JP6430330B2 - 選鉱方法 - Google Patents
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Description
選鉱工程では、鉱山で採掘された銅鉱石を粉砕した後、水を加えてスラリーとし、浮遊選鉱を行う。浮遊選鉱では、スラリーに抑制剤、起泡剤、捕収剤などで構成される浮選剤を添加し、空気を吹き込んで銅鉱物を浮遊させつつ、脈石を沈降させて分離を行う。これにより銅品位30%前後の銅精鉱が得られる。
乾式製錬工程では、選鉱工程で得られた銅精鉱を自溶炉などの炉を用いて熔解し、転炉および精製炉を経て銅品位99%程度の粗銅にまで精製する。粗銅は次工程の電解工程で用いられるアノードに鋳造される。
電解工程では、硫酸酸性溶液(電解液)で満たされた電解槽に前記アノードを挿入し、カソードとの間に通電して電解精製を行う。電解精製によって、アノードの銅は溶解し、カソード上に純度99.99%の電気銅として析出する。
第2発明の選鉱方法は、第1発明において、前記条件付与液には、乳化されたケロシンが含まれていることを特徴とする。
第3発明の選鉱方法は、第2発明において、前記ケロシンの添加量は、鉱物1t当り6リットル以上50リットル以下であることを特徴とする。
第4発明の選鉱方法は、第1、第2または第3発明において、前記条件付与液は、海水であることを特徴とする。
第5発明の選鉱方法は、第1、第2または第3発明において、前記条件付与液は、塩化マグネシウム水溶液であることを特徴とする。
第6発明の選鉱方法は、第1、第2、第3、第4または第5発明において、前記銅鉱物は黄銅鉱であり、前記モリブデン鉱物は輝水鉛鉱であることを特徴とする。
第2発明によれば、モリブデン鉱物の表面にケロシンが吸着されることで、モリブデン鉱物の浮遊性が向上する。また、ケロシンを乳化させることで、油滴が小さくなり、ケロシンとモリブデン鉱物との凝集効果が高まる。その結果、モリブデン鉱物の浮遊性が高くなる。
第3発明によれば、ケロシンの添加量が鉱物1t当り6リットル以上であるので、銅鉱物とモリブデン鉱物との浮選回収率の差が浮遊選鉱に十分な値となり、浮遊選鉱により銅鉱物とモリブデン鉱物とを効率よく分離できる。また、ケロシンの添加量が鉱物1t当り50リットル以下であるので、ケロシンを無駄に消費することがない。
第4発明によれば、海水を利用することで操業コストを低減できる。
第5発明によれば、条件付与液に不純物が含まれないため処理が容易である。
第6発明によれば、ポーフィリー型の銅鉱床から採掘された鉱石を利用できる。
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る選鉱方法は、(1)粉砕工程と、(2)条件付与工程と、(3)浮遊選鉱工程とを備えている。
粉砕工程では鉱石を粉砕して鉱物粉末を得る。鉱物粉末の粒度は、鉱石に含まれる鉱物の大きさに合わせて、単独鉱物が得られるように調整される。例えば、黄銅鉱の場合篩下100μm程度、輝水鉛鉱の場合篩下30μm程度に調整することが一般的である。
条件付与工程では鉱物粉末(粉砕された原料)を条件付与液に所定時間浸漬した後、撹拌して鉱物粉末と条件付与液の混合液を得る。条件付与液は少なくともマグネシウムイオンが含まれており、アルカリ性であればよい。条件付与液のマグネシウムイオン濃度は約1×10-2M(Mはモル濃度mol/L)、より詳細には0.5×10-2〜1.8×10-2Mが好ましい。浸漬時間は特に限定されないが例えば10分程度である。
浮遊選鉱工程では条件付与工程で得られた混合液を用いて浮遊選鉱を行う。浮遊選鉱によりモリブデン鉱物を浮遊産物として、銅鉱物を沈降産物として分離する。浮遊選鉱に用いる装置や方式は特に限定されない、一般的な多段式浮遊選鉱装置を用いればよい。
アルカリ性領域ではマグネシウムイオンが鉱物表面に水酸化物沈殿を生成し、浮遊選鉱に重要な性質である鉱物粒子の親水性に影響を与え、モリブデン鉱物の浮選回収率が大きく低下することが知られている(Ramos, O., Castro, S., Laskowski, J.S., 2012. Copper-molybdenum ores flotation in sea water: Floatability and frothability.Minerals Engineering, 53, 108-112.)。
(共通の条件)
鉱物試料:
銅鉱物として黄銅鉱、モリブデン鉱物として輝水鉛鉱を用いた。
鉱物試料をメノウ乳鉢で粉砕して鉱物粉末を得た。粉砕は窒素パージしたグローブバッグ内にて行った。粉砕後、黄銅鉱の粒度は75〜106μm、輝水鉛鉱の粒度は30μm以下となるように篩別処理した。単体鉱物を用いて浮遊選鉱試験を行う単独系浮遊選鉱試験においては、鉱物試料の重量を0.5gとした。黄銅鉱と輝水鉛鉱とを混合した鉱物試料を用いて浮遊選鉱試験を行う混合系浮遊選鉱試験においては、黄銅鉱と輝水鉛鉱を1:1の割合で混合し、総重量を0.5gとした。
条件付与液として人工海水と塩化マグネシウム水溶液とを用意した。
人工海水は、大阪薬研社製マリンアートSF-1を超純水に溶解して得た。人工海水の成分は表1に示す通りである。マグネシウムイオン濃度が5×10-2Mとなるように調整した。得られた人工海水に水酸化カリウムを添加して所定のpHに調整した。
浮遊選鉱試験には図2に示すハリモンドチューブを用いた。ハリモンドチューブの底部にはスターラーが備えられており、液を撹拌できるようになっている。また、ハリモンドチューブには底部からガスを吹き込み可能となっている。
まず、条件付与を行った場合と行わなかった場合とで比較試験を行った。
所定のpH(4、7、8、9、11)に調整した塩化マグネシウム水溶液150mlに鉱物試料を10分間浸漬して条件付与を行い、混合液を得た。また、所定のpH(4、7、8、9、11)に調整した水に鉱物試料を混合し、条件付与を行わない未処理の混合液を得た。つぎに、各混合液を用いて浮遊選鉱試験を行い、浮選回収率を求めた。浮遊選鉱試験は単独系にて行った。
つぎに、種々のpHの条件付与液を用いて浮遊選鉱試験を行った。
所定のpH(9、9.5、10、11)に調整した塩化マグネシウム水溶液150mlに鉱物試料を10分間浸漬して条件付与を行い、混合液を得た。つぎに、各混合液を用いて浮遊選鉱試験を行い、浮選回収率を求めた。浮遊選鉱試験は単独系にて行った。
つぎに、ケロシンを添加した条件付与液を用いて浮遊選鉱試験を行った。条件付与液として海水を用いた単独系浮遊選鉱試験は以下のとおりである。
条件付与液として海水を用いた混合系浮遊選鉱試験は以下のとおりである。
試験の手順は、黄銅鉱と輝水鉛鉱とを混合した試料を用いたほか、単独系浮遊選鉱試験と同様である。
条件付与液として塩化マグネシウム水溶液を用いた単独系浮遊選鉱試験は以下のとおりである。
試験の手順は、条件付与液として塩化マグネシウム水溶液を用いたほか、海水の単独系浮遊選鉱試験と同様である。ただし、ケロシンの添加量は0(未添加)、3、5、10、15、20、25μlの7パターンとした。
条件付与液として塩化マグネシウム水溶液を用いた混合系浮遊選鉱試験は以下のとおりである。
試験の手順は、黄銅鉱と輝水鉛鉱とを混合した試料を用いたほか、単独系浮遊選鉱試験と同様である。ただし、ケロシンの添加量は0(未添加)、3、10、15、20、25μlの6パターンとした。
Claims (6)
- 銅鉱物とモリブデン鉱物とを含む原料の選鉱方法であって、
粉砕された前記原料を条件付与液に浸漬し、前記銅鉱物および前記モリブデン鉱物の表面に水酸化マグネシウムを生成するとともに、混合液を得る条件付与工程と、
前記混合液を用いた浮遊選鉱により、前記原料よりも前記モリブデン鉱物の品位が高い浮遊産物と、前記原料よりも前記銅鉱物の品位が高い沈降産物とを分離する浮遊選鉱工程と、を備え、
前記条件付与液は、マグネシウムイオン濃度が0.5×10 -2 〜5×10 -2 Mであり、pH10以上である
ことを特徴とする選鉱方法。 - 前記条件付与液には、乳化されたケロシンが含まれている
ことを特徴とする請求項1記載の選鉱方法。 - 前記ケロシンの添加量は、鉱物1t当り6リットル以上50リットル以下である
ことを特徴とする請求項2記載の選鉱方法。 - 前記条件付与液は、海水である
ことを特徴とする請求項1、2または3記載の選鉱方法。 - 前記条件付与液は、塩化マグネシウム水溶液である
ことを特徴とする請求項1、2または3記載の選鉱方法。 - 前記銅鉱物は黄銅鉱であり、
前記モリブデン鉱物は輝水鉛鉱である
ことを特徴とする請求項1、2、3、4または5記載の選鉱方法。
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