平成28年度第1回金属資源セミナー JOGMECの選鉱技術開発の取り組み 金属資源技術部生産技術課 髙橋 達 発表内容 （１）背景 （２）選鉱技術支援スキーム （３）金属資源技術研究所の選鉱試験設備 （４）選鉱技術支援例 （５）銅鉱石中の不純物低減技術の取り組み 1 （１）背景 2 ＜最近の我が国非鉄業界を巡る動向＞ ○近年、銅に代表されるベースメタル製錬所は、鉱石品位の低下、 ヒ素や水銀等の有害物質を含んだ鉱石（難処理鉱）比率が増加 し、年々製錬コストを逼迫。 • 金属資源技術研究所に難処理鉱を対象に選鉱・製錬技術の研 究に取り組むために、必要な試験機器を導入し、研究体制を整 備。 • 企業の選鉱技術課題についても積極的に支援 （１）背景 3 鉱石中の銅品位の低下 出典:JOGMECカレント・トピックス08-56号 出典:平成26年度第10回 金属資源関連成果発表会 「チリの銅産業の現状と将来」 （２）選鉱技術支援スキーム 4 • 現場ニーズ等に関する技術支援事業 操業現場や鉱山開発案件における技術課題の解決 （平成27年度選鉱技術テーマ） 微粒銅鉱物を含む銅鉱石の浮選実収率向上 ジルコンサンド安定調達のためのミネラルサンド選鉱の最適化 • レアメタル等製錬・回収技術調査 従来の技術では十分なレアメタル等の回収が行われてこなかった鉱床及び残 渣中に含まれているレアメタル等の製錬・回収技術調査 （平成27年度選鉱技術テーマ） モロッコ錫鉱床の浮遊選鉱試験 南米多金属鉱床尾鉱からの有価金属回収試験 • 銅原料中の不純物低減技術開発 銅鉱石中のヒ素を現地の環境規則を遵守しつつ分離・残置することが可能と なるような鉱石処理プロセスを開発するための基礎技術を確立 • JOGMEC資源探査部・金属ファイナンス部案件などの評価支援 （３）金属資源技術研究所の選鉱試験設備 5 秋田県鹿角郡小坂町 JOGMEC金属資源技術研究所 • バイオリーチング • パッシブトリートメント • 難処理鉱の選鉱試験 （３）金属資源技術研究所の選鉱試験設備 6 • 分析関連機器 鉱物単体分離解析装置 （Mineral Liberation Analyzer） ゼータ電位測定装置 粒度分布測定装置 乾式密度測定装置 ICP-AES イオンクロマトグラフィー Mineral Liberation Analyzer （３）金属資源技術研究所の選鉱試験設備 • 粉砕機 ボール（ロッド）ミル 卓上ポット型 枠付き ワークインデックス測定装置 振動ミル ※ラボ用ジョークラッシャを近隣にある 秋田県資源技術開発機構が保有 ボールミル 7 （３）金属資源技術研究所の選鉱試験設備 8 • 選別装置 浮選機 アジテア・ＦＷ両用 デンバー カラム 比重選別機 ジグ（回分、連続） Knelson concentrator 磁選機 デービスチューブ 湿式高磁力磁選機 アジテア・ＦＷ両用小型浮選機 9 （３）金属資源技術研究所の選鉱試験設備 前処理 選鉱試験 分析 粗砕 浮選 元素分析 磨鉱 比重選別 鉱物重量割合 ＷＩ測定 磁選 単体分離度 など 選鉱試験に係る前処理から分析までを実施可能に（H27年度） （３）金属資源技術研究所の設備活用例 10 ・ ＪＯＧＭＥＣ資源探査部 銅・ニッケル探鉱案件 ・ 銅ニッケル鉱石中の銅・ニッケル品位を現地製錬所受け入れ基準ま で濃縮が可能かどうか、金属資源技術研究所の設備を利用し、各種 試験を通じて確認中 ＜浮選フロー例＞ （３）金属資源技術研究所の設備活用例 Mineral Liberation Analyzer (MLA)： • SEM-EDSに指示を出すソフトウェア • 測定対象試料の単体分離度や鉱物粒径、鉱物の相関を把握 （測定原理） 11 （３）金属資源技術研究所の設備活用例 ＜ＭＬＡ解析例＞ 浮鉱 尾鉱 12 （４）選鉱技術支援例 13 ＜事業名＞ 平成27年度現場ニーズ等に対する技術支援事業 微粒銅鉱物を含む銅鉱石の浮選実収率向上に関する共同スタディ ＜共同研究者＞ 日鉄鉱業株式会社 ＜目的＞ 鉱物の単体分離を促進させる技術を組み入れることで、鉱石中の微 粒銅鉱物を単体分離させ、浮選における銅実収率の向上及び磨鉱粒 度の粗粒化への効果を確認する ・ High Pressure Grinding Rolls(HPGR) ・ マイクロ波（MW）照射 （４）選鉱技術支援例 14 High Pressure Grinding Roll (HPGR)： 鉱物粒界で亀裂が生じるため、比較的粗粒でも単体分離性が良好 Real and Potential Metallurgical Benefits of High Pressure Grinding Rolls by Hans von Michaelis （４）選鉱技術支援例 15 マイクロ波（MW）照射： MWは鉱物によって吸収／透過するため、鉱物間で温度差が生じる ことにより亀裂が発生 https://www.mcgill.ca/engineering/files/engineering/sure-2012-mech-maloney.pdf 16 （４）選鉱技術支援例 単体分離度が向上 MW照射 低出力、短時間照射で単体分離が向上する傾向 HPGR HPGR処理試料は未処理試料に比べ て銅実収率が約２％高かった。 ↓ HPGR処理が浮選成績の向上に効果 があることを確認 17 （５）銅鉱石中の不純物低減技術の取り組み ・ 経済産業省委託事業 ・ 今後Ａｓなどの不純物の濃度が高い鉱石が増えることが予想される ため、現地での鉱石処理により不純物濃度が低い精鉱を生成する 技術の確立を目指す （銅鉱物、不純物元素含有銅鉱物とその物性） 黄銅鉱 Chalcopyrite 斑銅鉱 Bornite 硫砒銅鉱 Enargite 砒四面銅鉱 Tennantite 分子式 CuFeS2 Cu5FeS4 Cu3AsS4 (Cu, Fe)12(Sb, As)4S13 比重 4.1-4.3 5.06-5.08 4.45 4.62 硬度 3.5-4 3 3 4-4.5 磁性 反強磁性 常磁性 反磁性 常磁性 （５）銅鉱石中の不純物低減技術の取り組み 18 ①各種ヒ素含有鉱物・銅鉱物の単体分離評価とその選択粉砕技術に 関する基礎研究 ア）銅鉱石中に含まれるヒ素含有鉱物の粉砕特性を明らかにし、ヒ素除去を目 的とした破砕・磨鉱工程を確立するための基礎データとする。 イ）上記ア）で得られた基礎データを基に、ヒ素除去を目的とした破砕・磨鉱工程 への新規破砕技術の適用可能性を検討する。 ・ 各種銅鉱物の識別を可能とする単体分離の詳細評価手法の検討 ・ ヒ素含鉱物分離のための新規選択粉砕技術の開発 ・ 銅鉱石中のヒ素鉱物単体分離に適した各種粉砕方法の系統的調査 （５）銅鉱石中の不純物低減技術の取り組み 19 ②ヒ素含有鉱物を銅精鉱と分離するための物理選別技術（浮選を除く ）に関する基礎研究 ア）銅鉱石中に含まれるヒ素含有鉱物の物理的特性を明らかにし、ヒ素除去を目 的とした物理選別技術を確立するための基礎データとする。 イ）上記ア）で得られた基礎データを基に、ヒ素含有鉱物と主要銅鉱物の分離を 目的とした選鉱工程への物理選別の適用可能性を検討する。 ・ 銅精鉱から含ヒ素鉱物除去を目指した微粒子選別技術の基礎的検討 ・ 低品位銅鉱石から砒素除去のための磁選を主とした物理選鉱に関す る研究 （５）銅鉱石中の不純物低減技術の取り組み 20 ③ヒ素含有鉱物を銅精鉱と分離するための浮選技術に関する基礎研 究 ア）銅鉱石中に含まれるヒ素含有鉱物のゼータ電位、酸化状態等の表面特性を 明らかにし、ヒ素除去を目的とした浮選技術を確立するための基礎データと する。 イ）上記イ）で得られたデータを基に、鉱物表面操作、生物吸着の応用等の手法 を用い、ヒ素含有鉱物と主要銅鉱物の分離を目的とした浮選技術の研究開 発を行う。 ・ ヒ素含有鉱物を銅精鉱と分離するための浮選技術に関する基礎研究 ・ 第一原理計算を利用したヒ素含有鉱物分離のための新規浮選剤のス クリーニング ・ 生物吸着を応用した硫砒銅鉱と黄銅鉱の選鉱技術開発 （５）銅鉱石中の不純物低減技術の取り組み 21 ④銅精鉱中に残留するヒ素を除去するための製錬前処理技術に関す る基礎研究 銅精鉱中に残留するヒ素（主としてヒ素含有銅鉱物に含まれるヒ素）を除去する ための電気化学処理、熱処理等についての基礎研究を行う。 ・ 高温高圧浸出法を用いた高ヒ素含有銅鉱石からの銅浸出液の回収 とヒ素の分離 ・ 化学的手法によるヒ素分離回収の高度化に関する基礎的検討 ご清聴ありがとうございました
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