JPH11117030A - ニッケル含有酸化物鉱石の富化方法 - Google Patents

ニッケル含有酸化物鉱石の富化方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本方法はニッケル含有鉱石を富化させる
ためのものである。 【解決手段】 本方法は、鉱石を鉱泥化し、この鉱泥化
鉱石を少なくとも1分間洗浄し、この洗浄鉱石を湿潤環
境のもとに、少なくとも一つの微細区分を粒状区分から
分別するように選別し、この微細区分を、分別密度1.
7ないし2.5で密度分析的分別に付し、富化鉱石とし
て分別されたこの軽い区分を回収するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はニッケル含有酸化物鉱石
の富化方法に関するものである。
【0002】さらに詳しくは、本発明は、その化学的、
鉱物学的、記載岩石学的組成が一つの薄層(seam)の中
で、また、薄層ごとに、大幅に異なることのあるような
酸化ニッケル・シリケート鉱石の富化に関するものであ
る。
【0003】ニューカレドニア鉱石の一部、特にコペト
(KOPETO)薄層あるいはコニアンボ(KONIAMBO)薄層中
に見られるような、一般に珪ニッケル鉱系(garnieriti
c)として知られている鉱石が本発明の関連する鉱石類
の実例であるが、本発明はこれに限られるものではな
い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】一般に、適用される金
属採取法が全面的に、あるいは部分的に乾式冶金法から
なるような酸化物鉱石は全て、本方法による富化に適切
なものであろう。事実、これらの方法では、この鉱石は
普通、還元(もし適用される場合)の後に電気炉で溶融
され、この炉の中で、ニッケル及び一部の鉄は合金の形
となり、その他の成分はガラス状スラグとして除去され
る。このような採取方法は大量のエネルギーを使用する
もので、初めのニッケル含量が高ければそれだけ、ニッ
ケルの大量生産に要するエネルギーは少なくてすみ、同
じ生産設備から生産される金属の量が大となる。すなわ
ち、本方法を使用すれば、金属生産コストの削減、ある
いは同一設備を用いて生産される金属の量の増加が可能
となる。
【0005】現在、腐食岩石系(saprolitic)酸化ニッ
ケル薄層からの鉱石生産は露天掘り鉱床で行われてい
る。ラテライト〔カンラン(橄欖)石の浅成変質物(su
per-geneous alteration)に対して用いられる言葉〕は
腐食岩石系ニッケル薄層の被覆層であるが、このものは
取り除かれ、適当な場所に蓄えられる。
【0006】ニッケルの豊富な土壌基質から取り出さ
れ、ニッケル不含のあらゆる大きさの純粋なカンラン石
の塊を含んだ鉱床面鉱石(a run of mine)を採掘した
後に、鉱石の生産が実施される。この鉱床面鉱石は次い
で、グリズリ(grizzly)、ウオブラー(wobbler)、ト
ロンメル(trommel)など、種々の手段を用いて自然の
湿度のもとで篩別され、微細な鉱物含有部分は粗い低品
位の(barren)部分から分別される。この篩別にはとき
にわずかな減損を伴うが、これによって50mmより大き
い粒度、多くの場合70mmに等しいかそれより大きい粒
度の鉱石が得られる。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明方法は、従来から
の手法によって選別される鉱石に混在してくる低品位の
成分をこれまでより十分に除去するために、鉱床面鉱石
の選択的選別を実施することからなる。
【0008】本方法は、従来の方法より十分に薄層を回
復させ、鉱石含量における増加を可能にするものであ
る。従って、従来からの手法によって選別された場合に
鉱石の品位が経済的に成り立ち得ないだろうが、本方法
によっては経済的に実行可能となるような地域を活用す
ることが可能となる。また本方法を用いれば、ある品位
の鉱石について、作業可能な貯蔵資源の量を増大させる
ことができ、あるいは、同じ薄層から回収される金属の
同一量に関して、その品位、従って収量を増加させるこ
とができる。さらには、鉱石の品位と回収可能な貯蔵資
源の量との双方を増大させることが可能となる。
【0009】鉱床から生産される鉱石の品位を高めよう
として、特に本出願人によるもの(FR-A-2 320 781)を
含めて、数多くの研究計画が実行されている。その他に
も種々の方法が開発され、いくつかの刊行物や先行特許
に記載されている。
【0010】残念ながら、これらの方法は、好結果を生
むとはいえ、実用に移すことはできなかった。それは特
に、これらの方法が生み出す投資コストや運転コストが
大きいことによる。
【0011】しかし、蛇紋石化作用の程度が80%未満
のカンラン石の浅成変質物(主としてハルツバージャイ
ト)から導かれた酸化ニッケル・シリケート鉱石(SL
N用語で「普通」、「中程度」及び「優秀」な層相)に
特によく適した方法がここに見い出された。
【0012】
【発明の実施の態様】本発明が関係する方法は鉱石を鉱
泥化(pulping)することからなり、その特徴として: − この鉱泥化鉱石を少なくとも1分間、好ましくは少
なくとも2分間、洗浄し、 − この洗浄鉱石を湿潤環境下に、80ミクロンないし
3mmの粒状区分から微細区分を分別するための篩いを用
いて少なくとも一つの微細区分を分別し、粒状区分中に
は微細区分が多くとも最大10重量%残るように選別
し、 − この粒状区分を1.7ないし2.5、好ましくは
1.9ないし2.3、の分別密度で密度分析的分別(de
nsimetric separation)にかけて、軽い区分と重い区分
とに分け、 − 富化鉱石として分別されたこの軽い区分を回収す
る、という逐次工程を含む。
【0013】上記のような、洗浄、規定条件下での選
別、及び規定条件下での密度分析的分別の諸工程に忠実
に従うことによって初めて、所望の富化を達成すること
ができる。もしこれらの工程において規定条件を守らな
ければ、所望の成果は得られないだろう。
【0014】鉱石を鉱泥化させるには、ある量の鉱石を
規定量の水と混合して、制御された濃度、できれば固形
分40ないし70重量%、好ましくは40ないし60重
量%、の鉱泥を得る。
【0015】好ましくは、 − 事前の篩別によって得た粒度300mm未満の鉱床鉱
石を鉱泥化する。 次いでこの鉱泥を洗浄する。
【0016】洗浄の目的は、微小な粒子を、それが弱い
力で付着している粗い粒子から分離させる、あるいは、
互いに凝集している微小な粒子を分離させることにあ
る。
【0017】好ましくは、 − この洗浄は、100重量部の鉱泥に対して100な
いし30重量部の水を用いて3ないし9分間、特に好ま
しくは4ないし6分間実施する。
【0018】この洗浄操作は、本業界で現在用いられて
いる種々の手法によって実施することができる。
【0019】例えば、微小な粒子の量が少ない場合は、
篩い上あるいはベルト上で加圧噴射水によって鉱石を洗
浄することもできる。
【0020】微小な粒子の量がもっと多いときは、水平
軸上に取り付けたシリンダーからなる洗浄ドラムなど、
さらに複雑な装置を使用し、その中で、ドラム内部に固
定されたリフター・ブレードによって鉱石と水を混和さ
せる。
【0021】この操作はまた、コンクリートミキサー中
で実施することもできる。それには100kgの鉱石を、
自然湿度(20ないし30%)のもとで30ないし50
kg量の水と混和する。効果的な操作に必要な時間は少な
くとも1分間、好ましくは少なくとも2分間であるが、
この操作は1時間ないしそれ以上続けても何の障害を生
じるものではない。
【0022】微小な粒子の量の低い鉱石〔レキ(礫)質
鉱石として知られているもの〕に対してもこの装置を使
用することができる。
【0023】微小な粒子の多い鉱石に対しては、ログウ
ォッシャー(log-washer)として知られている装置を用
いることもできる。この装置は、反対螺旋状に配置した
ブレードを取り付けた二つの並行スピンドルを含む傾斜
状バケットからなる。鉱石を装置の中間部分に仕込み、
ブレードによる攪拌作用を受けさせる。この攪拌作用は
粒状粒子から微小な粒子を分離させる効果を有する。微
小物質は次いで液状流によって下部に運ばれ、そこから
排出される。粒状粒子は頂部に戻され、取り出される。
【0024】ポンプを用いて鉱泥をパイプ中を通過させ
ることによっても、あるいは、重力を利用しても、同じ
ような成果を得ることができる。このような操作におい
ては、損耗によって新たな微小粒子が生成されることを
意図するものではないが、このようなものが生成するこ
とは本方法にとって障害になるものではなく、むしろ有
利である。
【0025】洗浄鉱泥は粒度分析的選別(granulometri
c sorting)にかけて、本来ニッケル分の豊富な微細区
分を採取する。この操作は、篩い、サイクロン、スクリ
ュー型分粒器、湾曲グリッドなどの既知の粒度分析的分
別手段を用いて実施することができる。装置の選定は、
主として所望のメッシュ・サイズに応じて決まってく
る。しかし、どのようなメッシュを用いるとも、選別
は、粒状区分に入り込む微細区分が10重量%以下であ
るように実施しなければならない。これは、どんな場合
も、必要に応じてこの選別操作を繰り返すことによって
達成される。
【0026】望ましい分別メッシュサイズは80ミクロ
ンないし3mm 、好ましくは200ミクロンないし50
0ミクロンである。
【0027】微細物を含まない粒状区分は密度分析的分
別にかけられる。
【0028】その目的は、ニッケル含量の富化された軽
い区分と、低品位の、価値の低い重い区分とが得られる
ように、密度差を利用して粒子を分別することにある。
【0029】この操作は、重力だけを利用するものや、
それと遠心力とを組み合わせたものなど、種々の装置を
用いて実施することができる。
【0030】一つの手法は、予め微細区分を除去した粒
状物を、分別されるべき二つの区分それぞれの密度のど
こか中間の密度の媒体中に浸漬することからなる。分別
密度より低い区分は浮遊し、回収することができるが、
重い区分は媒体中に沈降する。
【0031】分別密度(dividing density)は、浮遊と
沈降の機会が釣り合った粒状物の密度として定義される
(P. Blazy 公表文献 "La valorisation des mineral
s", PUF 1970の 393頁に定義されている Tromp曲線上
の d50)。特に重要なことは、1.7ないし2.5、好
ましくは1.9ないし2.3の分別密度を採用すること
である。密度がこの限界より低ければ、軽い区分はそれ
でも比較的高いニッケル含量であるが、その重量パーセ
ンテージは激減し、操作効率点から外れてくる。逆に密
度がこの限界より高ければ、軽い区分の重量パーセンテ
ージは大きくなるが、富化の程度は低すぎる。
【0032】この操作を実施するのに用い得る装置は次
の二つの範疇に分かれる。 − 例えば分別ドラム、ドルー・ボーイ(Drew boy)及
びその他の媒体浴からなる分別器、 − 濃厚媒体サイクロン(dense medium cyclone)、D
WP(Dina Whirlpool)、Multigravity Seprator、Lar
codems(Large coal dense medium separator)などの
遠心分別器。
【0033】媒体は、次のように、固体粒子の水中懸濁
液からなる。 − 密度5.1ないし5.2の磁鉄鉱(magnetite)、 − 密度7.0の方鉛鉱(galena)(めったに用いられ
ない) − 密度6.7ないし7.0のフェロシリコン、 これらを粉砕あるいは霧化して用いる。
【0034】所望の密度を得るには、この媒体は一種類
の粒状物でも混合物でもよい。
【0035】媒体のコストからいえば、それは循環再使
用されなければならない。それはその磁性によって可能
となり、それを鉱石の粒状物から分けることができる。
【0036】用い得るもう一つの技法は、媒体の密度よ
り大きな見かけ上の密度を得るように、磁場の中で強磁
性流体を利用するものである。この技法は磁気密度分析
的分別(magnetogravimetric separation)、あるいは
「magstream」という名前で呼ばれているものである。
【0037】鉱石の鉱泥だけで機能するような装置を用
いることも可能である。これは振動(oscillation)に
よって(いわゆるジグ装置)、あるいは螺旋運動によっ
て(Reichertの円錐又は螺旋)もたらされる差動加速度
を与えるものである。
【0038】別種の手段や機械で別種の粒度分析的手法
を用いて得られる生成物を処理することも有益である。
すなわち、分別ドラムのような浴分別器でさらに大きな
粒度区分の(例えば8mmより大きい)もの、及び、濃密
媒体サイクロンのような遠心分別器でさらに細かい区分
の(例えば200ミクロンないし8mm区分の)ものを処
理するための媒体を用いるのが有利なことがある。
【0039】また、密度分析的処理に先立って生成物を
粉砕することも差し支えない。この粉砕は、生成物の自
然湿度において、ジャイレートリー・クラッシャーある
いはクラッシングロールを用いて、あるいは湿式条件下
でボールミル(ball-mills)操作によって実施すること
ができる。
【0040】ボールミルを用いる場合は、これらを鉱石
鉱泥に直接供給してもよく、そうすれば、この装置は洗
浄及び粉砕の両方に機能する。この場合は、この洗浄/
粉砕操作に続いて選別操作を行い、続いて密度分析的処
理を行わねばならない。処理すべき鉱石に応じて、この
操作のために、いわゆる「自生粉砕」あるいは「半自生
粉砕」を利用することが有利な場合がある。
【0041】以下に示す実施例は本発明を例示するもの
である。
【0042】
【実施例】実施例1 ニューカレドニアのコペト薄層から0/70mmの粒度の
鉱石300kgを採取した。この鉱石の湿度は25%であ
った。
【0043】300リットル容のコンクリートミキサー
に水25リットルを加え、これに前記の鉱石100kgを
加えて固形物60%の鉱泥を形成させた。
【0044】コンクリートミキサーを15分間回転させ
た後、得られた洗浄鉱泥を、水を散水している振動篩い
上に注ぎ込んだ。この振動篩いは、3枚の篩いが重複し
て配置されていて、それぞれは200ミクロン、10mm
、30mm のメッシュサイズのものであった。各篩いに
おける不通過物は慎重に水洗されていて、生成物は完全
に清浄な状態に保たれていた。この操作を全く同じよう
に3回繰り返して、第1のバッチすべてを処理した。
【0045】このようにして次の4区分を得た。 − 極めて希薄な鉱泥の形の200ミクロン未満の区
分、 − よく洗浄された、湿った砂に似た200ミクロンな
いし10mmの区分、 − よく洗浄された、湿った砂利に似た>10mmの区
分、 − 同じく湿った砂利に似た>30mmの区分。
【0046】各区分を秤量し、一部を試料として取り、
そのニッケル含量及び湿度を測定した。従って、各粒度
分析的区分について洗浄操作及び篩別操作の収支表を次
のように計算することができた。
【0047】
【表1】
【0048】あまりにも資源に乏しいと考えられる30
mmより大きい区分は廃棄した。0.2mmより小さい区分
は、本来ニッケル分に富むので別途保存した。0.2−
10mm区分及び10−30mm区分は、その自然な湿度を
維持するように注意深く蓄えた。
【0049】100リットル容の攪拌中のタンクの中
で、フェロシリコン、磁鉄鉱及び水からなる媒体を調製
した。フェロシリコン1kgに対して磁鉄鉱2kgを用い、
全量を調整して密度2.3の媒体を得た。言い替えれ
ば、1リットルの媒体は2.3kgの質量であった。
【0050】このタンクに13kgの湿った10−30mm
区分を注入し、30秒間攪拌を続け、混合物を十分に均
質化させた。次いで攪拌を停止し、30秒間待った。表
面に浮遊する生成物(「フローター」と呼ぶ)を回収
し、注意深く洗浄し、乾燥させ、秤量し、一部を試料と
して取り、これを分析した。浮遊しなかった生成物
(「シンカー」と呼ぶ)も同様の方法で処理した。
【0051】この操作についての収支表を次のように示
すことができる。
【0052】
【表2】
【0053】この収支表は、フローター中に実質的な富
化が生じていることを示す。なぜなら、45.4%とい
うフローターの収量分(重量)について、Ni含量は供
給材料のそれより0.51%分大きいからである。
【0054】1リットル容の分別フィルター中でブロモ
フォルムとアルコールとからなる有機液体溶液を調製し
て、密度2.3の溶液を得た。すなわち、この溶液1リ
ットルの質量は2.3kgであった。
【0055】0.2−10mm区分全体から200gの試
料を取り出した。水と、「イグナトビッチ液(Ignatovi
c liquor)」として知られている湿潤剤との混合物中に
この区分を浸漬し、30分間放置してからこれを取り出
し、水切りした。次いでこの生成物を密度2.3の前記
有機液体中に入れ、この混合物を約20秒間振盪した。
20秒後、溶液をそのまま1分間放置した。この1分
後、液の表面に浮遊する生成物(フローター)と、容器
の底部に沈降している生成物(シンカー)とを収集し
た。次いでこれらの生成物を水洗いし、乾燥させ、秤量
し、化学分析用の試料を取り出した。この操作の収支表
は次のように記述することができた。
【0056】
【表3】
【0057】この場合も、実質的なニッケルの富化があ
ったことを知ることができる。すなわち、44.0%の
収量分(重量)について、仕込み材料に対して+0.6
%のNi含量増加があったからである。
【0058】10/30mm区分及び0.2/10mm区分
から得られた、フローターとして知られる生成物に、処
理鉱石における<0.2mm区分を加えれば、全体の濃縮
物が得られ、これは、処理した鉱床面鉱石と実質的に比
較されるべき含量増加を示すものである。
【0059】
【表4】
【0060】実施例2 粒度0/70mmの鉱石300kgを用いた。実施例1で用
いた試料一つにつき二つの対の試料(twin sample)を
用いた。この300kgを30mmメッシュの振動篩いに乗
せ、これに約4バールの圧力で散水した。この篩いを通
らない区分(30mmより大きい粒度のもの)が清浄にな
るまで散水を継続した。次いで30mmを通過した区分の
方は、前記と同条件の10mmメッシュ篩いの上に乗せ
た。10mmより小さい区分は、200ミクロンの篩いで
同様に処理した。
【0061】こうして得た区分のそれぞれを、次に実施
例1におけると同様な手法で処理した。こうして実施し
た洗浄/篩別操作について、次のように収支表を記述す
ることができる。
【0062】
【表5】
【0063】いつの場合も、>30mm区分は低品位のも
のとして廃棄した。区分10−30mm及び区分0.2−
10mmは、実施例1に述べたと全く同じ処理に付した。
これらの区分のそれぞれは、密度2.3でフローターと
シンカーを与えた。この操作の最終的収支表は次の通り
である。
【0064】
【表6】
【0065】実施例3(比較目的のもの) 実施例1における洗浄/篩別の後に得られた10−30
mm区分及び0.2−10mm区分のそれぞれの試料を取
り、これらの区分それぞれを実施例1におけると同じ条
件で密度分析的分別に付した。ただし液体及び媒体の密
度に関しては、2.3から2.7に増やした。従ってフ
ローター及びシンカーは密度2.7によるものであっ
た。密度分析的選別操作の成績は、次に示すようにかな
り異なるものである。
【0066】
【表7】
【0067】
【表8】
【0068】処理した鉱石の全体について、このように
して実施した方法では非常に控えめな程度の富化が行わ
れるだけであることがわかった。
【0069】実施例4(比較目的のもの) 実施例1における洗浄/篩別の後に得られた10−30
mm区分及び0.2−10mm区分のそれぞれの試料を取
り、これらの区分それぞれを実施例1におけると同じ条
件で密度分析的分別に付した。ただし液体及び媒体の密
度に関しては、2.3から1.5に減じた。従ってフロ
ーター及びシンカーは密度1.5によるものであった。
密度分析的選別操作の成績は、次に示すようにかなり異
なるものである。
【0070】
【表9】
【0071】
【表10】
【0072】富化の程度は非常高いが、フローターの収
量(重量)が非常に低いために、この操作は経済的利益
をもたらさないものであることがわかった。
【0073】実施例5 パイロット運転試験では、本方法を用いて、湿度25%
の0/300mm粒度の酸化ニッケル鉱石100トンを処
理した。この鉱石を、径1m、長さ2.5mの小型の洗
鉱機に流速3 T/hで通した。この洗鉱機への入り口
で、固形物含量60%の鉱泥を得るに必要な量の水を加
えた。この洗鉱機中の滞留時間10分の後に、得られた
鉱泥を、散水振動篩いを用いて30mm及び10mmで篩別
した。10mmより小さい区分は、静止した篩別パネルの
上で200ミクロンで篩別した。
【0074】得られた各区分から試料を取り、各篩い及
び篩別パネルを通らないものを連続的に秤量した。20
0ミクロンより小さい区分は、これから試料を取り、連
続的に貯蔵ラグーン池の方へポンプで送り出した。電磁
流量計及びガンマ線密度計からなる測定装置を用いて2
00ミクロンより小さい生成物の量を測定した。この操
作の収支表は次の通りである。
【0075】
【表11】
【0076】10−30mm区分の試料40kgを取り、実
施例1に記載したものと同一の媒体中に浸漬した。ただ
し、その密度は2.1とした。この操作の収支表は次の
通りである。
【0077】
【表12】
【0078】0.2−10mm区分の試料2kgをとり、実
施例1に記載したものと同一の有機液体中に浸漬した。
ただし、密度は2.45であった。この操作の収支表は
次の通りであった。
【0079】
【表13】
【0080】実施例6 実施例1で得られた0.2−10mm区分の試料60kgを
二つの対の試料に分けた。こうして得た対の試料の内の
一つは、スムース・ロールクラッシャーを用いて5mmに
粉砕した。第2の試料は、同じクラッシャーを用いて3
mmに粉砕した。
【0081】こうして粉砕した生成物のそれぞれを、実
施例1におけると同様な分別フィルター中で処理した。
(液体の密度は2.3に保たれた。)フローターの収支
表は次の通りであった。
【0082】
【表14】
【0083】実施例7(比較目的のもの) 湿度25%、ニッケル含量2.45%の0.50mm鉱石
100kgをそのまま、媒体入り攪拌タンク中に注入し
た。実施例1におけると同様な媒体は、密度2.1であ
った。30秒間混和させた後、攪拌を停止し、懸濁液を
非攪拌状態で1分間放置した。
【0084】このような条件では、事実上分別は起こら
ず、鉱石の微細物が媒体中に分散して、媒体は非常に粘
重になり、分別が妨げられた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 598111423 Pointe Doniambo,98800 NOUMEA,Nouvelle Ca ledonie (72)発明者 ジェラール ペルティエ,ベルナール フランス領、ニューカレドニア、ヌーメア 98800、ヴァレ デ コロン、リュ ソ ネ 5

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次のような、 − 鉱石を鉱泥化し、 − この鉱泥化鉱石を少なくとも1分間洗浄し、 − この洗浄鉱石を湿潤環境下に、80ミクロンないし
    3mmの粒状区分から微細区分を分別するための篩いを用
    いて少なくとも一つの微細区分を分別し、粒状区分中に
    は微細区分が10重量%より多く残らないように選別
    し、 − この粒状区分を1.7ないし2.5の分別密度で密
    度分析的分別にかけて、軽い区分と重い区分とに分け、 − 富化鉱石として分別されたこの軽い区分を回収す
    る、という逐次工程を特徴とする、ニッケル含有酸化物
    鉱石の富化方法。
  2. 【請求項2】 200ミクロンないし500ミクロンの
    篩別メッシュサイズでこの選別を実施する、請求項1に
    記載の方法。
  3. 【請求項3】 事前篩別によって得た粒度300mm未満
    の鉱床面鉱石を鉱泥化する、請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】 この洗浄を3ないし9分間実施する、請
    求項1に記載の方法。
  5. 【請求項5】 100重量部の鉱泥に対して100ない
    し30重量部の水を用いてこの洗浄を実施する、請求項
    1に記載の方法。
  6. 【請求項6】 磁性媒体中でこの密度分析的分別を実施
    する、請求項1に記載の方法。
  7. 【請求項7】 この密度分析的分別に先立って粒状区分
    を粉砕する、請求項1に記載の方法。
  8. 【請求項8】 微細区分を軽い区分と併合する、請求項
    1に記載の方法。
  9. 【請求項9】 鉱泥化鉱石を少なくとも2分間洗浄す
    る、請求項1に記載の方法。
  10. 【請求項10】 この分別密度が1.9ないし2.3で
    ある、請求項1に記載の方法。
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