JP5991232B2

JP5991232B2 - モリブデナイトの回収方法

Info

Publication number: JP5991232B2
Application number: JP2013042766A
Authority: JP
Inventors: 悠二青木; 卓矢忰山; 高橋　佳久; 佳久高橋
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2013-03-05
Filing date: 2013-03-05
Publication date: 2016-09-14
Anticipated expiration: 2033-03-05
Also published as: JP2014168762A

Description

本発明は、銅とモリブデナイトを含有する鉱石から、高品位のモリブデナイト精鉱を得る方法に関する。

モリブデンはメタルの融点が約２６００℃と高く、機械的強度が大きい、剛性が強い、電気伝導性に優れている、熱伝導が良い、線状や板状に加工しやすいなど多くの優れた特徴があり、特殊鋼や各種合金の添加元素、染料、潤滑剤に利用されている有価な元素である。しかしながら、モリブデンの地殻存在度は約１３ｐｐｍと低く、入手は容易ではなかった。

一般に、モリブデンは、ほとんどがモリブデナイト（ＭｏＳ_２）形態の鉱物として硫化銅鉱石中に存在するものが多い。硫化銅鉱石中には銅鉱物のほかにパイライト（ＦｅＳ_２）などの鉱物も存在するが、モリブデナイト鉱物はパイライトよりも疎水性が大きい。そのため、この性質を利用して、いわゆる総合浮選と優先浮選の２段階の浮遊選鉱法によってモリブデナイトの分離が行われてきた。

この方法を詳しく説明すると、鉱山で採掘された銅とモリブデンを含有する硫化銅鉱石を粉砕し、水を加えてスラリー状態とする。このスラリーに抑制剤、起泡剤、捕収剤などの浮選剤を添加し、空気を吹き込んで浮遊選鉱することにより、モリブデナイトと黄銅鉱や斑銅鉱などの硫化銅鉱物を浮上させて含モリブデナイト銅バルク精鉱（以下、単に「バルク精鉱」とも称する）を得ると共に、パイライトなどの脈石成分を沈降させて分離する。この浮遊選鉱を一般に総合浮選と称している。

次に、上記総合浮選で得られた含モリブデナイト銅バルク精鉱に硫化銅鉱物の浮遊性だけを選択的に抑制する硫化ソーダ（硫化水素ナトリウム；ＮａＨＳ）を添加し、空気を吹き込んで浮遊選鉱することにより、モリブデナイトを浮上させてモリブデナイト精鉱を得ると共に、銅精鉱を沈降させて分離する。この浮遊選鉱を一般に優先浮選と称している。

また、特許文献１には、バルク精鉱に対し磨鉱を行い、捕収剤を添加せずに浮選を行うことによりモリブデナイトを浮遊させ、高収率で分離回収する方法が記載されている。更に、特許文献２には、特定の種類の捕収剤を添加することによって、硫化銅鉱物の浮遊を抑制し、モリブデナイトを回収する方法が記載されている。尚、非特許文献１には、モリブデナイトの回収方法として、硫化ソーダと青化物を用いる方法、あるいはバルク精鉱を加熱処理した後、浮遊選鉱を行う方法が示されている。

米国特許４６０６８１７号明細書米国特許４６５７６６９号明細書

富田堅二著、「選鉱便覧」、共立出版株式会社、１９６６年、３８４〜３８６頁

上記した従来のモリブデナイトの回収方法は、いずれも、総合浮選と優先浮選において複数段の浮選処理を行っており、特に多段の優先浮選を行わなければモリブデナイト精鉱を効率よく分離回収することができなかった。そのため、添加する浮選剤のコストが増加したり、多段の浮選処理に伴って設備投資が増加したりするうえ、多段の浮選処理においてモリブデナイトのロスが増加するなどの問題があった。

本発明は、このような従来の事情に鑑みてなされたものであり、銅とモリブデナイトを含有する鉱石から、高品位のモリブデナイトを効率よく且つ低コストで回収する方法を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、本発明が提供するモリブデナイト含有銅鉱石からのモリブデナイト回収方法は、銅とモリブデナイトを含有する鉱石を粉砕し、浮遊選鉱に付して総合浮選と優先浮選を行う際に、総合浮選での浮上物を粉砕して優先浮選を行い、優先浮選で得られた浮上物を２０μｍ以上７５μｍ以下の範囲の粒度で分級して、粗粒側にモリブデナイト精鉱を得ることを特徴とする。

上記本発明のモリブデナイト含有銅鉱石からのモリブデナイト回収方法においては、前記総合浮選での浮上物を８０％通過粒度で１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲の粒度に粉砕することが好ましい。また、前記総合浮選での浮上物は湿式法により粉砕することが好ましい。

本発明によれば、浮遊選鉱によりモリブデナイト含有銅鉱石からモリブデナイトを回収する際に、浮遊選鉱での優先浮選後の浮上物の分級によってモリブデナイトと銅を高い割合で分離することができるので、浮選工程全体の負荷を著しく低減することができる。しかも、浮遊選鉱の段数、特に優先浮選の段数並びに優先浮選後の精選の段数を格段に少なくすることができるので、浮選設備への投資を低減することができ、浮選剤のコストも抑制することができる。

本発明の実施例によるモリブデナイト含有銅鉱石からのモリブデナイト回収方法を示すフローチャートである。

モリブデナイト含有銅鉱石からモリブデナイトを回収する方法について、図１を参照しながら工程に従って詳細に説明する。まず、モリブデナイト含有銅鉱石を粉砕した後、水を加えてスラリーとして浮遊選鉱に付し、従来から行われてきた総合浮選を行う。

具体的には、上記モリブデナイト含有銅鉱石のスラリーに、通常使用されている抑制剤、起泡剤、捕収剤などの浮選剤を添加し、空気を吹き込んで総合浮選を行う。この総合浮選処理により、モリブデナイトと硫化銅鉱物を含む含モリブデナイト銅バルク精鉱を浮上させ、脈石成分を沈降させて分離する。

次に、上記総合浮選処理により浮上物として回収した含モリブデナイト銅バルク精鉱は、モリブデナイト鉱物と銅鉱物とが分離されていないので、更に破砕してモリブデナイト鉱物と銅精鉱がそれぞれ単体粒子として存在するように処理する。

この粉砕処理において、モリブデナイト鉱物は、その結晶構造から当初は層間での剥離が発生し、次いで剥離した個々の面が破砕されて小さくなっていく段階を踏むことが分かった。このため、モリブデナイト鉱物は、黄銅鉱や硫化鉄鉱などの一般的な鉱物に比べると、粉砕による細粒化が生じ難く、薄い板面状の形態を取る場合が多いことが判明した。即ち、上記総合浮選処理により浮上物として回収した含モリブデナイト銅バルク精鉱を粉砕することによって、モリブデナイト鉱物とそれ以外の鉱物との粒度分布に差を生じさせることができる。

ただし、含モリブデナイト銅バルク精鉱の粉砕が不十分な場合、モリブデナイトが他の鉱物と結合した状態となりやすいため、最終的に回収されるモリブデナイト精鉱のモリブデン品位が低くなる可能性がある。一方、過剰に粉砕して微細すぎる粒度とした場合、後工程の優先浮選でモリブデナイト鉱物が浮上し難くなることから、回収できないモリブデナイトのロスが増加するので好ましくない。具体的には、含モリブデナイト銅バルク精鉱の粉砕では、８０％通過粒度で１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲の粒度となるように粉砕することが好ましい。

更に、上記含モリブデナイト銅バルク精鉱の粉砕を湿式により処理すれば、層間剥離で生じたモリブデナイト鉱物の剥離面に浮選剤を構成する硫黄成分が付着しやすいことが判明した。その理由は未だ明らかではないが、例えば、湿式粉砕で生じた剥離面は空気と接していないので、乾式粉砕で生じた破砕面と異なり、表面が変質せずに硫黄が吸着しやすい状態を維持でき、その結果、次工程で浮遊選鉱に付した際に浮上しやすくなると考えられる。

尚、上記含モリブデナイト銅バルク精鉱の粉砕方法は、特に限定されないが、一般的なボールミルによる粉砕を好適に用いることができ、上記したように湿式による方法、例えば湿式ボールミルによる粉砕が特に好ましい。また、粉砕粒度については、元来含有するモリブデナイトや含銅鉱物の粒子径及びそれらの結合状態などに応じて適宜調整すればよいが、予備試験を行って好適な粉砕粒度を決定すれば、得られる精鉱の品質が均一化されるため特に好ましい。

上記粉砕処理された含モリブデナイト銅バルク精鉱は、硫化ソーダ（硫化水素ナトリウム；ＮａＨＳ）を添加して空気を吹き込むことにより、通常の優先浮選を行う。この優先浮選では、硫化銅鉱物の浮遊性だけが選択的に抑制されるため銅精鉱が沈降し、モリブデナイト粗精鉱を浮上物として回収する。

本発明においては、従来のごとく総合浮選や優先浮選を繰り返すのではなく、上記優先浮選により得られた浮上物のモリブデナイト粗精鉱を分級する。この分級によって、粗粒側にモリブデナイトが濃縮したモリブデナイト精鉱を効率よく回収することができ、細粒側には銅が主体であってモリブデンも含有する銅精鉱が得られる。

上記優先浮選で得られた浮上物であるモリブデナイト粗精鉱を分級する際の粒度は、原料となるモリブデナイト含有銅鉱石の種類や品位によって適宜すればよいが、一般的には２０μｍ以上７５μｍ以下の範囲の粒度とすることが好ましい。分級の粒度が２０μｍ未満では粗粒側への硫化銅鉱物やパイライトの混入割合が増加し、逆に７５μｍを超えると粗粒側へのモリブデナイトの分配が著しく減少するため好ましくない。

尚、最も効率的にモリブデナイト粗精鉱を回収できる粒度は、予備試験を行って決定することができる。また、分級の方法は湿式法が好ましく、例えばサイクロン湿式分級器や篩による分級を用いることができる。工業的な取り扱いの容易さを考慮すると、例えば目開き４５μｍの篩を用いて、湿式で分級することが好ましい。

上記分級処理により細粒側に得られた回収物である銅精鉱は、少量のモリブデンを含有しているため、硫化ソーダなどの硫化銅鉱物の浮上を抑制する選鉱剤を添加して更に浮遊選鉱に付し、モリブデナイト精鉱を浮上させ、沈降する銅精鉱と分離する精選を行うことにより両者を効率よく分離することができる。

上記精選は複数段、例えば４段行うと充分な分離効率が得られる。複数段の精選を行う際は、各段で発生した沈鉱は銅精鉱として分類し、浮鉱を次段に給鉱すれば良い。また、最終段の浮鉱は上記分級での粗粒側と共に、モリブデナイト精鉱として混合あるいは単独で利用することができる。

尚、本発明においては、上述したように分級によりモリブデナイト精鉱を効率よく分離しているので、分級における細粒側は物量が少なく、従って浮遊選鉱に必要な設備投資も選鉱剤量も少なくてすむため、それだけコストを低減することができる。

以下の実施例において、化学分析値はＩＣＰ発光分析法を用いて求めた。鉱物割合及び各鉱物の粒度分布は、ＦＥＩ社（米国）製の自動鉱物分析装置（型式：ＭＬＡ６５０ＦＥＧ型）を用いて測定した。

ペルーで産出した銅とモリブデナイトを含有する鉱石を、公知の方法で浮遊選鉱した。即ち、このモリブデナイト含有銅鉱石を粉砕し、水を加えて得たスラリーとした。このスラリーに浮選剤を添加し、空気を吹き込んで総合浮選を行うことにより、浮鉱として含モリブデナイト銅バルク精鉱を得た。

得られた含モリブデナイト銅バルク精鉱について、その組成を下記表１に示し、その鉱物割合を下記表２に示した。

次に、この含モリブデナイト銅バルク精鉱を、湿式ボールミルを用いて８０％通過粒度が２０μｍとなるまで湿式粉砕した後、優先浮選による浮遊選鉱を行った。具体的には、粉砕した含モリブデナイト銅バルク精鉱に、１トン当たりディーゼルオイルを１５ｇ及びＮａＨＳを１１ｇ添加し、６０分間維持して条件付けを行った後、空気を吹き込みながら２０分間の浮遊選鉱を行って浮鉱と沈鉱とに分離した。得られた浮鉱をモリブデナイト粗精鉱として回収した。

その後、このモリブデナイト粗精鉱を、目開き４５μｍの篩を用いて湿式で篩分けを行い、篩上物（＋４５μｍ）と篩下物（−４５μｍ）とに分離した。得られた篩上物と篩下物の鉱物割合及び重量割合を、篩分前（粉砕した含モリブデナイト銅バルク精鉱）の鉱物割合及び重量割合と共に、下記表３に示した。

上記の篩分けで得られた篩上物をモリブデナイト精鉱として回収した。また、篩下物には銅鉱物とモリブデナイトが混在する割合が高いので、この篩下物を再び浮遊選鉱に付して４段の精選を行った。各段で発生した沈鉱は、それぞれ銅精鉱として回収した。また、最終段の浮鉱は上記篩上物と合計して、モリブデナイト精鉱として回収した。

Claims

銅とモリブデナイトを含有する鉱石を粉砕し、浮遊選鉱に付して総合浮選と優先浮選を行う際に、総合浮選での浮上物を粉砕して優先浮選を行い、優先浮選で得られた浮上物を２０μｍ以上７５μｍ以下の範囲の粒度で分級して、粗粒側にモリブデナイト精鉱を得ることを特徴とするモリブデナイト含有銅鉱石からのモリブデナイト回収方法。
前記総合浮選での浮上物を８０％通過粒度で１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲の粒度に粉砕することを特徴とする、請求項１に記載のモリブデナイト含有銅鉱石からのモリブデナイト回収方法。
前記総合浮選での浮上物を湿式により粉砕することを特徴とする、請求項１又は２に記載のモリブデナイト含有銅鉱石からのモリブデナイト回収方法。
前記優先浮選で得られた浮上物を湿式により篩を用いて分級することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のモリブデナイト含有銅鉱石からのモリブデナイト回収方法。
前記分級により細粒側に得られた回収物を更に浮遊選鉱に付して精選を行い、モリブデナイト精鉱と銅精鉱とに分離することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のモリブデナイト含有銅鉱石からのモリブデナイト回収方法。