JPH034610B2 - - Google Patents

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【発明の詳細な説明】

原フランス国特許（フランス国特願75−25428
（特開昭52−23504に対応）−以下原特許と略称）
は、ラテライトから酸化ニツケル鉱石を予備濃縮
するための方法に関するものであり、 (a) 前記鉱石をパルプに配置すること、 (b) 前記パルプを選鉱に課した後、最も微細な粒
子を回収すること、 とを特徴とする。 本発明は、原特許の方法を実用化するための好
適な条件、特に摩砕（attrition）の段階(b)の条件
を明確にすることを目的とする。 記載の現時点では、摩砕について言及したい。
この用語は、実際しばしば誤つて、緩慢な粉砕も
しくは単なる洗鉱を示すのに用いられているが、
本明細書記載における「制御摩砕（attrition
menage′e）」の表現はこれら２つの処理のいずれ
をも意味しない。 洗鉱、剥離、非スライム化（de′schlammage）
の処理は、本質的には、鉱石もしくは副産物内に
既に存在する微粒子を相互に分離することであ
り、他方、摩砕処理は既存の微粒子から新しい微
粒子を生成することを目的としている。又、洗鉱
処理が数分しか継続しないのに対し、制御摩砕は
数十分（少なくとも10分、好ましくは少なくとも
20分）継続するといえる。 激しい粉砕に対して、摩砕は鉱石の粒子を破壊
せずに磨滅させ、運動させる。 この磨滅及び運動は、粒子間の摩擦及び衝突に
よつてひきおこされる。従つて、鉱石の粒子中に
存在する砕けやすい部分を解放する適度な機械的
動作を起こすことが問題となり非常に固い部分を
も粉々に破壊するような機械的動作は問題外であ
る。 その結果、ロジン−ラムラ（Rosin−
Rammler）の粒度表では、連続摩砕によつて得
られる粒度に対応する直線状の連続曲線は水平に
なる傾向があり、一方、連続粉砕によつて得られ
る粒度に対応する連続曲線は、それ自身に平行で
あるか、もしくは垂直になる傾向が多少ある。 しかし、上記の摩砕の限定は、質的であり、摩
砕の特徴を定める条件の定量化には不適当であ
る。そのために、本発明を導いた研究に於いて、
以下記載中に「摩砕」もしくは「制御摩砕」とし
て示す制御摩砕の好適な条件を数的かつ明確に与
える摩砕の２次的基準を知見したものである。 本発明に従い、制御摩砕の段階(b)を、摩砕後の
鉱石のd₉₀とd₁₀の比（d₉₀は生成物の90重量％を通
過させるメツシユ、d₁₀は生成分の10重量％を通
過させるメツシユ）初期鉱石のd₉₀とd₁₀との比の
少なくとも２倍に等しいように行なうようにすれ
ば本目的は達せられる。 この基準は定量的方法で好適な摩砕条件を限定
するために選択されうる唯一のものではない。 ロジン−ラムラの表を参照すれば、粉砕の場合
に粒度を示す直線はそれ自身に並行な位置にあ
り、d₁₀₀（生成物の100重量％を通過させるメツシ
ユ）は直線の他の点として位置する。これに対し
て、摩砕の場合には、連続直線の傾きは減少し、
一方、d₁₀₀は僅かに変化するかもしくは全く変化
しない。一般的な方法では、高指数の“ｄ”は殆
んど変化せず、低指数の“ｄ”は摩砕の総時間に
伴つて著しく変化する。 連続摩砕を示す直線がいかなる場合にも最初の
d₁₀₀を通る直線よりも傾きが小さいことはありえ
ないといえる。（d₀は最弱相の分子の大きさに対
応する。） ロジン−ラムラの表の試験は、制御摩砕を粉砕
から区別するのに最も正確で最適は基準であるに
も拘らず、量化し難い。 従つて、２次的と称しうる他の基準に置き換え
た。 ２次的基準の第１は、摩砕がいかに長くても摩
砕中d₁₀₀が50％以上、好ましくは25％以上減少な
い事実により、制御摩砕を限定することである。 他の２次的基準として、摩砕中d₉₀及びd₈₀は
各々75及び100％以上、好ましくは各々20及び30
％以上減少しない事実により、制御摩砕を同じく
限定しうる。 従つて、最も望ましい基準は、d₉₀とd₁₀の比も
しくはd₈₀とd₂₀の比が連続摩砕中に増加する事実
により限定される。 この条件は、d₉₀とd₁₀の比が摩砕中２倍になる
という事実により与えるべき好適な摩砕ゾーンを
示す。d₉₀とd₁₀との比が計算困難な場合、もしく
は別の理由からこの比を容易に得ることができな
い場合、殆んど等価の別の基準として、摩砕中
d₈₀とd₂₀の比が少なくとも因数15増加することを
選択できる。好ましくは、d₉₀とd₁₀の比は摩砕中
に少なくとも２倍に増加しなければならない。 摩砕技術があまり知られていないかもしくは全
く知られていないならば、粉砕技術は非常によく
知られているので逆に粉砕技術の摩砕条件を限定
することができる。 鉱業で一般に使用されている粉砕機は、鉱石粒
子と、このために準備される粉砕体との間の衝突
を引き起こして鉱石粒子を粉砕するべく構成され
ている。更に、スラリは次後鉱石処理
（traitements mine′ralurgiques ulte′rieurs）中
の困難の原泉として常にみなされるので、粉砕機
内に存在する異なる物体間の摩砕による摩砕は、
付属的な現象でしかない。従つて、回転式粉砕機
による粉砕の場合、回転速度及び粉砕物体の大き
さは、全粒子の破壊を得るように調節される。回
転速度は一般に臨界速度（負荷物の遠心分離が開
始し、負荷物がもはや鉱石粒子に対するカタラク
ト（cataracte）効果を及ぼさない速度）の60乃
至80％の範囲で選択される。 多少共経験的な報告、例えばリツテインガ
（Ritter von Rittinger P.Lehrbuch der
Aufbereitngskunde Ｐ 1922 Berlin 1867）、コ
ギル（Coghill W.H.De Vaney F.D.Bull Mo
Sch Min Tech Ser Sept 1938）及びボンド
（Bond F.C.AIME Trans 193 P484 1952）の報
告によつて、同様に粉砕物体の最適寸法を決定す
ることができる。 この粉砕の最適化は、P.プラズイ（P.
BLAZY）の著書「鉱石の価値維持」（“La
valorisation des Minerais”） Presses Universitaires de France、
Paris1970の42乃至44頁に特に要約されている多
数の出版物の対象となつた。 こうして、粉砕技術に於ける重要な役割をもつ
パラメータ、及び良好な粉砕を得させる条件を知
つている技術者は、逆に臨界速度の90％に等しい
速度を選択するなどして、十分な制御摩砕の条件
を決定しうる。 有利にも粉砕物体としては、先行処理で得られ
た１乃至５ミリメートルの大きさの鉱石粒子を用
いることができる。 パルプ摩砕時にに最適な結果を得るには、パル
プ中の固体率を60乃至80％、好ましくは65乃至75
％に選択することが好ましい。 鉱石の純粋粒子の粉砕を避けるには、衝突の際
に２個の粒子の相対速度が毎秒５メートル以下、
好ましくは毎秒２乃至４メートルとなるように、
摩砕の段階ｂを行なうことが好ましい。 撹拌運動体により槽内でパルプを撹拌すること
でパルプ摩砕操作が実現可能となる。この場合、
パルプが撹拌運動体を毎時1000乃至10000回、好
ましくは300乃至5000回通るように適宜処理条件
を選択し、撹拌運動体のトラバース時のパルプの
速度は、毎秒0.9乃至2.4メートルが好ましい。 摩砕処理継続時間は20分乃至２時間の間が望ま
しい。 原特許の特許請求の範囲第１項に記載の処理
が、ニツケルから非濃縮粒子を採り出すのに必要
な回数だけ繰返される時、処理の数は１乃至５好
ましくは１乃至３が適当である。 各摩砕処理の継続時間は、一般に処理の段階に
伴つて増加する。 処理の数のいかんに拘らず、摩砕の総継続時間
は30分乃至５時間、好ましくは１乃至３時間が適
当である。 原特許に於いて、所謂摩砕処理を行なう以前に
初期鉱石を粉砕することが好ましい場合があるこ
とを示した。本発明に従えば、粉砕済鉱石のd₈₀
が100乃至5000ミクロン、好ましくは200乃至1000
ミクロンの範囲にあるように粉砕を行なうのが好
ましいと考えられた。 本発明（フランス特願78−023669）を導いた研
究は、又、10ミクロンの切片（coupure）の臨界
的性質を明らかにしたといえよう。以下の実施例
を参照するなら、切片の大きさが７もしくは15ミ
クロンである時、初期鉱石に対する精鉱の含量の
増加が著しく変化することが明らかである。一般
的には、原特許に限定したような鉱石の殆んど全
体において、切片が５乃至15ミクロンでニツケル
の回収率が70％ならば、鉱石の初期含量の少なく
とも１％を越える含量の精鉱を得ることが可能だ
といえる。選択すべき切片の大きさは、処理済鉱
石に依存し、慣例的試験を介して技術者により容
易に決定される。 ５ミクロン以下の切片を用いて更に高含量の濃
縮物を得ることができる。しかし、このような分
級を行なうにはもはや液状サイクロンは使用でき
ない。このような細い切片を実現するには遠心分
離の技術を用いねばならない。0.1ミクロンの値
を越える切片を形成するのは有利でないといえ
る。結局、約80％のニツケル回収率を得たいな
ら、約30もしくは40ミクロンの切片を実現すれば
この値に達することができる。しかし、この場
合、しばしばこの増加が非常に著しいにも拘らず
約0.5％の含量増加しか確実ではない。 又、本濃縮技術によれば、得られる濃縮物の鉄
ニツケルの濃縮融解のために非常に好ましい
MgO／SiO₂の比（0.45乃至0.7）が得られる。 下記に示す非限定的な実施例は、専門家が、各
特殊状況に用いるべき処理条件を容易に決定でき
ることを目的とする。 実施例 １ ポニニ（Bonini）の鉱床による鉱石の粉砕及
び摩砕 ニツケル含量が1.5％の鉱石サンプルを下記の
処理系列に従つて処理する。 −初期原料の非スラリ化及び微粒子の回収。 −非スラリ化鉱石のd₈₀を粉砕により40ミリメー
トルから１ミリメートルに縮小。 −こうして得られた材料の摩砕による処理。 ４個の摩砕処理は、各々10、50、60及び120分
の継続時間で行なわれ、各処理は、10ミクロン以
下の粒子の回収が可能になる遠心分離法を伴つて
行なわれる。 パルプの固体濃度は70％である。

【表】 本実施例は、予備粉砕時に生成された微粒子
が、次に摩砕によつて生成される粉鉱のごとく小
部分でしかないことを明瞭に示している。 本実施例は、又、ニツケルの回収率が74％で
3.6％のニツケルを含有する精鉱を得るので、ニ
ツケル含量の非常に微量な鉱石が非常に回収率の
高いことを示している。 実施例 ２ 粉砕及び摩砕間の比較試験 ニツケル2.30％、鉄10.3％、MgO28.4％及び
SiO₂46.5％の組成のスイレイス（Si Reis）の鉱
石を、摩砕と粉砕の比較のために処理する。 最初に、粉鉱（10ミクロン以下）を選鉱すべく
非スラリ化し、次いでd₈₀を1500ミクロンにする
予備粉砕を行なう。 粉砕は、臨界速度の78％で回転する鋼球を有
し、鉱石0.5Kg及び直径40ミリメートルの28個の
鋼球を含む粉砕機内で行なわれる。 ３個の試験は、各々粉砕継続時間20、40及び60
分で行なわれた。 摩砕条件は下記の実施例３で限定する。 次表は、粒径分布曲線の異なつた傾きに従つて
比較するための各平均値を示している。又、本表
から特に明瞭なヒストグラムを作成し得る。

【表】 第１回目の粉砕で大きさが256ミクロン以上の
粒子はもはやなくなるという点に留意されたい。
制御された摩砕を２時間行なつた後でさえ、鉱石
の粒度は、唯一の例外として16ミクロン以下の粒
子の出現と共に生ずる鉱石の粒度になお比較しう
るという点が特に有意義である。 前表から、d₉₀、d₈₀、d₂₀及びd₁₀並びにd₉₀：d₁₀
及びd₈₀：d₂₀の比を示す下記の表が補間法により
計算可能である。

【表】 本表の結果は、十分明瞭であり、いかなる註釈
も必要としない。 実施例 ３ スイレイス（Si Reis）の鉱石の摩砕 本実施例及び以下の実施例は、スイレイスの鉱
石から行なわれ、回収率70％で最小値１％のニツ
ケル高含有濃縮物を回収しうることを明瞭に示し
ている。 ニツケル含有量2.30％で、殆んど或いは全く蛇
紋のないかんらん岩のような異なつた相を含む鉱
石のサンプルは、最も固い部分が多かれ少なかれ
変質したハルツブルク岩に対応しているが下記の
ように処理される。 −歯付粉砕機に於ける20mm迄のd₈₀の減少。 −2.5mmに粉砕。 −10ミクロン以下の部分の非スラリ化及び回収。
この部分は最後に摩砕生成物に加えられて濃縮
物を形成する。 10ミクロン以上の部分は、各処理で生成され
た微粒子を回収すべく遠心分離処理により互い
に分離された３回の処理で摩砕される。 摩砕の給鉱は1000ミクロンのd₈₀によつて特微
づけられる初期粒度を有する。 各摩砕は20分間継続する。この処理の各々に継
続するパルプの固体濃度は約65％である。以下条
件及び装置は実施例４に示す。摩砕による濃縮物
は本質的には蛇紋岩及び褐鉄鉱から形成される。 これらの処理の対照表は下記の表に示す。

【表】 本実施例は、ニツケルの有意義な濃縮及び好適
な回収を明瞭に示している。MgOとSiO₂の比は
減少するが、鉄ニツケルの濃縮融解には非常に適
している。 下記の３個の実施例は、本実施例と同じ鉱物を
使用し、摩砕技術は、本実施例に殆んど一致す
る。別の方法で行なう各場合、異なつた条件が示
される。 実施例 ４ パルプの体積：500リツトル 撹拌運動体のトラバース時のパルプ速度：1.6
ｍ／秒 スクリユー（撹拌運動体）の直径：0.55ｍ パルプは毎時5400回撹拌運動体を横断する。 パルプの固体率は70％である。

【表】 実施例 ５ パルプの体積：5000リツトル 撹拌運動体トラバース時のパルプの速度：2.4
ｍ／秒 パルプは、撹拌運動体内を毎時3000乃至4000回
横断する。 パルプの固体率は70％である。 摩砕以前の鉱石のd₈₀は300ミクロンである。

【表】 実施例 ６ 先述の実施例と同様の条件で異なつた試験を実
施したが、濃縮物のd₈₀は、摩砕すべき鉱石のd₈₀
及びパルプ中の固体率と同様に変化する。

【表】 本表から濃縮物のd₈₀の増加に従い、何回かの
摩砕の後でさえ濃縮物は増加することがわかる。 実施例 ７ テイエバギフアシエＭ（Tiebaghi Facies Ｍ）
の鉱石 ニツケル2.48％、鉄17.43％、MgO14.85％及び
SiO₂39.27％の組成を特徴とするテイエバギ
（Tiebaghi）の鉱石を本発明の過程に基づいて処
理する。 −歯付粉砕機に於いて20mmに縮少 −2.5mm以上の部分を2.5mmに粉砕 −第一次濃縮物を構成する10ミクロン以下の部分
を回収するための非スラリ化 −摩砕中に生成された粉鉱を回収すべく遠心分離
法により互いに分離して継続時間１時間の３回
の摩砕によつて行なう10ミクロン以上の部分の
処理。 パルプの固体率は70％である。 処理対照表は下記に示す。

【表】 本処理に於いて、３時間の摩砕後に40ミクロン
以下の全粒子を回収するならば、71.67重量％、
3.10ニツケル％、ニツケル回収率89.5％の特徴を
有する濃縮物を得る。 テイエバギの鉱石については、第１次粉鉱の量
は非常に多く、一般的な条件下ではテイエバギの
鉱石の鉄ニツケル融解をおこさなかつたMgO／
SiO₂の比が濃縮物融解を可能とするに十分大き
いことに留意されたい。 実施例 ８ ポロ（Poro）の鉱床による鉱石の摩砕 ニツケル2.45％、鉄10.6％、MgO29.2％及び
SiO₂43.4％の組成を特徴とするポロ（Poro）の
鉱石を本発明の方法に基づいて処理する。 −歯付粉砕機内でc20mmに縮少 −2.5mm以上の部分を2.5mmに粉砕 −第１次精鉱を構成する10ミクロン以下の部分を
回収するための非スラリ化 d₈₀が1200ミクロンで10ミクロン以上の部分
を各20、25、30及び35分の継続時間で４回の摩
砕処理による処理。 10ミクロン以下の微粒子の回収が各処理に続
き、一方、10ミクロン以上の部分は次の摩砕で再
処理される。 パルプ内の固体率は65％である。

【表】 MgO／SiO₂の比はやや減少するが、なお濃縮
物の鉄ニツケル融解に適している。 実施例 ９ 酸性鉱石の摩砕による処置 ニツケル1.60％、MgO16.3％、SiO₂67.0％及び
Fe₂O₃7.8％の組成を特徴とする強酸性の鉱石を本
発明の方法に従つて処置する。 −20mm次いで2.5mmに縮小 −10ミクロン以下の粒子の非スラリ化及び回収 −各々継続時間５、15、30分の３回の摩砕処理に
よる10ミクロン以上の部分の処理。10ミクロン
以下の微粒子の回収が各処理に続き、他方、10
ミクロン以上の部分は次の摩砕で再処理する。 パルプの固体率は60％である。

【表】 ３回の摩砕後に得られた40ミクロンの部分の全
体を回収するなら、ニツケル含量2.48％を有し金
属の85.78％を示し、鉱石の初期重量の58.4％に
等しい濃縮物を得る。 MgO／SiO₂の比は0.66％であり、この値は特
に初期鉱石中の同じ比の値に較べ鉄ニツケルの溶
融に極めて好適である。こうして、酸性の鉱石、
即ち本発明の方法により46乃至70％のシリカ含量
の鉱石が処理できるが、磨滅の総継続時間は、標
準的な硅苦土ニツケル鉱石に必要な継続時間より
も短いことが示される。 実験例 ニツケル含量2.3％のニツケル含有酸化鉱石に
対して、本発明の摩砕処理又は従来の粉砕処理を
60分間行なつてニツケルの濃縮率を調べた。結果
は次の通りであつた。

【表】 本発明の摩砕処理方法によれば、摩砕後の鉱石
のd₉₀／d₁₀比は960であり、初期鉱石のd₉₀／d₁₀比
の20.8倍になつている。また、得られた微粒子の
ニツケル含量は3.36％であつた。 対照的に、従来の粉砕処理方法によれば、粉砕
後の鉱石のd₉₀／d₁₀比は30であり、初期鉱石の
d₉₀／d₁₀比よりも小さい。微粉の量が極めて多く
50重量％を占めたことから、処理の選択性が良く
ないことが明らかである。選択性が悪いため、得
られた微粒のニツケル含量は2.5％にすぎなかつ
た。 上記した結果から、 −本発明の摩砕処理条件により富化微粉が生成さ
れること、及び −本発明の摩砕処理条件を逸脱する条件ではニツ
ケル含有酸化鉱石が満足に濃縮されないこと、 が判明した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 鉱石に制御的摩砕処理を施し、ついで (b) 前記鉱石の粒子を分級し、50μｍ未満の大き
   さの粒子を回収する、 ラテライト由来ニツケル含有酸化鉱石の予備濃縮
   法であつて、上記摩砕処理工程(a)は、摩砕された
   鉱石のd₉₀とd₁₀の比が初期鉱石のd₉₀とd₁₀の比の
   少なくとも２倍になるように行なわれることを特
   徴とする方法。 ２ 摩砕された鉱石のd₉₀とd₁₀の比が初期鉱石の
   d₉₀とd₁₀の比の少なくとも10倍になるように摩砕
   処理が行なわれることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の方法。 ３ 摩砕された鉱石のd₈₀とd₂₀の比が初期鉱石の
   d₈₀とd₂₀の比の少なくとも1.5倍になるように摩砕
   処理が行なわれることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の方法。 ４ 固体含有率60〜80％のパルプの形態の鉱石に
   摩砕処理を施すことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項〜第３項のいずれかに記載の方法。 ５ パルプの固体含有率が65〜75％であることを
   特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の方法。 ６ 摩砕時に衝突する粒子の相対速度が５ｍ／秒
   以下であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項〜第５項のいずれかに記載の方法。 ７ 相対速度が２〜４ｍ／秒であることを特徴と
   する特許請求の範囲第６項に記載の方法。 ８ 摩砕処理工程においてパルプ形態の鉱石が攪
   拌運動体により攪拌されることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項〜第７項のいずれかに記載の方
   法。 ９ 攪拌運動体にパルプを1000〜10000回／時通
   過させることを特徴とする特許請求の範囲第８項
   に記載の方法。 １０ 攪拌運動体にパルプを3000〜5000回／時通
   過させることを特徴とする特許請求の範囲第９項
   に記載の方法。 １１ 攪拌運動体を通過するパルプの速度は0.9
   〜2.4ｍ／秒であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項〜第１０項のいずれかに記載の方法。 １２ 鉱石に摩砕処理を20分〜２時間施すことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項〜第１１項のい
   ずれかに記載の方法。 １３ 50μｍもしくはそれ以上の大きさの非濃縮
   粒子を更に処理すべく使用されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項〜第１２項のいずれかに
   記載の方法。 １４ 処理の総回数が１〜５回であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１３項に記載の方法。 １５ 処理の総回数が１〜３回であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１４項に記載の方法。 １６ 摩砕処理工程の時間が処理回数の増加と共
   に長くなることを特徴とする特許請求の範囲第１
   ３項〜第１５項のいずれかに記載の方法。 １７ 摩砕処理工程の総時間数が30分〜５時間で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第
   １５項のいずれかに記載の方法。 １８ 摩砕処理工程の総時間数が１〜５時間であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１７項に記
   載の方法。 １９ 摩砕処理工程の総時間数が１〜３時間であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１７項に記
   載の方法。 ２０ 粉砕後の鉱石のd₈₀が100〜5000μｍである
   ようにニツケル含有酸化鉱石を予備粉砕すること
   をを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第１９項
   のいずれかに記載の方法。 ２１ 粉砕後の鉱石のd₈₀が200〜1000μｍである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２０項に記載
   の方法。 ２２ ニツケル含有酸化鉱石のシリカ含量が８〜
   46％であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項〜第２１項のいずれかに記載の方法。