El material de níquel, cobalto o níquel/cobalto mixto en el procedimiento será generalmente un producto intermedio producido en un procedimiento de recuperación de níquel y cobalto. Mientras que el procedimiento de la invención se ha descrito con referencia a la recuperación de níquel y/o cobalto de un material de níquel, cobalto o níquel/cobalto mixto, el procedimiento es aplicable particularmente a la recuperación de níquel y cobalto de un material de hidróxido de níquel/cobalto mixto, pero puede variar, dependiendo de la disponibilidad del material de partida.

En una realización, la presente invención se refiere a un procedimiento para la recuperación de níquel y/o cobalto de un material de níquel/cobalto mixto que incluye las etapas de:

a) proporcionar un material de níquel, cobalto o níquel/cobalto mixto; y

b) poner en contacto el material... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la recuperación de níquel y/o cobalto de un material impuro de níquel, cobalto o níquel/cobalto mixto, que incluye las etapas siguientes:

a) proporcionar un material de níquel, cobalto o níquel/cobalto mixto; y

b) poner en contacto el material de níquel, cobalto o níquel/cobalto mixto con una disolución amoniacal de carbonato de amonio de alimentación y un reductor en una etapa de lixiviación;

en el que el reductor se selecciona de entre un sulfuro de cobalto/níquel mixto o un sulfuro de cobalto.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el material de níquel, cobalto o níquel/cobalto mixto es cualquiera de entre un material de hidróxido, carbonato, carbonato básico o sulfato básico de níquel, cobalto o 15 níquel/cobalto mixto.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que el material de níquel, cobalto o níquel/cobalto mixto es un material de hidróxido de níquel/cobalto mixto.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la disolución amoniacal de carbonato de amonio de alimentación es una solución de procedimiento de un procedimiento de tipo Caron.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el reductor es un sulfuro de cobalto/níquel mixto y se produce poniendo en contacto una disolución amoniacal de carbonato de amonio que contiene cobalto/níquel con sulfhidrato 25 de amonio o sulfhidrato de sodio, para precipitar un sulfuro de cobalto/níquel mixto.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que la disolución amoniacal de carbonato de amonio que contiene cobalto/níquel es una parte de la solución de procedimiento de un procedimiento de tipo Caron utilizada como disolución amoniacal de carbonato de amonio de alimentación o una parte de cualquier solución de procedimiento que contiene cobalto/níquel seleccionado.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la disolución amoniacal de carbonato de amonio de alimentación y la disolución amoniacal de carbonato de amonio que contiene cobalto/níquel contienen del 8 al 16% en peso de amoniaco, del 4 al 12% en peso de dióxido de carbono, del 0, 5 al 1, 5% en peso de níquel y del 0, 02 al 0, 2% en peso de cobalto.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la mezcla del material de níquel, cobalto o níquel/cobalto mixto, la disolución amoniacal de carbonato de amonio de alimentación y el reductor se agita durante un periodo comprendido entre 30 minutos y 12 horas a una temperatura comprendida entre 30 y 90ºC

a presión atmosférica o a presión elevada.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que se inyecta aire o gas que contiene oxígeno en la mezcla tras un periodo de al menos 10 minutos de agitación anaerobia.

10. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa de lixiviación incluye;

i) una etapa de lixiviación primaria, en la que el material de níquel, cobalto o níquel/cobalto mixto se pone en contacto con una disolución amoniacal de carbonato de amonio de alimentación para producir una disolución de producto y un residuo;

ii) separar el residuo de la disolución de producto; y

iii) una etapa de lixiviación secundaria, en la que el residuo se pone en contacto con una disolución amoniacal de carbonato de amonio nueva y un reductor para producir una disolución de producto secundaria que contiene níquel

y cobalto disueltos y un residuo de lixiviación secundario;

en el que el reductor se selecciona de entre un sulfuro de cobalto/níquel mixto o sulfuro de cobalto.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que el material de níquel, cobalto o níquel/cobalto mixto es 60 cualquiera de entre un material de hidróxido, carbonato, carbonato básico o sulfato básico de níquel, cobalto o níquel/cobalto mixto.

12. Procedimiento según la reivindicación 10 y 11, en el que el material es un material de hidróxido de níquel/cobalto mixto. 65

13. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que la disolución amoniacal de carbonato de amonio de alimentación es una solución de procedimiento de un procedimiento de tipo Caron.

14. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que la disolución de producto secundaria se devuelve y combina 5 con la disolución amoniacal de carbonato de amonio de alimentación para la etapa de lixiviación primaria.

15. Procedimiento según la reivindicación 10, que incluye la etapa adicional en la que el residuo de lixiviación secundario se somete a una tercera etapa de lixiviación sometiendo el residuo de lixiviación secundario a contacto prolongado con una disolución amoniacal concentrada de carbonato de amonio.

16. Procedimiento según la reivindicación 15, en el que la disolución amoniacal concentrada de carbonato de amonio contiene del 8 al 16% en peso de amoniaco, del 4 al 12% en peso de dióxido de carbono, del 0 al 1, 0% en peso de níquel y del 0 al 0, 1% en peso de cobalto.

17. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que el reductor es un sulfuro de cobalto/níquel mixto y se produce poniendo en contacto una disolución amoniacal de carbonato de amonio que contiene cobalto/níquel con sulfhidrato de amonio o sulfhidrato de sodio para precipitar un sulfuro de cobalto/níquel mixto.

18. Procedimiento según la reivindicación 17, en el que la disolución amoniacal de carbonato de amonio que contiene cobalto/níquel es una parte de la solución de procedimiento de un procedimiento de tipo Caron utilizada como disolución amoniacal de carbonato de amonio de alimentación o una parte de cualquier solución de procedimiento que contiene cobalto/níquel seleccionado.

19. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 18, en el que la disolución amoniacal de carbonato de amonio de alimentación y la disolución amoniacal de carbonato de amonio que contiene cobalto/níquel contienen del 8 al 16% en peso de amoniaco, del 4 al 12% en peso de dióxido de carbono, del 0, 5 al 1, 5% en peso de níquel y del 0, 02 al 0, 2% en peso de cobalto.

20. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que la disolución de lixiviación amoniacal de carbonato de amonio nueva para la etapa de lixiviación secundaria contiene del 8 al 16% en peso de amoniaco y del 4 al 12% en peso de dióxido de carbono con sólo cantidades traza de níquel y cobalto.

21. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que la mezcla de la disolución de lixiviación amoniacal de carbonato de amonio nueva, el residuo de la etapa de lixiviación primaria y el reductor se agita durante un periodo comprendido entre 30 minutos y 12 horas a una temperatura comprendida entre 30 y 90ºC a presión atmosférica o a presión elevada.

22. Procedimiento según la reivindicación 21, en el que se inyecta aire o gas que contiene oxígeno en la mezcla tras un periodo de al menos 10 minutos de agitación anaerobia. 40


 

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