制铁用赤铁矿的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种制铁用赤铁矿的制造方法，其从通过HPAL工艺生产的含有氧化铁的浸出残渣中廉价且有效地回收可用于制铁原料的高纯度的赤铁矿。该方法是向含有铁和有价金属的矿石中添加无机酸和氧化剂，在高温高压下浸出有价金属的工艺中的制铁用(高纯度)赤铁矿的制造方法，经过以下(1)～(3)的处理：(1)向在高温高压下得到的浸出液中添加中和剂，形成浸出浆料的中和工序，(2)将(1)的中和工序中得到的浸出浆料分离成浸出残渣和浸出液的固液分离工序，(3)分级固液分离的浸出残渣，以分离成赤铁矿和脉石成分的分级工序。
【专利说明】制铁用赤铁矿的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通过湿式法制造作为铁矿石替代品的可用于制铁原料的高纯度的赤 铁矿的制铁用赤铁矿的制造方法。
【背景技术】
[0002] 在钢铁冶炼中采用如下方法：将含有氧化铁的铁矿石与焦炭等还原剂一起装入高 炉中加热、还原熔融，得到粗钢，并在转炉中精炼该粗钢，得到目标钢。
[0003] 作为其原料的氧化铁是有限的资源，而且，维持钢的品质所需的优质的铁矿石的 获得逐渐变得困难。
[0004] 另一方面，关于作为不锈钢原料的镍，随着以往一直使用的硫化矿石的资源枯竭 倾向，开发了以低品位的氧化矿石为原料的冶炼技术，逐渐实用化。
[0005] 具体而言，将褐铁矿和/或腐泥土等氧化镍矿石与硫酸一起放入高压釜等加压装 置中，在240?260°C左右的高温高压下浸出镍。
[0006] 对在该硫酸溶液中浸出的镍，添加中和剂来中和剩余的酸，接着进行固液分离而 与浸出残渣分离，然后分离杂质，并作为氢氧化物和/或硫化物等形式的中间原料回收，进 一步精制该中间原料，作为镍金属和/或镍的氯化物等形式来利用。
[0007] 在这种被称为高温高压酸浸出（HPAL :High Pressure Acid Leach)的制造工艺 中，即使作为回收目标的有价金属是1?2重量％以下的低品位矿石，也能基本完全地浸出 镍。另外，HPAL工艺的特征在于，通过由浸出液制造中间原料而将有价金属浓缩至与以往 的原料相同的品位，且可用与以往大致相同的工序来精制。
[0008] 另外，该HPAL工艺不仅适用于氧化镍矿，而且还可适用于硫化镍矿石和/或硫化 铜矿石、氧化铜矿石等多种矿石。
[0009] 进而，通过HPAL工艺得到的浸出残渣的主要成分是赤铁矿等形式的氧化铁，它们 是由于在作为原料的镍和/或铜的氧化或硫化矿石中均含有远远超过镍和/或铜的含量的 量的铁而副产的副产物。
[0010] 这些浸出残渣由于在高温下生成，因此是化学和环境上稳定的氧化物的形态，但 没有特别的利用价值，一直以来都是在残渣抛弃场所进行废弃。因此，如何确保伴随冶炼产 生的大量浸出残渣的抛弃场所，成为重大的课题。
[0011] 而且，HPAL工艺的浸出残渣不能用于上述制铁原料。其原因是，在HPAL工艺的浸 出残渣中，除了氧化铁以外，还含有脉石和/或杂质，不适于用作制铁原料。
[0012] 特别是钙不优选作为制铁原料，通常需要抑制在0. 1%以下的水平。例如在氧化镍 矿的情况下，钙几乎不含在矿石中，但如上所述，钙来自于为中和浸出浆料中含有的剩余的 酸而添加的生石灰和/或石灰石，且随着中和以硫酸钙等形态析出。
[0013] 因此，进行了利用氢氧化镁和/或氧化镁等不含钙的中和剂的尝试。但是，氢氧 化镁与钙类中和剂相比，虽然反应性良好，但价格高且供给不稳定，而不利于工业化大量使 用。另外，氢氧化钠等中和剂的价格过高，工业上不实用。
[0014] 因此，为了增加供给的稳定性且降低成本，考虑将矿石本身所含有的镁作为中和 剂利用。
[0015] 例如，专利文献1是从硫酸镁源回收氧化镁的工艺，包括：准备从与含金属矿石或 精矿的浸出相关的工艺的一部分得到的溶液状态的硫酸镁源的工序、将溶液状态的硫酸镁 转换成固体硫酸镁的工序、使固体硫酸镁在还原性气氛中与元素状硫接触的工序、以及将 镁以氧化镁的形式且硫以二氧化硫气体的形式回收的工序。
[0016] 通过采用该方法，可将矿石中含有的镁作为中和剂再利用，而抑制引入的钙，其结 果，可以减少混入到残渣中的氧化铁中的钙。
[0017] 但是，在专利文献1的方法中，为了将溶液中的镁以硫酸镁的形式晶析或加热得 到的硫酸镁而转换成氧化镁，需要大量的热，很难说是经济的方法。
[0018] 对此，提出了从挖掘氧化镍矿石的现场同时挖掘且将通常不是作为资源利用的对 象的母岩（也称作岩床或基岩）作为中和剂使用的方法。
[0019] 母岩具有例如表1所示的组成，且具有富含镁的特征。母岩中所含的镁主要为氧 化镁，也可作为中和剂利用。
[0020] [表 1]
[0021]
【权利要求】
1. 制铁用（高纯度）赤铁矿的制造方法，其是向含有铁和有价金属的矿石中添加无机 酸和氧化剂，在高温高压下浸出有价金属的工艺中的制铁用（高纯度）赤铁矿的制造方法， 其特征在于，经过以下（1)?（3)的处理： ⑴向在高温高压下得到的浸出液中添加中和剂，以形成浸出浆料的中和工序， (2) 将所述中和工序中得到的浸出浆料分离成浸出残渣和浸出液的固液分离工序， (3) 分级所述浸出残渣，以分离成赤铁矿和脉石成分的分级工序。
2. 权利要求1所述的制铁用赤铁矿的制造方法，其特征在于，向所述浸出液中添加的 中和剂为氧化镁或氢氧化镁。
3. 权利要求1或2所述的制铁用赤铁矿的制造方法，其特征在于，所述中和工序进行如 下两个阶段的中和处理：实施将氧化镁用作中和剂的第一中和处理，接着，根据浸出液的游 离酸浓度实施将氢氧化镁用作中和剂的第二中和处理。
4. 权利要求2或3所述的制铁用赤铁矿的制造方法，其特征在于，所述氧化镁为母岩。
5. 权利要求2或3所述的制铁用赤铁矿的制造方法，其特征在于，所述氧化镁是通过酸 浸出含有镁的氧化矿石，使镁盐的结晶从浸出液中晶析，并氧化焙烧所得盐而得到的氧化 镁。
6. 权利要求1?5任一项所述的制铁用赤铁矿的制造方法，其特征在于，所述中和工序 中供给的所述中和剂是在l〇ym?500μπι的粒径范围内筛选出的中和剂。
7. 权利要求1?6任一项所述的制铁用赤铁矿的制造方法，其特征在于，所述分级工序 中的所述浸出残渣的分级是将湿式旋风分离器用作分级装置来进行。
8. 权利要求1?7任一项所述的制铁用赤铁矿的制造方法，其特征在于，所述分级工序 中的所述浸出残渣的分级是选定分级的筛孔为5 μ m以下范围的筛孔来进行分级。
9. 权利要求1?8任一项所述的制铁用赤铁矿的制造方法，其特征在于，所述含有铁和 有价金属的矿石为氧化镍矿石、硫化镍矿石、硫化铜矿石中的任一种。
【文档编号】C22B3/44GK104204246SQ201380015128
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年1月16日 优先权日:2012年3月19日
【发明者】佐佐木秀纪, 菅康雅, 尾崎佳智, 榎本学, 庄司浩史, 桧垣达也, 三井宏之 申请人:住友金属矿山株式会社