JP2012201936A

JP2012201936A - ニッケル濃縮装置

Info

Publication number: JP2012201936A
Application number: JP2011068324A
Authority: JP
Inventors: Jun Yokoyama; 潤横山; Masakatsu Kin; 雅克金; Akiko Kitagawa; 明子北川
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2012-10-22

Abstract

【課題】ニッケルを含有する低品位ニッケル鉱に乾式前処理を施し、ニッケル含有濃度に応じて有用鉱石と脈石とに分離することにより、高品位ニッケル鉱を回収するニッケル濃縮装置を提供する。
【解決手段】鉱石中に含まれる水分を除去する乾燥炉と、乾燥後に塊状となった鉱石を粗粉砕する粉砕機と、粗粉砕後の鉱石の表面を研磨する磨砕機と、磨砕後の粗粒分と細粒分を粒径毎に分級しながら搬送する搬送機と、前記搬送機により搬送されてくる粗粒分にＸ線を照射し、発生した蛍光Ｘ線を検知することにより、粗粒分に含有する元素を検出する蛍光Ｘ線計測器と、前記粗粒分の移動方向における前記Ｘ線の照射位置の下流側に設けられ、前記含有元素の検出結果に基づいて前記粗粒分の搬送経路を前記磨砕機、あるいは装置外排出に切り換える搬送経路切換機を有するニッケル濃縮装置により上記課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ニッケル酸化鉱をニッケル含有濃度に応じて分別することによって、有用なニッケル鉱石を回収するニッケル濃縮装置に関する。

現在、我が国は、世界でも有数のニッケル大量消費国である。我が国におけるニッケルの用途は、ステンレス鋼、特殊鋼、メッキ板、磁性材料、非鉄合金、電池、触媒など多岐にわたり、またこれらの製品は、石油・化学プラント、自動車、産業機器、家電、通信機器、石油精製など、多方面の産業で利用されている。
しかし、我が国で原料として使用しているニッケル鉱は、ニューカレドニア島など一部の地域で産出したものに集中しているため、採掘される鉱石の品位が年々低下してきており、今後のニッケル安定供給の維持が危ぶまれている。
ところで、現在、ニッケル酸化鉱の中で原料として利用されているのは、ニッケル品位２％以上の高品位鉱がほとんどであり、低品位のニッケル酸化鉱は手付かずのまま放置されているのが現状である。したがって、今後のニッケル需要を賄うためには、低品位鉱を対象とする製錬法を確立させることが急務と考えられている。

上記のような事情から、種々の選鉱法を用いて低品位鉱の品位向上が図られている。有用鉱石と脈石との比重差を利用して、振動テーブルやスパイラル状の選別樋、あるいは水流を利用して鉱石を分離する比重分離、比重を調節した重液中で沈降分離させる重液分離、鉱石中の金属分と錯体を作るキレート試薬を用い、粉末鉱物粒子と反応させて有用鉱石だけを吹き込んだ空気と共に浮上させる浮遊選鉱、磁力を用いて磁性鉱石と非磁性鉱石を分離する磁力選鉱、高電圧を用いて導電性の粒子を引き付ける静電選鉱等の選鉱法が知られている。
例えば、特許第４１５３０９９号では、ニッケル含有酸化物鉱石を鉱泥化し、この鉱泥化鉱石を洗浄後、湿潤環境下での篩いによる分級や比重選別を行い、鉱石の富化を図っている。

特許第４１５３０９９号

前記特許文献１に記載のニッケル含有酸化物鉱石の富化方法は、湿潤環境下で行う湿式法であるため、洗浄工程や分級工程において、水中へニッケル含有粒子が混入したり、ニッケル成分が溶解したりすることが懸念される。また、ニッケル鉱の中には非常に沈降性、脱水性の悪いものがあるため、前記特許文献１のような湿式法が適さない、あるいは多くの処理工程を要する場合がある。
さらに、前記特許文献１では、富化工程において多量の水を使用することから、排水設備の設置が必要となる。

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、ニッケルを含有する低品位ニッケル鉱に乾式前処理を施し、ニッケル含有濃度に応じて有用鉱石と脈石とに分離することにより、高品位ニッケル鉱を回収するニッケル濃縮装置を提供することを目的とする。

前記の課題を解決するために、本発明に係るニッケル濃縮装置は、鉱石中に含まれる水分を除去する乾燥炉と、乾燥後に塊状となった鉱石を粗粉砕する粉砕機と、粗粉砕後の鉱石の表面を研磨する磨砕機と、磨砕後の粗粒分と細粒分を粒径毎に分級しながら搬送する搬送機と、前記搬送機により搬送されてくる粗粒分にＸ線を照射し、発生した蛍光Ｘ線を検知することにより、粗粒分に含有する元素を検出する蛍光Ｘ線計測器と、前記粗粒分の移動方向における前記Ｘ線の照射位置の下流側に設けられ、前記含有元素の検出結果に基づいて前記粗粒分の搬送経路を前記磨砕機、あるいは装置外排出に切り換える搬送経路切換機を有することを特徴とする。

ここで、前記ニッケル濃縮装置における粉砕機としては、種々のものが使用でき、鉱石を粗砕きする場合は、ジョークラッシャー、ジャイレトリ破砕機やディスク破砕機、さらに細かくする場合は、ロッドミル、ボールミルなどが使用できる。
また、乾燥炉は回転炉が適しており、回転炉に攪拌羽やスクリューなどが内蔵されているものであれば、鉱石によっては別途、粉砕機を設置しなくても粗粉砕が可能となる。

なお、前記ニッケル濃縮装置において、磨砕機により粗粉砕後の鉱石の表面を研磨し、分級機能を有した搬送機により粗粒分と細粒分とに分級するのは、ニッケル酸化鉱は鉱石表面に高品位部が分布しており、その高品位部のみを削り落として細粒分として回収することでニッケル濃縮を行うためである。

さらに、前記ニッケル濃縮装置では、搬送機により移動中の粗粒分に対してＸ線を照射し、ニッケル含有濃度を検出することができるため、ニッケル濃度を検出するためのサンプルなどを採取する必要がなく、その検出結果に応じて再度磨砕するか排出するかを判定し、自動で搬送経路を切り換えるので、効率良くニッケル濃縮ができる。

また、磨砕の効果は、ニッケル鉱の種類によって異なるため、磨砕時間も様々であり、一度で磨砕を行おうとすると、磨砕が不十分、あるいは磨砕のし過ぎとなり、ニッケル濃縮が不十分となってしまう場合がある。前記ニッケル濃縮装置であれば、一度の磨砕時間を短く取り、インラインで磨砕効果を確認しながら、自動で磨砕を繰り返し行えるので、効率的なニッケル濃縮が可能となる。
よって、前記ニッケル濃縮装置では、前記磨砕機による磨砕時間を２分間以内、好ましくは１分間以内とする。

また、上述の通り、ニッケル酸化鉱は鉱石表面に高品位部が分布しており、それらを磨砕するので、ニッケルは細粒分側へ濃縮されている。乾燥、粉砕及び磨砕処理後のニッケル鉱を各粒径で分級した結果、２ｍｍ以下で分級した細粒分でニッケル濃縮が確認された。
よって、前記ニッケル濃縮装置では、前記搬送機による分級を２ｍｍで行い、より好ましくは１ｍｍで行う。

本発明のニッケル濃縮装置は、ニッケル鉱の鉱泥化や水洗などを行わずに、全ての工程を乾式にて行うことから、水が不要となり、かつ排水も発生しないため、高品位ニッケル鉱を回収する処理工程が簡便となる。このことから、処理設備規模をコンパクト化することが可能となり、設備設置に必要な面積を少なくすることができると共に、設備投資等の経済的負担を軽減できる。
また、ニッケル濃縮度をインライン式蛍光Ｘ線計測器で監視できるため、サンプリングを行う必要もなく、濃縮処理が十分に行えているかを常に把握することができる。
このように簡便な設備により低品位ニッケル酸化鉱から高品位ニッケル鉱を回収することができるので、これまで手付かずに放置されていた低品位ニッケル鉱を有益なニッケル資源として活用することが可能となる。

本発明の一実施形態であるニッケル濃縮装置の構成を示す概略側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態であるニッケル濃縮装置の構成を示す概略側面図である。
本発明のニッケル濃縮装置には、低品位ニッケル鉱に含まれる水分を除去すると共に、粗粉砕を行う回転炉１と、回転炉１で乾燥及び粗粉砕された低品位ニッケル鉱の表面を研磨する磨砕機２とが設けられており、さらに磨砕機２で磨砕された粗粒分と細粒分を粒径毎に分級しながら搬送する搬送機３と、搬送機３により搬送されてくる粗粒分にＸ線を照射し、発生した蛍光Ｘ線を検知することにより、粗粒分中のニッケルを検出する蛍光Ｘ線計測器４と、粗粒分の移動方向における前記Ｘ線の照射位置の下流側に設けられ、ニッケルの検出結果に基づいて粗粒分の搬送経路を磨砕機２、あるいは装置外排出に切り換える搬送経路切換機５とで主要部が構成されている。

ここで、前記回転炉１は、炉内部に攪拌羽根を有するものであり、炉内でこの攪拌羽根を回転させることにより、投入した低品位ニッケル鉱を満遍なく攪拌することができるので、水分を効率良く蒸発させることができると共に、炉内へのニッケル鉱の付着を防止することができる。
また、この回転炉１では、ニッケル鉱が攪拌羽根に接触し、あるいは攪拌羽根と炉内壁との間に入り込むため、攪拌のみならず粗粉砕までがなされるものとなっている。

前記磨砕機２は、アジテーターと呼ばれる高速回転する回転羽根と、パンと呼ばれるその回転容器から構成されており、アジテーターとパンとが逆方向に回転することでニッケル鉱を磨砕するものである。
なお、上記磨砕機は磨砕効果が非常に高いため、一度に長時間の磨砕を行ってしまうと、ニッケル鉱が粉化し過ぎてしまい、ニッケル濃縮部以外も細粒分側へ混入してしまうので、１回の磨砕時間は２分間以内とするが良く、好ましくは１分間以内とするのが良い。

前記搬送機３は、２ｍｍ、好ましくは１ｍｍのメッシュ状かつ板状のものであり、搬送の駆動力としてバイブロモーターを備えている。２ｍｍもしくは１ｍｍ以下の細粒分は、搬送機下のベルトコンベア上に落下し、高品位ニッケル鉱として回収される。また、２ｍｍもしくは１ｍｍより大きい粗粒分は、前記搬送機３上に載置された状態でＸ線照射位置まで搬送され、蛍光Ｘ線計測器４によりニッケル含有濃度を計測される。

前記蛍光Ｘ線計測器４は、ニッケル鉱にＸ線を照射した際に、ニッケル鉱に含まれるニッケルから発生する蛍光Ｘ線を検出するものである。この蛍光Ｘ線計測器４は、箱状のケースの内部にＸ線照射部と蛍光Ｘ線検知部とを備えている。
なお、Ｘ線の漏洩を防ぐために、この蛍光Ｘ線計測器４及びＸ線の照射位置付近を覆うようにＸ線を遮蔽できる材料を用いたカバーなどを設けるのが望ましい。

前記搬送経路切換機５は、前記蛍光Ｘ線計測器４で検知されたニッケル含有濃度の信号を受け取ることで、再度処理する場合は磨砕機側へ、ニッケル濃縮部が十分に削り落とせた場合は装置外排出側へと搬送経路を自動で切り換えるようになっている。

このようなニッケル濃縮装置を用いることで、低品位ニッケル鉱からニッケル濃縮部を選択的に回収することができる。
以下に上記ニッケル濃縮装置を用いた実施例を示す。

ニッケル鉱A（Nｉ濃度１．８％）を１００ｋｇ用いて試験を実施した。結果を以下の表に示す。細粒分は前記ニッケル濃縮装置では計測していないが、別途採取し、計測を実施した。表からわかるように６分間磨砕することでニッケル濃縮部を回収することができた。

ニッケル鉱Ｂ（Ｎｉ濃度２．０％）を１００ｋｇ用いて試験を実施した。結果を以下の表に示す。細粒分は実施例１同様に計測を実施した。表からわかるように１０分間磨砕することでニッケル濃縮部を回収することができた。

１：回転炉
２：磨砕機
３：搬送機
４：蛍光Ｘ線計測器
５：搬送経路切換機

Claims

鉱石中に含まれる水分を除去する乾燥炉と、乾燥後に塊状となった鉱石を粗粉砕する粉砕機と、粗粉砕後の鉱石の表面を研磨する磨砕機と、
磨砕後の粗粒分と細粒分を粒径毎に分級しながら搬送する搬送機と、前記搬送機により搬送されてくる粗粒分にＸ線を照射し、発生した蛍光Ｘ線を検知することにより、粗粒分に含有する元素を検出する蛍光Ｘ線計測器と、
前記粗粒分の移動方向における前記Ｘ線の照射位置の下流側に設けられ、前記含有元素の検出結果に基づいて前記粗粒分の搬送経路を前記磨砕機、あるいは装置外排出に切り換える搬送経路切換機を有することを特徴とするニッケル濃縮装置。
前記磨砕機による磨砕時間を２分間以内とすることを特徴とする請求項１に記載のニッケル濃縮装置。
前記搬送機による分級を２ｍｍで行うことを特徴とする請求項１または２に記載のニッケル濃縮装置。
前記搬送機による分級を１ｍｍで行うことを特徴とする請求項１または２に記載のニッケル濃縮装置。