JPH06340934A

JPH06340934A - アルミナ含有鉱石からの磁性物質の除去法

Info

Publication number: JPH06340934A
Application number: JP5133301A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Nibu; 光雄丹生; Toshio Ashitani; 俊夫蘆谷
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1993-06-03
Filing date: 1993-06-03
Publication date: 1994-12-13

Abstract

(57)【要約】【構成】アルミナ含有鉱石を平均粒子径が１０ｍｍ〜
０．０５ｍｍとなるよう粗砕し、この粗砕物を５μｍ〜
６０μｍの間の少なくとも１点を境として微粒子側と粗
粒子側に分離し、微粒子側を除去した後、粗粒子側のア
ルミナ含有鉱石を該アルミナ含有鉱石の少なくとも９０
重量％が５０μｍ以下になる如く粉砕し、次いで、該粉
砕物をｐＨ９〜１２の溶液中に分散し、該分散溶液を磁
場強度１〜１０キロガウスで磁力選別を行い磁性物質を
分離除去することを特徴とするアルミナ含有鉱石からの
磁性物質の除去方法。【効果】効率的に磁性物質を除去しアルミナ含有鉱石
中のアルミナの高富鉱化を可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルミナ含有鉱石、就
中ボーキサイトの磁性物質の除去法に関する。更に詳細
には、アルミナ含有鉱石を予め粗砕、選別し、特定の微
粒子を除去した後、残部の特定粒子以上のアルミナ含有
鉱石を更に細かく粉砕し、アルカリ溶液中に分散せしめ
た後、特定条件で磁力選別を行い、ヘマタイト、ゲーサ
イト、イルメナイト等の磁性物質を分別除去する方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アルミナ含有鉱石はボーキサイト鉱を主
とし、バン土頁岩、粘土、明バン石、白リュウ石、霞石
或いは灰長石等が知られている。これらのアルミナ含有
鉱石からアルミナを製造する最も工業的方法としては、
該アルミナ含有鉱石をアルカリ性溶液として抽出し、ア
ルカリ溶液には不溶解性の酸化鉄、酸化チタン等の固体
残渣を分離除去した後、得られたアルミン酸アルカリ溶
液を冷却し水酸化アルミニウムを析出せしめ、次いでろ
過、洗浄、乾燥、焼成する所謂、バイヤー法が一般的で
ある。

【０００３】上述のごとくバイヤー法に於けるアルミナ
の製造工程においては酸化鉄、酸化チタン等は不溶解残
渣（溶解残渣とも呼ぶ）であり、通常“赤泥”と呼ば
れ、濾過、水洗、中和処理後埋立用資材として廃棄処分
されている。これらの不溶解残渣はボーキサイト等のア
ルミナ含有鉱石中のアルミナ含有量にもよるが、通常、
該鉱石中に固体換算で２０〜６０％程度含有されてお
り、不溶解残渣が少ない場合には、赤泥に付着し放棄さ
れるアルカリ量や中和剤の量の削減、更には埋立地の確
保や埋立地への運搬費用の削減等のメリットを持つ。

【０００４】また、不溶解残渣が少なく、抽出し得るア
ルミナ含有量の高い鉱石ほど、鉱石運送費用を削減し得
るため、アルミナ含有量の高いボーキサイト等のアルミ
ナ含有鉱石が要求されている。しかしながら、採掘しや
すく、かつアルミナ含有量の高い鉱石は徐々に減少しつ
つあり、所望とするアルミナ含有率の高いボーキサイト
等のアルミナ含有鉱石は入手困難な状況になりつつあ
る。

【０００５】かかる点よりアルミナ含有鉱石、例えばボ
ーキサイト鉱石中より酸化鉄等の磁性物質を除去し、ア
ルミナの含有率を高める方法が検討されている。例えば
特開昭５７−５９６４９号には「ａ）ｐＨ８．５〜１
２．５の水酸化ナトリウム溶液中でアルミナ含有物質を
分散しスラリーとし、ｂ）該スラリーを１０〜６５メッ
シュタイラーで篩別し、ｃ）この生産物を約１１．０〜
２２．０キロガウスで磁力選別を行い、磁性の精鉱と非
磁性の生産物とを分離することよりなるアルミナ含有鉱
石の品質向上方法」が教示されている。

【０００６】しかしながら、該方法をある種のボーキサ
イト、例えばインドネシア産のビンタンボーキサイトや
オーストラリア産のコーブ、コマルコボーキサイト等を
用いる場合には、上述の特開昭５７−５９６４９号の条
件では磁力選別効果は低く、収率よく所望とするアルミ
ナ分の富鉱効果は得られない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】かかる事情に鑑み、本
発明者らは、これらビンダンボーキサイトやコーブ、コ
マルコボーキサイト等においても優れた磁性物質の除去
方法、即ちアルミナ含有鉱石の富鉱化方法を得るべく鋭
意検討した結果、アルミナ含有鉱石を特定粒度以下に調
整し、これらを特定条件で磁力選別する場合には、収率
よく上記アルミナ含有鉱石の高富鉱化が得られることを
見出し、先に特願平４−１９６８６９号として出願した
が、より優れた富鉱化法を見いだすべく更に詳細に継続
検討した結果、本発明を完成するに至った。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、ア
ルミナ含有鉱石を平均粒子径が１０ｍｍ〜０．０５ｍｍ
となるよう粗砕し、この粗砕物を５μｍ〜６０μｍの間
の少なくとも１点を境として微粒子側と粗粒子側に分離
し、微粒子側を除去した後、粗粒子側のアルミナ含有鉱
石を該アルミナ含有鉱石の少なくとも９０重量％が５０
μｍ以下になる如く粉砕し、次いで、該粉砕物をｐＨ９
〜１２の溶液中に分散し、該分散溶液を磁場強度１〜１
０キロガウスで磁力選別を行い磁性物質を分離除去する
ことを特徴とするアルミナ含有鉱石からの磁性物質の除
去法を提供するにある。

【０００９】以下、本発明を更に詳細に説明する。本発
明に於いて、富鉱化の対象となるアルミナ含有鉱石とは
特に限定されるものではなく、ボーキサイト鉱、粘土、
バン土頁岩、粘土、明バン石、白リュウ石、霞石等々が
挙げられるが、就中、ボーキサイト鉱が好適である。以
下、原料としてボーキサイト鉱を例として説明する。

【００１０】本発明の実施に際し、アルミナ含有鉱石は
平均粒子径が１０ｍｍ〜０．０５ｍｍ、好ましくは５ｍ
ｍ〜０．１ｍｍとなるよう粗砕する。平均粒子径が１０
ｍｍ〜０．０５ｍｍに粗砕する方法は湿式、乾式のいず
れでもよいが、出来る限りアルミナ含有鉱石を構成する
各組成物のテキスチャー（石理）を生かし、過粉砕を避
ける目的より、ハンマーミルやインパクト破砕機のよう
な衝撃破砕機または過粉砕防止機能のあるロールミル等
が使用される。アルミナ含有鉱石の粗砕程度が、平均粒
子径で約１０ｍｍを越える場合には、次の篩別による除
鉄効果が低く、また平均粒子径で０．０５ｍｍ未満の場
合にはアルミナ含有鉱石中のアルミナを主とするテキス
チャーも粉砕されるためか、次の篩別によって磁性物質
とアルミナ系物質の分離効果がみられない。

【００１１】平均粒子径が１０ｍｍ〜０．０５ｍｍに粗
砕された粗砕物は５μｍ〜６０μｍの間の少なくとも１
点を境として微粒子側と粗粒子側に分離し、微粒子側を
分別除去する。篩別方法は湿式、乾式を問わず各種の篩
別機械、トロンメル、サイクロン等が使用できる。篩別
点が５μｍより小さい場合は篩別量が少なく、磁性物質
を除去するとの効果の発現が少ない。他方、篩別点が６
０μｍを越える場合には微粒側にアルミナ含有物質の混
入が多くなるためか、篩別点が小さい場合と同様、アル
ミナ系物質の含有割合の低下なくして、磁性物質含有割
合の低下を計ることは困難である。

【００１２】かかる操作により何故、磁性物質の低減効
果が生じるのか理由は定かではないが、ボーキサイト、
例えばインドネシアのビンタン地方に産出するボーキサ
イトを顕微鏡観察するにボーキサイトを構成するアルミ
ナ、鉄、シリカ等の各々を主成分とする約数十μｍ〜数
ｍｍの大きさを有するテクスチャー（石理）と、この周
辺に存在する微粉末が見られるが、ボーキサイトを上記
範囲で粗砕する場合にはこのテクスチャー界面に沿って
破砕され微粉末と分離されるが、テクスチャー部に比較
し微粉末中には磁性物質が多いためと考えられる。ま
た、ヘマタイトやゲーサイト等の酸化鉄が粗砕を行う過
程で微粒子側へ濃縮される傾向があるためとも考えられ
る。

【００１３】次に、分離後の粗粒子側のアルミナ含有鉱
石は、更に該粒子の少なくとも９０重量％が約５０μｍ
以下、好ましくは約２０μｍ以下、より好ましくは約１
０μｍ以下に粉砕する。粉砕処理は乾式、湿式のいずれ
を用いてもよいが、磁力選別に際して選別機に供するボ
ーキサイト鉱はｐＨ９以上、好ましくはｐＨ１０〜ｐＨ
１２に調整された溶液に分散されていることを必須とす
る。それ故、予め湿式で、また好ましくは該ｐＨ雰囲気
に調整された溶液中で所望粒度にまで粉砕することが奨
励される。

【００１４】ボーキサイト鉱を上記範囲に粉砕すること
により、ボーキサイト鉱を構成するヘマタイト、ゲーサ
イト等の磁性物質とアルミナ、チタニア、シリカ等の非
磁性物質を単体分離せしめると共に、該ボーキサイト鉱
をｐＨ９以上の溶液中に存在させることにより、これら
粒子が相互付着や凝集することを防止し、単分散状態に
維持し得るのである。

【００１５】粉砕後のボーキサイトの平均粒子径が約５
０μｍ以上の場合には磁性物質と非磁性物質が単体分離
しておらず、この状態で磁力選鉱しても効率的な分離精
鉱は望めない。即ち、磁場強度の選択により、アルミナ
濃度をある程度高くすることはできるものの、精鉱収率
は極めて悪くなる。また磁力選鉱に供する粉砕後のボー
キサイト粒子を含有する溶液のｐＨ濃度が９未満の場合
には、溶液中におけるボーキサイト粒子がホモ又はヘテ
ロ凝集を起こし分散性が悪くなる。またあまりｐＨ濃度
が高い場合にも分散性が悪くなり効率的な分離精鉱は望
めない。

【００１６】溶液のｐＨ調整方法は水溶液にアルカリ物
質、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化
アンモニウム、炭酸ナトリウム等を添加する方法が挙げ
られるが、就中、処理後のアルミナ含有鉱石をバイヤー
法で処理する場合には水酸化ナトリウムが使用される。
該溶液のｐＨ調整はボーキサイト鉱の粉砕に際し、これ
を湿式粉砕する際に予めスラリー中に水酸化ナトリウム
等のアルカリ物質を添加してもよいし、粉砕後のスラリ
ーにアルカリ物質を添加することにより実施してもよ
い。粉砕粒子の再凝集防止効果の点からは粉砕時より、
ｐＨ９以上に調整したスラリーを粉砕する方法が推奨さ
れる。粉砕に使用される粉砕機は所望粒度まで粉砕し得
るものであれば、特に制限されないが、通常ボールミ
ル、振動ミル、ローラーミル、高速回転粉砕機、ジェッ
ト粉砕機等が挙げられる。

【００１７】また、溶液中に於けるボーキサイト鉱の分
散性をより改良する目的で、ヘキサメタリン酸ソーダ、
ピロリン酸ソーダ、リン酸銅等のリン酸塩、硅酸ソーダ
等の硅酸塩及びリグニン等の分散剤を使用することもで
きる。これら分散剤の使用量は分散剤の種類、ボーキサ
イト鉱の組成により一義的ではないが、通常ボーキサイ
ト鉱に対し約０．０１〜１重量％の範囲で使用される。

【００１８】所望粒度に粉砕され、且つｐＨ調整された
ボーキサイト鉱含有スラリーは次いで磁力選鉱に供す
る。該磁力選鉱に供するスラリー濃度は約３〜約４０重
量％である。スラリー濃度が上記範囲を越える場合には
分離し難く、他方上記範囲未満の場合には単位時間当た
りの処理量が低く経済的でない。

【００１９】本発明の実施に際し適用する磁力選鉱機は
公知の高勾配磁力分離機が好適である。操作条件は所望
とする磁性物質の除去率、即ちアルミナの富鉱化率、及
びボーキサイト鉱石中のアルミナの収率等により一義的
ではないが、磁場強度約１〜約１０キロガウスの条件で
実施される。また、これら処理は一段での固定式処理、
回転連続式処理で実施してもよく、或いはこれら磁力選
鉱機を直列に配設し、連続で処理する方法等が挙げられ
る。装置内を通過せしめるスラリーの流速は約１０〜約
２００ｍ／Ｈｒの範囲である。この装置に於いてはス
チールウールやボールやエキスパンデッド・メタル等が
マトリックスとして使用され、使用するマトリックスに
より分離効率が異なるので、予め簡単な予備実験により
使用マトリックス、装置内を通過せしめるスラリーの流
速、及び磁場強度を決定すればよい。

【００２０】

【発明の効果】以上詳述した本発明方法によれば、ボー
キサイト等のアルミナ含有鉱石を予め破砕選別を行った
後、特定の平均粒子径以下に粉砕し、これを特定のｐＨ
領域の溶液中に存在下、特定の条件で磁力選別すること
により、アルミナ含有鉱石より効率的に磁性物質を除去
しアルミナ含有鉱石中のアルミナの高富鉱化を可能なら
しめるもので、これを用いる場合の輸送費削減、アルミ
ナ製造時に於けるエネルギー、アルカリ、中和用薬剤減
少等によるコスト削減、排出される不溶解残渣の処理量
削減等、その工業的価値は頗る大である。

【００２１】

【実施例】以下、本発明方法を実施例により更に詳細に
説明するが、本発明はかかる実施例によりその範囲を制
限されるものではない。

【００２２】尚、本発明に於いて平均粒子径及び各成分
測定は以下の方法により行った。・平均粒子径（粗粒子）；篩を用い、積算重量５０％値とした。〃（微粒子）；マルバーン社製マスターサイザーで測定した。・灼熱減量；１１０℃×１時間乾燥後の試料重量と、１
１５０℃×１時間焼成後の試料重量を測定し、その差を
灼熱減量とした。・Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＳｉＯ₂及びＦｅ₂Ｏ₃の含
量；ＪＩＳＭ８１１０に準拠し、蛍光Ｘ線分析法によ
り測定した。

【００２３】実施例１表１（１−１）の組成を有するボーキサイト鉱石（ビン
タン鉱石）を１１０℃で十分乾燥した後、ハンマーで略
１０ｍｍに破砕後、小川精機製ＯＳＫ１３６型フレット
ミル（ロール径３００ｍｍ、２２０Ｖ、０．７５Ｋｗ）
で１５分間粗砕した。このものの平均粒子径０．１２ｍ
ｍであった。次いで、この粗砕後の粉体２００ｇをＪＩ
ＳＭ８１１０に準拠してサンプリングした後、これを
ショーデックス（昭和電工株式会社製ＰＳ型）を使用
し、目開き５μの篩で数回に分けて湿式分級し、篩上精
鉱１４８．８ｇを得た。この精鉱の原料ボーキサイトに
対する収率は７４．４％であった。また、この精この精
鉱の化学組成を表１に（１−２）として示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】実施例２表２（２−１）の組成を有するボーキサイト鉱石（ビン
タン鉱石）を１１０℃で十分乾燥した後、ハンマーで略
１０ｍｍに破砕後、小川精機製ＯＳＫ１３６型フレット
ミル（ロール径３００ｍｍ、２２０Ｖ、０．７５Ｋｗ）
で１５分間粗砕した。このものの平均粒子径０．１５ｍ
ｍであった。次いで、この粗砕後の粉体２００ｇをＪＩ
ＳＭ８１１０に準拠してサンプリングした後、これを
ショーデックス（昭和電工株式会社製ＰＳ型）を使用
し、目開き５３μの篩で数回に分けて湿式分級し、篩上
精鉱１１４．８ｇを得た。この精鉱の原料ボーキサイト
に対する収率は５７．４％であった。また、この精鉱の
化学組成を表２（２−２）に示す。

【００２６】この精鉱の約半分量を湿式ボールミルに、
ｐＨ１１．５の水酸化ナトリウム水溶液中に固体濃度５
０重量％となる如く供給し、４５時間粉砕し、全ボーキ
サイトの９０重量％が３．２μｍ以下とした後、これを
スラリー濃度５重量％に希釈し、分散剤としてヘキサメ
タリン酸ソーダ０．１重量％添加した後、サラ高勾配磁
力分離機（ＳＡＬＡ−ＨＧＭＳ、日鉄鉱業株式会社製）
を用い、以下の条件で磁力分離を行った。この方法に於
いては非磁性物側に回収された物質は同様のスラリー濃
度、スラリーｐＨで３回実施し、それぞれの磁性物側に
回収されたものをＭａｇ１、Ｍａｇ２、Ｍａｇ３とし、
３回目に非磁性物側に回収されたものをＮｏｎ−Ｍａｇ
量として表３に示した。また、磁性物質と非磁性物質に
分離されたそれぞれのサンプルをｐＨ７に再調整し、沈
降、脱水、乾燥後秤量し成分分析を行った。その結果を
表３（３−１）に示す。

【００２７】サラ高勾配磁力分離機でのスラリー分離条件・スラリー濃度；５重量％（固体分）・処理スラリー量；１０００ｇ・スラリーｐＨ；１１．５・通過速度；０．８３リットル／分・マトリックス；コースステンレススチールウール
（ＣＷ）・磁界強度；４．７キロガウス

【００２８】比較例１比較として、粗砕選鉱の効果を確認するため、実施例１
の表２（２−２）の組成の破砕選別後のボーキサイト鉱
石を使用する代わりに、同表の（２−１）の組成の原料
ボーキサイトを使用した以外は実施例１と全く同様の方
法で磁力選別を行った。結果を表３（３−２）に示す。

【００２９】

【表２】

【００３０】

【表３】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミナ含有鉱石を平均粒子径が１０ｍ
ｍ〜０．０５ｍｍとなるよう粗砕し、この粗砕物を５μ
ｍ〜６０μｍの間の少なくとも１点を境として微粒子側
と粗粒子側に分離し、微粒子側を除去した後、粗粒子側
のアルミナ含有鉱石を該アルミナ含有鉱石の少なくとも
９０重量％が５０μｍ以下になる如く粉砕し、次いで、
該粉砕物をｐＨ９〜１２の溶液中に分散し、該分散溶液
を磁場強度１〜１０キロガウスで磁力選別を行い磁性物
質を分離除去することを特徴とするアルミナ含有鉱石か
らの磁性物質の除去法。
【請求項２】分散溶液中の固形分濃度が３〜４０重量
％であることを特徴とする請求項１記載のアルミナ含有
鉱石からの磁性物質の除去法。
【請求項３】アルミナ含有鉱石がビンタンボーキサイ
トであることを特徴とする請求項１のアルミナ含有鉱石
からの磁性物質の除去法。