矿石浆料的制造方法及金属冶炼方法
阅读：267发布：2020-10-19
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1.一种矿石浆料的制造方法，其特征在于，其为由原料矿石制造矿石浆料的方法，所述矿石浆料的制造方法具有下述工序：
破碎-分级工序，将所述原料矿石破碎，以规定的分级点分级，并去除筛上料的矿石颗粒，得到包含筛下料的矿石颗粒的粗矿石浆料；
粒度测定工序，测定由所述破碎-分级工序得到的粗矿石浆料的粒度；和矿石浆料浓缩工序，将所述粗矿石浆料装入到固液分离装置，分离去除该粗矿石浆料中含有的水分从而浓缩矿石成分，
通过所述粒度测定工序测得的粒度小于规定值时，将通过所述破碎-分级工序去除的所述筛上料的矿石颗粒的一部分装入添加到所述矿石浆料浓缩工序中的固液分离装置。
2.根据权利要求1所述的矿石浆料的制造方法，其特征在于，所述粒度的规定值为由于所制造的矿石浆料的粘度升高而产生该矿石浆料的转送不良的粒度。
3.根据权利要求2所述的矿石浆料的制造方法，其特征在于，所述粒度的规定值为所述矿石浆料的屈服应力超过200Pa的粒度。
4.根据权利要求3所述的矿石浆料的制造方法，其特征在于，所述粒度的规定值为
20μm。
5.根据权利要求1所述的矿石浆料的制造方法，其特征在于，将所述筛上料的矿石颗粒装入添加到所述矿石浆料浓缩工序中的固液分离装置时，将该筛上料的矿石颗粒的粒径调整为20～100μm来添加。
6.根据权利要求1所述的矿石浆料的制造方法，其特征在于，以相对于装入到所述固液分离装置的总矿石颗粒为1～30重量％的比例添加所述筛上料的矿石颗粒。
7.根据权利要求1所述的矿石浆料的制造方法，其特征在于，所述原料矿石为氧化镍矿石。
8.根据权利要求7所述的矿石浆料的制造方法，其特征在于，所述矿石浆料被用于通过使用硫酸的高温加压浸出法由该矿石浆料回收镍和钴的处理。
9.一种金属冶炼方法，其特征在于，其为由原料矿石回收该原料矿石中含有的金属的方法，所述金属冶炼方法包括矿石浆料制造工序，所述矿石浆料制造工序具有下述工序：
破碎-分级工序，将所述原料矿石破碎，以规定的分级点分级，并去除筛上料的矿石颗粒，得到包含筛下料的矿石颗粒的粗矿石浆料；粒度测定工序，测定由所述破碎-分级工序得到的粗矿石浆料的粒度；和矿石浆料浓缩工序，将所述粗矿石浆料装入到固液分离装置，分离去除该粗矿石浆料中含有的水分从而浓缩矿石成分，
通过所述粒度测定工序测得的粒径小于规定值时，将通过所述破碎-分级工序去除的所述筛上料的矿石颗粒的一部分装入添加到所述矿石浆料浓缩工序中的固液分离装置。
10.根据权利要求9所述的金属冶炼方法，其特征在于，所述原料矿石为氧化镍矿石，由该氧化镍矿石回收镍和钴。
11.根据权利要求10所述的金属冶炼方法，其特征在于，将通过所述矿石浆料制造工序制造的矿石浆料添加于硫酸，并在高温高压下浸出，得到含有镍和钴的浸出液。
矿石浆料的制造方法及金属冶炼方法
技术领域
背景技术
[0003] 近年，作为由相对于总量分别含有1.0～2.0％、0.1～0.5％程度的镍和钴的氧化镍矿石回收镍、钴的冶炼方法，利用作为湿式冶炼法之一的使用硫酸的高温加压酸浸出法(High Pressure Acid Leach：以下有时称为HPAL法)。
[0004] 该HPAL法例如为下述浸出处理方法：向氧化镍矿石的矿石浆料添加硫酸，高温高压下浸出，从而得到含有镍和钴的浸出液。并且进行包括下述工序的冶炼方法：浸出工序，适用该HPAL法；中和工序，调整所得到的浸出液的pH，形成含有铁等杂质元素的中和沉淀物浆料和被溶液净化了的镍回收用母液；以及硫化工序，向该镍回收用母液供给硫化氢气体，形成镍-钴混合硫化物和贫液(例如参照专利文献1)。
[0005] 利用该冶炼方法时，在浸出工序中，通常能够浸出矿石浆料中的镍、钴的90％以上。接着，分离浸出液后，通过中和法分离去除浸出液中的杂质，能够得到镍品位为55～60％、钴品位为3～6％程度的镍-钴混合硫化物，被用作镍-钴冶炼中的中间原料。
[0006] 然而，对于上述冶炼处理等中使用的氧化镍矿石等原料矿石，通常实施矿石处理，进行制造、形成矿石浆料以装入到冶炼处理，然后以该矿石浆料的形式用于浸出处理等。
[0007] 作为该原料矿石的矿石处理，具体而言，大致分为对于原料矿石实施破碎处理和包括多阶段的分级(筛选)处理的破碎-分级阶段、和浓缩矿石成分的矿石浆料浓缩阶段。
[0008] 首先，在破碎-分级阶段中，进行利用湿式设备的原料矿石的破碎处理，和去除筛上料(oversize)的矿石颗粒、混入物的分级处理，制造包含筛下料(undersize)的矿石颗粒的粗矿石浆料(例如参照专利文献2)。
[0009] 然后，由于在此产出的粗矿石浆料中含有过量的水分，因此在接下来的矿石浆料浓缩阶段中，去除过量含有的水分(例如参照专利文献3)。通过该水分去除，每相同转送量的矿石浆料中含有的矿石成分增加，因此对于工厂整体的作业效率提高而言是有效的。
[0010] 但是，利用上述以往的矿石处理时，由于所投入的原料矿石的粒度的变动、破碎处理中的破碎程度等，有可能形成微细的矿石颗粒，其结果，所得到的矿石浆料的粘度有可能过高。
[0011] 更详细而言，通过破碎处理和包括多阶段的分级(筛选)处理，调整为规定粒度时，有可能形成微细的矿石颗粒，所分级回收的筛下料的矿石颗粒的粒度偏移为小的粒度。这种情况下，即使经过破碎-分级工序，也会由于没有去除微细的矿石颗粒的工序，而得到粒度小的矿石浆料。已知这种矿石浆料的情况下，矿石浆料的粘度升高。
[0012] 需要说明的是，在作业现场，表示矿石浆料的粘度时，作为替代指标通常使用屈服应力的值(单位为Pa)。其理由在于，屈服应力的情况下可以简易地测定；另外，若矿石浆料的粘度升高则屈服应力的值也增大，相反地若粘度降低则屈服应力的值也减小，因此不易错认等。因此，以下有时将矿石浆料的屈服应力用作表示矿石浆料的粘度的指标。
[0013] 另一方面，关于用于将矿石浆料转送到浸出工序等金属冶炼处理的转送用泵的能力，通常是矿石浆料的屈服应力为200Pa以下的泵，设备价格也妥当，结构也比较简单。
[0014] 因此，如上所述矿石浆料的屈服应力升高，例如超过200Pa时，存在不能用通常的浆料转送用泵转送的问题。这种情况下，导致暂时停止工厂的事态，作业效率显著降低。
[0015] 对于这种矿石浆料的粘度升高，考虑到使用利用在转送之前施加数次剪切力由此降低粘度的效果(剪切变稀(Shear Thinning)效果)的“剪切泵”，但是设备价格昂贵，设备结构也复杂，引入、维修的成本升高，因此不优选。
[0016] 另外，将这种粘度高的矿石浆料转送到例如利用HPAL法的浸出处理时，即使可以通过使用上述剪切泵来转送矿石浆料，也会在浸出处理的最初阶段，利用热交换器与高温的水蒸气进行热交换而形成高温条件时，使热交换的效率降低。这是由于，若矿石浆料的屈服应力升高到例如超过200Pa的程度，则在装入到热交换器的最初阶段，在其壁面、构件附着矿石浆料，不会流动而粘着，严重的情况下导致装置的堵塞。
[0017] 另一方面，例如为了避免所投入的矿石的粒度过小，容易想到作为破碎-分级工序的最终阶段，新设置用于去除微细的矿石颗粒的工序，但是需要设备引入的成本。另外，由破碎-分级工序舍去的矿石量增加，存在不能有效地利用资源的问题。
[0018] 另外，作为粘度调整方法，例如有如专利文献4中所记载那样，对于粘度不清楚的泥水，调整加水量以发挥规定粘度的方法等，但是该技术是关于建筑领域中的盾构法、桩施工方法、流动化处理土施工方法、和地下连续墙施工方法等中使用的泥水的粘度的调整方法，难以适用作脱水后的矿石浆料的粘度调整方法。
[0019] 现有技术文献
[0020] 专利文献
[0021] 专利文献1：日本特开2005-350766号公报
[0022] 专利文献2：日本特开2009-173967号公报
[0023] 专利文献3：日本特开平11-124640号公报
[0024] 专利文献4：日本特开2009-270300号公报
发明内容
[0025] 发明要解决的问题
[0026] 本发明是鉴于这种实际情况而提出的，其目的在于，提供可以制造矿石浆料的粘度升高得到抑制、从而不会产生转送不良的矿石浆料的矿石浆料的制造方法以及利用该方法的金属冶炼方法。
[0027] 用于解决问题的方案
[0028] 本发明人等为了达成上述目的而进行了深入地研究，结果发现，在由原料矿石制造矿石浆料的矿石浆料的制造方法中，将由破碎-分级阶段去除的筛上料颗粒的一部分装入添加到矿石浆料浓缩阶段，由此可以抑制矿石浆料的粘度升高，从而完成了本发明。
[0029] 即，本发明的矿石浆料的制造方法的特征在于，其为由原料矿石制造矿石浆料的方法，所述矿石浆料的制造方法具有下述工序：破碎-分级工序，将上述原料矿石破碎，以规定的分级点分级，并去除筛上料的矿石颗粒，得到包含筛下料的矿石颗粒的粗矿石浆料；粒度测定工序，测定由上述破碎-分级工序得到的粗矿石浆料的粒度；和矿石浆料浓缩工序，将上述粗矿石浆料装入到固液分离装置，分离去除该粗矿石浆料中含有的水分从而浓缩矿石成分，通过上述粒度测定工序测得的粒度小于规定值时，将通过上述破碎-分级工序去除的上述筛上料的矿石颗粒的一部分装入添加到上述矿石浆料浓缩工序中的固液分离装置。
[0030] 作为上述粒径的规定值，优选为由于所制造的矿石浆料的粘度升高而产生该矿石浆料的转送不良的粒度，优选为上述矿石浆料的屈服应力超过200Pa的粒度。另外，更具体而言，该粒度的规定值优选为20μm。
[0031] 另外，将上述筛上料的矿石颗粒装入添加到上述矿石浆料浓缩工序中的固液分离装置时，优选将该筛上料的矿石颗粒的粒径调整为20～100μm来添加。
[0032] 另外，优选以装入到上述固液分离装置的总矿石颗粒中的1～30重量％添加上述筛上料的矿石颗粒。
[0033] 作为上述原料矿石，可以使用氧化镍矿石。上述矿石浆料可以用于通过使用硫酸的高温加压浸出法由该矿石浆料回收镍和钴的处理。
[0034] 另外，本发明的金属冶炼方法的特征在于，其为由原料矿石回收该原料矿石中含有的金属的方法，所述金属冶炼方法包括矿石浆料制造工序，所述矿石浆料制造工序具有下述工序：破碎-分级工序，将所述原料矿石破碎，以规定的分级点分级，并去除筛上料的矿石颗粒，得到包含筛下料的矿石颗粒的粗矿石浆料；粒度测定工序，测定由上述破碎-分级工序得到的粗矿石浆料的粒度；和矿石浆料浓缩工序，将上述粗矿石浆料装入到固液分离装置，分离去除该粗矿石浆料中含有的水分从而浓缩矿石成分，通过上述粒度测定工序测得的粒径小于规定值时，将通过上述破碎-分级工序去除的上述筛上料的矿石颗粒的一部分装入添加到上述矿石浆料浓缩工序中的固液分离装置。
[0035] 作为上述原料矿石可以使用氧化镍矿石，可以适用于由氧化镍矿石回收镍和钴的方法。另外，可以用于将通过上述矿石浆料制造工序制造的矿石浆料添加于硫酸，并在高温高压下浸出，得到含有镍和钴的浸出液的方法。
[0036] 发明的效果
[0037] 根据本发明，可以制造矿石浆料的粘度升高得到抑制、从而不会产生对接下来的工序的转送不良等的矿石浆料。并且，根据这种矿石浆料，不引入新设备等就可以有效率地转送到金属冶炼处理等，能够进行有效率的作业。附图说明
[0038] 图1为矿石浆料的制造方法的工序图。
[0039] 图2为表示矿石浆料的制造流程的流程图。
[0040] 图3为氧化镍矿石的湿式冶炼方法的工序图。
具体实施方式
[0041] 以下，参照附图并按照以下的顺序对本发明的具体实施方式(以下称为本实施方式)进行详细说明。需要说明的是，本发明不限于以下的实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内能够进行各种变更。
[0042] 1.矿石浆料的制造方法
[0043] 1-1.概要
[0044] 1-2.关于各工序
[0045] 1-3.关于制造流程
[0046] 2.金属冶炼方法(氧化镍矿石的湿式冶炼方法)
[0047] 3.实施例
[0048] <1.矿石浆料的制造方法>
[0049] <1-1.概要>
[0050] 本实施方式的矿石浆料的制造方法为由原料矿石制造例如用于回收镍、钴等金属的金属冶炼处理等时的矿石浆料的方法。
[0051] 具体而言，如图1所示，本实施方式的矿石浆料的制造方法具有下述工序：破碎-分级工序S1，将原料矿石破碎，以规定的分级点分级，并去除筛上料的矿石颗粒，得到包含筛下料的矿石颗粒的粗矿石浆料；粒度测定工序S2，测定由破碎-分级工序S1得到的粗矿石浆料的粒度；和矿石浆料浓缩工序S3，将粗矿石浆料装入到固液分离装置，分离去除粗矿石浆料中含有的水分从而浓缩矿石成分。
[0052] 并且，本实施方式的矿石浆料的制造方法中的特征在于，通过粒度测定工序S2测得的粗矿石浆料的粒度小于规定值时，将通过破碎-分级工序S1去除的筛上料的矿石颗粒的一部分装入添加到矿石浆料浓缩工序S3中的固液分离装置。
[0053] 在此，以往的矿石浆料的制造工艺中，将原料矿石破碎，以规定的分级点分级，去除筛上料的矿石颗粒后，仅将筛下料的矿石浆料直接装入添加到浓缩器(thickener)等固液分离装置，从而得到矿石浆料。但是，利用这种以往的方法时，由于原料矿石的粒度变动、破碎处理的程度等，而存在形成微细的矿石颗粒，分级得到的筛下料的矿石颗粒的粒度向过小的方向变动的情况。
[0054] 由这种微细的矿石颗粒得到的矿石浆料的浆料粘度升高。认为这是由于，包含粒度小的矿石颗粒的矿石浆料中，微细的矿石颗粒之间由于规定的聚集力而聚集，水分被引入到该聚集了的颗粒之间，浆料中的表观的溶剂量减少，其结果矿石浆料粘度升高。
[0055] 若如此矿石浆料的浆料粘度升高，则例如向金属冶炼处理工艺转送矿石浆料的情况下，用通常的转送泵时，不能有效果地转送，导致在配管附着浆料等障碍。金属冶炼处理中，若产生这种矿石浆料的转送不良，则为了去除附着于配管的浆料而必须暂时停止作业，结果作业效率显著降低。
[0056] 因此，本实施方式的矿石浆料的制造方法中，如上所述，测定包含由破碎-分级工序S1分级得到的筛下料的矿石颗粒的粗矿石浆料的粒度，该粒度小于规定值时，将所去除的筛上料的矿石颗粒的一部分与筛下料的矿石颗粒一起装入添加到固液分离装置，浓缩矿石。由此，即使由于破碎处理、原料矿石的粒度变动等而产生微细的矿石颗粒，也会由于该微细的颗粒的一部分譬如被置换为比较大的颗粒，因此可以抑制矿石浆料的粘度升高。
[0057] 认为这是由于，即，通过将筛上料的矿石颗粒的一部分添加于包含筛下料的矿石颗粒的粗矿石浆料，微细的矿石颗粒之间的物理性聚集受到阻碍。于是，由此，水分被保持于颗粒之间得到抑制，结果浓缩的浆料粘度降低。
[0058] 于是，通过如此可以抑制矿石浆料的粘度升高，可以有效果地防止矿石浆料的转送不良，不设置新设备等，就可以有效率地用于例如金属冶炼等相关处理。
[0059] 以下更具体地对本实施方式的矿石浆料的制造方法的各工序、以及制造流程进行说明。
[0060] <1-2.关于各工序>
[0061] (破碎-分级工序)
[0062] 首先，破碎-分级工序S1中，将原料矿石破碎，以规定的分级点分级，去除筛上料的矿石颗粒，得到包含筛下料的矿石颗粒的粗矿石浆料。该破碎-分级工序S1中，例如将小石、树根等由原料矿石去除并且将聚集而形成块状的原料矿石破碎，以规定分级点分级。
[0063] 作为原料矿石，只要为含有金属的矿石则任意一种矿石都可以适用。具体而言，可列举出例如含有镍、钴的氧化镍矿石，含有铜的氧化铜矿石等。
[0064] 例如，作为氧化镍矿石，主要可列举出褐铁矿和腐泥土矿(SAPROLITE ORE)等所谓红土矿(lateritic ore)。红土矿的镍含量通常为0.8～2.5重量％，以氢氧化物或硅酸镁矿物形式含有。另外，铁的含量为10～50重量％，主要为三价的氢氧化物(针铁矿)的形态，但是一部分二价的铁含有于硅酸镁矿物。另外，除了红土矿之外，还使用含有镍、钴、锰、铜等有价金属的氧化矿石，例如赋存于深海床的锰团矿等。
[0065] 作为原料矿石的破碎方法没有特别限定，可以使用通常的球磨机、棒磨机、自磨机(AG Mill)等破碎机来破碎。另外，对于该破碎机的尺寸、破碎介质的尺寸等没有特别限定，例如对于成为破碎对象的原料矿石的粒度、硬度等的分布进行预试验，适当选择即可。
[0066] 另外，对于破碎的原料矿石的分级方法，只要可以基于所希望的粒径将矿石分级则没有特别限定，例如可以通过通常的使用格筛、振动筛等的筛选来进行。
[0067] 另外，对于原料矿石的分级处理时的分级点也没有特别限定，可以适当设定用于制造包含所希望的粒径值以下的矿石颗粒的矿石浆料的分级点。
[0068] 具体而言，例如使分级点为1.4mm程度，可以通过使用1.4mm的孔径的筛进行筛选来进行分级处理。通过如此进行分级处理，将筛上的残留的粒径大于1.4mm的矿石颗粒、即筛上料的矿石颗粒与小石、树根等一起去除。需要说明的是，所去除的筛上料的矿石颗粒另外回收，根据需要装入添加到后阶段的矿石浆料浓缩工序S3中的固液分离装置。具体内容如后文所述。
[0069] 另一方面，通过筛的孔径的筛下(网下)的矿石颗粒为具有1.4mm以下的粒径的小矿石颗粒、即筛下料的矿石颗粒。该筛下料的矿石颗粒通过该破碎-分级工序S1回收，形成粗矿石浆料，转送到接下来的工序。
[0070] (粒度测定工序)
[0071] 接着，在粒度测定工序S2中，测定由破碎-分级工序S1得到的粗矿石浆料的粘度。即，测定由破碎-分级工序S1以规定的分级点分级得到的筛下料的矿石颗粒的粒度。
[0072] 具体而言，矿石浆料的粒度测定中，取样规定量的粗矿石浆料，例如使用MICROTRAC粒度测定装置等对所取样的粗矿石浆料的体积平均粒径(mv值)进行测定。
[0073] 接着，在粒度测定工序S2中，判断粒度测定得到的粗矿石浆料的粒度是否小于规定值。在此，作为该粒度的规定值，根据所使用的原料矿石不同而异，为所制造的矿石浆料的粘度升高、使用转送泵等将该矿石浆料转送到接下来的工序时开始产生转送不良的粒度。
[0074] 如上所述，破碎-分级工序S1中的处理中，存在由于原料矿石的粒度变动、破碎处理而矿石颗粒的一部分变得微细，包含以规定分级点分级得到的筛下料的矿石颗粒的粗矿石浆料的粒度向小的方向偏移的情况。如此若粒度向小的方向偏移，则矿石浆料的粘度逐渐升高，结果产生矿石浆料的转送不良等。由此在该粒度测定工序S2中，首先测定经过破碎-分级工序S1得到的粗矿石浆料的粒度，判断是否小于由该粗矿石浆料得到的矿石浆料的粘度升高而产生转送不良的粒度。
[0075] 更具体而言，作为矿石浆料的粘度升高而开始产生转送不良的粒度，优选为所得到的矿石浆料的屈服应力超过200Pa的粒度。对于使用矿石浆料的金属冶炼处理中通常使用的转送泵而言，若矿石浆料的屈服应力超过约200Pa则产生转送不良而不能转送。如此产生转送不良的情况下，产生必须暂时停止工厂的事态，作业效率显著降低。因此，具体内容如后文所述，通过对于粒度测定得到的粗矿石浆料的粒度，将超过200Pa的粒度作为指标，判断是否小于该指标的粒度，由此可以抑制矿石浆料的粘度升高，防止转送不良等的产生。
[0076] 另外，作为矿石浆料的粒度条件，根据所使用的原料矿石的种类不同而稍微不同，矿石浆料的粒径不足20μm的情况下，矿石浆料的屈服应力超过200Pa。由此，可以使矿石浆料的粒度的规定值为20μm、判断是否小于20μm(不足20μm)。
[0077] (矿石浆料浓缩工序)
[0078] 矿石浆料浓缩工序S3中，将含有分级得到的筛下料的矿石颗粒的粗矿石浆料装入到固液分离装置，将该粗矿石浆料中含有的水分分离去除，浓缩矿石成分，得到矿石浆料。
[0079] 具体而言，矿石浆料浓缩工序S3中，例如将粗矿石浆料装入到浓缩器等固液分离装置，进行固液分离，也就是使固体成分沉降而由装置的下部去除，另一方面使形成上清液的水分由装置的上部溢出。通过这种固液分离处理，降低粗矿石浆料中的水分，浓缩浆料中的矿石成分，由此例如得到固体成分浓度为40重量％程度的矿石浆料。
[0080] 矿石浆料浓缩工序S3中，根据需要在将粗矿石浆料装入到固液分离装置时，可以添加聚集剂。通过如此添加聚集剂，促进粗矿石浆料中的固体成分的聚集，从而可以促进沉降。作为所添加的聚集剂，例如可以使用高分子系的聚集剂，可以使用各种分子量种类的聚集剂。另外，聚集剂通过适当稀释、与粗矿石浆料混合并充分接触来表现出效果。因此，为了与粗矿石浆料充分接触，例如优选在浓缩器的给料井部分向粗矿石浆料流中添加稀释后的聚集剂。
[0081] 在此，本实施方式的矿石浆料的制造方法中，在该矿石浆料浓缩工序S3中，通过粒度测定工序S2测得的粗矿石浆料的粒度小于上述规定值时，将通过破碎-分级工序S1去除的筛上料的矿石颗粒的一部分与粗矿石浆料一起装入添加到固液分离装置。
[0082] 如此，包含通过破碎-分级工序S1分级得到的筛下料的矿石颗粒的粗矿石浆料的粒度小于规定值时，将所去除的筛上料的矿石颗粒的一部分装入添加到固液分离装置，由此可以抑制所得到的矿石浆料的粘度升高。
[0083] 也就是说，即使构成粗矿石浆料的矿石颗粒由于破碎处理而形成微细的颗粒，其粒度向小的方向偏移的情况下，通过与粗矿石浆料一起装入添加所去除的筛上料的矿石颗粒的一部分，由此所浓缩的矿石浆料的一部分也会形成粒径大的颗粒。因此，所处理的整体的矿石颗粒的粒度增大，从而可以抑制矿石浆料的粘度升高。而通过如此抑制粘度升高，可以有效果地防止矿石浆料的转送不良，例如有效率地转送到金属冶炼等相关处理。
[0084] 对装入添加的筛上料的矿石颗粒的尺寸没有特别限定，优选添加粒径调整于20～100μm程度的筛上料的矿石颗粒。矿石颗粒的粒径不足20μm时，有可能未充分得到抑制矿石浆料的粘度升高的效果。另一方面，若矿石颗粒的粒径大于100μm，则虽然能够充分发挥抑制粘度升高的效果，但是所得到的矿石浆料的粒径尺寸的偏差增大，另外其比表面积减小。由此，用作金属冶炼等的材料的矿石浆料的反应性、例如有价金属的浸出效率等有可能变差。因此，通过添加粒径调整于20～100μm程度的筛上料的矿石颗粒，可以更有效果地抑制矿石浆料的粘度升高，并且抑制所得到的矿石浆料的反应性的降低，从而可以有效果地进行冶炼处理等。
[0085] 调整筛上料的矿石颗粒的粒径时，作为该粒径调整方法，没有特别限定，例如可以使用上述破碎处理中使用的通常的球磨机、棒磨机、自磨机等破碎机调整。另外，调整了的矿石颗粒的粒度测定例如可以使用MICROTRAC粒度测定装置等测定。
[0086] 另外，对筛上料的矿石颗粒的添加量没有特别限定，但是优选以相对于装入到固液分离装置的总矿石颗粒、即粗矿石浆料中的矿石颗粒和添加的筛上料的矿石颗粒合并而成的总矿石颗粒，为1～30重量％的比例添加。矿石颗粒的添加量相对于总矿石颗粒不足1重量％时，存在大的颗粒的存在比率过低而不能充分得到抑制矿石浆料的粘度升高的效果的可能性。另一方面，矿石颗粒的添加量相对于总矿石颗粒超过30重量％时，矿石浆料的反应性有可能变差。因此，通过以相对于总矿石颗粒为1～30重量％的比例添加筛上料的矿石颗粒，可以更有效果地抑制矿石浆料的粘度升高，并且抑制所得到的矿石浆料的反应性的降低，从而可以有效果地进行冶炼处理等。
[0087] 如以上所述，本实施方式的矿石浆料的制造方法中，测定包含由破碎-分级工序S1分级得到的筛下料的矿石颗粒的粗矿石浆料的粒度。然后，在所测得的粗矿石浆料的粒度小于规定值时，将由破碎-分级工序S1去除的筛上料的矿石颗粒的一部分与粗矿石浆料一起装入添加到固液分离装置，由此制造矿石浆料。
[0088] 由此，即使由于破碎处理而产生微细的颗粒，也会阻碍微细的颗粒之间聚集，从而可以抑制矿石浆料的粘度升高。而通过如此可以抑制粘度升高，可以有效果地防止矿石浆料的转送不良，不设置新设备等就可以有效率地用于例如金属冶炼等相关处理。
[0089] 需要说明的是，作为测定矿石浆料的粘度的方法没有特别限定，例如可以使用流变仪等进行。另外，矿石浆料的粘度也可以以流动性试验得到的屈服应力算出。
[0090] 流动性试验为在处理矿石浆料的实际作业的现场熟知的方法，为类似混凝土的流动性试验方法(JIS A1101)的方法。关于流动性试验，是利用向圆筒形管(pipe)填充浆料，在水平面直立，若仅将管轻轻地从上方拔出，则浆料柱由于自重而底部扩大、高度降低来进行测定的。即，若圆筒形管的高度(≒刚拔出管之后的浆料柱的高度)设为H0、此后由于自重而变形后的浆料的高度设为H1、其变化率设为S，则S以下式(1)表示，将浆料的密度γ[g/L]代入到下式(2)，由此可以求出屈服应力[Pa]。
[0091] S＝(H0-H1)/H0 (1)
[0092] 屈服应力[Pa]＝0.5×(1-S0.5)×γ×0.98×H0 (2)
[0093] <1-3.关于制造流程>
[0094] 接着，基于图2所示的流程图对本实施方式的矿石浆料的制造流程进行说明。需要说明的是，该制造流程中说明的矿石颗粒的粒径、添加量以及所使用的装置等示出一例，不限于此是不言而喻的。
[0095] 首先，在步骤S11中，例如使用通常的破碎机将氧化镍矿石等原料矿石破碎，例如使用1.4mm孔径的筛进行筛选来分级。
[0096] 接着，在步骤S12中，回收由步骤S11分级得到的筛下料的矿石颗粒，形成粗矿石浆料。另一方面，分级得到的筛上料的矿石颗粒由于例如为镍等金属含量少的矿石颗粒而被去除，另外回收。
[0097] 在步骤S13中，测定包含筛下料的矿石颗粒的粗矿石浆料的粒度。粒度测定例如使用MICROTRAC粒度测定装置等进行，算出体积平均粒径(mv)。
[0098] 接着，在步骤S14中，判断由步骤S13测得的粗矿石浆料的粒度是否小于规定值。作为该规定值，为由经过粒度测定的粗矿石浆料得到的矿石浆料的粘度升高而产生该矿石浆料的转送不良的粒度，例如为矿石浆料的屈服应力超过200Pa的粒度。需要说明的是，矿石浆料的屈服应力超过200Pa的粒度条件为不足20μm，因此可以判断矿石浆料的粒度是否小于20μm(不足20μm)。
[0099] 在该步骤S14中，粗矿石浆料的粒度不小于规定值的情况(否(No)的情况)下，进展到步骤S15，所测得的粗矿石浆料的粒度小于规定值的情况(是(Yes)的情况)下，进展到步骤S16。
[0100] 首先，通过步骤S14判断粗矿石浆料的粒度不小于规定值(否)的情况下，在步骤S15中，将粗矿石浆料的总量装入添加到浓缩器等固液分离装置，实施步骤S18中的矿石成分的浓缩处理。
[0101] 另一方面，通过步骤S14判断粗矿石浆料的粒度小于规定值(是)的情况下，在步骤S16中，进行调整使得通过步骤S12去除回收的筛上料的矿石颗粒例如形成20～100μm的颗粒。该粒径调整可以与步骤S11中的破碎处理同样地使用通常的破碎机进行。接着，在步骤S16中，适当测定调整粒径得到的矿石颗粒的粒度，确认是否调整为所希望的粒径。然后接着进展到步骤S17。
[0102] 在步骤S17中，将由步骤S16进行了粒径调整的矿石颗粒(筛上料的矿石颗粒)装入添加到固液分离装置。此时，关于筛上料的矿石颗粒的添加量，例如以相对于装入到固液分离装置的总矿石颗粒、即由步骤S15添加的粗矿石颗粒浆料中的矿石颗粒和由该步骤S17添加的筛上料的矿石颗粒合并而成的总矿石颗粒，为1～30重量％的比例添加。
[0103] 接着，在步骤S18中，对步骤S15中准备的装入到固液分离装置内的粗矿石浆料、或者一部分含有筛上料的矿石颗粒的粗矿石浆料进行浓缩处理。浓缩处理中，将粗矿石浆料中含有的水分分离去除而浓缩矿石成分。于是经过该浓缩处理，能够得到矿石浆料。
[0104] 如以上所述，本实施方式的矿石浆料的制造流程中，测定包含将原料矿石破碎、分级得到的筛下料的矿石颗粒的粗矿石浆料的粒度，判断该矿石颗粒的粒径是否小于规定值。而在该所测得的粗矿石浆料的粒度不小于规定值的情况下，直接将粗矿石浆料装入到固液分离装置，浓缩矿石成分，形成矿石浆料。另一方面，所测得的粗矿石浆料的粒度小于规定值的情况下，将由原料矿石的破碎-分级处理去除的筛上料的矿石颗粒的一部分与粗矿石浆料一起装入添加到固液分离装置，进行浓缩处理。
[0105] 通过如此制造矿石浆料，可以抑制由于矿石浆料包含微细的矿石颗粒而该浆料粘度升高，可以防止在介由转送泵转送矿石浆料时，产生转送不良。
[0106] 另外，上述矿石浆料的制造方法例如可以合适地用于由原料矿石回收有价金属的金属冶炼方法中使用的矿石浆料的制造，特别是对于适用利用硫酸的高温加压酸浸出法(HPAL法)的金属湿式冶炼方法中使用的矿石浆料的制造而言特别有效。
[0107] HPAL法作为由含有镍和钴的氧化镍矿石回收镍和钴的湿式冶炼方法利用，是向由氧化镍矿石得到的矿石浆料添加硫酸，高温高压下浸出，得到含有镍和钴的浸出液的方法。该HPAL法中，在浸出处理的初期阶段中，利用热交换器与高温的水蒸气进行热交换，由此形成高温条件。
[0108] 此时，浸出中使用的矿石浆料的屈服应力高、例如超过200Pa的情况下，在所转送的矿石浆料装入到热交换器的初期阶段，在热交换器的壁面、构件附着，不会流动而粘着，导致装置的堵塞，使热交换效率显著降低。若如此则难以将温度提高至所希望的高温条件，结果使镍和钴的浸出效率降低。
[0109] 但是，如上所述，通过适用本实施方式的矿石浆料的制造方法，可以制造浆料的粘度升高得到抑制的矿石浆料，因此通过使用该矿石浆料进行HPAL法，防止对浸出处理的转送不良并且防止浸出处理中的热交换效率的降低，从而可以有效率且有效果地进行浸出。
[0110] <2.金属冶炼方法(氧化镍矿石的湿式冶炼方法)>
[0111] 以下接着对使用通过上述矿石浆料的制造方法制造的矿石浆料，通过HPAL法由氧化镍矿石回收镍和钴的湿式冶炼方法进行说明。
[0112] 图3示出氧化镍矿石的利用高温加压酸浸出法的湿式冶炼方法的工序图的一例。如图3所示，氧化镍矿石的湿式冶炼方法具有下述工序：矿石浆料制造工序S21，将氧化镍矿石破碎-分级，浓缩矿石成分，制造矿石浆料；浸出工序S22，由所得到的矿石浆料浸出镍和钴；固液分离工序S23，由所得到的浸出浆料固液分离为浸出液和浸出残渣；中和工序S24，中和浸出液，分离为镍回收用的母液和中和沉淀物浆料；和硫化工序S25，向作为母液的硫酸吹入硫化氢气体，进行硫化反应，得到含有镍的硫化物和贫液。以下对各工序进行更具体的说明。
[0113] (矿石浆料制造工序)
[0114] 矿石浆料制造工序S21中，首先将作为原料矿石的氧化镍矿石破碎，以规定的分级点分级，制造包含分级得到的筛下料的矿石颗粒的粗矿石浆料。然后，由所得到的粗矿石浆料通过固液分离处理，去除水分，浓缩矿石成分，由此制造矿石浆料。
[0115] 更具体而言，本实施方式的金属冶炼方法中的矿石浆料制造工序S21具有下述工序：破碎-分级工序，将原料矿石破碎，以规定的分级点分级，去除筛上料的矿石颗粒，得到包含筛下料的矿石颗粒的粗矿石浆料；粒度测定工序，测定由破碎-分级工序得到的粗矿石浆料的粒度；和矿石浆料浓缩工序，将粗矿石浆料装入到固液分离装置，分离去除粗矿石浆料中含有的水分，浓缩矿石成分。
[0116] 并且在该矿石浆料制造工序S21中，由粒度测定工序测得的粗矿石浆料的粒度小于规定值时，将由破碎-分级工序去除的筛上料的矿石颗粒的一部分装入添加到矿石浆料浓缩工序中的固液分离装置。
[0117] 根据这种矿石浆料的制造工序S21，可以制造浆料粘度的升高得到抑制的矿石浆料，可以使用通常的转送泵等，不产生转送不良等地有效率地转送到接下来的浸出工序。
[0118] 作为由矿石浆料制造工序S21制造的矿石浆料的浓度没有特别限定，优选调整到15～45重量％。
[0119] (浸出工序)
[0120] 浸出工序S22中，向由矿石浆料制造工序S21得到的矿石浆料添加硫酸，在220～280℃的温度下进行搅拌处理，形成包含浸出液和浸出残渣的浸出浆料。浸出工序S22中，例如使用高温加压容器(高压釜)。
[0121] 具体而言，浸出工序S22中，产生下式(1)～(5)所示的浸出反应和高温热水解反应，进行镍、钴等以硫酸盐形式浸出和所浸出的硫酸铁以赤铁矿形式的固定化。但是，由于铁离子的固定化没有完全进行，因此通常在所得到的浸出浆料的液体部分，除了镍、钴等之外，还含有二价和三价的铁离子。
[0122] ·浸出反应
[0123]
[0124] (需要说明的是，式中M表示Ni、Co、Fe、Zn、Cu、Mg、Cr、Mn等。)[0125]
[0126]
[0127] ·高温热水解反应
[0128]
[0129]
[0130] 对浸出工序S22中的硫酸的添加量没有特别限定，使用能够浸出矿石中的铁的过剩量。例如每1吨矿石为300～400kg。若每1吨矿石的硫酸添加量超过400kg，则硫酸成本增大，所以不优选。
[0131] (固液分离工序)
[0132] 在固液分离工序S23中，将由浸出工序S22形成的浸出浆料进行多阶段洗涤，得到含有镍和钴的浸出液、和浸出残渣。
[0133] 作为固液分离工序S23中的多阶段洗涤方法没有特别限定，优选利用使用不含有镍的洗涤液以对流接触的连续逆流洗涤法(CCD法：Counter Current Decantation)。由此，可以降低新导入到系统内的洗涤液，并且可以使镍和钴的回收率为95％以上。
[0134] (中和工序)
[0135] 中和工序S24中，添加碳酸钙以抑制由固液分离工序S23分离的浸出液的氧化并且使该浸出液的pH为4，形成镍回收用的母液和含有三价铁的中和沉淀物浆料。中和工序S14中，通过如此进行浸出液的中和处理，进行利用高温加压酸浸出的浸出工序S22中使用的过量酸的中和，同时去除残留在溶液中的三价铁离子、铝离子等。
[0136] 中和工序S24中调整的浸出液的pH如上所述为4以下，优选为3.2～3.8。若浸出液的pH超过4，则镍的氢氧化物的产生增多。
[0137] 另外，中和工序S23中，去除残留在溶液中的三价铁离子时，优选使得以二价形式存在于溶液中的铁离子不会氧化。因此，优选尽量防止例如由于空气的吹入等所导致的溶液的氧化。由此，可以抑制二价铁的去除伴随的碳酸钙消耗量和中和沉淀物浆料的生成量的增加。即，可以抑制由于中和沉淀物浆料量的增加所导致的对沉淀物的镍回收损失。
[0138] 另外，可以将由中和工序S24得到的中和沉淀物浆料根据需要转送到固液分离工序S23。由此，可以有效果地回收中和沉淀物浆料中含有的镍。具体而言，通过使中和沉淀物浆料重复在低pH条件下作业的固液分离工序S23，可以进行浸出残渣的洗涤的同时促进由于中和沉淀物的附着水与中和沉淀物表面的局部反应生成的氢氧化镍的溶解，可以降低形成回收损失的镍量。需要说明的是，铁的氢氧化物一部分也与镍同时再溶解，为了固定浸出的三价铁离子，有可能再次需要中和剂。因此，从这方面考虑，也优选通过不使二价铁离子氧化来实现中和沉淀物量的降低。
[0139] 作为中和工序S24中的反应温度，优选为50～80℃程度。反应温度低于50℃时，所形成的含有三价铁离子的中和沉淀物变得微细，对根据需要使该中和沉淀物循环的固液分离工序S23中的处理造成不良影响。另一方面，若反应温度超过80℃，则导致装置材料的耐蚀性降低、用于加热的能源成本增大。
[0140] (硫化工序)
[0141] 硫化工序S25中，向中和工序S24中得到的作为镍回收用的母液的硫酸水溶液吹入硫化氢气体，产生硫化反应，生成含有镍的硫化物和贫液。
[0142] 母液如上所述为浸出矿石浆料得到的硫酸，是经过中和工序S24得到的。具体而言，例如是pH为3.2～4.0、镍浓度为2～5g/L、钴浓度为0.1～1.0g/L，另外含有铁、镁、锰等作为杂质成分的硫酸。杂质成分根据浸出的氧化还原电位、高压釜的作业条件、和矿石品位不同而大幅变化，但是通常含有数g/L程度的铁、镁、锰。在此，杂质成分相对于回收的镍和钴比较多地存在，但是作为硫化物的稳定性低，铁、锰、碱金属、以及镁等碱土金属不会含有于所生成的硫化物。
[0143] 另外，母液中含有锌时，可以在通过硫化反应使镍等生成为硫化物的处理之前，进行以硫化物形式选择性地分离锌的处理。作为选择分离该锌的处理，通过在硫化反应时形成弱的条件来抑制硫化物反应的速度，抑制与锌相比浓度高的镍的共沉淀，选择性地去除锌。
[0144] 硫化工序S25中，生成、回收杂质含有少的含有镍的硫化物和镍浓度以低的水平稳定的贫液。具体而言，使用浓缩器等沉降分离装置将通过硫化反应得到的硫化物的浆料进行沉降分离处理，由此将作为沉淀物的硫化物由浓缩器的底部分离回收，水溶液成分溢出而以贫液形式回收。需要说明的是，该贫液的pH为1～3程度，含有不会硫化而含有的铁、镁、锰等杂质元素。
[0145] 该硫化工序S25中，也可以将平均粒径调整为规定尺寸以上的含有镍的硫化物(镍硫化物)作为籽晶而添加于硫酸中。由此，进行将通过硫化反应生成的硫化物浆料分离为作为沉淀物的硫化物和贫液的沉降分离处理时，可以使溢出液中的含有镍的微细的漂浮固体成分的浓度降低，增加可以以硫化物形式形成沉淀的镍量，可以降低镍的回收损失。
[0146] 作为成为籽晶的镍硫化物的添加量，优选相对于母液中含有的镍量为相当于4～6倍的镍量的添加量。由此，可以抑制生成硫化物对反应容器内表面的附着，并且可以以更低的水平使贫液中的镍浓度稳定。
[0147] 另外，作为该籽晶添加的镍硫化物，优选循环使用在硫化工序S25中生成，经过沉降分离处理并回收后，进行分级处理、粒径调整以使平均粒径为规定的尺寸以上的硫化物。需要说明的是，根据需要可以在分级处理之前进行粉碎硫化物的处理。
[0148] <3.实施例>
[0149] 以下对关于本发明的实施例进行说明，但是本发明不被下述实施例所限定。
[0150] 实施例
[0151] [实施例1]
[0152] 在由作为原料矿石的氧化镍矿石通过使用硫酸的高温加压酸浸出法(HPAL法)回收镍、钴时的矿石浆料制造工序中，首先，使用通常的破碎机将氧化镍矿石破碎。接着，使用孔径1.4mm的筛将破碎了的氧化镍矿石分级。回收通过该分级处理分级得到的筛下料的矿石颗粒，制造含有100g/L固体成分的粗矿石浆料。另一方面，去除、另外回收分级得到的筛上料的矿石颗粒。
[0153] 接着，使用MICROTRAC装置(9320-X100、日机装株式会社制)测定粗矿石浆料的粒度。需要说明的是，粗矿石浆料的粒度将体积平均粒径(mv)作为测定值来测定。其结果，粗矿石浆料的粒径为12.48μm。该粒径小于对于金属冶炼处理中使用的转送泵而言产生转送不良的矿石浆料的屈服应力超过200Pa的粒度条件(20μm)。
[0154] 接着，将该粗矿石浆料以250m3/小时流量装入到直径约25m、高度约5m、容积约2000m3的浓缩器，去除水分，进行浓缩矿石成分的浓缩处理。此时，将作为通过破碎-分级处理去除的筛上料的矿石颗粒、含有粒径21.71μm的矿石的浆料，以相对于总矿石颗粒为
5重量％的比例装入添加到浓缩器。
5重量％的比例装入添加到浓缩器。
[0155] 浓缩处理结束后，所得到的矿石浆料由浓缩器的下部取出。
[0156] 使用流变仪(MCR301、Anton Paar公司制)测定该所得到的矿石浆料的屈服应力。其结果，矿石浆料的屈服应力为170Pa，可以利用通常的转送泵，不产生转送不良等地转送到接下来的工序的浸出工序。
[0157] 另外，在此后的利用HPAL法的浸出工序中，镍浸出率93.4％、为可以令人满意的结果。
[0158] [实施例2]
[0159] 与实施例1同样地对于作为原料矿石的氧化镍矿石进行破碎-分级处理，得到粗矿石浆料，测定所得到的粗矿石浆料的粒度，结果粗矿石浆料的粒径为14.26μm，除此之外与实施例1同样地制造矿石浆料。
[0160] 与实施例1同样地使用流变仪测定所得到的矿石浆料的屈服应力。其结果，矿石浆料的屈服应力为160Pa，可以利用通常的转送泵，不产生转送不良等地转送到接下来的工序的浸出工序。
[0161] 另外，在此后的利用HPAL法的浸出工序中，镍浸出率93.2％、为可以令人满意的结果。
[0162] [实施例3]
[0163] 与实施例1同样地对于作为原料矿石的氧化镍矿石进行破碎-分级处理，得到粗矿石浆料，测定所得到的粗矿石浆料的粒度，结果粗矿石浆料的粒径为18.26μm，除此之外与实施例1同样地制造矿石浆料。
[0164] 与实施例1同样地使用流变仪测定所得到的矿石浆料的屈服应力。其结果，矿石浆料的屈服应力为150Pa，可以利用通常的转送泵，不产生转送不良等地转送到接下来的工序的浸出工序。
[0165] 另外，在此后的利用HPAL法的浸出工序中，镍浸出率93.0％、为可以令人满意的结果。
[0166] [实施例4]
[0167] 与粗矿石浆料一起，将含有筛上料的矿石颗粒的浆料以相对于总矿石颗粒为1重量％的比例装入添加到浓缩器，除此之外与实施例1同样地制造矿石浆料。
[0168] 与实施例1同样地使用流变仪测定所得到的矿石浆料的屈服应力。其结果，矿石浆料的屈服应力为190Pa，可以利用通常的转送泵，不产生转送不良等地转送到接下来的工序的浸出工序。
[0169] 另外，在此后的利用HPAL法的浸出工序中，镍浸出率93.5％、为可以令人满意的结果。
[0170] [实施例5]
[0171] 与粗矿石浆料一起，将含有筛上料的矿石颗粒的浆料以相对于总矿石颗粒为10重量％的比例装入添加到浓缩器，除此之外与实施例1同样地制造矿石浆料。
[0172] 与实施例1同样地使用流变仪测定所得到的矿石浆料的屈服应力。其结果，矿石浆料的屈服应力为140Pa，可以利用通常的转送泵，不产生转送不良等地转送到接下来的工序的浸出工序。
[0173] 另外，在此后的利用HPAL法的浸出工序中，镍浸出率92.9％、为可以令人满意的结果。
[0174] [实施例6]
[0175] 与粗矿石浆料一起，将含有筛上料的矿石颗粒的浆料以相对于总矿石颗粒为20重量％的比例装入添加到浓缩器，除此之外与实施例1同样地制造矿石浆料。
[0176] 与实施例1同样地使用流变仪测定所得到的矿石浆料的屈服应力。其结果，矿石浆料的屈服应力为100Pa，可以利用通常的转送泵，不产生转送不良等地转送到接下来的工序的浸出工序。
[0177] 另外，在此后的利用HPAL法的浸出工序中，镍浸出率92.8％、为可以令人满意的结果。
[0178] [实施例7]
[0179] 与粗矿石浆料一起，将含有筛上料的矿石颗粒的浆料以相对于总矿石颗粒为30重量％的比例装入添加到浓缩器，除此之外与实施例1同样地制造矿石浆料。
[0180] 与实施例1同样地使用流变仪测定所得到的矿石浆料的屈服应力。其结果，矿石浆料的屈服应力为90Pa，可以利用通常的转送泵，不产生转送不良等地转送到接下来的工序的浸出工序。
[0181] 另外，在此后的利用HPAL法的浸出工序中，镍浸出率92.9％、为可以令人满意的结果。
[0182] [实施例8]
[0183] 与粗矿石浆料一起，将含有筛上料的矿石颗粒的浆料以相对于总矿石颗粒为40重量％的比例装入添加到浓缩器，除此之外与实施例1同样地制造矿石浆料。
[0184] 与实施例1同样地使用流变仪测定所得到的矿石浆料的屈服应力。其结果，矿石浆料的屈服应力为70Pa，可以利用通常的转送泵，不产生转送不良等地转送到接下来的工序的浸出工序。
[0185] 另外，在此后的利用HPAL法的浸出工序中，镍浸出率90.5％、为与其它实施例相比低的结果。
[0186] [比较例1]
[0187] 比较例1中，仅将所得到的粗矿石浆料装入到浓缩器，进行浓缩处理，除此之外与实施例1同样地制造矿石浆料。
[0188] 与实施例1同样地使用流变仪测定所得到的矿石浆料的屈服应力。其结果，矿石浆料的屈服应力为370Pa，粘度过高，不能用转送泵转送到接下来的工序的浸出工序，需要中断作业、取出粘着于配管的粘度高的浆料、并进行洗涤等应对作业。
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