特表 2024-515518 含水鉱石材料の処理

(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】含水鉱石材料の処理

(51)【国際特許分類】

   C22B 3/10 20060101AFI20240403BHJP

   C22B 15/00 20060101ALI20240403BHJP

   C22B 23/00 20060101ALI20240403BHJP

   C01G 49/06 20060101ALI20240403BHJP

【ＦＩ】

C22B3/10

C22B15/00

C22B23/00 102

C01G49/06 Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023560822

(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】 IB2022053011

(87)【国際公開番号】W WO2022208429

(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

4K001AA07

4K001AA09

4K001AA10

4K001AA19

4K001BA01

4K001BA23

4K001DB04

(57)【要約】

含水鉱石材料金属有価物を処理する方法は、含水鉱石材料をガス状の塩酸と接触させることによって塩化第一鉄（ＦｅＣｌ_２）および少なくとも１つのその他の金属の二価塩化物（Ｍ^２＋Ｃｌ_２）が生産される消化ステップを含む。結晶化ステップでは、溶液由来の固体塩化第一鉄水和物（ＦｅＣｌ_２・ｘＨ_２Ｏ、ここで、ｘ＞１）および少なくとも１つのその他の金属の固体二価塩化物水和物（Ｍ^２＋Ｃｌ_２・ｚＨ_２Ｏ、ここで、ｚ≧１）の結晶化。脱水ステップでは、ＦｅＣｌ_２・ｘＨ_２ＯおよびＭ^２＋Ｃｌ_２・ｚＨ_２Ｏが温度処理に供され、ＦｅＣｌ_２・ｙＨ_２Ｏ、ここで、ｘ＞ｙ＞０およびＭ^２＋Ｃｌ_２・ａＨ_２Ｏ、ここで、ｚ＞ａ≧０が生産される。熱分解ステップでは、ＦｅＣｌ_２・ｙＨ_２Ｏが分解されて、消化ステップにおいて消化試薬として用いられる無水でありガス状の塩酸（ＨＣｌ）が生産される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄（Ｆｅ）を金属形態または化合物形態で有し、かつ、少なくとも１つのその他の金属（Ｍ）を金属形態または化合物形態で有する含水鉱石材料を処理して、前記含水鉱石材料から前記鉄および前記の少なくとも１つのその他の金属を互いに別々に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、
消化ステップにおいて、前記含水鉱石材料をガス状の塩酸（ＨＣｌ）の形態の消化試薬と接触させること、および、ＦｅＣｌ_３として存在する溶液中のあらゆる第二鉄（Ｆｅ^３＋）を溶液中の塩化第一鉄（ＦｅＣｌ_２）として存在する第一鉄（Ｆｅ^２＋）へと還元することによって、ＦｅＣｌ_２および前記の少なくとも１つのその他の金属の二価塩化物（Ｍ^２＋Ｃｌ_２）の溶液（ＦｅＣｌ_２－Ｍ^２＋Ｃｌ_２溶液）を生産することを含み；
結晶化ステップにおいて、前記ＦｅＣｌ_２－Ｍ^２＋Ｃｌ_２溶液から固体塩化第一鉄水和物（ＦｅＣｌ_２・ｘＨ_２Ｏ、ここで、ｘ＞１）および前記の少なくとも１つのその他の金属の固体二価塩化物水和物（Ｍ^２＋Ｃｌ_２・ｚＨ_２Ｏ、ここで、ｚ≧１）を結晶化することを含み；
脱水ステップにおいて、前記ＦｅＣｌ_２・ｘＨ_２Ｏおよび前記Ｍ^２＋Ｃｌ_２・ｚＨ_２Ｏを温度処理に供して、固体であり部分的に脱水された塩化第一鉄水和物（ＦｅＣｌ_２・ｙＨ_２Ｏ、ここで、ｘ＞ｙ＞０）ならびに前記の少なくとも１つのその他の金属の固体であり部分的に脱水された二価塩化物水和物および固体二価塩化物のうちの少なくとも１つ（Ｍ^２＋Ｃｌ_２・ａＨ_２Ｏ、式中、ｚ＞ａ≧０）を生産することを含み；
熱分解ステップにおいて、前記ＦｅＣｌ_２・ｙＨ_２ＯおよびＭ^２＋Ｃｌ_２・ａＨ_２Ｏを温度処理に供して、したがって、前記ＦｅＣｌ_２・ｙＨ_２Ｏを分解して、固体酸化第二鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）、無水でありガス状の塩酸（ＨＣｌ）および前記の少なくとも１つのその他の金属の固体二価塩化物（Ｍ^２＋Ｃｌ_２、すなわち、ここで、ａ＝０）を生産することを含み；かつ、
このように生産された前記の無水でありガス状の塩酸を前記消化ステップにおいて前記消化試薬として用いることを含む、
前記方法。

【請求項2】

前記含水鉱石材料を前記消化試薬と接触させることが、前記含水鉱石材料のサイズ減少を含むか、または、前記含水鉱石材料のサイズ減少によって先行され、該サイズ減少は、前記消化試薬によって接触されるように利用可能な前記含水鉱石材料の表面積を増大させるために実行される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記含水鉱石材料を前記消化試薬と接触させることが、前記含水鉱石材料のサイズ減少の実行と同時に実行される、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記の少なくとも１つのその他の金属が、金属形態または化合物形態の銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）およびコバルト（Ｃｏ）のうちの１つ以上から選択される、請求項１～３のいずれかに記載の方法。

【請求項5】

前記含水鉱石材料が、ラテライト鉱石材料である、請求項１～４のいずれかに記載の方法。

【請求項6】

前記結晶化ステップが、蒸発結晶化ステップである、請求項１～５のいずれかに記載の方法。

【請求項7】

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ＦｅＣｌ_２－Ｍ^２＋Ｃｌ_２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ＦｅＣｌ_２－Ｍ^２＋Ｃｌ_２溶液を回収することを含む、請求項１～６のいずれかに記載の方法。

【請求項8】

前記結晶化ステップの後であって前記脱水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、前記結晶化ステップからの前記固体ＦｅＣｌ_２・ｘＨ_２Ｏおよび前記固体Ｍ^２＋Ｃｌ_２・ｚＨ_２Ｏを回収することを含む、請求項１～７のいずれかに記載の方法。

【請求項9】

前記脱水ステップが、７０℃～１５０℃の範囲の温度で非酸化条件下で実行される、請求項１～８のいずれかに記載の方法。

【請求項10】

前記熱分解ステップが、２００℃～６００℃の範囲の温度で酸化条件下で実行される、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、含水鉱石材料を処理して、その中に含有される金属有価物を遊離させることに関する。本発明は、含水鉱石材料を処理する方法を提供し、かつ、含水鉱石材料を処理する工程に及ぶ。

【発明の概要】

【0002】

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、したがって、本発明の特徴付けに寄与する。とりわけ、一般化学式、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、本発明の特徴付けに実質的に寄与するものとして解釈されるべきである。

【0003】

本発明によれば、含水鉱石材料であって、鉄（Ｆｅ）を金属形態または化合物形態で有し、かつ、少なくとも１つのその他の金属（Ｍ）を金属形態または化合物形態で有する前記含水鉱石材料を処理して、鉄および少なくとも１つのその他の金属を含水鉱石材料から金属形態または化合物形態で互いに別々に回収する方法が提供され、当該方法は、
消化ステップにおいて、含水鉱石材料をガス状の塩酸（ＨＣｌ）の形態の消化試薬と接触させること、および、還元剤を用いて典型的にはＦｅＣｌ_３として存在する溶液中のあらゆる第二鉄（Ｆｅ^３＋）を典型的には塩化第一鉄（ＦｅＣｌ_２）として存在する溶液中の第一鉄（Ｆｅ^２＋）へと還元することによって、ＦｅＣｌ_２および少なくとも１つのその他の金属の二価塩化物（Ｍ^２＋Ｃｌ_２）の溶液（ＦｅＣｌ_２－Ｍ^２＋Ｃｌ_２溶液）を生産することを含み；
結晶化ステップにおいて、ＦｅＣｌ_２－Ｍ^２＋Ｃｌ_２溶液から固体塩化第一鉄水和物（ＦｅＣｌ_２・ｘＨ_２Ｏ、ここで、ｘ≧１であり、いっそう好ましくはｘ＞１であり、ｘは好ましくは４である）および少なくとも１つのその他の金属の固体二価塩化物水和物（Ｍ^２＋Ｃｌ_２・ｚＨ_２О、ここで、ｚ≧１である）を結晶化することを含み；
脱水ステップにおいて、ＦｅＣｌ_２・ｘＨ_２ＯおよびＭ^２＋Ｃｌ_２・ｚＨ_２Ｏを温度処理に供して、固体の部分的に脱水された塩化第一鉄水和物（ＦｅＣｌ_２・ｙＨ_２Ｏ、ここで、ｘ＞ｙ＞０であり、好ましくは１である）ならびに少なくとも１つのその他の金属の固体の部分的に脱水された二価塩化物水和物および固体二価塩化物（Ｍ^２＋Ｃｌ_２・ａＨ_２Ｏ、式中、ｚ＞ａ≧０である）のうちの少なくとも１つを生産することを含み；
熱分解ステップにおいて、ＦｅＣｌ_２・ｙＨ_２ＯおよびＭ^２＋Ｃｌ_２・ａＨ_２Ｏを温度処理に供し、したがって、ＦｅＣｌ_２・ｙＨ_２Ｏを分解して、固体酸化第二鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）、ガス状の塩酸（ＨＣｌ）および少なくとも１つのその他の金属の固体二価塩化物（Ｍ^２＋Ｃｌ_２、すなわち、ここで、ａ＝０である）を生産することを含み；かつ、
このように生産されたガス状の塩酸を消化ステップにおける消化試薬として用いることを含む。

【0004】

本明細書において用いられる意味において、用語「含水鉱石材料」は、化学結合水（「遊離水」、すなわち、化学結合していないＨ_２Ｏの形態の水とは反対）を、典型的には約５重量％～約７０重量％の範囲で、例えば鉱石中に含有された金属水和物および／または金属水酸化物に含まれた状態で有する鉱石材料を意味する。例えば、含水鉱石材料は、具体的には例えばリモナイト、サプロナイトなどのラテライト鉱石材料のような粘土系鉱石材料であってもよい。

【0005】

有意なことに、当該方法は、含水鉱石材料が本発明の方法にしたがう処理前に乾燥または脱水操作に供されないことを条件としてもよく、かつ、好ましくは条件とする。

【0006】

含水鉱石材料は、化学結合水に加えて、幾分かの遊離水を有していてもよい。

【0007】

当該方法を実行する目的のために、含水鉱石材料は、例えば、含水鉱石材料の重量に基づいて５％まで遊離水を含んでいてもよい。

【0008】

当該方法は、したがって、当該方法において用いられる含水鉱石材料が含水鉱石材料の重量に基づいて５％までの遊離水含有量を有するように含水鉱石材料に遊離水を添加する先行ステップを含んでいてもよい。

【0009】

含水鉱石材料を消化試薬と接触させることは、含水鉱石材料のサイズ減少を含んでいてもよく、含水鉱石材料のサイズ減少が先立っていてもよい。含水鉱石材料のサイズ減少は、消化試薬によって接触されるのに利用可能である含水鉱石材料の表面積を増大させるために実行されてもよい。

【0010】

したがって、当該方法は、含水鉱石材料をサイズ減少に供すことを含み、かつ、後に続いて、かつ、別個に、含水鉱石材料を消化試薬と接触させることを含んでいてもよく、含水鉱石材料を消化試薬と接触させている間に含水鉱石材料をサイズ減少に供すことを含んでいてもよい。

【0011】

含水鉱石材料のサイズ減少は、例えばセラミック摩砕媒体を用いた摩砕を通して実行されてもよく、細断、薄切、破壊、粉砕または任意の類似のサイズ減少作用を通して実行されてもよい。

【0012】

本発明が関連するタイプの含水鉱石材料の処理において、摩砕のようなサイズ減少操作は、とりわけ、かかる鉱石材料が上述のように本発明が回避することを求める脱水に供される前にそれらに適用されてもよい限りにおいて、非典型的であることが注目される。

【0013】

溶液中の第二鉄の溶液中の第一鉄への還元は、溶液中に第二鉄が存在すれば実行されるに過ぎないであろう。ラテライト鉱石材料の場合、溶液中の第二鉄は消化ステップによって生産されるであろうことが期待される。

【0014】

結晶化ステップは、例えば、蒸発結晶化ステップとして、すなわちＦｅＣｌ_２－Ｍ^２＋Ｃｌ_２溶液から水を蒸発させて、したがってＦｅＣｌ_２・ｘＨ_２ＯおよびＭ^２＋Ｃｌ_２・ｚＨ_２Ｏの結晶化を引き起こすことによって実行されてもよい。

【0015】

少なくとも１つのその他の金属は、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）およびコバルト（Ｃｏ）のうちの１つ以上を金属形態または化合物形態で有していてもよい。典型的には、その他の金属は少なくともニッケルであろう。

【0016】

好ましくは、含水鉱石材料は、ラテライトニッケル鉱石資源、例えばサプロライトニッケル鉱石資源由来の鉱石であってもよい。

【0017】

含水鉱石材料の組成に依拠して、ＦｅＣｌ_２－Ｍ^２＋Ｃｌ_２溶液はしたがって、ＦｅＣｌ_２に加えて、ＮｉＣｌ_２を含有していてもよく、かつ、場合によってはＣｕＣｌ_２および／またはＣｏＣｌ_２を含有していてもよい。その他の金属もまた、含まれていてもよい。

【0018】

消化ステップは、１０℃～１２０℃の温度で実行されてもよい。

【0019】

還元剤として、金属鉄が用いられてもよい。

【0020】

還元剤として金属鉄を用いる際、Ｆｅ^３＋のＦｅ^２＋への還元に加えて、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て、したがって、ＦｅＣｌ_２－Ｍ^２＋Ｃｌ_２溶液からの固液分離によってかかる金属を容易に回収可能にしてもよい。

【0021】

当該方法は、消化ステップの後に実行される第１の分離ステップにおいて、固液分離によってＦｅＣｌ_２－Ｍ^２＋Ｃｌ_２溶液から固体を分離し、したがって、実質的に固体のないＦｅＣｌ_２－Ｍ^２＋Ｃｌ_２溶液を回収することを含んでいてもよい。

【0022】

ＦｅＣｌ_２．ｘＨ_２Ｏは、とりわけ、ＦｅＣｌ_２．４Ｈ_２Ｏ（塩化第一鉄四水和物）であってもよい。

【0023】

当該方法は、結晶化ステップの後であって脱水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、結晶化ステップからの固体ＦｅＣｌ_２・ｘＨ_２Ｏおよび固体Ｍ^２＋Ｃｌ_２・ｚＨ_２Ｏを回収することを含んでいてもよい。かかる分離は、存在すれば結晶化ステップにおける残液からであってもよい。

【0024】

脱水ステップは、固体ＦｅＣｌ_２・ｘＨ_２Ｏおよび固体Ｍ^２＋Ｃｌ_２・ｚＨ_２Ｏを温度処理に供して、固体ＦｅＣｌ_２・ｙＨ２Ｏおよび固体Ｍ^２＋Ｃｌ_２・ａＨ_２Ｏを生産することを含んでいてもよい。

【0025】

ＦｅＣｌ_２・ｙＨ_２Ｏは、とりわけ、ＦｅＣｌ_２・Ｈ_２Ｏ（塩化第一鉄一水和物）、すなわち、ｙ＝１であってもよい。

【0026】

脱水ステップにおける温度処理は、ＦｅＣｌ_２．ｘＨ_２ＯおよびＭ^２＋Ｃｌ_２・ｚＨ_２Ｏを７０℃～２００℃の範囲、いっそう好ましくは７０℃～２００℃未満の温度、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℃の範囲の温度であってもよい。

【0027】

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を含んでいてもよく、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、蒸気は、ＦｅＣｌ_２・ｘＨ_２ＯおよびＭ^２＋Ｃｌ_２・ｚＨ_２Ｏを脱水してＦｅＣｌ_２・ｙＨ_２ＯおよびＭ^２＋Ｃｌ_２・ａＨ_２Ｏを生産することの結果として生産されるものであってもよい。

【0028】

熱分解ステップにおいて、脱水ステップで生産されたあらゆるＭ^２＋Ｃｌ_２・ａＨ_２Ｏ（ここで、ａ≧１）が完全に脱水されて、すなわち、Ｍ^２＋Ｃｌ_２・ａＨ_２Ｏ（ここで、ａ＝０）を形成するであろう。したがって、分解ステップ由来の固体生産物は、酸化第二鉄に加えて、Ｍ^２＋Ｃｌ_２・ａＨ_２Ｏ（ここで、ａ＝０）、すなわち、脱水ステップにおいて生産されたＭ^２＋Ｃｌ_２・ａＨ_２Ｏ（ここで、ａ＝０）および熱分解ステップにおいて生産されたＭ^２＋Ｃｌ_２・ａＨ_２Ｏ（ここで、ａ＝０）を有するＭ^２＋Ｃｌ_２のみを含んでいるであろう。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

熱分解ステップにおいて生産されるガス状のＨＣｌは、実質的に乾燥しており、すなわち、水分がなくてもよい（すなわち、無水であってもよい）。

【0032】

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）非酸化条件下での、上記温度における乾燥（脱水）を有し、
ＦｅＣｌ_２．４Ｈ_２Ｏ（固体） → ＦｅＣｌ_２．Ｈ_２Ｏ（固体） ＋ ３Ｈ_２Ｏ（ガス状）
（ｉｉ）上記の温度で、空気によって供給される酸素（１／２Ｏ_２）の存在下での、酸化条件下の熱分解を有する。
２ＦｅＣｌ_２．Ｈ_２Ｏ（固体） → Ｆｅ_２Ｏ_３（固体） ＋ ４ＨＣｌ（ガス状）

【0033】

上記で言及されたように、熱分解ステップにおいて熱処理が実行される温度は、ＦｅＣｌ_２・ｙＨ_２Ｏの熱分解が起こり、かつ、Ｍ^２＋Ｃｌ_２・ａＨ_２Ｏの熱分解が起こらないように、すなわち、ＦｅＣｌ_２・ｙＨ_２Ｏの熱分解がＭ^２＋Ｃｌ_２・ａＨ_２Ｏを除外して起こり、一方でＭ^２＋Ｃｌ_２・ａＨ_２Ｏ（ここで、ａ≧１）が完全に脱水されてあらゆる固体Ｍ^２＋Ｃｌ_２が生産されるように選択されてもよい。

【0034】

したがって、かかる場合には、熱分解ステップは、ＨＣｌガスに加えて、固体Ｆｅ_２Ｏ_３および固体Ｍ^２＋Ｃｌ_２の混合物を生産するであろう。

【0035】

当該方法はその後、第３の分離ステップにおいて、Ｍ^２＋Ｃｌ_２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溶液からＦｅ_２Ｏ_３を回収すること、したがって、少なくとも１つのその他の金属および鉄を互いに別々に回収することを含んでいてもよい。

【0036】

結果として生じるＭ^２＋Ｃｌ_２溶液からは、かかるその他の金属がその後、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。

【0037】

当該方法はしたがって、また、販売可能なＦｅ_２Ｏ_３および先の方法ステップへの再循環に適した生産物を生産する。この点で最も注目すべきことに、温度処理によるＦｅＣｌ_２・ｙＨ_２Ｏの熱分解は、無水ＨＣｌガスを放出することが注目される。当該方法はしたがって、このＨＣｌガスを消化試薬として消化ステップへと再循環させること、および、このＨＣｌガスを消化試薬として消化ステップで用いることを含む。

【0038】

ＦｅＣｌ_２．ｘＨ_２Ｏの生産および後に続くそのＦｅＣｌ_２．ｙＨ_２Ｏへの脱水が、後に続く部分的に脱水されたＦｅＣｌ_２．ｙＨ_２Ｏの分解を通して、把握されるように濃縮しており、希釈されておらず、かつ無水のＨＣｌであるガス状の形態のＨＣｌの生産を可能にすることは、記載された発明の特別な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の生産に好ましくなく、かつ、所望の濃度の希釈ＨＣｌの生産にさえ好ましくない水分バランスに起因してＨＣｌの希釈溶液を不可避的に形成する、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の最高濃度は約３３％ ｖ／ｖであり、ＨＣｌを利用する既存の方法は、１８％ ｖ／ｖより高い希釈ＨＣｌの再生成をめったに達成しない。本発明は、ＦｅＣｌ_２．ｘＨ_２Ｏとして鉄を析出し、それを部分的に脱水してＦｅＣｌ_２．ｙＨ_２Ｏを生産し、かつ、それを分解して次に先の方法ステップでの使用のために希釈されていないガス状のＨＣｌを生産するという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。

【0039】

本発明は、本発明の方法の方法を実行するための工程に及び、該工程は、各方法ステップに対応し、かつ、各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】

【0040】

【図1】図１は、本発明による工程のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0041】

説明的な実施形態の詳細な説明
本発明はここで、本発明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。

【0042】

図面を参照すると、参照数字１０は概して、本発明の方法を実行するための本発明による工程を示す。

【0043】

工程１０は以下の工程段階を含み、該工程段階は：
－ 酸化的／還元的消化段階１２；
－ 還元段階１４；
－ 第１の分離段階１６；
－ 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；
－ 金属回収段階３０である。

【0044】

工程１０では、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；
－ 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；
－ 加熱ライン４８；
－ 再循環ライン５０；
－ 移送ライン５２；
－ 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；および、
－ 給送ライン７４。

【0045】

工程１０を用いて本発明の方法を実行する際、含水鉱石材料が給送ライン３２に沿って消化段階へと給送され、かつ、消化段階１８においてミルにおける摩砕に供され、かつ、そうする際に水の添加によって水分含有量が５％ ｗ／ｗの遊離水へと格上げされる。含水鉱石材料はその後、摩砕に供される間に、再循環ライン５０に沿ってミルにおいて無水であるガス状の塩酸と接触し、かかるガス状の塩酸は以下で説明されるように生産される。

【0046】

含水鉱石材料の消化は消化段階１２において進行し、ＦｅＣｌ_２－Ｍ^２＋Ｃｌ_２溶液を生産し、ＭはＮｉを有し、かつ、場合によってはＣｏおよび／Ｃｕのうちの１つ以上を有する。含水鉱石材料がラテライト鉱石材料であれば、消化段階１２はまず典型的には、ＦｅＣｌ_３として第二鉄を生産し、そのＦｅＣｌ_２への還元を必要としてもよい。

【0047】

消化段階１２によって生産される溶液はしたがって、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、好ましくは元素鉄または第二鉄（例えば、Ｆｅ_２Ｏ_３）の源の形態である還元剤と接触して、ＦｅＣｌ_２－Ｍ^２＋Ｃｌ_２溶液が生産される。

【0048】

ＦｅＣｌ_２－Ｍ^２＋Ｃｌ_２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ＦｅＣｌ_２－Ｍ^２＋Ｃｌ_２溶液に含有される固体がＦｅＣｌ_２－Ｍ^２＋Ｃｌ_２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。

【0049】

回収されたＦｅＣｌ_２－Ｍ^２＋Ｃｌ_２溶液はその後、移送ライン４６に沿って第１の分離段階１６から結晶化段階１８へと通される。ここで、加熱ライン４８によって表されるような熱の追加による蒸発結晶化を通してＦｅＣｌ_２－Ｍ^２＋Ｃｌ_２溶液から固体ＦｅＣｌ_２・ｘＨ_２Ｏ（ｘ≧１、いっそう好ましくはｘ＞１）および固体Ｍ^２＋Ｃｌ_２・ｚＨ_２Ｏ（ｚ≧１）が結晶化される。

【0050】

典型的には、ｘの値は４であり、したがって、固体ＦｅＣｌ_２・ｘＨ_２ＯはＦｅＣｌ_２・４Ｈ_２Ｏ（すなわち、塩化第一鉄四水和物）であろう。

【0051】

水性懸濁液中の固体ＦｅＣｌ_２・ｘＨ_２Ｏおよび固体Ｍ^２＋Ｃｌ_２・ｚＨ_２Ｏはその後、移送ライン５２に沿って第２の分離段階２０へと移送され、そこで固体ＦｅＣｌ_２・ｘＨ_２Ｏおよび固体Ｍ^２＋Ｃｌ_２・ｚＨ_２Ｏが残液から回収され、かつ、移送ライン５８に沿って取り出される。固体ＦｅＣｌ_２・ｘＨ_２Ｏおよび固体Ｍ^２＋Ｃｌ_２・ｚＨ_２Ｏはその後、移送ライン５８に沿って脱水段階２２へと移送される。もちろん、残液であって、そこから固体ＦｅＣｌ_２・ｘＨ_２Ｏおよび固体Ｍ^２＋Ｃｌ_２・ｚＨ_２Ｏを回収すべき前記残液が存在しなければ、そのときには第２の分離段階２０は省略されてもよい。

【0052】

脱水段階２２では、固体ＦｅＣｌ_２・ｘＨ_２Ｏおよび固体Ｍ^２＋Ｃｌ_２・ｚＨ_２Ｏ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、したがって固体ＦｅＣｌ_２・ｙＨ_２Ｏおよび固体Ｍ^２＋Ｃｌ_２・ａＨ_２Ｏが生産される（ｘ＞ｙ≧０；ｚ＞ａ≧０、ここで、ｙは好ましくは１である）。

【0053】

いっそう具体的には、固体ＦｅＣｌ_２・ｘＨ_２Ｏおよび固体Ｍ^２＋Ｃｌ_２・ｚＨ_２Ｏは、温度処理が実行される通気口のない容器の中へと供給され、かつ、変換されるとすぐにそれを通り、したがって容器内に正圧を生産し、該正圧は少なくとも温度処理および結果として生じるＦｅＣｌ_２・ｘＨ_２Ｏの脱水に少なくとも起因して容器内に形成される蒸気によって生じ、該蒸気は、例えば空気の形態で容器中に存在してもよい酸素を変位させ、したがって塩化第一鉄の酸化を回避するのに役立つ。

【0054】

固体ＦｅＣｌ_２・ｙＨ_２Ｏおよび固体Ｍ^２＋Ｃｌ_２・ａＨ_２Ｏ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ＦｅＣｌ_２・ｙＨ_２Ｏおよび固体Ｍ^２＋Ｃｌ_２・ａＨ_２Ｏは温度処理に供されて、固体ＦｅＣｌ_２・ｙＨ_２Ｏが分解され、分解されないが未だにＭ^２＋Ｃｌ_２（すなわち、ａ＝０）へと完全に脱水されていない限り完全に脱水されるＭ^２＋Ｃｌ_２ ａＨ_２Ｏを除外して、固体Ｆｅ_２Ｏ_３および無水ＨＣｌガスが生産される。温度処理はしたがって、Ｍ^２＋Ｃｌ_２・ａＨ_２ＯよりＦｅＣｌ_２・ｙＨ_２Ｏの熱分解に好都合な条件下で実行される。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。

【0055】

熱分解段階２４において生産されたＨＣｌガスは回収され、かつ、消化試薬として用いられるべく再循環ライン５０に沿って消化段階１８へと再循環する。

【0056】

したがって、説明された工程は、好ましい水分バランスの達成を可能にし、次に工程の上流で用いるために濃縮された実質的に乾燥した（無水である）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、１８％ ｖ／ｖより高い濃度であることは稀である希釈ＨＣｌ溶液を生産する金属回収操作においてＨＣｌを利用する既存の工程と対照的である。

【0057】

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）、そのことは上記の様式で消化段階１２において利用されるのに効果的でないであろう。

【0058】

固体Ｆｅ_２Ｏ_３および固体Ｍ^２＋Ｃｌ_２・ａＨ_２Ｏ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Ｍ^２＋Ｃｌ_２（すなわち、ａ＝０）が水に溶解してＭ^２＋Ｃｌ_２溶液が生産され、かつ、固液分離が実行されてＭ^２＋Ｃｌ_２溶液および固体Ｆｅ_２Ｏ_３が回収される。

【0059】

Ｍ^２＋Ｃｌ_２溶液は、その中に含有される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。

【0060】

Ｆｅ_２Ｏ_３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る。

【0061】

議論
本出願人は驚くべきことに、説明された量で含水鉱石材料に含まれる化学結合水が、場合によっては含水鉱石材料を濡らすために少量の遊離水の追加を伴って、説明されたように後で再生成されてもよいガス状の塩酸を用いてかかる鉱石材料の加工を促進し、そのことによって、含水鉱石材料から鉄およびその他の金属有価物を別々に回収するために利用されることを見い出した。

【図1】

【国際調査報告】