1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) B (11) 28753
(51) C22B 23/00 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
(21) 2011/0845.1
(22) 25.07.2011
(45) 15.07.2014, бюл. №7
(76) Чирков Сергей Васильевич; Кенжебаев Марат
Серикбаевич
(56) Резник И.Д., Ермаков Г.П., Шнеерсон Я.М.
Никель. Монография в 3 томах.- М:
Машиностроение. 2004. с.390
CN 102206749 A, 10.05.2011
RU 2365419 C2, 27.08.2009
KZ 18470 A, 15.05.2007
KZ 17890 A, 16.10.2006
WO 2003072835 A1, 04.09.2003
EP 1666614 A2, 07.06.2006
(54) СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГО
ИЗВЛЕЧЕНИЯ ОКСИДОВ МЕТАЛЛОВ ИЗ
ОКИСЛЕННЫХ НИКЕЛЕВЫХ РУД
(57) Изобретение может быть использовано для
комплексного извлечения при переработке
окисленных никелькобальтовых руд, также
латеритовых руд, а также латеритовых руд,
содержащих никель, кобальт, медь и
железомарганцевых никельсодержащих конкреций.
Способ включает в себя раствор выщелачивания,
очищающий от нерастворимого осадка добавлением
реагент MgO (PH 10) получают гидроксид металла,
после чего производят сепарацию на магнитные и
немагнитные продукты, обжигают до оксидов и
сепарируют различные концентраты оксидов
металлов. В результате применения коллективного
осаждения гидроксидов металлов реагентом MgO,
восстановительным обжигом гидроксидов металлов
до оксидов металлов, магнитная и электрической
сепарацией оксидов металлов производится
разделение на отдельные химические соединения,
что позволяют извлечь все металлы в комплексе.
Обеспечивается достижение высокой степени
извлечения никеля и кобальта при условии
использования для переработки руды дешевого и
удобного в эксплуатации оборудования
(SIO,Mg,Al,Cr,Cu,Fe,Mn,Ni,Co).
(19)KZ(13)B(11)28753

2. 28753
2
Изобретение относится к способам извлечения
никеля и кобальта и может быть использовано для
комплексного извлечения металлов при переработке
окисленных никелькобальтовых руд, а также
латеритовых руд, а также латеритовых руд,
содержащих никель, кобальт, медь и другие
металлы. [1]
Известен способ автоклавного сернокислотного
выщелачивания окисленных руд [4], технология
автоклавного сернокислотного выщелачивания
(PAL), используемая на заводе Моа, Куба, Фиг.2. По
этому способу, например, на заводе Моа Бей
рудную пульпу, содержащую 45% твердого,
подогревают в нагревательных колоннах острым
паром, а затем выщелачивают в цепочке из четырех
паролифтных автоклавов. Обработку ведут при
температуре 240-250°С (давление около 4,0 МПа).
Необходимую серную кислоту (98%-ную) в
количестве примерно 240 кг/т руды подают в
первый автоклав. Перемешивание в автоклавах
осуществляют острым паром. Время
выщелачивания 1-2 часа, в раствор переходит около
95% никеля и кобальта. Сульфиды никеля и
кобальта осаждают сероводородом. Остальные
металлы осаждают коралловой пульпой и
сбрасывают в отвалы и в океан. Получают один
продукт: концентрат сульфидов Ni-Co. {Mining
congr.j. 1977.Vol.63,NI.P.29-34}
Недостатки Способа: невозможность
комплексного извлечения металлов, сложная
технологическая схема, чувствительность к
изменению состава руды и применяемых
компонентов, огромное количество отходов
производства, отрицательное воздействие на
экологию региона
Наиболее близок к предлагаемому техническому
решению способ извлечения никеля и кобальта из
никелевых латеритовых руд выщелачиванием
серной кислотой с применением реагента MgO,
технология фирмы «АМЕХ»(4), Фиг.3. По этому
способу проводят выщелачивание никеля и кобальта
из тонкоизмельченной распульпованной в воде руды
(содержание руды 15-33%) серной кислотой в
автоклавах. Продолжительность выщелачивания 1
час. Извлечение в раствор колебалось для никеля в
пределах 71-96%, для кобальта 95-97%. Для
раздельного выделения гидроксидов металлов
используют реагент MgO. Получают гидроксид Ni и
Со. Кеки остальных гидроксидов металлов
сбрасывают в отвал. Получают один продукт:
концентрат гидроксидов Ni и Со.
Недостатки способа: чувствительность к
изменению состава руды, низкое качество
концентратов, низкое извлечения металлов, сложная
и энергоемкая схема выделения и регенерации MgO
и H2SO4, отрицательное воздействие на экологию
региона.
Техническим результатом предлагаемого
решения является достижение высокой степени
комплексного извлечения из окисленной руды
оксидов никеля, кобальта и других металлов при
отсутствии вредного влияния на экологию региона.
Технический результат достигается тем, что
согласно предлагаемому способу окисленную
никелевую руду (10) обогащают до крупности -
1,00+0,00 мм, обогащенную руд(10) нагревают
теплом (64), темп. 80°С, из сернокислотного
производства (XXV) нагретую руду (10)
выщелачивают в автоклавах (V) серной кислотой
(13), температура 240 °С, давление 22 бар, время
1час, Т:Ж 1:4,из руды переводят в раствор
выщелачивания химические элементы (Mg, Al, Сr,
Сu, Fe, Mn, Ni, Со), слив выщелачивания (15)
сгущают (VI), фильтруют (VII) получают раствор
(27) химических элементов (Mg, Al, Сr, Сu, Fe, Mn,
Ni, Со) получают твердый продукт (21),продукт (21)
промывают водой (20),сгущают (IX),фильтруют
(X),продукт (26) (SiO2),отправляют на склад,
техническую воду (59)отправляют на промывку
(I),раствор (27) реагентом MgO (56) нейтрализуют
(XI), РН-10, время 1 час, получают абгаз (63) (S03),
aбгaз (63) отправляют на сернокислотное
производство, получают гидроксиды (Mg, Al, Сr,
Сu, Fe, Mn, Ni, Со) в техническом растворе
(30),гидроксиды в техническом растворе (30)
разделяют на магнитной сепарации (XII),получают
магнитный (Cr, Fe, Mn, Ni, Co) получают (32),
получают немагнитный продукт (Mg AI Сu) продукт
(31), продукт (31) сгущают (XXIII), фильтруют
(XIV), получают продукт (35),получают
техническую воду (36), отправляют на промывку
(I),продукт (35) обжигают (XVII) тeплoм
(64),температура 550°С. получают продукт (41)
оксиды (Mg,AI,Cu) получают продукт (40) пар
(НO2),продукт (40) отправляют на подогрев руды (I)
продукт (41) разделяют на Электросепарации
(XXIV), получают продукт (56) (MgО), получают
продукт (55) разделяют на Электросепарации
(XXVI), получают продукт (57) (СuО), получают
продукт (58) (Al2O3) продукт 32. сгущают,
фильтруют (XVI) промывают (XV),получают
продукт (39),получают техническую воду (38),
Техническую воду (38)отправляют на промывку
(I),продукт (39) обжигают (XVIII) теплом
(64,температура 650°С, получают продукт (43)
оксиды (Cr, Fe, Mn, Ni, Co) получают продукт (42)
пар (Н2O),продукт (42) отправляют на подогрев
руды (I), продукт (43) разделяют на Магнитной
сепарации (XIX), получают продукт (45)
(МnО), получают продукт (44) оксиды (Cr, Fe,
Ni, Со), продукт (44) разделяют на Магнитной
сепарации (XX), получают продукт (47) (NiO),
получают продукт (46),оксиды (Cr, Fe, Со), продукт
(46) разделяют на Магнитной сепарации
(XXI),получают продукт (48) (Сr2O3), получают
продукт (49)оксиды (Fe, Со) продукт (49) разделяют
на Магнитной сепарации (XXII), получают продукт
(50) (Fe2O3) получают продукт (51) оксид (СО)
продукт (51) очищают на Магнитной сепарации
(XXIII), получают продукт (53) (Al2O3, CuO, MgO),
получают продукт (52) оксиды (СоО) продукт
(53)разделяют на Электросепарации (XXIV). В
результате использования СКИОМ получают девять
продуктов: концентраты оксидов металлов (SiO2,
Mg, Al, Сr, Сu, Fe, Mn, Ni, Со).

3. 28753
3
В результате применения коллективного
осаждения гидроксидов металлов реагентом MgО,
восстановительным обжигом гидроксидов металлов
до оксидов металлов, магнитной и электрической
сепарацией оксидов металлов производится
разделение руды на отдельные химические
соединения, что позволяет извлечь все металлы в
комплексе, исключить образование отвалов и
вредного влияния на экологию.
Таким образом, приведенные примеры
показывают преимущества и возможность
осуществления предлагаемого способа,
предлагаемый способ комплексного извлечения
оксидов металлов из окисленных никелевых руд
позволяет резко снизить расход серной кислоты.
Для проведения указанных процессов применяют
несложное по конструкции и значительно более
дешевое и удобное в эксплуатации. При этом
достигается высокая степень извлечения никеля,
кобальта и других металлов. Производят магнитную
и электрическую сепарацию оксидов металлов (Mg,
Al, Сr, Сu, Fe, n, Со), получают концентраты
оксидов металлов (Mg, Al, Сr, Сu, Fe, Mn, Ni, Со). В
результате использования СКИОМ получают девять
продуктов: концентраты оксидов металлов (SiO2,
Mg, Al, Сr, Сu, Fe, Mn, Ni, Со).
Пример 1 (по прототипу)
В водную пульпу окисленного концентрата (с
содержанием, %: 1,25 Ni; 0,44 Со; 17,9 Fe) с
соотношением Т:Ж=1:3 ввели серную кислоту (в
пересчете на 100%-ную) в количестве 0,92 т/т руды.
Предварительные расчеты показали, что для
перевода в сульфаты содержащихся в руде металлов
(Ni, Со, Fe, Mg и др.) по стехиометрическому
соотношению необходимо затратить кислоты 0,5-
0,55 т/т руды. Таким образом реальный расход
кислоты в 1,67-1,84 раза превышал
стехиометрически необходимый.
Выщелачивание вели при температуре 90°С в
течение 1 часа. В раствор извлечено, %: 37,9
Ni; 19,1 Со; 21,0 Fe.
Пример 2
Окисленную никелевую руду (пример 1)
загранулировали с серной кислотой при расходе
последней 0,53-0,60 т/т руды, гранулы обработали
(сульфатизировали) при температуре 200°С в
течение 1-2 часов. Затем провели выщелачивание
гранул водой при соотношении Т:Ж=1:3 в течение 3
часов. Температура выщелачивания - 70-80°С
(используется тепло горячих гранул). При
выщелачивании гранулы разрушились. Результаты
выщелачивания приведены в таблице 1.
Таблица 1
Зависимость извлечения металлов в раствор от
расхода кислоты и времени сульфатизации гранул.
Расход H2SO4, т/т Время, ч Извлечение в раствор,
%
Ni Со Fe
0,53 1 80,0 79,1 63,7
0,60 2 83,2 82,9 74,7
Пример 3
Окисленную никелевую руду (пример 1)
загранулировали с серной кислотой (0,5-0,53 т/т) и
полученные гранулы сульфатизировали при
температурах от 150 до 400°С в течение 2 часов.
Затем провели вывщелачивание гранул водой
(Т:Ж=1:3, 90°С, 3 часа). Результаты приведены в
таблице 2.
Таблица 2
Зависимость извлечения металлов в раствор от
температуры сульфатизации
Температура Извлечение в раствор, %
сульфатизации, °С Ni Со Fe
150 77.3 75.3 58.3
200 82.5 80.1 59.0
250 88.8 87.7 63.1
300 93.0 90.1 63.0
350 89.0 87.1 63.3
450 87.5 86.0 62.0
Как видно из приведенных в таблице данных,
повышение температуры сульфатизации выше
300°С приводит к снижению степени перевода
никеля и кобальта в сульфаты и их извлечению в
раствор при выщелачивании. Этот факт можно
объяснить потерями серной кислоты в процессе
сульфатизации из-за повышения его температуры
выше температуры кипения серной кислоты, равной
330°С [6].
Оптимальной следует признать температуру в
интервале 250-350°С, предпочтительно 300
Пример 1 (по прототипу)
В водную пульпу окисленного концентрата (с
содержанием, %: 1,25 Ni; 0,44 Со; 17,9 Fe) с
соотношением Т:Ж=1:3 ввели серную кислоту (в
пересчете на 100%-ную) в количестве 0,92 т/т руды.
Предварительные расчеты показали, что для
перевода в сульфаты содержащихся в руде металлов
(Ni, Со, Fe, Mg и др.) по стехиометрическому
соотношению необходимо затратить кислоты 0,5-
0,55 т/т руды. Таким образом реальный расход
кислоты в 1,67-1,84 раза превышал
стехиометрически необходимый.
Выщелачивание вели при температуре 90°С в
течение 1 часа. В раствор извлечено, %: 37,9
Ni; 19,1 Со; 21,0 Fe.
Пример 2
Окисленную никелевую руду (пример 1)
загранулировали с серной кислотой при расходе
последней 0,53-0,60 т/т руды, гранулы обработали
(сульфатизировали) при температуре 200°С в
течение 1-2 часов. Затем провели выщелачивание
гранул водой при соотношении Т:Ж=1:3 в течение 3
часов. Температура выщелачивания - 70-80°С
(используется тепло горячих гранул). При
выщелачивании гранулы разрушились. Результаты
выщелачивания приведены в таблице 1.
Таблица 1
Зависимость извлечения металлов в раствор от
расхода кислоты и времени сульфатизации гранул.
Расход H2SO4, т/т Время, ч Извлечение в раствор,
%
Ni Со Fe
0,53 1 80,0 79,1 63,7
0,60 2 83,2 82,9 74,7
Пример 3

4. 28753
4
Окисленную никелевую руду (пример 1)
загранулировали с серной кислотой (0,5-0,53 т/т) и
полученные гранулы сульфатизировали при
температурах от 150 до 400°С в течение 2 часов.
Затем провели вывщелачивание гранул водой
(Т:Ж=1:3, 90°С, 3 часа). Результаты приведены в
таблице 2.
Таблица 2
Зависимость извлечения металлов в раствор от
температуры сульфатизации Температура
Извлечение в раствор, %
сульфатизации, °С Ni Со Fe
150 77.3 75.3 58.3
200 82.5 80.1 59.0
250 88.8 87.7 63.1
300 93.0 90.1 63.0
350 89.0 87.1 63.3
450 87.5 86.0 62.0
Как видно из приведенных в таблице данных,
повышение температуры сульфатизации выше
300°С приводит к снижению степени перевода
никеля и кобальта в сульфаты и их извлечению в
раствор при выщелачивании. Этот факт можно
объяснить потерями серной кислоты в процессе
сульфатизации из-за повышения его температуры
выше температуры кипения серной кислоты, равной
330°С [6].
Оптимальной следует признать температуру в
интервале 250-350°С, предпочтительно 300° С.
Краткое описание чертежей.
Фиг.1. Принципиальная схема. Общие процессы
Способа комплексного извлечения оксидов
металлов из окисленных никелевых руд.
Фиг.2. Технология автоклавного
сернокислотного выщелачивания (PAL).
Фиг.3. Технология фирмы «АМЕХ».
Фиг.4. Технологическая схема. Процессы и
продукты Способа комплексного извлечения
оксидов металлов из окисленных никелевых руд.
Осуществление изобретения.
1. Окисленную никелевую руду (1), продукты
измельчения (8) и технологическую воду (12)
объединяют в продукт (2) и подают на промывку с
грохочением(I), получают продукт (3) (-5+0мм),
продукт (4) (-20+5 мм) и продукт (5) (+20 мм).
2. Продукт (3) (-5+0 мм) подают на
классификацию (IV), получают сливы
классификации продукт (10) (-1.00+0.00 мм) и пески
классификатора продукт (11)
(-5.00+1.00 мм)
3. Пески классификатора продукт (11) (-
5.00+1.00мм) подают на измельчение(III) до (-1.00 +
0.00мм ).
4. Продукт (4) (-20+5 мм) подают на измельчение
(III) до (-1.00+0.00 мм).
5. Продукт (5) (+20 мм) подают на дробление (II)
до (-20 мм) (6).
6. Продукт дробления (-20 мм) (6) подают на
измельчение (III) до (-1.00 +0.00 мм).
7. Продукты измельчения (8) (-1.00+0.00 мм)
подают на промывку с классификацией (I).
8. Продукт (10) подают на выщелачивание (V) в
автоклавах с серной кислотой (13): расход H2SO4
270кг на 1 тн руды, температура 240 С, давление
22 бар, время 1 час, Т:Ж 1:4.
9. В раствор (15) переводят химические элемент
( Mg, Al, Сr, Сu, Fe, Mn, Ni, Со ).
10. Раствор (15) подают на сгущение (VI) и
фильтрацию(VII), получают твердый продукт (18)
(SiO2) и раствор (27) химических элементов (Mg, Al,
Сr, Сu, Fe, Mn, Ni, Со);
11. Твердый продукт (18) подают на промывку
(VIII), сгущение (IX) и фильтрацию (X), получают
твердый продукт (26) (SiO2) и раствор продукт (60).
12. Продукт (26) складируют.
13. Продукт (60) подают на промывку с
грохочением (I).
14. Раствор (27) подают на нейтрализацию (XI) и
добавляют реагент MgO (28):
PH-10, время 1час, получают раствор (30)
гидроксидов (Mg, Al, Сr, Сu, Fe, Mn, Ni, Со).
15. Раствор (30) подают на магнитную
сепарацию (XII), получают продукт (32) магнитный
гидроксидов (Сr, Fe, Mn, Ni, Со) и продукт (31)
немагнитный гидроксидов ( Mg, Al, Сu).
16. Продукт (32) промывают (XV) водой (57) и
фильтруют (XVI), получают твердый продукт (39) и
слив продукт (38).
17. Продукт (39) подают на сушку и обжиг
(XVIII): Темп. 650 С, получают продукт (43) оксиды
(Сr, Fe, Mn, Ni, Со) и продукт (42) абгаз.
18. Продукт (38) подают на промывку с
грохочением (I).
19. Продукт (43) подают на магнитную
сепарацию (XIX), получают продукт (45) магнитный
(концентрат МnО) и продукт (44) немагнитный
(концентрат оксидов Сr, Fe, Ni, Со).
20. Продукт (44) подают на магнитную
сепарацию (XX), получают продукт (47) магнитный
(концентрат NiO) и продукт (46) немагнитный
(концентрат оксидов Сr, Fe, Со).
21. Продукт (46) подают на магнитную
сепарацию (XXI), получают продукт (48) магнитный
(концентрат Сr2O3) и продукт (49) немагнитный
(концентрат оксидов Fe, Со).
22. Продукт (49) подают на магнитную
сепарацию (XXII), получают продукт (50)
магнитный (концентрат Fe2O3) и продукт (51)
немагнитный (концентрат оксид Со).
23. Продукт (51) подают на магнитную
сепарацию (XXIII), получают продукт (52)
магнитный (концентрат СоО) и продукт (53)
немагнитный ( концентрат оксидов Mg, Al).
24. Продукт (53) подают на электрическую
сепарацию (XXIV), получают продукт (56)
(концентрат MgO) и продукт (55) (концентрат
А12O3).
25. Продукт (31) подают на сгущение(XIII) и
фильтрацию (ХIV), получают твердый продукт (35)
гидроксидов (Mg, Al, Сu) и растворы (34) (36).
26. Продукт (35) подают на сушку и обжиг
(XVII): Темп. 550°С, получают продукт (41) оксиды
(Mg, Al, Сu) и продукт (40) абгаз.
27. Продукт (41) подают на электрическую
сепарацию (XXIV), получают продукт (56)

5. 28753
5
(концентрат MgO) и продукт (55) (концентрат
А12O3).
28. Часть продукта (56) (концентрат MgO)
подают на нейтрализацию (XI) в виде реагента.
29. Серу техническую (65) подают в
сернокислотное производство (XXV), получают
серную кислоту (13) и Абгаз (63), температура
1270°С.
30. Серную кислоту (13) подают на
выщелачивание (V).
31. Абгаз (63) подают на обжиг (XVII) и
(XXVIII).
32. Абгаз (64) возвращают в сернокислотное
производство (XXV).
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ комплексного извлечения оксидов
металлов из окисленных никелевых руд,
включающий раствор выщелачивания, очищающий
от нерастворимого осадка, добавляют реагент
MgO(PH-10), получают гидроксиды металлов,
отличающийся тем что, сепарируют на магнитные
и немагнитные продукты, обжигают до оксидов и
сепарируют на различные концентраты оксидов
металлов.
2. Способ комплексного извлечения оксидов
металлов из окисленных никелевых руд,
отличающийся тем что, реагент MgO
регенерируется и возвращается для нейтрализации.
3. Способ комплексного извлечения оксидов
металлов из окисленных никелевых руд,
отличающийся тем что, техническую воду для
дезинтеграции руды возвращают из сливов
сгущения и фильтрации.
4. Способ комплексного извлечения оксидов
металлов из окисленных никелевых руд,
отличающийся тем что, абгаз нейтрализации
возвращают в сернокислотное производство.

6. 28753
6

7. 28753
7

8. 28753
8

9. 28753
9

10. 28753
10
Верстка А. Сарсекеева
Корректор Р. Шалабаев