第27屆ALTA 2023冶金研討會及展覽分享：材料世界網

林欣蓉 / 工研院材化所

前言

ALTA 2023是世界級的年度冶金會議，目前已進入第27屆。透過研討會及展覽分享想法與討論技術，反映當前與發展中的主要技術趨勢。該展同時與國際原子能機構(IAEA)合作，舉辦稀土元素會議；與Curtin黃金技術開發集團(GTG)合作Gold-PM研討會；與CSIRO礦產資源合作舉辦In-Situ Recovery (ISR)研討會，及和Future Battery Industries CRC (FBICRC)辦理鋰電池相關技術會議，今年於澳洲伯斯展開，為期五天，分成五大主軸與論壇，分別如下。

1. 鎳-鈷-銅論壇：主要論述濕法冶金及電池產業當中的鈷鎳應用；

2. 稀土金屬提取論壇：主要討論稀土提取、加工發展與趨勢；

3. 黃金提取論壇：主要討論氫化物降解與替代浸出液；

4. 及時回收技術論壇：主要討論鈾就地處理回收機制；

5. 鋰電池回收論壇：主要討論電池回收處理程序與再生料回用。

鎳-鈷-銅論壇

鎳-鈷-銅論壇計有超過16場的技術發表會，茲摘列幾篇重要論文與產業現況介紹如下。

1. 使用ATLAS材料製程，從鎳礦石中生產低碳鎳和鈷。動力用的鎳和鈷電池材料的需求有望呈指數級增長。滿足此一需求的自然資源是全球大型腐泥鎳礦資源基地，Atlas Materials 開發了一種創新的濕法冶金提取技術，使用鹽酸浸出。應用熱鹽酸產生可用作輔助膠凝的材料，含鎳、鈷、鎂滲濾液可通過一系列沉澱步驟進行處理，包括：鐵和鋁去除、用於回收鎳和鈷的混合氫氧化物沉澱、去除錳通過氧化/沉澱，到最後氫氧化鎂沉澱，沉澱劑是氫氧化鈉。在電路的末端，用過的電解質基本上是濃縮的鈉氯化物溶液，該溶液可用作氯鹼設施的輸入，以生產氯氣以及氫氣和苛性鹼 (NaOH)，氯氣和氫氣燃燒生成鹽酸用於回收浸出。該過程的化學品消耗低(主要是化妝氯化鈉)，可利用再生電力來分解鹽，並生產低碳鎳和鈷，供應電動汽車電池行業使用。從鎳礦石中生產低碳鎳和鈷的流程及鎳礦石試量產規劃，如圖二～三所示。

圖二、Atlas Materials公司於鎳礦石中生產低碳鎳和鈷流程

2. Cobalt Blue 正在開發 Broken Hill Cobalt 計畫，作為可行性研究的一部分。該公司在 Broken Hill 建造並運營了一個測試設施，最初批量處理了90噸礦石(2021-2022)，預計至2025 年擴大到5,500噸。專利技術旨在從礦石中濃縮鈷黃鐵礦，再將其轉化為黃鐵礦，以熱解製程處理成磁黃鐵礦，再利用浸出，回收鈷作為沉澱的氫氧化物，可從黃鐵礦精礦中回收 >95% 的鈷。礦區的分選機制、燒結設備與成品如圖四所示。

圖四、Broken Hill Cobalt 計畫：(a) 礦區初步分選機制；(b) 礦區內初步燒結；(c) 濕法提取製成品

3. 全球採礦業每年會產生數百萬噸礦物廢料，其中又以尾礦最常見，全球累計超過 2,800億公噸。這些尾礦有極高的機會可作為基礎金屬、貴金屬和關鍵金屬的來源，估計價值達3.4兆美元。後處理的尾礦要達到其經濟價值可能會因幾個因素而受到阻礙，如有價金屬含量低和細粒含量高，降低有效的金屬回收和需要昂貴的過濾。此外，尾礦處理也有顯著的環境風險，包括有害化合物滲入和溢出到周圍環境生態系統中。InnovEco Australia 開發了一種新型金屬回收技術；即濕混樹脂(RIMM)方法。該方法使用離子交換從低品位礦石和精細礦物(包括尾礦)中經濟高效地回收有價值的金屬，RIMM台式測試和鼓模型測試已證明，該技術可以回收近100%的銅和鈷的尾礦，如表一及圖五可知利用篩分的方式，來料的顆粒大小與成分之關係，礦之顆粒約大其含銅量約高，約為14.377%，再利用酸浸出的方式分離銅與鈷元素。