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▶ アフリカン レインボー ミネラルズ リミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-04-10
(54)【発明の名称】金属材料または金属担持材料からの金属の回収
(51)【国際特許分類】
C01G 49/06 20060101AFI20240403BHJP
C22B 3/04 20060101ALI20240403BHJP
C22B 47/00 20060101ALI20240403BHJP
C22B 34/30 20060101ALI20240403BHJP
C22B 34/22 20060101ALI20240403BHJP
C22B 34/12 20060101ALI20240403BHJP
C22B 23/00 20060101ALI20240403BHJP
C22B 19/20 20060101ALI20240403BHJP
【ＦＩ】
C01G49/06 Z
C22B3/04
C22B47/00
C22B34/30
C22B34/22
C22B34/12
C22B23/00 102
C22B19/20
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023560821
(86)(22)【出願日】2022-03-31
(85)【翻訳文提出日】2023-11-21
(86)【国際出願番号】 IB2022053009
(87)【国際公開番号】W WO2022208428
(87)【国際公開日】2022-10-06
(31)【優先権主張番号】2027874
(32)【優先日】2021-03-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】NL
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】523372400
【氏名又は名称】アフリカン レインボー ミネラルズ リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＡＦＲＩＣＡＮ ＲＡＩＮＢＯＷ ＭＩＮＥＲＡＬＳ ＬＩＭＩＴＥＤ
【住所又は居所原語表記】ＡＲＭ Ｈｏｕｓｅ， ２９ Ｉｍｐａｌａ Ｒｏａｄ， Ｃｈｉｓｌｅｈｕｒｓｔｏｎ， ２１９６ Ｓａｎｄｔｏｎ， Ｓｏｕｔｈ Ａｆｒｉｃａ
(74)【代理人】
【識別番号】100136629
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 光宜
(74)【代理人】
【識別番号】100080791
【弁理士】
【氏名又は名称】高島 一
(74)【代理人】
【識別番号】100125070
【弁理士】
【氏名又は名称】土井 京子
(74)【代理人】
【識別番号】100121212
【弁理士】
【氏名又は名称】田村 弥栄子
(74)【代理人】
【識別番号】100174296
【弁理士】
【氏名又は名称】當麻 博文
(74)【代理人】
【識別番号】100137729
【弁理士】
【氏名又は名称】赤井 厚子
(74)【代理人】
【識別番号】100152308
【弁理士】
【氏名又は名称】中 正道
(74)【代理人】
【識別番号】100201558
【弁理士】
【氏名又は名称】亀井 恵二郎
(74)【代理人】
【識別番号】100170184
【弁理士】
【氏名又は名称】北脇 大
(72)【発明者】
【氏名】プレトリウス、ジェラルド
【テーマコード（参考）】
4G002
4K001
【Ｆターム（参考）】
4G002AA03
4G002AB02
4G002AE05
4K001AA07
4K001AA08
4K001AA09
4K001AA10
4K001AA16
4K001AA19
4K001AA27
4K001AA28
4K001AA30
4K001BA05
4K001BA06
4K001BA23
4K001DB01
(57)【要約】
金属材料または金属担持材料を処理する方法は、酸化的または還元的消化ステップにおいて、金属材料または金属担持材料を塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）、塩酸（ＨＣｌ）、および、それらの組み合わせから選択される試薬と接触させて、このようにして塩化第一鉄（ＦｅＣｌ２）溶液を生産することを含む。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属形態もしくは化合物形態の１つ以上の金属を有する固体金属材料または固体金属担持材料を処理して、前記金属材料または前記金属担持材料から前記金属のうちの１つ以上を金属形態または化合物形態で回収する方法であって、当該方法は、酸化的または還元的消化ステップにおいて、前記金属材料または前記金属担持材料を消化試薬と接触させることによって水性塩化第一鉄（ＦｅＣｌ２）溶液を生産することを含み、該消化試薬は、
ガス状の塩酸（ＨＣｌ）、
水溶液中のＨＣｌ、および、
水性媒体中で酸化鉄（ＩＩＩ）（Ｆｅ２Ｏ３）をＨＣｌと反応させることによって生産される塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）の水溶液から選択され、
かつ、前記金属材料または前記金属担持材料の前記消化試薬との接触から生産される溶液中のあらゆるＦｅＣｌ３を溶液中のＦｅＣｌ２へと還元することを含み；
結晶化ステップにおいて、前記ＦｅＣｌ２溶液から固体塩化第一鉄水和物（ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏ、ここで、ｘ＞１）を結晶化することを含み；
脱水ステップにおいて、７０℃～１５０℃の温度にて非酸化環境で前記ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏを温度処理に供して、脱水された固体塩化第一鉄水和物（ＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏ、ここで、ｘ＞ｙ＞０）を生産することを含み；かつ、
熱分解ステップにおいて、２００℃より高いが６００℃より高くない温度にて酸化環境で前記ＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏを温度処理に供して、したがって、前記ＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏを分解して、固体酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）および無水であるガス状のＨＣｌを生産するステップを含む、
前記方法。
【請求項2】
前記消化試薬が、前記熱分解ステップにおいて生産される、ガス状のＨＣｌ；
前記熱分解ステップにおいて生産されるガス状のＨＣｌを水でスクラブすることによって生産される、ＨＣｌの水溶液；
前記熱分解ステップにおいて生産されるガス状のＨＣｌを前記固体金属材料もしくは前記固体金属担持材料の水性懸濁液またはスラリーでスクラブすることによって生産される、ＨＣｌの水溶液；
前記熱分解ステップにおいて生産される固体Ｆｅ２Ｏ３を、前記熱分解ステップにおいて生産されるガス状のＨＣｌを水でスクラブすることによって生産されるＨＣｌの水溶液と接触させることによって生産される、ＦｅＣｌ３の水溶液；または、
前記熱分解ステップにおいて生産されるガス状のＨＣｌを前記熱分解ステップにおいて生産される固体Ｆｅ２Ｏ３の水性懸濁液でスクラブすることによって生産される、ＦｅＣｌ３の水溶液である、
請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記ＦｅＣｌ２溶液から前記ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏを結晶化することが、前記ＦｅＣｌ２溶液を、前記熱分解ステップにおいて生産されるガス状のＨＣｌと接触させ、かつ、前記熱分解ステップにおいて生産されるガス状のＨＣｌで飽和させることによる変位結晶化によって実行され、したがって、ＨＣｌの水溶液中に固体ＦｅＣｌ２．ｘＨ２Ｏが生産される、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
固体ＦｅＣｌ２．ｘＨ２Ｏおよび前記結晶化ステップにおいて前記ＦｅＣｌ２．Ｈ２Ｏとともに結晶化した任意のその他の固体金属塩化物水和物を、このように生産される前記のＨＣｌの水溶液から分離することを含み；かつ、前記のＨＣｌの水溶液を、前記消化ステップにおける前記消化試薬として使用すること、または、前記消化ステップにおける前記消化試薬の生産に使用することを含む、
請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記金属材料または前記金属担持材料の前記金属が、鉄（Ｆｅ）と、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、バナジウム（Ｖ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）、マンガン（Ｍｎ）から選択される１つ以上のその他の金属（Ｍ）を、金属形態または金属酸化物形態および金属硫化物形態から選択される化合物形態で含み；前記ＦｅＣｌ２溶液がしたがって、ＦｅＣｌ２に加えて、１つ以上の追加の金属塩化物（Ｍ２＋Ｃｌ２、ここで、Ｍは、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、バナジウム（Ｖ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）およびマンガン（Ｍｎ）から選択される）を溶液中に含有し；かつ、
前記結晶化ステップがしたがって、ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏに加えて、１つ以上のその他の固体金属塩化物水和物（Ｍ２＋Ｃｌ２・ｚＨ２Ｏ、ここで、Ｍは、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、バナジウム（Ｖ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）およびマンガン（Ｍｎ）のうちの１つ以上から選択され、かつ、ｚ＞０である）を形成する、
請求項１～４のいずれかに記載の方法。
【請求項6】
前記消化ステップの後で実行される第１の分離ステップにおいて、固液分離によって前記ＦｅＣｌ２溶液から固体を分離し、したがって、実質的に固体のない前記ＦｅＣｌ２溶液を回収することを含み；かつ、前記結晶化ステップの後であって前記脱水および分化ステップの前に実行される第２の分離ステップにおいて、固体ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏと、前記結晶化ステップにおいて前記ＦｅＣｌ２．ｘＨ２Ｏと結晶化した任意の固体Ｍ２＋Ｃｌ２・ｚＨ２Ｏを回収することを含む、
請求項１～５のいずれかに記載の方法。
【請求項7】
前記脱水ステップにおいて、回収された固体Ｍ２＋Ｃｌ２・ｚＨ２Ｏもまた、回収されたＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏとともに脱水に供され、そのことによって、ＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏに加えて、脱水されたその他の金属塩化物水和物または無水金属塩化物（Ｍ２＋Ｃｌ２・ａＨ２Ｏ、ここで、ｚ＞ａ≧０）が生産される、請求項６に記載の方法。
【請求項8】
前記脱水ステップから回収された固体Ｍ２＋Ｃｌ２・ａＨ２Ｏが、前記ＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏとともに前記熱分解ステップにおいて温度処理に供され；かつ、ＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏの熱分解が、固体Ｍ２＋Ｃｌ２・ａＨ２Ｏであって、その水和物が前記熱分解ステップにおいて完全に脱水された前記固体Ｍ２＋Ｃｌ２・ａＨ２Ｏを除外して起こり、したがって、固体Ｆｅ２Ｏ３と固体であるその他の無水金属塩化物（Ｍ２＋Ｃｌ２）の混合物が生産される、
請求項７に記載の方法。
【請求項9】
前記熱分解ステップが、２００℃より高いが６００℃より高くない温度で実行される、請求項１～８のいずれかに記載の方法。
【請求項10】
ｘ＝４であり、かつ、ｙ＝１である、請求項１～９のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
発明の分野
本発明は、固体金属材料または固体金属担持材料からの金属の回収に関する。本発明は、固体金属材料または固体金属担持材料を処理して、塩化物媒体を介して該金属材料または金属担持材料から１つ以上の金属を回収する方法を提供する。この意味で、「金属」は、元素金属形態の金属および金属化合物の両方を含む広範な意味を有する。本発明は、該方法を実行するための工程に及ぶ。
本発明は、固体金属材料または固体金属担持材料からの金属の回収に関する。本発明は、固体金属材料または固体金属担持材料を処理して、塩化物媒体を介して該金属材料または金属担持材料から１つ以上の金属を回収する方法を提供する。この意味で、「金属」は、元素金属形態の金属および金属化合物の両方を含む広範な意味を有する。本発明は、該方法を実行するための工程に及ぶ。
【背景技術】
【0002】
発明の背景
多くのミネラル濃縮物、ならびに、その他の金属材料および金属担持材料において、鉄は主たる汚染物質である。鉄を取り扱うことは概して、かかる材料が湿式精錬工程を用いて選鉱されるときに高い酸消費量および廃棄物生成をもたらす。本発明は、いっそう効率的かつ費用効果のあるアプローチを提供することを求めるが、それ自体を選鉱により鉄で汚染された金属材料および金属担持材料に限定しない。
多くのミネラル濃縮物、ならびに、その他の金属材料および金属担持材料において、鉄は主たる汚染物質である。鉄を取り扱うことは概して、かかる材料が湿式精錬工程を用いて選鉱されるときに高い酸消費量および廃棄物生成をもたらす。本発明は、いっそう効率的かつ費用効果のあるアプローチを提供することを求めるが、それ自体を選鉱により鉄で汚染された金属材料および金属担持材料に限定しない。
【0003】
発明の目的
金属材料または金属担持材料であって、鉄以外の金属を含有し、かつ、任意選択的には鉄も含有し、鉄はそのときには典型的にはその他の金属材料を含有するマトリックスに含まれる、前記金属材料または金属担持材料の処理であって、かかるマトリックスからかかる鉄以外の金属を遊離させるための前記処理を提供することが、本発明の目的である。この意味で、繰り返すが、「金属」は、元素金属形態の金属および金属化合物の両方を含む広範な意味を有する。金属化合物に関しては、かかる化合物は、かかる金属が金属材料または金属担持材料において現れる元々の形態よりもいっそう容易に選鉱されるであろう形態であることが想像される。
金属材料または金属担持材料であって、鉄以外の金属を含有し、かつ、任意選択的には鉄も含有し、鉄はそのときには典型的にはその他の金属材料を含有するマトリックスに含まれる、前記金属材料または金属担持材料の処理であって、かかるマトリックスからかかる鉄以外の金属を遊離させるための前記処理を提供することが、本発明の目的である。この意味で、繰り返すが、「金属」は、元素金属形態の金属および金属化合物の両方を含む広範な意味を有する。金属化合物に関しては、かかる化合物は、かかる金属が金属材料または金属担持材料において現れる元々の形態よりもいっそう容易に選鉱されるであろう形態であることが想像される。
【発明の概要】
【0004】
本明細書において、括弧での特徴の提供は、本明細書の実質的な内容に寄与し、したがって本発明の特徴付けに寄与する。とりわけ、一般的な化学式、および、かかる一般式の記号についての数値が括弧で提供される場合、このことは発明の特徴付けに実質的に寄与すると解釈されるべきである。
【0005】
本発明の第１の態様によれば、金属形態もしくは化合物形態である１つ以上の金属を有する固体金属材料または固体金属担持材料を処理して、金属材料または金属担持材料から金属のうちの１つ以上を金属形態または化合物形態で回収する方法が提供され、当該方法は、酸化的または還元的消化ステップにおいて、金属材料または金属担持材料を消化試薬と接触させることによって塩化第一鉄（ＦｅＣｌ２）溶液を生産することを含み、該消化試薬は、
典型的には水溶液中の、塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）、
ガス状の塩酸（ＨＣｌ）、
水溶液中の、ＨＣｌ、および、
任意選択的には、それらの任意の２つ以上の組み合わせから選択され、かつ、
当該方法は、金属材料または金属担持材料の消化試薬との接触によって生産される溶液中のあらゆるＦｅＣｌ３を溶液中のＦｅＣｌ２へと還元することを含む。
典型的には水溶液中の、塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）、
ガス状の塩酸（ＨＣｌ）、
水溶液中の、ＨＣｌ、および、
任意選択的には、それらの任意の２つ以上の組み合わせから選択され、かつ、
当該方法は、金属材料または金属担持材料の消化試薬との接触によって生産される溶液中のあらゆるＦｅＣｌ３を溶液中のＦｅＣｌ２へと還元することを含む。
【0006】
金属材料または金属担持材料の消化試薬との接触は、水性媒体中で実行されてもよい。したがって、ＦｅＣｌ２溶液は水性ＦｅＣｌ２溶液であってもよい。
【0007】
消化試薬がＨＣｌであるとき、金属材料または金属担持材料を消化試薬と接触させることは、
金属材料または金属担持材料をガス状のＨＣｌ（すなわち、水性ＨＣｌ溶液の形態ではない）と直接接触させることを含んでもよく；
金属材料または金属担持材料を、好ましくは３０％ ｖ／ｖより上の、例えば３０％～３６％ ｖ／ｖの、例えば３３％ ｖ／ｖの濃度の水溶液中のＨＣｌと接触させることを含んでもよい。
金属材料または金属担持材料をガス状のＨＣｌ（すなわち、水性ＨＣｌ溶液の形態ではない）と直接接触させることを含んでもよく；
金属材料または金属担持材料を、好ましくは３０％ ｖ／ｖより上の、例えば３０％～３６％ ｖ／ｖの、例えば３３％ ｖ／ｖの濃度の水溶液中のＨＣｌと接触させることを含んでもよい。
【0008】
金属材料または金属担持材料をガス状のＨＣｌと接触させるとき、金属材料または金属担持材料は、とりわけ、典型的には約５重量％～７０重量％の範囲であり、例えば金属水和物および／または金属水酸化物の形態である、化学的に結合した水（「遊離水」、すなわち、化学的に結合していない水とは反対の意味）を有する鉱石材料であってもよい、水和した鉱石材料であってもよい。任意選択的には、かかる水和した鉱石材料は、消化ステップにおいて消化に供される前に、例えば水和した鉱石の質量の約５質量％まで遊離水でわずかに濡れていてもよい。
【0009】
ガス状のＨＣｌは、好ましくは、例えば本発明の第３の態様にしたがって生産される、無水のガス状のＨＣｌであってもよい。
【0010】
金属材料または金属担持材料を水性ＨＣｌ溶液と接触させるとき、当該方法は、
ガス状のＨＣｌを水でスクラブすることによって水性ＨＣｌ溶液を調製すること、および、金属材料または金属担持材料をこのようにして調製された水性ＨＣｌ溶液と接触させることを含んでいてもよく；
金属材料もしくは金属担持材料の水性懸濁液またはスラリーを調製すること、および、ガス状のＨＣｌを金属材料もしくは金属担持材料の懸濁液またはスラリーでスクラブすることを含んでいてもよい。
ガス状のＨＣｌを水でスクラブすることによって水性ＨＣｌ溶液を調製すること、および、金属材料または金属担持材料をこのようにして調製された水性ＨＣｌ溶液と接触させることを含んでいてもよく；
金属材料もしくは金属担持材料の水性懸濁液またはスラリーを調製すること、および、ガス状のＨＣｌを金属材料もしくは金属担持材料の懸濁液またはスラリーでスクラブすることを含んでいてもよい。
【0011】
ガス状のＨＣｌは、とりわけ、ガス状のＨＣｌであってもよく、かつ、いっそう具体的には本発明の第３の態様にしたがって生産される無水のガス状のＨＣｌであってもよい。
【0012】
金属材料または金属担持材料の消化試薬との接触から生産されるＦｅＣｌ３をＦｅＣｌ２へと還元することは、還元剤、例えば、金属鉄（Ｆｅ）を用いて成し遂げられてもよい。
【0013】
金属材料または金属担持材料の組成に依拠して、金属材料または金属担持材料を消化試薬と接触させることは、ＦｅＣｌ２を除外したＦｅＣｌ３の溶液またはＦｅＣｌ３およびＦｅＣｌ２の両方を有する溶液（したがって、還元剤を用いて成し遂げられるＦｅＣｌ３の還元を必要とする）を生産してもよい。
【0014】
ＦｅＣｌ３を有しない溶液が生産させることもまた可能であり、その場合、還元は必要とされない。
【0015】
還元はしたがって、金属材料または金属担持材料の消化がＦｅＣｌ３を生産すれば必要となるだけであることが把握されるであろう。
【0016】
消化試薬はしたがって、例えば、
例えば本発明の第３の態様にしたがって生産される、ガス状のＨＣｌであってもよく；
例えば本発明の第３の態様にしたがって生産されるガス状のＨＣｌを水でスクラブすることによって生産される、ＨＣｌの水溶液であってもよく；
例えば、例えば本発明の第３の態様にしたがって生産されるガス状のＨＣｌを固体金属材料もしくは固体金属担持材料の水性懸濁液またはスラリーでスクラブすることによって生産される、ＨＣｌの水溶液であってもよく；
例えば、例えば本発明の第３の態様にしたがって生産される固体赤鉄鉱（Ｆｅ２Ｏ３）を、例えば本発明の第３の態様にしたがって生産されるガス状のＨＣｌを水でスクラブすることによって生産されるＨＣｌの水溶液と接触させることによって生産される、ＦｅＣｌ３の水溶液であってもよく；または、
例えば、例えば本発明の第３の態様にしたがって生産されるガス状のＨＣｌを例えば本発明の第３の態様によって生産される固体Ｆｅ２Ｏ３の水性懸濁液でスクラブすることによって生産される、ＦｅＣｌ３の水溶液である。
例えば本発明の第３の態様にしたがって生産される、ガス状のＨＣｌであってもよく；
例えば本発明の第３の態様にしたがって生産されるガス状のＨＣｌを水でスクラブすることによって生産される、ＨＣｌの水溶液であってもよく；
例えば、例えば本発明の第３の態様にしたがって生産されるガス状のＨＣｌを固体金属材料もしくは固体金属担持材料の水性懸濁液またはスラリーでスクラブすることによって生産される、ＨＣｌの水溶液であってもよく；
例えば、例えば本発明の第３の態様にしたがって生産される固体赤鉄鉱（Ｆｅ２Ｏ３）を、例えば本発明の第３の態様にしたがって生産されるガス状のＨＣｌを水でスクラブすることによって生産されるＨＣｌの水溶液と接触させることによって生産される、ＦｅＣｌ３の水溶液であってもよく；または、
例えば、例えば本発明の第３の態様にしたがって生産されるガス状のＨＣｌを例えば本発明の第３の態様によって生産される固体Ｆｅ２Ｏ３の水性懸濁液でスクラブすることによって生産される、ＦｅＣｌ３の水溶液である。
【0017】
金属材料または金属担持材料が金属形態または化合物形態の鉄を有するとき、かかる鉄は、上述の通り塩化第一鉄へと変換され、したがってＦｅＣｌ２溶液中の塩化第一鉄として存在するであろう。金属材料または金属担持材料が金属形態または化合物形態の鉄以外の金属（Ｍ）を有するとき、その後で、少なくともいくつかのかかる鉄以外の金属はまた、有利なことに、溶解性の、例えば二価である、その塩化物（Ｍ２＋Ｃｌ２）へと変換されるであろう。
【0018】
本発明の第２の態様によれば、金属形態もしくは化合物形態である１つ以上の金属を有する固体金属材料または固体金属担持材料を処理して、金属材料または金属担持材料から金属のうちの１つ以上を金属形態または化合物形態で回収する方法が提供され、当該方法は、変位結晶化ステップにおいて、金属材料または金属担持材料の酸化的／還元的消化によって生産されるＦｅＣｌ２溶液、典型的には水性ＦｅＣｌ２溶液を、ＦｅＣｌ２溶液からＦｅＣｌ２を変位させ、したがって固体塩化第一鉄水和物（ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏ、ここで、ｘ≧１、いっそう好ましくはｘ＞１）、典型的には固体塩化第一鉄四水和物（ＦｅＣｌ２・４Ｈ２Ｏ、すなわちｘ＝４）を生産する変位結晶化試薬、好ましくはＨＣｌ、最も好ましくはガス状のＨＣｌと接触させることを含む。
【0019】
ガス状の形態のＨＣｌは、無水のガス状のＨＣｌであってもよい。
【0020】
変位結晶化を成し遂げるのに用いられてもよいガス状の形態のＨＣｌは、とりわけ、ガス状の形態のＨＣｌであってもよく、かつ、いっそう具体的には、本発明の第３の態様にしたがって生産される、ガス状の形態の無水ＨＣｌであってもよい。
【0021】
金属材料または金属担持材料の酸化的／還元的消化によってＦｅＣｌ２溶液を生産することは、金属材料または金属担持材料を消化試薬と接触させることを含み、該消化試薬は、
典型的には水溶液中の、ＦｅＣｌ３、
ガス状のＨＣｌ、
水溶液中の、ＨＣｌ、および、
任意選択的には、それらの任意の２つ以上の組み合わせから選択され、かつ、
金属材料または金属担持材料の消化試薬との接触によって生産される溶液中のあらゆるＦｅＣｌ３をＦｅＣｌ２へと還元することを含んでいたであろう。
典型的には水溶液中の、ＦｅＣｌ３、
ガス状のＨＣｌ、
水溶液中の、ＨＣｌ、および、
任意選択的には、それらの任意の２つ以上の組み合わせから選択され、かつ、
金属材料または金属担持材料の消化試薬との接触によって生産される溶液中のあらゆるＦｅＣｌ３をＦｅＣｌ２へと還元することを含んでいたであろう。
【0022】
ＦｅＣｌ２溶液は、例えば、本発明の第１の態様の消化ステップにしたがって生産されたＦｅＣｌ２溶液であってもよい。
【0023】
上記で注記されたように、ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏは、とりわけ、ＦｅＣｌ２・４Ｈ２Ｏ、すなわちｘ＝４であってもよい。
【0024】
変位結晶化ステップは、脱水（すなわち乾燥）ステップを含んでいてもよく、いっそう典型的には脱水（すなわち乾燥）ステップが後に続いてもよく、該脱水（すなわち乾燥）ステップは、ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏを温度処理に供して脱水された固体塩化第一鉄水和物（ＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏ、ここで、ｘ＞ｙ＞０）を生産することを含んでいてもよい。ＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏは、とりわけ、ＦｅＣｌ２・Ｈ２Ｏ（塩化第一鉄一水和物）、すなわちｙ＝１であってもよい。
【0025】
本明細書で用いられる意味では、脱水ステップの文脈において、用語「脱水」および「脱水された」はしたがって、無水形態を提供するために完全な脱水を必要としないが、その可能性は単語の意味の範囲内に含まれる。脱水ステップはしたがって、少なくとも塩化第一鉄の脱水における変化に関しては「部分的」脱水ステップとしていっそう正確に特徴付けされてもよい。
【0026】
ＦｅＣｌ２．ｘＨ２Ｏが脱水ステップにおいて供される温度処理は、ＦｅＣｌ２．ｘＨ２Ｏを７０℃～２００℃の範囲、いっそう好ましくは７０℃～２００℃未満の範囲の温度、すなわち２００℃未満であるが７０℃未満ではない温度に供することを含んでいてもよい。例えば、温度は７０℃～１５０℃の範囲であってもよい。
【0027】
脱水ステップは、非酸化条件下、すなわちＦｅＣｌ２．ｘＨ２Ｏの酸化を回避する条件下で実行されてもよい。このことは、脱水ステップにおいて外因性の酸素の存在を回避する、または、少なくとも制限することを含んでいてもよい。このことは次に、蒸気がＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏの脱水の結果として生産されるものである蒸気環境において正圧下で脱水ステップを実行することを含んでいてもよい。
【0028】
結晶化が変位結晶化によって成し遂げられるとき、消化試薬は典型的には、分解ステップにおいて生産されるガス状のＨＣｌではなく、分解ステップにおいて生産されるガス状のＨＣｌを用いて生産されるものでもなく、むしろ、変位結晶化ステップにおいて生産される水性ＨＣｌ溶液であるか、変位結晶化ステップにおいて生産される水性ＨＣｌ溶液を用いて生産されるであろう。
【0029】
金属材料または金属担持材料が金属形態または化合物形態の鉄を有するとき、かかる鉄は消化ステップにおいて塩化第一鉄へと変換され、かつ、その後で変位結晶化ステップにおいてＦｅＣｌ２溶液から塩化第一鉄水和物として変位する。
【0030】
金属材料または金属担持材料が金属形態または化合物形態の鉄以外の金属（Ｍ）を有するとき、その後で、少なくともいくつかのかかる鉄以外の金属はまた、有利なことに、消化ステップにおいて、溶解性の、例えば二価である、その塩化物（Ｍ２＋Ｃｌ２）へと変換され、かつ、その後でまた、有利なことに、変位結晶化ステップにおいてその二価金属塩化物水和物（Ｍ２＋Ｃｌ２．ｚＨ２Ｏ、ここで、ｚ＞０）として溶液から変位するであろう。
【0031】
本発明の第３の態様によれば、金属形態もしくは化合物形態である１つ以上の金属を有する固体金属材料または固体金属担持材料を処理して、金属材料または金属担持材料から金属のうちの１つ以上を金属形態または化合物形態で回収する方法が提供され、当該方法は、熱分解段階において、金属材料もしくは金属担持材料の酸化的／還元的消化によって生産されるＦｅＣｌ２溶液からのその結晶化によって生産されるＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏであって、ここで、ｘ≧１であり、いっそう好ましくはｘ＞１であり、ｘは最も好ましくは４である前記ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏ、および／または、ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏを脱水に供することにより生産されるＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏであって、ここで、ｘ＞ｙ＞０であり、ｙは好ましくは１である前記ＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏを温度処理に供して、したがって、ＦｅＣｌ２・ｘＨ２ＯまたはＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏを分解して、固体酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）およびガス状のＨＣｌを生産することを含む。
【0032】
ガス状のＨＣｌは、とりわけ、無水であるガス状のＨＣｌであってもよい。
【0033】
熱分解ステップおよび本発明の文脈では概して、熱分解に供されるのは、ＦｅＣｌ３を除外して、ＦｅＣｌ２．ｘＨ２ＯまたはＦｅＣｌ２．ｙＨ２Ｏが好ましいことが注目される。これはなぜなら、ＦｅＣｌ３は、熱分解に供されるときには、分解してガス状のＨＣｌおよびＦｅ２Ｏ３を生産せず、その代わりに昇華するからである。
【0034】
金属材料または金属担持材料の酸化的／還元的消化によってＦｅＣｌ２溶液を生産することは、金属材料または金属担持材料を消化試薬と接触させることを含み、該消化試薬は、
典型的には水溶液中の、ＦｅＣｌ３、
ガス状のＨＣｌ、
水溶液中のＨＣｌ、および、
任意選択的には、それらの組み合わせから選択され、かつ、
金属材料または金属担持材料を消化試薬と接触させることから生産される溶液中のあらゆるＦｅＣｌ３をＦｅＣｌ２へと還元することを含んでいたであろう。
典型的には水溶液中の、ＦｅＣｌ３、
ガス状のＨＣｌ、
水溶液中のＨＣｌ、および、
任意選択的には、それらの組み合わせから選択され、かつ、
金属材料または金属担持材料を消化試薬と接触させることから生産される溶液中のあらゆるＦｅＣｌ３をＦｅＣｌ２へと還元することを含んでいたであろう。
【0035】
ＦｅＣｌ２溶液は例えば、本発明の第１の態様にしたがって生産されたＦｅＣｌ２溶液であってもよい。
【0036】
ＦｅＣｌ２溶液からのＦｅＣｌ２．ｘＨ２Ｏの結晶化は、従来の方法、例えば蒸発結晶化によって達成されたであろう。
【0037】
いっそう好ましくは、しかしながら、ＦｅＣｌ２溶液からＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏを結晶化することは、本発明の第２の態様にしたがって、金属材料または金属担持材料の酸化的／還元的消化によって生産されるＦｅＣｌ２溶液を、変位結晶化試薬、好ましくは塩酸（ＨＣｌ）、最も好ましくはガス状のＨＣｌと接触させることを含んでいたであろう、溶液からＦｅＣｌ２を変位させて、したがって、ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏを生産した、ＦｅＣｌ２溶液からの変位結晶化によって実行されてもよい。
【0038】
ガス状のＨＣｌは、とりわけ、好ましくは本発明の熱分解ステップによって生産される無水であるガス状のＨＣｌであったであろう。
【0039】
本発明にしたがって上記で特徴付けられる変位結晶化の使用は、蒸発結晶化より好ましい。なぜなら、蒸発結晶化の場合、ＦｅＣｌ２溶液からの水の蒸発から生じるｐＨシフトが、溶液中のＦｅＣｌ２を有意にＦｅＣｌ３への酸化をいっそう受けやすくし、そのことは本発明の文脈では回避されるべきであり、それに照らせば、上述の通り、ＦｅＣｌ３は本明細書に記載の熱分解ステップにおいて本発明によって利用されるもののような高温に供されると昇華するからである。
【0040】
結晶化が変位結晶化によって実行されるとき、消化試薬は、典型的には分解ステップにおいて生産されるガス状のＨＣｌではなく、または、典型的には分解ステップにおいて生産されるガス状のＨＣｌを用いて生産されるものではなく、むしろ、変位結晶化ステップにおいて生産されるＨＣｌ水溶液であるか、または、変位結晶化ステップにおいて生産されるＨＣｌ水溶液を用いて生産されるであろう。
【0041】
さらに、ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏの脱水を通してＦｅＣｌ２．ｙＨ２Ｏを生産すること、および、ＦｅＣｌ２．ｙＨ２Ｏを熱分解に供することが好ましい。かかる脱水は、本発明の第２の態様を参照して説明されるように、７０℃～２００℃の範囲、いっそう好ましくは７０℃～２００℃未満の範囲の温度、すなわち２００℃未満であるが７０℃未満ではない温度でＦｅＣｌ２．ｘＨ２Ｏを温度処理に供することによって実行されてもよい。例えば、温度は７０℃～１５０℃の範囲であってもよい。
【0042】
ＦｅＣｌ２．ｙＨ２Ｏを熱分解に供することによって、無水であるガス状の塩酸を生産する効果が革新的に達成され、かつ、利用されることは、本発明の特に革新的な利点と見做される。
【0043】
固体ＦｅＣｌ２・ｘＨ２ＯまたはＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏは例えば、本発明の第２の態様の方法にしたがって生産されたＦｅＣｌ２・ｘＨ２ＯまたはＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏであってもよい。
【0044】
金属材料または金属担持材料が金属形態または化合物形態の鉄を有するとき、その後でかかる鉄は、上述の通り、塩化第一鉄へと変換され、塩化第一鉄水和物として溶液から変位し、脱水され、かつ、分解されるであろう。
【0045】
金属材料または金属担持材料が金属形態または化合物形態の鉄以外の金属（Ｍ）を有するとき、その後でかかる鉄以外の金属の少なくともいくつかは、有利なことにまた、上述の通り、可溶性の、例えば二価の、その塩化物（Ｍ２＋Ｃｌ２）へと変換され、二価塩化物水和物（Ｍ２＋Ｃｌ２．ｚＨ２Ｏ、ここで、ｚ＞０）として溶液から変位し、部分的にまたは完全に脱水され（Ｍ２＋Ｃｌ２．ａＨ２Ｏ、ここで、ｚ＞ａ≧０を生産するために）、かつ、熱分解に供される（無水Ｍ２＋Ｃｌ２を生産するために）。
【0046】
分解に供されるときの塩化第一鉄水和物とは対照的に、かかるその他の二価金属塩化物または塩化物水和物はしたがって、分解しないであろう。それらはそのままで留まり、せいぜいそれらの無水二価塩化物形態へと完全に脱水されるだけであろう。かかる形態では、かかる金属は可溶性であり、したがって、固液分離によって固体酸化第二鉄から容易に分離されるであろう。
【0047】
本発明の第４の態様によれば、金属形態もしくは化合物形態の金属のうちの１つ以上を有する固体金属材料または固体金属担持材料を処理して、金属材料または金属担持材料から金属のうちの１つ以上を金属形態または化合物形態で回収する方法であって、当該方法は、
酸化的または還元的消化ステップにおいて、金属材料または金属担持材料を消化試薬と接触させることによって塩化第一鉄（ＦｅＣｌ２）溶液を生産することを含み、該消化試薬は、
水溶液中の、塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）、
ガス状の塩酸（ＨＣｌ）、
水溶液中のＨＣｌ、および、
任意選択的にはそれらのうちの任意の２つ以上の組み合わせから選択され、
かつ、金属材料または金属担持材料を消化試薬と接触させることから生産される溶液中のあらゆるＦｅＣｌ３を溶液中のＦｅＣｌ２へと還元することを含み；
結晶化ステップにおいて、ＦｅＣｌ２溶液から固体塩化第一鉄水和物（ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏ、ここで、ｘ≧１、好ましくはｘ＞１、最も好ましくは４）を結晶化することを含み；
任意選択的には、脱水ステップにおいて、ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏを温度処理に供して、脱水された塩化第一鉄水和物（ＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏ、ここで、ｘ＞ｙ＞０、好ましくは１）を生産することを含み；かつ、
熱分解ステップにおいて、ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏおよび／またはＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏを温度処理に供し、したがって、ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏおよび／またはＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏを分解して、固体酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）およびガス状のＨＣｌを生産することを含む。
酸化的または還元的消化ステップにおいて、金属材料または金属担持材料を消化試薬と接触させることによって塩化第一鉄（ＦｅＣｌ２）溶液を生産することを含み、該消化試薬は、
水溶液中の、塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）、
ガス状の塩酸（ＨＣｌ）、
水溶液中のＨＣｌ、および、
任意選択的にはそれらのうちの任意の２つ以上の組み合わせから選択され、
かつ、金属材料または金属担持材料を消化試薬と接触させることから生産される溶液中のあらゆるＦｅＣｌ３を溶液中のＦｅＣｌ２へと還元することを含み；
結晶化ステップにおいて、ＦｅＣｌ２溶液から固体塩化第一鉄水和物（ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏ、ここで、ｘ≧１、好ましくはｘ＞１、最も好ましくは４）を結晶化することを含み；
任意選択的には、脱水ステップにおいて、ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏを温度処理に供して、脱水された塩化第一鉄水和物（ＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏ、ここで、ｘ＞ｙ＞０、好ましくは１）を生産することを含み；かつ、
熱分解ステップにおいて、ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏおよび／またはＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏを温度処理に供し、したがって、ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏおよび／またはＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏを分解して、固体酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）およびガス状のＨＣｌを生産することを含む。
【0048】
酸化的または還元的消化ステップは、本発明の第１の態様の方法のものであってもよい。
【0049】
ＦｅＣｌ２溶液からのＦｅＣｌ２．ｘＨ２Ｏの結晶化は、従来の方法、例えば蒸発結晶化によって達成されてもよい。
【0050】
いっそう好ましくは、しかしながら、ＦｅＣｌ２溶液からＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏを結晶化させることは、ＦｅＣｌ２溶液からの変位結晶化によって実行されてもよく（すなわち、結晶化ステップは変位結晶化ステップであってもよく）、該変位結晶化は、ＦｅＣｌ２溶液を変位結晶化試薬と接触させること、および、ＦｅＣｌ２溶液を変位結晶化試薬で飽和させることを含み、したがって溶液からＦｅＣｌ２を変位させること、および、ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏを生産することを含んでもよく、該変位結晶化試薬は、好ましくはＨＣｌであり、いっそう好ましくはガス状の形態のＨＣｌであり、最も好ましくは無水であるガス状の形態のＨＣｌであり、例えば熱分解ステップから回収されるガス状のＨＣｌである。
【0051】
変位結晶化ステップでは、ＦｅＣｌ２溶液の温度は１０℃～６０℃であってもよい。
【0052】
変位結晶化試薬がガス状の形態のＨＣｌであるとき、変位結晶化は例えば、ガス状のＨＣｌをＦｅＣｌ２溶液でスクラブすることを有していてもよい。
【0053】
変位結晶化ステップでは、したがってＨＣｌの水溶液（すなわち、希釈されたＨＣｌ）が形成されてもよい。
【0054】
変位結晶化が用いられるとき、当該方法は、
このように生産されるＨＣｌの水溶液から固体ＦｅＣｌ２．ｘＨ２Ｏ、および、結晶化ステップにおいてＦｅＣｌ２．Ｈ２Ｏとともに結晶化された任意のその他の金属塩化物水和物（Ｍ２＋Ｃｌ２．ｚＨ２Ｏ、上述の通り、ここで、ｚ≧１）を分離すること；ならびに、
消化ステップにおける消化試薬として、または、消化ステップにおける消化試薬を生産するのに、ＨＣｌの水溶液を用いることを含んでいてもよい。
このように生産されるＨＣｌの水溶液から固体ＦｅＣｌ２．ｘＨ２Ｏ、および、結晶化ステップにおいてＦｅＣｌ２．Ｈ２Ｏとともに結晶化された任意のその他の金属塩化物水和物（Ｍ２＋Ｃｌ２．ｚＨ２Ｏ、上述の通り、ここで、ｚ≧１）を分離すること；ならびに、
消化ステップにおける消化試薬として、または、消化ステップにおける消化試薬を生産するのに、ＨＣｌの水溶液を用いることを含んでいてもよい。
【0055】
当該方法はしたがって、変位結晶化ステップ後であって脱水ステップ前に実行される第２の分離ステップにおいて、固液分離によって結果として生じるＨＣｌ溶液から固体ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏ、および、存在してもよい任意のその他の固体金属塩化物水和物（本明細書に記載のＭ２＋Ｃｌ２・ｚＨ２О）を回収し、したがって、ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏおよび存在していたであろう任意の固体Ｍ２＋Ｃｌ２・ｚＨ２Ｏを回収することを含んでいてもよい。
【0056】
上述の通り、当該方法はまた、変位結晶化ステップにおいて生産されるＨＣｌ溶液を当該方法の消化ステップへと再循環させること、および／または、ＨＣｌ溶液中のＨＣｌを本発明の熱分解ステップにおいて生産されるＦｅ２Ｏ３であってもよいＦｅ２Ｏ３と反応させることによってＨＣｌ溶液を用いて消化ステップにおける使用のためにＦｅＣｌ３溶液を生産することを含んでいてもよい。
【0057】
変位結晶化ステップにおいて生産されるＨＣｌ溶液の再循環は、例えば低濃度の結果として金属塩化物水和物へと変換されないいくつかの金属塩化物の再循環を含んでいてもよいことが注目される。かかる金属塩化物水和物の増加は、一旦十分な高濃度が達成されると最終的にはかかる変換をもたらすであろうことが期待される。
【0058】
変位結晶化ステップは、本発明の第２の態様の方法のものであってもよい。
【0059】
熱分解ステップは、本発明の第３の態様のものであってもよい。
【0060】
以下の言及は、本発明の上記の第１～第４の態様のすべてに適用される。
【0061】
金属材料または金属担持材料に含まれる１つ以上の金属は、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、バナジウム（Ｖ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）、マンガン（Ｍｎ）および鉄（Ｆｅ）のうちの１つ以上を金属形態および／または化合物形態で含んでいてもよい。
【0062】
典型的には、金属材料または金属担持材料は、少なくとも鉄を金属形態または化合物形態で含み、かつ、好ましくは、鉄以外の少なくとも１つの金属（Ｍ）を金属形態または化合物形態で含むであろう。かかるその他の金属（Ｍ）は例えば、鉄以外の上記で列挙されたもののうちの１つ以上であってもよい。
【0063】
金属材料または金属担持材料が鉄を金属形態または化合物形態で含む場合、消化試薬は少なくともＨＣｌを有していてもよい。
【0064】
本発明のいくつかの実施形態では、金属材料または金属担持材料は例えば、ポリオキシド材料（多数の金属酸化物を含有する）、ポリサルファイド材料（多数の金属硫化物を含有する）、合金材料、金属スラグ材料、金属微粉材料および金属材料のうちの１つ以上であってもよい。
【0065】
したがって、金属材料または金属担持材料中の金属は例えば、金属酸化物形態、金属硫化物形態および金属形態のうちの１つ以上であってもよい。
【0066】
本発明の１つの具体的な実施形態では、金属担持材料は鉱石材料であってもよい。例えば、金属担持材料はチタン磁鉄鉱鉱石材料、例えばバナジウム含有チタン磁鉄鉱鉱石材料であってもよい。概して、本発明は、任意の金属硫化物および／または金属酸化物担持鉱石材料、とりわけ鉄を金属形態または化合物形態で有するものへの適用を見出してもよいことが想定される。
【0067】
金属担持材料の組成に依拠して、ＦｅＣｌ２溶液はしたがって、ＦｅＣｌ２に加えて、その他の金属塩化物、典型的には少なくともその他の二価金属塩化物（Ｍ２＋Ｃｌ２）を含有していてもよいが、溶液中の一価金属塩化物、例えばＣｕＣｌ２またはＣｕ２Ｃｌ２を排除しない。
【0068】
したがって、消化ステップは、金属材料または金属材料中に金属形態または化合物形態で含有される少なくともいくつかの金属が、ＦｅＣｌ２溶液中に含有される溶液中の金属塩化物（ＦｅＣｌ２および、その他の金属（Ｍ）が存在すれば、Ｍ２＋Ｃｌ２）へと変換されることを実行しなければならないであろう。このことが所望される。
【0069】
消化ステップは、１０℃～１２０℃の温度で実行されてもよい。
【0070】
消化ステップにおいてＦｅＣｌ３消化試薬が用いられれば、それは溶液中にあってもよい。典型的には、それは５ｗｔ％～７０ｗｔ％の濃度にて水溶液中にあってもよい。
【0071】
消化ステップにおいて消化試薬として使用するための溶液中のＦｅＣｌ３を生産するために、固体Ｆｅ２Ｏ３がＨＣｌとともに用いられて、したがってＦｅＣｌ３溶液が消化ステップへの給送材料として別個に生産される代わりに、消化ステップにおいてそれが生産されてもよいことが注目される。
【0072】
ＨＣｌは、消化ステップにおいて消化試薬として用いられるときには、溶液中にあってもよく、かつ、本発明の第１の態様にしたがって記載されるように生産されてもよい。典型的には、それは、５ｗｔ％～４０ｗｔ％、いっそう好ましくは３０％～３６％、例えば３３％の濃度にて水溶液中にあってもよい。
【0073】
代替的には、ＨＣｌは、消化ステップにおいて消化試薬として用いられるときには、本発明の第１の態様にしたがって記載されるように、ガス状のＨＣｌであってもよい。
【0074】
消化試薬はしたがって、例えば、
例えば熱分解ステップにおいて生産される、ガス状のＨＣｌであってもよく；
例えば、例えば熱分解ステップにおいて生産されるガス状のＨＣｌを水でスクラブすることによって生産される、ＨＣｌの水溶液であってもよく；
例えば、例えば熱分解ステップにおいて生産されるガス状のＨＣｌを固体金属材料もしくは固体金属担持材料の水性懸濁液またはスラリーでスクラブすることによって生産される、ＨＣｌの水溶液であってもよく；
例えば熱分解ステップにおいて生産される固体Ｆｅ２Ｏ３を、例えば熱分解ステップにおいて生産されるガス状のＨＣｌを水でスクラブすることによって生産されるＨＣｌの水溶液と接触させることによって生産される、ＦｅＣｌ３の水溶液であってもよく；
例えば熱分解ステップにおいて生産されるガス状のＨＣｌを、例えば熱分解ステップにおいて生産される固体Ｆｅ２Ｏ３の水性懸濁液でスクラブすることによって生産される、ＦｅＣｌ３の水溶液であってもよい。
例えば熱分解ステップにおいて生産される、ガス状のＨＣｌであってもよく；
例えば、例えば熱分解ステップにおいて生産されるガス状のＨＣｌを水でスクラブすることによって生産される、ＨＣｌの水溶液であってもよく；
例えば、例えば熱分解ステップにおいて生産されるガス状のＨＣｌを固体金属材料もしくは固体金属担持材料の水性懸濁液またはスラリーでスクラブすることによって生産される、ＨＣｌの水溶液であってもよく；
例えば熱分解ステップにおいて生産される固体Ｆｅ２Ｏ３を、例えば熱分解ステップにおいて生産されるガス状のＨＣｌを水でスクラブすることによって生産されるＨＣｌの水溶液と接触させることによって生産される、ＦｅＣｌ３の水溶液であってもよく；
例えば熱分解ステップにおいて生産されるガス状のＨＣｌを、例えば熱分解ステップにおいて生産される固体Ｆｅ２Ｏ３の水性懸濁液でスクラブすることによって生産される、ＦｅＣｌ３の水溶液であってもよい。
【0075】
結晶化が変位結晶化によって実行されるとき、消化試薬は典型的には、分解ステップにおいて生産されるガス状のＨＣｌではなく、分解ステップにおいて生産されるガス状のＨＣｌを用いて生産されるものでもなく、むしろ、変位結晶化ステップにおいて生産される水性ＨＣｌ溶液であるか、変位結晶化ステップにおいて生産される水性ＨＣｌ溶液を用いて生産されるであろう。
【0076】
還元剤として、金属鉄が用いられてもよい。
【0077】
還元剤として金属鉄を用いる際、Ｆｅ３＋のＦｅ２＋への還元（すなわち、ＦｅＣｌ３からＦｅＣｌ２）に加えて、その他の金属が場合によっては固体金属形態へと還元され、したがって、かかる金属を固液分離によって容易に回収可能にしてもよい。
【0078】
還元は、溶液中に金属材料または金属担持材料を消化試薬で処理したことにより生じるＦｅＣｌ３が存在する場合のみ必要とされるであろう。
【0079】
当該方法は、消化ステップ後に実行される第１の分離ステップにおいて、固液分離によってＦｅＣｌ２溶液から固体を分離し、したがって実質的に固体のないＦｅＣｌ２溶液（溶液中にその他の二価金属塩化物を含む）を回収することを含んでいてもよい。
【0080】
ＦｅＣｌ２溶液が溶液中にその他の金属塩化物（Ｍ２＋Ｃｌ２）を含有するとき、結晶化ステップは、固体ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏに加えて、その他の固体金属（Ｍ）塩化物水和物（Ｍ２＋Ｃｌ２・ｚＨ２Ｏ、ここで、ｚ＞０であり、かつ、Ｍは例えば、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、バナジウム（Ｖ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）およびマンガン（Ｍｎ）のうちの１つ以上から選択されてもよい）を形成してもよい。
【0081】
結晶化ステップを参照して上述の通り、結晶化ステップが変位結晶化を有するとき、当該方法は、結晶化ステップ後であって脱水ステップ前に実行される第２の分離ステップにおいて、固体ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏ、および、存在してもよい任意の固体Ｍ２＋Ｃｌ２・ｚＨ２Ｏを回収することを含んでいてもよい。
【0082】
好ましくは、脱水ステップが実行される。
【0083】
脱水ステップは、本発明の第２の態様を参照して記載されるように、ＦｅＣｌ２．ｘＨ２Ｏおよび存在してもよい任意のＭ２＋Ｃｌ２．ｚＨ２Ｏを、７０℃～２００℃の範囲、いっそう好ましくは７０℃～２００℃未満の範囲の温度、すなわち２００℃未満であるが７０℃未満ではない温度で温度処理に供することによって実行されてもよい。例えば、温度は７０℃～１５０℃の範囲であってもよい。
【0084】
したがって、ＦｅＣｌ２．ｙＨ２Ｏ、および、Ｍ２＋Ｃｌ２．ｚＨ２Ｏが存在すればその他の金属の固体二価塩化物水和物または無水固体二価塩化物（Ｍ２＋Ｃｌ２．ａＨ２Ｏ、ここで、ｚ＞ａ≧０）が生産されてもよい。
【0085】
当該方法はその後、脱水ステップにおいて生産されるＦｅＣｌ２．ｙＨ２Ｏおよび任意のＭ２＋Ｃｌ２．ａＨ２Ｏを熱分解に供することを有していてもよい。
【0086】
脱水ステップは、非酸化条件下で実行されてもよい。このことは、乾燥ステップにおける外因性の酸素の存在を回避すること、または、少なくとも制限することを含んでいてもよい。このことは次に、蒸気環境において正圧下で脱水ステップを実行することを含んでいてもよく、該蒸気はＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏの脱水の結果として生産されるものであってもよい。
【0087】
上記のように、ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏに加えて、固体Ｍ２＋Ｃｌ２．ｚＨ２Ｏが結晶化ステップにおいて回収されるとき、かかる固体Ｍ２＋Ｃｌ２．ｚＨ２Ｏもまた、ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏとともに脱水ステップにおいて脱水に供され、ＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏに加えて、その他の金属の脱水された固体二価塩化物水和物および／または無水固体二価塩化物（Ｍ２＋Ｃｌ２・ａＨ２Ｏ、ここで、ｚ＞ａ≧０、したがってａ＝０であるときには無水形態を含む）もまた、脱水ステップにおいて生産されるようになっているであろう。
【0088】
熱分解ステップは、２００℃～６００℃の温度、いっそう好ましくは２００℃より高く６００℃までの温度で実行されてもよい。
【0089】
熱分解ステップは、酸化条件下、すなわち例えば空気によって供給されてもよい酸素の存在下で実行されてもよい。
【0090】
熱分解ステップにおいて生産されるガス状のＨＣｌは、実質的に乾燥していてもよく、すなわち水分がなくてもよい（無水であってもよい）。
【0091】
乾燥（脱水）および熱分解ステップにおいて起こる反応は、したがって、
（ｉ）非酸化条件下における上記の温度での乾燥（脱水）を有し、
ＦｅＣｌ２．４Ｈ２Ｏ（固体） → ＦｅＣｌ２．Ｈ２Ｏ（固体） ＋ ３Ｈ２Ｏ（ガス状）
（ｉｉ）上記の温度における空気によって供給される酸素（１／２Ｏ２）の存在下での酸化条件下における熱分解を有する。
２ＦｅＣｌ２．Ｈ２Ｏ（固体） → Ｆｅ２Ｏ３（固体） ＋ ４ＨＣｌ（ガス状）
（ｉ）非酸化条件下における上記の温度での乾燥（脱水）を有し、
ＦｅＣｌ２．４Ｈ２Ｏ（固体） → ＦｅＣｌ２．Ｈ２Ｏ（固体） ＋ ３Ｈ２Ｏ（ガス状）
（ｉｉ）上記の温度における空気によって供給される酸素（１／２Ｏ２）の存在下での酸化条件下における熱分解を有する。
２ＦｅＣｌ２．Ｈ２Ｏ（固体） → Ｆｅ２Ｏ３（固体） ＋ ４ＨＣｌ（ガス状）
【0092】
上述の通り、ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏに加えて固体Ｍ２＋Ｃｌ２．ｚＨ２Ｏが結晶化ステップから回収され、かつ、脱水ステップが実行され、かつ、ＦｅＣｌ２．ｙＨ２Ｏに加えて固体Ｍ２＋Ｃｌ２．ａＨ２Ｏが脱水ステップにおいて生産されるとき、かかる固体Ｍ２＋Ｃｌ２．ｚＨ２Ｏおよび／またはＭ２＋Ｃｌ２．ａＨ２Ｏは、ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏ／ＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏとともに熱分解ステップにおいて温度処理に供されるであろう。
【0093】
ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏ／ＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏの熱分解は、固体Ｍ２＋Ｃｌ２．ｚＨ２Ｏおよび／またはＭ２＋Ｃｌ２．ａＨ２Ｏを除外して起こるが、Ｍ２＋Ｃｌ２．ｚＨ２Ｏおよび／またはＭ２＋Ｃｌ２．ａＨ２Ｏは、それらが既に完全に脱水されていない限り、熱分解ステップにおいて完全に脱水され、したがって、ＦｅＣｌ２．ｘＨ２Ｏ／ＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏ（好ましくは、ＦｅＣｌ２．ｙＨ２Ｏ）のＦｅ２Ｏ３およびガス状のＨＣｌへの熱分解後は完全に脱水されたＭ２＋Ｃｌ２（すなわち、ａ＝０）として留まるであろう。しかしながら、前記の説明から把握されるように、ＦｅＣｌ２・ｙＨ２ＯおよびＭ２＋Ｃｌ２．ａＨ２Ｏのみが熱分解ステップに供されて、酸化第二鉄、無水ＨＣｌガスおよび固体Ｍ２＋Ｃｌ２が生産されることが好ましい。
【0094】
したがって、熱分解ステップは典型的には、その後で本明細書に記載されるように用いられるガス状のＨＣｌに加えて、固体Ｆｅ２Ｏ３および固体Ｍ２＋Ｃｌ２の混合物を生産するであろう。
【0095】
当該方法はその後、第３の分離ステップにおいて、Ｍ２＋Ｃｌ２を水に溶解させること、および、固液分離を実行して結果として生じるＭ２＋Ｃｌ２の溶液から不溶性Ｆｅ２Ｏ３を回収することを含んでいてもよい。
【0096】
結果として生じるＭ２＋Ｃｌ２の溶液中、元々は金属材料または金属担持材料に含有されていた鉄以外の金属（Ｍ）はしたがって、それらが金属材料または金属担持材料に保持されていたマトリックスから解放され、該マトリックスは鉄を含んでいたであろう。かかるその他の金属は、ここで結果として生じる溶液から従来の方法、例えば湿式精錬法によって回収されてもよい。
【0097】
当該方法はまた、販売可能なＦｅ２Ｏ３、および、先の方法ステップへの再循環に適する生産物を生産する。例えば、有意なことに、温度処理によるＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏ／ＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏ（好ましくは、ＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏ）の熱分解は、ガス状のＨＣｌを放出し、特にＦｅＣｌ２．ｙＨ２Ｏが熱分解に供されるときには、該ガス状のＨＣｌは望ましくは無水形態であることが注目される。
【0098】
当該方法は、結晶化ステップが変位結晶化として実行されるときには、このＨＣｌガスを結晶化ステップにおいて用いられるように再循環させることを含んでいてもよい。代替的には、それは、消化試薬として用いられるように、または、消化試薬の生産に用いられるように、消化ステップへと再循環してもよい。
【0099】
さらに、先に注目されたように、Ｆｅ２Ｏ３は、変位結晶化ステップからの、いっそう具体的には第２の分離ステップからのＨＣｌ溶液と反応して、消化ステップにおいて使用するためのＦｅＣｌ３溶液が生産されてもよい。
【0100】
ＦｅＣｌ２．ｘＨ２Ｏの生産および後に続くＦｅＣｌ２．ｙＨ２Ｏへの脱水が、後に続く部分的に脱水されたＦｅＣｌ２．ｙＨ２Ｏの分解を通して、把握されるように濃縮され、かつ、希釈されていないＨＣｌであり、さらに本発明の文脈では実質的に乾燥している、すなわち水分のない（無水である）ガス状の形態のＨＣｌの生産を可能にすることは、説明された発明の特有の利点および革新的な特徴と見做される。このことは、濃縮ＨＣｌの生産に不都合であり、かつ、所望の濃度の希釈ＨＣｌの製造にさえ不都合な水分バランスに起因して不可避的にＨＣｌの希釈溶液を形成する固体金属担持原料の消化にＨＣｌを利用する従来の方法と著しく対照的である。例えば、室温におけるＨＣｌの最高濃度は３３％ ｖ／ｖである一方で、ＨＣｌを利用する既存の方法は、１８％ ｖ／ｖより高い希釈ＨＣｌの再生成をほぼ達成しない。本発明は、ＦｅＣｌ２．ｘＨ２Ｏとしての鉄析出、それを部分的に脱水してＦｅＣｌ２．ｙＨ２Ｏを生産すること、および、それを分解して次に先の方法ステップにおける使用のための希釈されていないガス状のＨＣｌを生産することのルートを採用することによって、このことに優雅に対処する。
【0101】
本発明は、その第５の態様として、本発明の第１～第４の態様の方法を実行するための工程に及び、該工程は、各々の方法ステップに対応し、かつ、各々の方法ステップを実行するための工程段階および工程操作を含む。
【図面の簡単な説明】
【0102】
【発明を実施するための形態】
【0103】
説明的な実施形態の詳細な説明
本発明はここで、本発明の第５の態様による工程を示す添付の線図を参照して、いっそう詳細に説明されるであろう。
本発明はここで、本発明の第５の態様による工程を示す添付の線図を参照して、いっそう詳細に説明されるであろう。
【0104】
図面を参照すると、参照数字１０は概して、本発明の第１～第４の態様の方法を実行するための本発明の第５の態様による工程を示す。
【0105】
工程１０は、以下の工程段階を含む：
－ 酸化的／還元的消化段階１２；
－ 還元段階１４；
－ 第１の分離段階１６；
－ 変位結晶化段階１８；
－ 第２の分離段階２０；
－ 乾燥段階２２；
－ 熱分解段階２４；
－ 第３の分離段階２６；
－ 塩化第二鉄生成段階２８；および、
－ 金属回収段階３０。
－ 酸化的／還元的消化段階１２；
－ 還元段階１４；
－ 第１の分離段階１６；
－ 変位結晶化段階１８；
－ 第２の分離段階２０；
－ 乾燥段階２２；
－ 熱分解段階２４；
－ 第３の分離段階２６；
－ 塩化第二鉄生成段階２８；および、
－ 金属回収段階３０。
【0106】
工程１０において、以下の給送、移送、取出および再循環ラインが特定される：
－ 給送ライン３２；
－ 給送ライン３４
－ 給送ライン３６
－ 移送ライン３８；
－ 給送ライン４０；
－ 移送ライン４２；
－ 取出ライン４４；
－ 移送ライン４６；
－ 給送ライン４８；
－ 再循環ライン５０；
－ 移送ライン５２；
－ 再循環ライン５４；
－ 再循環ライン５６；
－ 移送ライン５８；
－ 移送ライン６０；
－ 移送ライン６２；
－ 移送ライン６４；
－ 移送ライン６６；
－ 再循環ライン７０；
－ 取出ライン７２；
－ 給送ライン７４；および、
－ 再循環ライン７６。
－ 給送ライン３２；
－ 給送ライン３４
－ 給送ライン３６
－ 移送ライン３８；
－ 給送ライン４０；
－ 移送ライン４２；
－ 取出ライン４４；
－ 移送ライン４６；
－ 給送ライン４８；
－ 再循環ライン５０；
－ 移送ライン５２；
－ 再循環ライン５４；
－ 再循環ライン５６；
－ 移送ライン５８；
－ 移送ライン６０；
－ 移送ライン６２；
－ 移送ライン６４；
－ 移送ライン６６；
－ 再循環ライン７０；
－ 取出ライン７２；
－ 給送ライン７４；および、
－ 再循環ライン７６。
【0107】
工程１０を用いて本発明の第１～第４の態様の方法を実行する際、各々給送ライン３４および／もしくは再循環ライン７０に沿い、かつ、給送ライン３６および／もしくは再循環ライン５４に沿うＦｅＣｌ３の溶液ならびにＨＣｌの溶液の一方または組み合わせとともに、金属材料または金属担持材料が給送ライン３２に沿って消化段階１２へと給送される。消化段階１２にＨＣｌの溶液およびＦｅＣｌ３の溶液を提供する代替的／追加的アプローチが、再循環ライン５４、７０および７６を参照して以下で説明される。
【0108】
金属材料または金属担持材料の酸化的／還元的消化は、消化段階１２において進行し、かつ、ＦｅＣｌ２溶液を生産し、該ＦｅＣｌ２溶液は、場合によっては残りのＦｅＣｌ３を含有し、かつ、場合によっては１つ以上のその他の金属（Ｍ）塩化物、例えば、銅（Ｃｕ）、バナジウム（Ｖ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）およびマンガン（Ｍｎ）の塩化物を含有する。
【0109】
ＦｅＣｌ２溶液は、移送ライン３８に沿って消化段階１２から還元段階１４へと移送され、そこで、給送ライン４０に沿って還元段階１４へと給送される還元剤と接触する。
【0110】
ＦｅＣｌ２溶液はその後、移送ライン４２に沿って還元段階１４から第１の分離段階１６へと移送され、そこで、ＦｅＣｌ２溶液に含有される固体がＦｅＣｌ２溶液から分離され、かつ、取出ライン４４に沿って取り出される。
【0111】
回収されたＦｅＣｌ２溶液はその後、移送ライン４６に沿って第１の分離段階１６から変位結晶化段階１８へと通される。ここで、ＦｅＣｌ２溶液は、給送ライン４８に沿って、かつ／あるいは、再循環ライン５０に沿って変位結晶化段階１８へと給送されるガス状のＨＣｌと接触する。
【0112】
変位結晶化段階１８においてＦｅＣｌ２溶液をガス状のＨＣｌと接触させることは、ＨＣｌの水溶液（すなわち、希釈ＨＣｌ）中に、固体ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏを生産し、かつ、ＦｅＣｌ２溶液中にその他の金属（Ｍ）塩化物が存在する場合には固体Ｍ２＋Ｃｌ２・ｚＨ２Ｏを生産する（ｘ，ｚ≧１）。
【0113】
典型的には、ｘの値は４であり、したがって、固体ＦｅＣｌ２・ｘＨ２ＯはＦｅＣｌ２・４Ｈ２Ｏ（すなわち、塩化第一鉄四水和物）であろう。
【0114】
固体ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏ、もし存在すればＭ２＋Ｃｌ２・ｚＨ２ＯおよびＨＣｌの水溶液は、移送ライン５２に沿って第２の分離段階へと移送され、そこで、固体ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏ、および、もし存在すれば固体Ｍ２＋Ｃｌ２は、ＨＣｌの水溶液から分離され、かつ、移送ライン５８に沿って取り出される。ＨＣｌの水溶液は、再循環ライン５４に沿って消化段階１２へと再循環し、かつ／あるいは、ライン５６に沿ってＦｅＣｌ３生成段階２８へと再循環する。固体ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏ、および、もし存在すればＭ２＋Ｃｌ２・ｚＨ２Ｏは、移送ライン５８に沿って脱水段階２２へと移送される。
【0115】
ＨＣｌの水溶液の再循環は、例えば低濃度の結果として金属塩化物水和物に変換されないいくつかの金属塩化物の再循環を含んでもよいことが注目される。かかる金属塩化物水和物の増加は、一旦十分な高濃度が達成されれば、最終的にはかかる変換をもたらすであろう。
【0116】
脱水段階２２では、固体ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏ、および、もし存在すれば固体Ｍ２＋Ｃｌ２・ｚＨ２Ｏは、２００℃未満であるが７０℃未満ではない温度、いっそう好ましくは７０℃～１５０℃の範囲の温度での温度処理を用いて非酸化環境において脱水に供され、したがって、存在すれば、固体ＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏ、および、もし存在すれば固体Ｍ２＋Ｃｌ２・ａＨ２Ｏが生産される（ｘ＞ｙ≧０； ｚ＞ａ≧０）。
【0117】
いっそう具体的には、固体ＦｅＣｌ２・ｘＨ２Ｏ、および、もし存在すれば固体Ｍ２＋Ｃｌ２・ｚＨ２Ｏは、温度処理が実行される通気孔のない容器の中へと給送され、かつ、温度処理が実行される通気孔のない容器を通り、このようにして、温度処理および結果として生じるＦｅＣｌ２・ｘＨ２ＯおよびＭ２＋Ｃｌ２・ｚＨ２Ｏの脱水に起因して容器内に形成される蒸気によって容器内に周囲圧力に対して僅かな正圧が生産され、該蒸気は、例えば空気の形態で容器中に存在しているであろう酸素を変位させ、したがって塩化第一鉄の酸化を回避するのに役立つ。
【0118】
固体ＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏおよび固体Ｍ２＋Ｃｌ２・ａＨ２Ｏは、移送ライン６０に沿って熱分解段階２４へと移送され、そこで、固体ＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏおよび固体Ｍ２＋Ｃｌ２・ａＨ２Ｏは温度処理に供され、そのまま留まり、したがって分解されないが、典型的には脱水されているであろう固体Ｍ２＋Ｃｌ２・ａＨ２Ｏを除外して、固体ＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏが分解されて、固体Ｆｅ２Ｏ３およびＨＣｌガスが生産され、Ｍ２＋Ｃｌ２・ａＨ２Ｏ、ここで、ａ≧１が分解段階において存在する任意の場合、かかるＭ２＋Ｃｌ２・ａＨ２Ｏが無水Ｍ２＋Ｃｌ２（すなわち、ａ＝０）へと変換されるようになっている。温度処理は、Ｍ２＋Ｃｌ２・ａＨ２ＯよりＦｅＣｌ２・ｙＨ２Ｏの熱分解に好都合な条件下で実行され、かつ、実際、ＦｅＣｌ２．ｙＨ２Ｏの分解が実行される任意の温度においてＭ２＋Ｃｌ２・ａＨ２Ｏ（ｚ＞ａ≧０）の熱分解が起きないようになっている。熱分解段階２４における温度処理は、酸化条件下で、すなわち、例えば空気によって供給される酸素の存在下で、２００℃より高いが６００℃より高くない温度で実行される。
【0119】
熱分解段階２４において生産されるＨＣｌガスは、回収され、かつ、再循環ライン５０に沿って変位結晶化段階１８へと再循環する。
【0120】
熱分解段階における酸化条件に都合が良いように、または、熱分解段階における酸化条件を効果的にするために、送風機が採用されて、熱分解段階へと空気を吹き込み、したがってまた、本明細書に記載の回収および使用のためにガス状の塩酸を熱分解段階から排出してもよい。
【0121】
ガス状のＨＣｌは濃縮されており、すなわち、希釈されておらず、したがって実質的に純粋なＨＣｌであり、さらに実質的に乾燥している（すなわち、水分がなく、したがって無水である）ことが把握されるであろう。したがって、説明された工程は、好適な水分バランスの達成を可能にし、次に、工程の上流での使用のために濃縮され実質的に乾燥したＨＣｌをガス状の形態で生産することを可能にする。このことは、希釈ＨＣｌ溶液を生産するが濃度が１８％ ｖ／ｖより高いことがほぼない、金属回収操作にＨＣｌを利用する既存の工程と対照的である。
【0122】
ＦｅＣｌ２．ｘＨ２Ｏの脱水の不存在下では、熱分解段階２４から生産されるガス状のＨＣｌは湿っており／希釈されており（すなわち、水蒸気を含有しており）、そのことは変位結晶化段階１８で説明した様式で溶解したＦｅＣｌ２を変位させるのに効果的でないであろう。本発明が従う革新的アプローチはしたがって、変位結晶化段階１８における使用のためにガス状のＨＣｌを回収するための蒸発操作のあらゆる必要性をさらに回避する。
【0123】
固体Ｆｅ２Ｏ３および固体Ｍ２＋Ｃｌ２は、移送ライン６２に沿って第３の分離段階２６へと移送され、そこで、固体Ｍ２＋Ｃｌ２が水に溶解してＭ２＋Ｃｌ２溶液が生産され、かつ、固液分離が実行されてＭ２＋Ｃｌ２溶液および固体Ｆｅ２Ｏ３が回収される。
【0124】
Ｍ２＋Ｃｌ２溶液は、その中に含有された金属の回収のために、移送ライン６４に沿って金属回収段階３０へと移送される。
【0125】
Ｆｅ２Ｏ３は、取出ライン７２に沿って販売可能な生産物として取り出され、かつ／あるいは、移送ライン６６に沿ってＦｅＣｌ３生成段階２８へと移送され、そこでＨＣｌであって、給送ライン７４に沿って生成段階２８へと給送されるか、または、再循環ライン５６に沿って生成段階２８へと再循環する前記ＨＣｌと接触し、かつ／あるいは、再循環ライン７６に沿って消化段階１２へと再循環し、そこでＨＣｌと接触してインサイチュでＦｅＣｌ３溶液が生産される。
【0126】
生成（再生成）されるＦｅＣｌ３はその後、生成段階２８から消化段階１８へと再循環する。
【実施例】
【0127】
実施例１－混合された酸化および硫化銅精鉱の選鉱
本実施例で選鉱される鉱石精鉱は、以下の表１に記載の組成を有する。
本実施例で選鉱される鉱石精鉱は、以下の表１に記載の組成を有する。
【0128】
１．鉱山から回収された１００ｇの精鉱（表１を参照）（～７５μｍに摩砕された）が、還流ガラスビーカーにおいて１０５℃にて４時間、２５０ｇのＦｅＣｌ３（４３ ｗｔ％）溶液、５５ｇのＨＣｌ（３３ ｗｔ％）溶液および１００ｍｌの水で消化された。
【0129】
【表1】
【0130】
２．上記精鉱の酸化的消化後、主たる可溶性塩化物であるＦｅＣｌ２、ＣｕＣｌ２およびＣｕ２Ｃｌ２が溶液中に生産された。濾過を介して、水溶画分が不溶画分から分離された。不溶画分は５１ｇ（３０％、または１６ｇ、水分）からなり、かつ、洗浄および１１０℃での乾燥後、硫黄、ケイ酸塩、および、その他の不溶分を有することが見出された（表２を参照）。不溶画分の化学組成を参照すると、利用可能なＣｕの９９．６％が抽出されたことになる。
【0131】
【表2】
【0132】
３．濾過後、ほぼ４００ｍｌの濾液（４７０ｇ）が得られた。この濾液に、撹拌している間に１９．８ｇの鉄粉末が添加された。３０分後、結果として生じる還元反応が完了した。
【0133】
４．還元から生じる銅セメントが洗浄され、濾過され、かつ、乾かされ、かつ、２７．４ｇのＣｕが回収された。この銅は、プレスされ、かつ、溶かされ、または、ＣｕＳＯ４．５Ｈ２Ｏ結晶を生産するのに用いられ得ることが注目される。
【0134】
５．ほぼ３５０ｍｌ（４７０ｇ）である残りの濾液が、８４ｇのＨＣｌガス（以下の分解ステップ８から生じる）をスクラブするためのスクラブ溶液として用いられた。ＨＣｌガスをスクラブしている最中、溶液の温度は３０～３５℃に保持された。
【0135】
６．ステップ５において、２２８ｇのＦｅＣｌ２．４Ｈ２Ｏ結晶が形成された。これらは、残りのＨＣｌ溶液（３２６ｇ）から濾過された。
【0136】
７．これらの結晶が１５０℃で乾かされて、ほぼ１６６ｇのＦｅＣｌ２．Ｈ２Ｏ（固体）が得られた。この乾燥した生産物が、インサイチュで～２ｍｍまで摩砕された。
【0137】
８．摩砕された生産物がその後、４００℃にて空気中で加熱された。この温度で、すべてのＦｅＣｌ２．Ｈ２Ｏが、Ｆｅ２Ｏ３（固体）およびＨＣｌ（ガス状）へと酸化した。
【0138】
９．９１．５ｇのＦｅ２Ｏ３が回収された。３８．５ｇは販売され得、５３ｇは３２６ｇのＨＣｌ溶液（ステップ６）、トップ試薬としての１８ｇの新たなＨＣｌ（３３ ｗｔ％）および１０８ｇの水ともに再循環する。これに、１００ｇの給送材料が添加されて、次の消化ランが再開されてもよい。
【0139】
さらなる情報については、図２も参照されたい。
【0140】
実施例２－硫化ニッケル精鉱の選鉱
本実施例で選鉱される鉱石精鉱は、以下の表３に記載の組成を有する。
本実施例で選鉱される鉱石精鉱は、以下の表３に記載の組成を有する。
【0141】
【表3】
【0142】
【表4】
【0143】
１．１００ｇの精鉱（～４５μｍ）に、８５ｇのＦｅ２Ｏ３（再循環）が添加された。この給送材料は、１０５℃で４時間の還流を介して、ほぼ３３％、４００ｍｌのＨＣｌ（ｃ）で消化された。
【0144】
２．消化の直後、溶液がまだ温かい間に、スラリー（不溶分を含む）が過剰なスクラップＦｅを含有するタンクを通してポンピングされた。このことは、過剰なＨＣｌを中和し、過剰なＦｅＣｌ３をＦｅＣｌ２およびセメントＣｕへと還元するのに役立った。このステップでは、ほぼ６ｇのＦｅスクラップが用いられた。
【0145】
３．スラリーがその後で濾過および洗浄されて、６２ｇの不溶分＋５ｇのＣｕセメントおよび３７０ｍｌの濾液が生産された。
【0146】
４．不溶分が銅セメントとともにＨ２ＳＯ４およびＨＮＯ３の希釈溶液で処理され、ＣｕＳＯ４溶液が生産された。濾過および洗浄後、ＣｕＳＯ４がＣｕＳＯ４．５Ｈ２Ｏへと結晶化され得、不溶分は格上げされたＰＧＭ’ｓを含有する。
【0147】
５．ほぼ１００ｇのＨＣｌ（ガス状）をスクラブするために、３７０ｍｌの濾液が用いられた。温度は１５～２０℃に保たれた。ＨＣｌ（ガス状）をスクラブすることは、第一鉄、ニッケルおよびコバルト塩化物を溶液から変位させて、その固体水和結晶を形成した。結果として生じる溶液は、ほぼ３０～３６％のＨＣｌを含有していた。
【0148】
６．結晶の濾過後、結晶は新たな濾液溶液で洗浄されて、ＨＣｌ（ｃ）バックグラウンドから除去された。ほぼ９５％の第一鉄および７０％のＮｉ／Ｃｏ結晶が、この方式で得られた。残りはＨＣｌ溶液とともに消化に再循環し、かつ、濃度が増大するにつれていっそう多くが結晶化するであろうさらなるランにおいて蓄積するであろう。
【0149】
７．洗浄された結晶が１５０℃にて乾かされ、クリーンな蒸気が生産された。
【0150】
８．乾燥した結晶がその後４００℃にて分解され、ステップ５へと再循環するＦｅ２Ｏ３、無水Ｎｉ（Ｃｏ）Ｃｌ２およびＨＣｌ（ガス状）が生産された。
【0151】
９．Ｆｅ２Ｏ３に冷水が加えられ、Ｎｉ（Ｃｏ）Ｃｌ２が溶解した。濾過および洗浄後、過剰なＦｅ２Ｏ３が販売され得、Ｎｉ（Ｃｏ）Ｃｌ２が溶液から選鉱され得る。
【0152】
さらなる情報については、図３も参照されたい。
【図1】
【図2】
【図3】
【国際調査報告】