JP7449532B2 - 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、浮遊選鉱を行なう。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を含む鉱物を浮遊させつつ、脈石を沈降させて分離を行なう。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なう。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、前記加熱工程において、炉内温度を360℃以上、400℃以下とすることを特徴とする。
第3発明の選鉱方法は、第1または第2発明において、前記加熱工程において、加熱時間を5分以上、30分以下とすることを特徴とする。
第4発明の選鉱方法は、第1~第3発明のいずれかにおいて、前記加熱工程において、前記原料を転動炉で加熱することを特徴とする。
第5発明の選鉱方法は、第1~第4発明のいずれかにおいて、前記加熱工程の後、前記磁力選鉱工程の前に、前記原料中の凝集物を解砕する解砕工程を備えることを特徴とする。
第6発明の選鉱方法は、第1~第5発明のいずれかにおいて、前記加熱工程の前に、前記原料に凝集抑制剤を添加することを特徴とする。
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、(2)浮遊選鉱工程、(3)加熱工程、(4)磁力選鉱工程からなる。
粉砕工程では、鉱山で採掘された鉱石を粉砕する。
浮遊選鉱工程では、粉砕された鉱石に水を加えてスラリーとし、浮遊選鉱を行なう。浮遊選鉱により、鉱石に含まれる脈石を除去し、精鉱を得る。必要に応じてさらに種々の方法で選鉱を行なってもよい。また、浮遊選鉱に代えて、他の選鉱方法で脈石を除去し、精鉱を得てもよい。なお、次工程である加熱工程に装入される精鉱が、特許請求の範囲に記載の「原料」に相当する。
加熱工程では、第1鉱物と第2鉱物とを含む精鉱を加熱して、第1鉱物に磁性体を生成させる。これにより、第1鉱物と第2鉱物との磁化率に差異を生じさせる。具体的には、第1鉱物の磁化率を第2鉱物の磁化率より高くする。例えば、黄銅鉱と硫砒銅鉱とを含む精鉱を加熱して、黄銅鉱のみに磁性体を生成させ、黄銅鉱の磁化率を高くする。なお、磁性体には常磁性体、反磁性体、強磁性体が含まれる。
加熱工程の後、精鉱を磁着物と非磁着物とに分離する。加熱工程で磁化率が高くなった第1鉱物を磁着物として、第2鉱物を非磁着物として回収することで、第1鉱物と第2鉱物とを分離できる。より厳密にいえば、精鉱を精鉱よりも第1鉱物の割合が高い磁着物と、精鉱よりも第2鉱物の割合が高い非磁着物とに分離する。
実鉱石から得られた精鉱には脈石が含まれている。脈石にはSiO2、CaO、MgOなどが含まれる。脈石中のこれらの成分はフラックスとして働き、系の融点を低下させる。そのため、精鉱を加熱すると、鉱物本来の融点よりも低い温度であったとしても、鉱物粒子の表面が焼結初期の状態となる。すなわち、鉱物粒子の表面が部分的に融解または軟化した状態となる。
(共通の条件)
実鉱石から精鉱を得た。この精鉱の鉱物組成は表1に示す通りである。すなわち、精鉱は、第1鉱物として斑銅鉱と黄銅鉱とを含み、第2鉱物として砒四面銅鉱を含む。また、精鉱は脈石を含む。
ニュートン効率は砒素非含有銅鉱物と砒素含有銅鉱物との分離効率を示す。本実施例において、砒素非含有銅鉱物は斑銅鉱および黄銅鉱であり、砒素含有銅鉱物は砒四面銅鉱である。
[式(1)]
W=Cu(mag)-As(mag)×(r×Ar(Cu)/Ar(As))
=Cu(mag)-As(mag)×(3×63.5/74.9)
[式(2)]
R(Cu)=(W/Cu(feed))×100
[式(3)]
R(As)=(As(mag)/As(feed))×100
[式(4)]
η=R(Cu)-R(As)
精鉱の加熱条件を、炉内温度(目標温度)300℃、加熱時間15分とした。その結果、磁着物回収率は10.25%、ニュートン効率は2.99%であった。
精鉱の加熱条件を、炉内温度(目標温度)360℃、加熱時間15分とした。その結果、磁着物回収率は52.21%、ニュートン効率は5.59%であった。
精鉱の加熱条件を、炉内温度(目標温度)380℃、加熱時間15分とした。その結果、磁着物回収率は62.70%、ニュートン効率は8.85%であった。
精鉱の加熱条件を、炉内温度(目標温度)400℃、加熱時間15分とした。その結果、磁着物回収率は62.13%、ニュートン効率は7.98%であった。
精鉱の加熱条件を、炉内温度(目標温度)380℃、加熱時間5分とした。その結果、磁着物回収率は44.57%、ニュートン効率は12.54%であった。
精鉱の加熱条件を、炉内温度(目標温度)380℃、加熱時間30分とした。その結果、磁着物回収率は68.42%、ニュートン効率は7.00%であった。
精鉱の加熱条件を、炉内温度(目標温度)400℃、加熱時間5分とした。その結果、磁着物回収率は34.99%、ニュートン効率は11.67%であった。
精鉱の加熱条件を、炉内温度(目標温度)400℃、加熱時間30分とした。その結果、磁着物回収率は68.75%、ニュートン効率は3.44%であった。
精鉱を加熱しなかったこと以外は、共通の条件に記載のとおりの操作を行なった。その結果、磁着物回収率は4.85%、ニュートン効率は-3.45%であった。
精鉱5gに対して疎水性フュームドシリカ(日本アエロジル株式会社製、AEROSIL R972 Pharma)を0.05g添加し、乳鉢で混合、撹拌を2分間行なった。その後、精鉱をラボ用ロータリーキルンで加熱した。ここで、加熱条件を炉内温度(目標温度)380℃、加熱時間15分とした。それ以外は、共通の条件に記載のとおりの操作を行なった。その結果、磁着物回収率は55.72%、ニュートン効率は31.22%であった。
11 電磁ドラム
12 磁着物排出口
13 非磁着物排出口
Claims (6)
- 鉄を含み砒素を含まない第1鉱物と砒素を含む第2鉱物とを含む原料を低酸素雰囲気下で加熱して、前記第1鉱物と前記第2鉱物との磁化率に差異を生じさせる加熱工程と、
前記加熱工程の後に、磁着物としての前記第1鉱物と、非磁着物としての前記第2鉱物とに分離する磁力選鉱工程と、を備え、
前記加熱工程において、前記原料を酸素濃度0.5%以上、2%以下の低酸素雰囲気下で加熱し、
前記第1鉱物は黄銅鉱および斑銅鉱のうちの少なくとも1つであり、
前記第2鉱物は砒四面銅鉱、硫砒銅鉱および硫砒鉄鉱のうちの少なくとも1つである
ことを特徴とする選鉱方法。 - 前記加熱工程において、炉内温度を360℃以上、400℃以下とする
ことを特徴とする請求項1記載の選鉱方法。 - 前記加熱工程において、加熱時間を5分以上、30分以下とする
ことを特徴とする請求項1または2記載の選鉱方法。 - 前記加熱工程において、前記原料を転動炉で加熱する
ことを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の選鉱方法。 - 前記加熱工程の後、前記磁力選鉱工程の前に、前記原料中の凝集物を解砕する解砕工程を備える
ことを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の選鉱方法。 - 前記加熱工程の前に、前記原料に凝集抑制剤を添加する
ことを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の選鉱方法。
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