способ извлечения никеля из биовыщелачиваемого раствора

Формула изобретения

1. Способ извлечения никеля из никельсодержащей руды, включающий добавление, по меньшей мере, одного микроорганизма, селективного для выщелачивания никельсодержащей руды, и питательной среды к водной суспензии руды и поддержание рН биовыщелачивающего раствора в диапазоне кислых значений, отличающийся тем, что при использовании в качестве исходного сырья никельсодержащей латеритной руды в качестве микроорганизма используют гриб, систематически продуцирующий карбоновую кислоту, способствующую хелатообразованию никеля в руде и продуцированию никельсодержащего раствора, а при использовании в качестве исходного сырья никельсодержащей сульфидной руды в качестве микроорганизма используют, по меньшей мере, один вид бактерий, выбранных из группы, состоящей из Thiobacillus thiooxidans, Thiobacillus ferrooxidans, Leptospiritum species, Sulfobacillus, Thermosulfidooxidans или подобные виды, включающие Sulfolobus brierleyi, Sulfolobus acidocaldarius, Sulfolobus ВС и Sulfolobus sulfataricus, добавление микроорганизма осуществляют при поддержании рН в пределах от 1 до 3, полученный после биовыщелачивания суспензии выбранной руды раствор отделяют от осадка и контактируют с ионообменным полимером, селективным по отношению к никелю, содержащим в качестве активного ингредиента биспиколиламин, после чего осуществляют экстрагирование никеля с полимера взаимодействием с минеральной кислотой и извлечение никеля из раствора минеральной кислоты.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве микроорганизма используют гриб, систематически продуцирующий карбоновую кислоту, выбранную из группы, состоящей из лимонной, винной, пировиноградной, щавелевой, молочной, гликолевой и малоновой кислот.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используемый при обработке латеритной руды микроорганизм выбирают из группы, состоящей из грибов Aspergillus Niger, Penicillium Aspergillus Sp. , Penicillium Simplicissimus и бактерий Enterobacter Spp. , Bacillus Spp. и Achromobacter Spp.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что для обработки латеритной руды используют гриб Aspergillus Niger.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ионообменный полимер, содержащий в качестве активного ингредиента биспиколиламин, добавляют к раствору в измельченной форме с получением никеля, абсорбированного на полимер, и затем частицы полимера с абсорбированным никелем отделяют от полученной суспензии просеиванием.

6. Способ извлечения никеля из никельсодержащей руды, включающий формирование руды в виде отвала, биовыщелачивание отвала руды пропусканием раствора с кислым значением рН, содержащего микроорганизмы, и питательной среды под действием силы тяжести через данный отвал в течение времени, достаточного для осуществления растворения никеля в руде и образования обогащенного никелем раствора, сбор обогащенного никельсодержащего раствора после выщелачивания отвала, контактирование обогащенного никельсодержащего раствора с ионообменным полимером, селективным по отношению к никелю, экстрагирование никеля с полимера, отличающийся тем, что при использовании в качестве исходного сырья никельсодержащей латеритной руды в качестве микроорганизма используют гриб, систематически продуцирующий карбоновую кислоту, способствующую хелатообразованию никеля в руде и продуцированию никельсодержащего раствора, а при использовании в качестве исходного сырья никельсодержащей сульфидной руды в качестве микроорганизма используют, по меньшей мере, один вид бактерий, выбранных из группы, состоящей из Thiobacillus thiooxidans, Thiobacillus ferrooxidans, Leptospiritum species, Sulfobacillus, Thermosulfidooxidans или подобные виды, включающие Sulfolobus brierleyi, Sulfolobus acidocaldarius, Sulfolobus ВС и Sulfolobus sulfataricus, через руду пропускают раствор с рН от 1 до 3 и полученный после биовыщелачивания отвала никельсодержащий раствор контактирует с ионообменным полимером, содержащим в качестве активного ингредиента биспиколиламин, а экстрагирование никеля с полимера осуществляют взаимодействием полимера с раствором минеральной кислоты, из которой затем извлекают никель.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что в качестве микроорганизма используют гриб, систематически продуцирующий карбоновую кислоту, выбранную из группы, состоящей из лимонной, винной, пировиноградной, щавелевой, молочной, гликолевой и малоновой кислот.

8. Способ по п. 6, отличающийся тем, что используемый при обработке латеритной руды микроорганизм выбирают из группы, состоящей из грибов Aspergillus Niger, Penicillium Aspergillus Sp. , Penicillium Simplicissimus и бактерий Enterobacter Spp. , Bacillus Spp. и Achromobacter Spp.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что для обработки латеритной руды используют гриб Aspergillus Niger.

10. Способ извлечения никеля из никельсодержащей руды, включающий добавление, по меньшей мере, одного микроорганизма, селективного для выщелачивания никельсодержащей руды, и питательной среды к руде при поддержании рН биовыщелачивающего раствора в диапазоне кислых значений, отличающийся тем, что предварительно измельченную руду загружают в чан и насыщают биовыщелачивающим раствором с рН от 1 до 3 в течение периода времени, достаточного для осуществления растворения никеля в руде и образования никельсодержащего раствора, причем при использовании в качестве исходного сырья никельсодержащей латеритной руды в качестве микроорганизма используют гриб, систематически продуцирующий карбоновую кислоту, способствующую хелатообразованию никеля в руде и продуцированию никельсодержащего раствора, а при использовании в качестве исходного сырья никельсодержащей сульфидной руды в качестве микроорганизма используют, по меньшей мере, один вид бактерий, выбранных из группы, состоящей из Thiobacillus thiooxidans, Thiobacillus ferrooxidans, Leptospiritum species, Sulfobacillus, Thermosulfidooxidans или подобные виды, включающие Sulfolobus brierleyi, Sulfolobus acidocaldarius, Sulfolobus ВС и Sulfolobus sulfataricus, полученный после биовыщелачивания никельсодержащий раствор отделяют от осадка и контактируют с ионообменным полимером, содержащим в качестве активного ингредиента биспиколиламин, после чего осуществляют экстрагирование никеля с полимера взаимодействием с минеральной кислотой и извлечение никеля из раствора минеральной кислоты.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что в качестве микроорганизма используют гриб, систематически продуцирующий карбоновую кислоту, выбранную из группы, состоящей из лимонной, винной, пировиноградной, щавелевой, молочной, гликолевой и малоновой кислот.

12. Способ по п. 10, отличающийся тем, что используемый при обработке латеритной руды микроорганизм выбирают из группы, состоящей из грибов Aspergillus Niger, Penicillium Aspergillus Sp. , Penicillium Simplicissimus и бактерий Enterobacter Spp. , Bacillus Spp. и Achromobacter Spp.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что для обработки латеритной руды используют гриб Aspergillus Niger.

14. Способ по п. 10, отличающийся тем, что ионообменный полимер, содержащий в качестве активного ингредиента биспиколиламин, добавляют к раствору в измельченной форме с получением никеля, абсорбированного на полимер, и затем частицы полимера с абсорбированным никелем отделяют от полученной суспензии просеиванием.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к извлечению никеля из растворов, полученных при обработке оксидных или сульфидных руд, содержащих никель и железо, биовыщелачиванием.

Предпосылки изобретения.

Известно извлечение никеля и/или меди из сульфидных руд путем измельчения руды до мелкодисперсного состояния, пенной флотации измельченной руды для увеличения содержания в ней металла и обжига концентрата в окислительной газовой среде для удаления из него серы в виде SO₂, за которым следует восстановление окисленного концентрата при повышенной температуре углеродистым материалом с образованием расплавленного никеля, который отливают, чтобы обеспечить производство никелевыми болванками для получения нержавеющей стали.

Вышеприведенный способ имеет некоторые недостатки, особенно, что касается образования SO₂, которое является нежелательным. Пока SO₂ не превратится в серную кислоту на месте, поток SO₂, выделяемый в атмосферу, создает проблемы, связанные с окружающей средой.

Никельсодержащие сульфидные минералы и латериты являются двумя основными источниками никелевого сырья. Латериты в изобилии распространены повсюду.

Однако латериты в отличие от никелевых сульфидных руд нельзя концентрировать с помощью пенной флотации или магнитного способа. По сравнению с другими рудами, содержание никеля является низким, например, может варьироваться от 0,5 до 1,5% (масс) никеля, за исключением месторождений в Новой Каледонии и Индонезии, в которых количество никеля составляет порядка до 3% (масс), которое является достаточно высоким.

Предсказано, что к концу нынешнего столетия латериты станут основным источником получения никеля.

Обычный способ извлечения никеля из латеритных руд является сравнительно энергоемким в том смысле, что никель экстрагируется из руды выщелачиванием под высоким давлением и при повышенной температуре в автоклаве. Например, один способ извлечения никеля и кобальта из латеритных руд представляет собой хорошо известный способ Moa Bay, включающий выщелачивание в кислой среде при повышенных температурах и давлениях, при которых оксид железа и оксисульфат алюминия практически нерастворимы.

В способе Moa Bay латеритная руда при минус 20 меш (95% прохождение 325 меш U. S. Standard) превращается в кашицеобразную массу, содержащую 45% твердого вещества, и никель и кобальт селективно выщелачиваются достаточным количеством серной кислоты при повышенной температуре и давлении (например, от 230^oC до 250^oC и от 405 до 580 фунт/дюйм² (24,3 до 34,8 кг/см²), растворяя около 95% каждого, и никеля, и кобальта в течение примерно от 60 до 90 минут. После того, как давление стравлено, выщелоченную массу промывают противоточной декантацией, причем промытую массу отправляют в отходы pH выщелоченного раствора, который достаточно низок (например, между 0 и 0,5), затем нейтрализуют коралловым шламом до pH приблизительно 2,4 в комплекте из четырех резервуаров при общем времени удерживания около 20 минут и обработанный таким образом щелоксодержащий продукт (-5,65 г/л Ni, 0,8 г/л Fe и 2,3 г/л Al) после отделения твердого вещества от жидкости, далее подвергают сульфидному осаждению. Щелок подогревают и осаждение сульфида осуществляют с применением H₂S в качестве осаждающего реагента в автоклаве при температуре около 120^oC (250^oF) и давлении примерно 150 фунт/дюйм² (9 кг/см².

В оригинальной схеме для обработки смешанных сульфидов осадок сульфидов промывали и сгущали (концентрировали) до содержания твердой массы - 65%. Далее окисляли в автоклаве при температуре около 177^oC (350^oF) и давлении примерно 700 фунт/дюйм² (42 кг/см²).

Раствор, содержащий никель и кобальт, далее нейтрализовали аммиаком до pH (5,35), достаточным для осаждения любого присутствующего остаточного количества железа, алюминия и хрома, используя воздух в качестве окислителя.

После этого осадок отделяли от раствора и раствор, содержащий никель и кобальт, далее доводили до pH примерно 1,5. Прибавляли H₂S для селективного осаждения любых присутствующих меди, свинца и цинка. Осадок отделяли от раствора фильтрацией и никель извлекали различными способами. Один способ включал обработку никельсодержащего раствора водородом при повышенных температуре и давлении, с получением порошкообразного никеля.

Вышеупомянутый способ, как уже отмечалось, имел некоторые обусловленные экономикой недостатки. Превращение никель-кобальт смешанного сульфида в пользующиеся спросом отдельные никель- и кобальтсодержащие продукты было очень дорогим, а смешанные сульфиды не имели рынка сбыта.

Известно, что золотосодержащую сульфидную руду подвергают окислительному биовыщелачиванию. Такие способы описаны в патентах США NN. 4729788, 5127942 и 5244493. Сульфидный материал помещают на землю, в отвалы или кучи, или превращают в кашицеобразное состояние или суспензию и подвергают биовыщелачиванию, чтобы окислить сульфидный минерал с использованием бактерий при температурах от 15^oC до приблизительно 40^oC. Сульфидная частица, содержащая золото, оклюдированное в ней, биоокисляется с физическим высвобождением золота, извлекаемого цианидным выщелачиванием или другим типом выщелачивания.

Попытки применять биовыщелачивание для извлечения неблагородных металлов, как например никеля, не были настолько привлекательными, чтобы оправдать строительство коммерческой установки, поскольку технология не являлась экономически выгодной при извлечении никеля из растворов, которые, в лучшем случае, являлись достаточно разбавленными, за исключением применения селективной экстракции, посредством которой можно получить более концентрированные растворы для последующего извлечения никеля. Извлечение никеля из растворов биовыщелачивания низкого качества (пологого профиля) с помощью селективной экстракции имеет трудности в том, что (а) отсутствуют органические растворители, которые экстрагируют преимущественно никель из смешанных трехвалентное железо-никельсодержащих растворов, как например показано ниже в примере 2, и (б) микроорганизмы, присутствующие в растворах биовыщелачивания, имеют тенденцию отрицательно воздействовать на разделение органической и водной фаз.

Трудность с трехвалентным железом заключается в том, что или ион трехвалентного железа преимущественно перейдет в органические растворители, как например DEPHA (ди-2-этилгексилфосфорная кислота), или окислит активный ингредиент в органических растворителях, например Суапех 272, 301 и 302. Данные реагенты продаются American Cyanamid Company со следующими активными ингредиентами: фосфорной, фосфоновой и фосфиновыми кислотами.

Образование "третьей фазы" во время селективных экстракций иногда ограничивает применение экстракций селективным растворителем в процессе выщелачивания, особенно в схеме биовыщелачивания, поскольку бактерии и органические растворители не совместимы. Например, Thiobacillus ferroxidans, по существу, являются серолюбивыми бактериями, которые создают проблемы при селективной экстракции, особенно, когда органический растворитель содержит серу, как например, в динонилнафтилсульфокислоте. Так как много никельсульфидных рудных тел имеют ограничения по концентрации металла (бортовое содержание никеля), что составляет примерно от 0,2% до 0,5% Ni, сразу становится очевидным, что требуется способ, который дал бы возможность получения никелевых растворов достаточно высокой концентрации, из которых никель можно извлекать с экономической выгодой. Таким образом, никелевые руды низкого качества (пологий профиль), по существу, далее могут обрабатываться так же, как руда высокого качества, с такой же экономической пользой.

Недавнее исследование, проведенное по биовыщелачиванию руд, показало, что руды низкого качества (пологий профиль) могут экономически выгодно выщелачиваться с применением бактерий в качестве средства для воздействия на растворение металла, например никеля и/или кобальта, в водном кислом растворе.

Преимущество биовыщелачивания, зависящее от времени, заключается в том, что процесс не является энергоемким и дорогостоящим. Полученный обогащенный раствор, однако, достаточно разбавлен.

Один способ биовыщелачивания, предложенный для извлечения никеля из сульфидных руд, описан в канадском патенте N 2065491, который получен 9 октября 1992 года.

Согласно канадскому патенту, описанный способ включает измельчение сульфидной руды, которую после этого формируют в отвале, и рудный отвал перколируют раствором сульфата железа, который, возможно, переносит бактерии, такие как Thiobacillus ferroxidans, Thiobacillus thiooxidans или Leptospirillum ferroxidans. Благодаря окислению сульфидной руды происходит образование серной кислоты, таким образом, с получением сульфатного раствора.

Серную кислоту или щелочь, как например известь, прибавляют к раствору, если необходимо, для регулирования pH в пределах от примерно 1,2 до 3, предпочтительно от 2,3 до 2,5.

К сульфатному раствору прибавляют анаэробные бактерии, чтобы вызвать осаждение растворенного металла в виде нерастворимого сульфида, таким образом, переводя металл в высококонцентрированную форму, которую далее должны обработать с целью извлечения металла, например никеля.

Чтобы осуществить образование сульфида растворенного металла (например, никеля), можно добавить к раствору бактерии, называемые Desulforvivrio Desulfuricans. После того, как сульфид никеля осаждают, его отделяют от раствора, получая концентрат с высокой концентрацией никеля, который далее необходимо обработать, например, выщелачиванием при повышенном давлении и повышенной температуре в присутствии серной кислоты, получая раствор сульфата никеля, из которого никель экстрагируют известными стандартными способами.

В статье, озаглавленной "Солюбилизация никеля, кобальта и железа из латеритов с помощью органических хелатообразователей" (Denis I. McKenzie et al, International Journal of Mineral Processing" 21 (1987) P. 275-292), в качестве хелатообразователей упомянута группа карбоновых кислот, включающая среди других щавелевую, лимонную, винную кислоты. Эффективность органических кислот при природных значениях pH сравнивали с H₂SO₄ (15 мМ конечной концентрацией). В течение 456-часового периода, используя 15 мМ концентрации кислот с 2 г руды (Западно-австралийская руда) в 150 мл H₂O, щавелевую, лимонную и винную кислоты сравнивали по преимуществу с H₂SO₄. Количество растворенного никеля в ppm составляло 30,3 для ₂SO₄; 18,5 для щавелевой кислоты, 20,2 для лимонной и 16,3 для винной кислот.

Аналогичные кислоты, примененные для индонезийской руды, показали, что количество растворенного никеля составило следующие значения: в лимонной кислоте - 863 ppm, в винной - 708 ppm, в щавелевой - 318 ppm, и. т. д.

В работе, озаглавленной "Микробное выщелачивание никеля из греческих латеритов пологого профиля", в Mineral Bioprocessing, TMS, 1991, p. 191-205, авторы приводят целый ряд гетеротрофных микроорганизмов, которые могут продуцировать такие органические кислоты. Микроорганизмы включают: Asperigillus и Penicillia, органические кислоты в количестве около 40 г легко продуцируются данными микроорганизмами.

Приблизительно 70% никеля и менее 5% железа переводили в растворенное состояние после 51-дневного периода выщелачивания латеритной руды, содержащей около 1% Ni и 30% Fe. Данное исследование также показало, что улучшенная экстракция имела место, когда смешивали организмы и культуральную среду с латеритной рудой. Приведено объяснение: "Если организмы присоединяются к поверхности минеральных гранул, наблюдается градиент высокой концентрации металла, который может быть токсичным для организмов, побуждающих их продуцировать больше лимонной кислоты (возможно в качестве защитной реакции), которая впоследствии выщелачивает больше ионов из минеральных гранул". Если бы токсичный металл удалялся из раствора, как предлагается согласно данному изобретению, или во время процесса выщелачивания или мешал бы ему, динамика (кинетика) выщелачивания значительно повысится, пока сохраняется низкая концентрация токсичного металла.

Один способ выщелачивания в отвале питательными растворами, содержащими, по крайней мере, один микроорганизм, включает микроорганизмы, которые выбирают из группы, состоящей из грибов Aspergllus Niger, Penicillium Sp. , Aspergillus Sp. , Penicillium Simplicissimus и бактерий Enterobacter Spp. , Bacillus Spp. и Achromobacter Spp.

Желательно создать способ биовыщелачивания никельсодержащих латеритных руд и сульфидных руд или их концентратов относительно низкого качества (пологий профиль), а также относительно высокого качества, вместе с новым способом концентрирования ионов никеля в растворе, из которого никель извлекают с экономической выгодой.

Цель изобретения

Целью изобретения является создание способа биовыщелачивания для прямого производства никеля путем обработки никельсодержащих латеритных руд или никельсодержащих сульфидных руд или их концентратов (в дальнейшем называемыми никельсодержащим сульфидным материалом), минуя промежуточную стадию получения сульфида никеля.

Другая цель состоит в создании экономически выгодного и эффективного способа биовыщелачивания для обработки никельсодержащих руд.

Эти и другие цели будут ясны из следующего описания изобретения и формулы изобретения.

Сущность изобретения

В общих чертах, изобретение относится к способу биовыщелачивания и извлечению никеля при экстракции никеля из руды, которую выбирают из группы, состоящей из никельсодержащей латеритной руды и никельсодержащего сульфидного материала.

Если руда является никельсодержащей латеритной рудой, предусматривается, по крайней мере, один микроорганизм, который может систематично продуцировать органическую кислоту, селективную для выщелачивания данной руды; микроорганизм диспергирован в водном растворе, содержащем питательную среду, и руда контактирует с упомянутым раствором при pH в пределах от 1 до 3.

Латеритная руда может контактировать с раствором щелока несколькими способами. Один способ представляет собой выщелачивание in situ (на месте), т. е. контактирование рудной массы на земле с содержащим микроорганизм раствором щелока, путем просверливания отверстий в рудной массе, с предоставлением возможности раствору проникать в рудную массу и сохраняться в ней в течение времени, достаточного для того, чтобы дать возможность микроорганизму осуществить выщелачивание руды. Данный тип выщелачивания зависит от времени, в том смысле что содержащий микроорганизм раствор сохраняют в рудной массе в течение достаточно продолжительного периода времени. Другой способ состоит в применении выщелачивания в отвале, выщелачивания с перемешиванием, выщелачивания в ванне (аппарате) и тому подобное.

Микроорганизм, выбранный для выщелачивания латеритной руды, представляет собой микроорганизм, который систематически продуцирует органическую кислоту, способствующую образованию комплекса с никелем, причем выбранный микроорганизм предпочтительно является микроорганизмом, который систематически продуцирует такие органические кислоты, как щавелевую кислоту, пировиноградную, лимонную, винную, малоновую кислоты и другие.

Для иллюстрации таких микроорганизмов ссылаются на Aspergillus Niger и Penicillium Simpliccimus. Эти микроорганизмы относятся к грибам, которые систематически секретируют органические кислоты. Данные грибы хорошо культивируются в растворе глюкозы.

Было установлено, что латеритные руды способны выщелачиваться с помощью этих грибов в среде глюкозы. Грибы можно использовать для получения растворов, содержащих органические кислоты, и органические кислоты далее можно использовать вместе с неорганическими кислотами для выщелачивания и комлексообразования никеля и кобальта из латерита.

Хотя известно, что вышеупомянутые грибы обладают способностью к биовыщелачиванию латеритов, образуя металлосодержащий выщелачиватель, очень немногие, если вообще кто-то принимается за извлечение никеля из выщелачивателя и разделение никеля и трехвалентного железа, для получения растворов, содержащих достаточное количество металла, например никеля, для извлечения его электролизом или другими методами.

Если руда является никельсодержащим сульфидным материалом, бактериальное выщелачивание проводят или в перемешиваемом реакторе, отвале или ванне (аппарате) для выщелачивания, используя, по крайней мере, одну биоокислительную бактерию, селективную для выщелачивания сульфидной руды и, поддерживая pH в пределах от 1 до 3.

Для иллюстрации биоокислительных бактерий предлагается следующий перечень бактерий: Thiobacillus thiooxidans. Thiohacillus ferroxidans, Leptospiritum species, Sulfobacillus, Thermosulfldooxidans, Sulfolobus brierlevi, Sulfolobus acidocaldarius, Sulfolobus BC и Sulfolobus sulfataricus. Бактерии Sulfolobus особенно пригодны, поскольку они могут выдерживать температуры свыше 40^oC и доходить до 80^oC или 90^oC.

Предпочтительный способ для экстракции никеля из раствора биовыщелачивания и в то же самое время для увеличения его концентрации заключается в абсорбции никеля на полимере, особенно селективном для абсорбции никеля.

Предпочтительным полимером является полимер, в котором активным ингредиентом служит биспиколиламин. Такие полимеры производятся компанией Dow Chemical под товарными знаками Dow XFS 4195, Dow XFS 4196 и Dow XFS 43084. Нами найдено, что эти полимеры особенно привлекательны не только для извлечения металла, но также для разделения металлов, например, разделения никеля от кобальта и трехвалентного и двухвалентного железа.

Стандартное (принятое) биовыщелачивание для извлечения металла, в отличие от настоящего изобретения, требует использования низкой концентрации твердого вещества в реакторах биовыщелачивания. в том смысле что слишком высокая концентрация металла в растворе биовыщелачивания неблагоприятно воздействует на бактериальную активность.

Вообще говоря, никельсодержащий раствор биовыщелачивания подвергают абсорбции на полимере для селективного удаления никеля из раствора. Таким образом, раствор можно пропустить через слой вышеупомянутых Dow-полимеров, например XFS 4195, или экстракцию никеля можно осуществить с помощью размельченного полимера, который включает размельчение руды или концентрата до размера частиц меньших, чем размер применяемого полимера (от 20 до 50 меш), смешивание полимера с рудой и содержащим микроорганизмы раствором или концентратом с pH в пределах от 1 до 3, сохраняя жидкую смесь в суспендированном состоянии в течение заранее установленного периода времени, и, наконец, отсеивая (отделяя) грубый полимер от выщелоченного осадка.

Никель, нанесенный на полимер, далее удаляют минеральной кислотой, например серной. Количество или объем используемой серной кислоты должен быть достаточным, чтобы обеспечить концентрацию никеля, соответствующую 10 г/л до 25 г/л. Электролиз представляет собой преимущественный способ выделения практически чистого никеля.

Для иллюстрации изобретения приведены следующие примеры.

Пример 1

Латеритную руду, содержащую 2,2% Ni, 10% Mg, 18% Fe и 30% SiO₂, подвергают биовыщелачиванию с применением микроорганизма, который систематически продуцирует карбоновую кислоту, селективную для комплексообразования никеля в руде.

Руду суспендируют в водной питательной среде, содержащей 100 г/л сахара, 1,2 г/л NH₄H₂PO₄, 0,5 г/л KCl, 0,5 г/л MgSO₄7H₂O в присутствии гриба Aspergillus Niger при плотности кашицеобразной массы около 30% с pH в пределах от 1 до 3 в течение 120 часов. Гриб систематически продуцирует карбоновую кислоту, например лимонную кислоту, которая соединяется с никелем, давая цитрат никеля.

Если применяют термин "питательное вещество" в отношении бактерий или грибов, описанных в данном изобретении, и других микроорганизмов, применяемых в биовыщелачивании, понятно, что их смысл известен специалистам как стандартные применяемые питательные вещества.

Вслед за биовыщелачиванием латеритной руды полученную суспензию жидкого щелока разделяют на твердый осадок и водный никельсодержащий раствор.

Водный никельсодержащий раствор далее контактирует с полимером, имеющим биспиколиламин в качестве активного ингредиента, полимер диспергирован по всему объему, с использованием любых известных способов извлечения элементов из раствора с помощью ионного обмена (с неподвижным слоем ионообменного полимера, непрерывным противотоком ионного обмена, коротким слоем и возвратно-поступательным потоком или карусельным методом).

Вышеприведенный способ биовыщелачивания руды можно также осуществить с помощью выщелачивания в отвале, где биовыщелачиваемый раствор заставляют в течение определенного периода времени стекать тонкой струйкой под действием силы тяжести через расщелины отвала, и сток, если необходимо, возвращают в отвал.

Также можно применять ванны для выщелачивания, где руду помещают в большую ванну и насыщают щелоком с pH от 1 до 3, который реагирует с никельсодержащей рудой на протяжении продолжительного периода времени, чтобы осуществить растворение содержащегося в руде никеля.

После того как установлено, что значительное количество никеля растворилось, обогащенный никелем раствор осветляют, например, фильтрацией и осветленный никельсодержащий раствор далее подвергают контакту с ионообменным полимером, специфичным к абсорбции никеля, причем полимер содержит биспиколиламин в качестве активного ингредиента, как описано выше.

Пример 2

Никельсодержащую сульфидную руду или концентрат в виде пентландита (Ni, Fe)₉S₈, в котором кобальт может заместить некоторую часть никеля, и имеющую состав: от 0,5% до 12% Ni, от 0.2% до 0.8% Co, от 28 до 54% Fe, от 21 до 34% S, от 3,0 % до 13% SiO₂, остаток этой рудной породы подвергают биовыщелачиванию с применением микроорганизмов, которые увеличивают селективную салюбилизацию никеля путем использования энергии, полученной при электрохимическом окислении серы до сульфата и двухвалентного железа до трехвалентного в течение их метаболических действий.

Руду суспендируют в водной питательной среде, содержащей 0,8 г/л (NH₄)₂SO₄, 0,4 г/л KH₂PO₄ и 0,16 г/л MgSO₄7H₂O в присутствии мезофильных бактерий thiobacillus (35^oC), как, например, одного или нескольких умеренных термофилов, ТН5 (45^oC) и крайних термофилов -Acidianus Brierleyi (65^oC) и Sulfolobus acidocaldarius (85 - 90^oC, pH суспензии первоначально доводят до 1,8 с помощью серной кислоты. На данной стадии суспензия может содержать полимер или не содержать его.

Вслед за биовыщелачиванием никельсодержащей сульфидной руды суспензию разделяют на твердый выщелоченный осадок и водный никельсодержащий раствор. Если в суспензии присутствует полимер, т. е. размельченный полимер (resin in pulp, RIP), суспензию разделяют на твердый осадок выщелачивания, никель, нанесенный на полимер, и тощий раствор, не содержащий никеля.

После разделения твердого вещества и жидкости, полимер обрабатывают минеральной кислотой с получением обогащенного раствора, содержащего от 10 до 25 г/л никеля, как например, хлорида, сульфата и нитрата никеля в зависимости от используемой кислоты.

Экспериментальным путем получены данные по экстракции никеля, приведенные в таблице.

Хотя в настоящем изобретении приведен предпочтительный вариант, понятно, что модификации и изменения могут быть осуществлены в пределах сущности и объема изобретения, как это будет ясно специалистам. Такие модификации и изменения находятся в пределах сущности и объема изобретения и формулы изобретения.