ニッケル含有硫化物の処理
本発明は、タルク粒子を含有する採掘された鉱石または採掘された鉱石の精鉱からニッケル含有硫化物を分離する方法を提供し、開示する。この方法は、採掘された鉱石または採掘された鉱石の精鉱のスラリーのＥｈを調節してニッケル含有硫化物の粒子の疎水性をタルク粒子よりも低下させること、およびスラリーからニッケル含有硫化物粒子を浮選すること、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、採掘された鉱石または採掘された鉱石の精鉱からニッケル含有硫化物を分離する方法に関する。
【０００２】
さらに詳細には、本発明は、採掘された鉱石または採掘された鉱石の精鉱からニッケル含有硫化物を分離するための湿式精錬法に関する。
【０００３】
さらに詳細には、本発明は、タルクを含有する採掘された鉱石または採掘された鉱石の精鉱のスラリーからのニッケル含有硫化鉱物の泡沫浮選（froth flotation）を含む、採掘された鉱石または採掘された鉱石の精鉱からニッケル含有硫化物を分離するための湿式精錬法に関する。
【０００４】
「ニッケル含有硫化物」という用語は、本明細書において、硫化ニッケルおよび硫化鉄ニッケルを含むと理解される。ニッケル含有硫化物の例としては、ペントランド鉱、針ニッケル鉱、およびビオラル鉱（violarite）の鉱物が挙げられる。
【０００５】
本発明は、出願人のマウントキースニッケル鉱床に関連する研究開発活動の過程で作製されたものである。
【背景技術】
【０００６】
マウントキース鉱床は、１９９０年代初期に開発された。この鉱床には、ニッケル含有硫化物が含まれている。当時、そのような低品質のニッケル鉱石を処理し、オーストラリアおよびフィンランドの既存の２ヶ所の精錬所で処理するための高品質の精鉱を生産することが可能である処理経路を見出すことは大きな課題であった。当時に開発され、この鉱山で操業されているプロセスで処理されているのは、採掘された鉱石の９０％までである。高レベルのタルク鉱石を含む残りのおよそ１０％の鉱石は、タルクが存在するために許容される精鉱へ処理することができなかった。タルク鉱石は、鉱体内に個別の鉱脈として存在する。今までに採掘されたタルク鉱石は、鉱山に貯蔵されてきた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
マウントキース鉱山にてタルク鉱石を処理し、ニッケル含有硫化物を鉱石から分離することは、重要な課題である。
【０００８】
さらに、タルク鉱石の処理の問題はマウントキース鉱山に限定されるものではなく、オーストラリアおよびそれ以外の地域のその他の数多くの鉱床の問題でもある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
出願人によって実施された研究開発活動により、以下の大きな発見がなされた。
【００１０】
１． 例えばナトリウムジチオナイトの添加によってＥｈを低下させることにより、タルク粒子と比較して硫化ニッケル鉱石の疎水性を下げ、その結果、グアル（guar）が硫化ニッケル上ではなくタルク上に選択的に皮膜形成し、そしてその後、例えば空気の添加によってＥｈを上昇させることにより、およびそれによって硫化ニッケル鉱物の浮遊度を高めることにより、タルク粒子をパルプ中に残留させた状態で硫化ニッケル鉱石を選択的に浮遊させる。グアルの効果は（その他のこのような表面改質剤のように）、グアル被覆タルク粒子を互いに凝集させ、それによってタルク粒子の浮遊度を抑制することである。グアルによってタルク粒子の表面特性を変化させることが可能であることは周知である。しかし、出願人は、マウントキースの鉱石タイプにはグアルの効果が非常に低いことを見出した。出願人は、通常の浮選条件下では、グアルはタルクおよび硫化ニッケルと疎水的に相互作用を起こすことを見出した。従って、通常の浮選条件下では、グアルは、タルクおよび硫化ニッケルの両方に皮膜形成し、その結果、グアルはタルクおよび硫化ニッケルに同じ効果をもたらし、通常の浮選条件下では、タルクと硫化ニッケルの分離が促進されない。上述のＥｈの調節により、グアルを用いてタルクの浮遊を抑制し、選択的に硫化ニッケル鉱石を浮遊させることが可能となる。
【００１１】
２． 出願人は、本明細書で述べるように、選択された泡沫浮選生成物を順に再粉砕することによって、浮選精鉱からのタルクの除外に予想外の大きな改善がもたらされ、従ってタルクと硫化ニッケルの分離が著しく向上することを見出した。出願人は、タルク粒子の表面のうち、粒子が空気の泡と接着する（すなわち、疎水的に作用する）ことを引き起こすのはその一部分のみであり、最初の粉砕工程（例えば、浮選用に粒子を調製する際に実施される）の後にタルク粒子を再粉砕することによって、そのような接着の傾向を示さないタルク表面の割合が増加することを見出した。従って、タルク粒子の再粉砕は、タルクの親水性を増加させ、従って、例えば通常の浮選条件下にて、硫化ニッケル鉱物と比較したタルク粒子の浮遊度を低下させる。「順に再粉砕する」という用語の本明細書における意味は、この方法が、最初の粉砕工程の後、この方法の異なるステージで実施されるプロセス流中の粒子に対する一連の再粉砕工程を含み、従って、粒子が２回以上の粉砕操作を受けることであると理解される。
【００１２】
本明細書は、上記の発見のうちの第一番目に関する。
【００１３】
広い意味で、本発明は、タルク粒子を含有する採掘された鉱石または採掘された鉱石の精鉱からニッケル含有硫化物を分離する方法を提供し、この方法は、採掘された鉱石または採掘された鉱石の精鉱のスラリーのＥｈを調節して、鉱石または精鉱中のニッケル含有硫化物の粒子の疎水性を鉱石または精鉱中のタルク粒子よりも低下させること、およびニッケル含有硫化物粒子をスラリーから浮選すること、を含む少なくとも１つの浮選ステージを含む。
【００１４】
本発明によると、タルク粒子を含有する採掘された鉱石または採掘された鉱石の精鉱からニッケル含有硫化物を分離する方法が提供され、この方法は、採掘された鉱石または採掘された鉱石の精鉱のスラリーのＥｈを調節して、鉱石または精鉱中のニッケル含有硫化物の粒子の疎水性を鉱石または精鉱中のタルク粒子よりも低下させること、本明細書で述べる表面改質剤をスラリーに添加して、ニッケル含有硫化物粒子ではなくタルク粒子を表面改質剤で被覆すること、およびタルク粒子をスラリー中に保持した状態でニッケル含有硫化物粒子をスラリーから浮選すること、を含む少なくとも１つの浮選ステージを含む。
【００１５】
鉱石または鉱石の精鉱は、タルク鉱石もしくは鉱石の精鉱のみを含んでいてよく、または非タルクおよびタルクの鉱石ならびに鉱石の精鉱の混合物を含んでいてもよい。
【００１６】
「表面改質剤」という用語は、本明細書において、その試薬に被覆された粒子の浮遊を抑制する試薬を意味するものと理解される。そのような表面改質剤の例としては、グアル（化学修飾グアルを含む）、ポリサッカリド（デキストリンなど）、および必要とされる特性を有する合成によって製造されたポリマーが挙げられる。
【００１７】
好ましい表面改質剤はグアルである。
【００１８】
好ましくは、表面改質剤をスラリーへ添加する工程は、表面改質剤と共に酸を添加し、スラリーのｐＨを調節してこれに続く浮選工程における浮選率（flotation rate）を高めることを含む。
【００１９】
好ましくは、この方法は、スラリーのＥｈを低下させることによって、鉱石または精鉱中のニッケル含有硫化物の疎水性を低下させることを含む。
【００２０】
好ましくは、この方法は、還元剤をスラリーへ添加することによって、スラリーのＥｈを低下させることを含む。
【００２１】
好ましくは、還元剤は、スラリー中で解離して、一般式：
ＳnＯyz-
を有するオキシ硫黄イオンを形成するオキシ硫黄化合物であり、ここで、ｎは１より大きく、ｙは２より大きく、およびｚはイオンの価数である。
【００２２】
この方法は、スラリーのＥｈを、好ましくは少なくとも１００ｍＶ、より好ましくは少なくとも２００ｍＶ低下させることを含む。
【００２３】
好ましくは、この方法は、スラリーへ表面改質剤を添加した後にスラリーのＥｈを調節してニッケル含有硫化物の粒子の疎水性を上昇させ、それによって粒子の浮遊度を向上させることを含む。
【００２４】
好ましくは、この方法は、スラリーのＥｈを上昇させることによって鉱石または精鉱中のニッケル含有硫化物の粒子の疎水性を上昇させることを含む。
【００２５】
好ましくは、この方法は、酸化剤をスラリーへ供給することによって、スラリーのＥｈを上昇させることを含む。
【００２６】
好ましくは、酸化剤は酸含有気体、通常は空気である。
【００２７】
この方法は、スラリーのＥｈを、好ましくは少なくとも１００ｍＶ、より好ましくは少なくとも２００ｍＶ上昇させることを含む。
【００２８】
スラリーは、適切ないかなる固形分を有していてもよい。
【００２９】
好ましくは、この方法は、粒子サイズに基づいてスラリーを粗大粒子流および微細粒子流に分離すること、および各プロセス流を上述の浮選ステージで処理することを含み、従って、この方法は、粗大粒子浮選ステージおよび微細粒子浮選ステージを含む。
【００３０】
好ましくは、微細粒子流は、４０μｍ未満の粒子を含む。
【００３１】
好ましくは、この方法は、それぞれの浮選ステージからの粗大粒子プロセス流および微細粒子プロセス流を、少なくとも１つの精選回路で処理することを含む。
【００３２】
好ましくは、この方法は、粗大粒子プロセス流および微細粒子プロセス流を別々の粗選ステージ（rougher stages）で、精鉱またはテーリングを粗選槽へ再循環することなく処理することを含む。
【００３３】
好ましくは、この方法は、本明細書で述べるように、プロセス流のうちの少なくとも１つにおいて、粒子を順に再粉砕することを含む。
【００３４】
好ましくは、この方法は、粗大粒子浮選ステージの粗選槽からの精鉱流を、前端（front end）精選回路で精選することを含む。
【００３５】
好ましくは、この方法は、前端精選回路で精鉱流を精選する前に、粗大粒子浮選ステージの粗選槽からの精鉱流中の粒子を粉砕することを含む。
【００３６】
好ましくは、粉砕工程は、粒子を４０μｍのＰ８０まで粉砕することを含む。
【００３７】
好ましくは、この方法は、微細粒子浮選ステージの粗選槽からの精鉱流の第一の部分を前端精選回路で精選することを含む。
【００３８】
好ましくは、この方法は、微細粒子浮選ステージの粗選槽からの精鉱の第二の部分を後端（back-end）精選回路で精選することを含む。
【００３９】
好ましくは、この方法は、粗大粒子浮選ステージの清掃選槽（scavenger cells）からのテーリング流（tailings stream）を、後端精選回路で精選することを含む。
【００４０】
好ましくは、この方法は、後端精選回路で精鉱流を精選する前に、粗大粒子浮選ステージの清掃選槽からの精鉱流中の粒子を粉砕することを含む。
【００４１】
好ましくは、粉砕工程は、粒子を６０μｍのＰ８０まで粉砕することを含む。
【００４２】
好ましくは、この方法は、前端精選回路からのテーリング流（tailings stream）を後端精選回路で精選することを含む。
【００４３】
好ましくは、この方法は、（ｉ）微細粒子浮選ステージの粗選槽からの精鉱の第二の部分、（ｉｉ）粗大粒子浮選ステージの清掃選槽からのテーリング流（tailings stream）、および（ｉｉｉ）前端精選回路からのテーリング流（tailings stream）、のうちのいずれか１つもしくは２つ以上から得られる精鉱を、後端精選回路で精鉱を精選する前に後端精選回路で粉砕することを含む。
【００４４】
好ましくは、粉砕工程は、粒子を２５μｍのＰ８０まで粉砕することを含む。
【００４５】
本発明によると、上述の方法を実施するためのプラントも提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に従って採掘された鉱石からニッケル含有硫化鉱物を分離する方法の１つの態様の流れ作業図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
本発明に従って採掘された鉱石からニッケル含有硫化鉱物を分離する方法の１つの態様の流れ作業図である添付の図を参照し、例として本発明をさらに説明する。
図を参照すると、ニッケル含有硫化物を含む鉱石の固形分４０％のスラリーを、ロッドミル３からサイクロン５へ供給し、このスラリーを粒子サイズに基づいて２つの流れに分離する。スラリー中の鉱石は、破砕および粉砕の操作によってサイズ低下をしておいた粗鉱である。
【００４８】
粗大粒子を有するアンダーフロー流（underflow stream）は、後述する一連の浮選および精選ステージで処理される。
【００４９】
オーバーフロー流（overflow stream）は、第二のサイクロン７へ供給され、粒子サイズに基づいて微細アンダーフロー流およびスライムオーバーフロー流に分離される。
【００５０】
微細粒子アンダーフロー流は、後述する一連の浮選および精選ステージで処理される。
【００５１】
これらの流れに対するカットオフ粒子サイズは以下の通りである：
（ａ）粗大粒子アンダーフロー流 − ４０μｍ超；
（ｂ）微細粒子アンダーフロー流 − ４０μｍ未満；および、
（ｃ）スライムオーバーフロー流 − １０〜１５μｍ未満
スライムオーバーフロー流は、テーリング堆積場（tailings dam）へポンプ送液される。
【００５２】
図に示す流れ作業図において、粗大粒子アンダーフロー流および微細粒子アンダーフロー流の処理には４つの重要なステージが存在する。
【００５３】
概説すると：
（ａ）第一のステージは、粗大粒子浮選ステージ９であり、ここでは、サイクロン５からの粗大粒子アンダーフロー流に、ナトリウムジチオナイトの形での還元剤を添加することによってこの流れのＥｈを調節することによる前処理を施し、次に硫酸およびグアルの形での表面改質剤の存在下、高密度にて浮選槽で処理し；
（ｂ）第二のステージは、微細粒子浮選ステージ１１であり、ここでは、サイクロン７からの微細粒子アンダーフロー流に、ナトリウムジチオナイトを添加することによってこの流れのＥｈを調節することによる前処理を施し、次に硫酸、クエン酸、およびグアルの存在下、低密度にて浮選を行い；
（ｃ）第三のステージは、「前端」精選回路１３であり、ここでは、粗大粒子浮選ステージ９からの粗選精鉱（rougher concentrate）を再粉砕し、次に硫酸およびグアルの存在下にて精選するために、微細粒子浮選ステージ１１における槽の第一の群からの粗選精鉱と組み合わせ；ならびに
（ｄ）第四のステージは、「後端」精選回路１５であり、ここでは、（ｉ）粗大粒子浮選ステージ９からの清掃選精鉱（scavenger concentrate）、（ｉｉ）微細粒子浮選ステージ１１における槽の最後の群からの粗選精鉱、および（ｉｉｉ）前端精選機１３からのテーリング、から得られた浮選精鉱を、硫酸およびグアルを含む試薬の組み合わせの存在下にて精選する前に、再粉砕する。
【００５４】
上記の各ステージおよび関連する操作条件については、以下でより詳細に考察する。
【００５５】
粗大粒子浮選ステージ９
サイクロン５からの粗大粒子アンダーフロー流に、ナトリウムジチオナイトを添加することによってこの流れのＥｈを調節することによる前処理をまず施し、次に硫酸およびグアルの存在下、高密度にて粗選浮選槽（rougher flotation cells）５１での処理を行う。
【００５６】
上述のように、ジチオナイト添加の目的は、所望される度合いで、通常は少なくとも１００ｍＶ、Ｅｈを低下させ、グアルをニッケル含有硫化物粒子上ではなくタルク粒子上に皮膜形成させるのに必要である度合いで、この流れの中のニッケル含有硫化物の疎水性を低下させ、それによってタルク粒子の浮遊特性を抑制することである。
【００５７】
さらに、空気（酸化剤として作用する）の存在下、この流れを浮選槽にて続いて処理することにより、この流れのＥｈを上昇させる効果が得られ、それによってニッケル含有硫化物が浮選され、精鉱が形成される。
【００５８】
粗選槽５１からの精鉱は、前端精選回路１３へポンプ送液される。
【００５９】
粗選槽５１からのテーリングは、ナトリウムジチオナイトを添加することによってこの流れのＥｈを調節することによる前処理をまず施し、次に、上述のように、硫酸およびグアルの存在下、高密度にて清掃選浮選槽（scavenger flotation cells）５５での処理を行う。
【００６０】
清掃選槽５５からのテーリングは、テーリング濃縮機（tailings thickener）５７へポンプ送液される。
【００６１】
清掃選槽５５からの精鉱は、タワーミル８１へポンプ送液され、このミルで６０μｍのＰ８０まで再粉砕される。
【００６２】
再粉砕された精鉱は、次に後端精選回路１５へ供給される。
【００６３】
微細粒子浮選ステージ１１
サイクロン７からの微細アンダーフロー流に、ナトリウムジチオナイトを添加することによってこの流れのＥｈを調節することによる前処理を施し、次に、上述のように、硫酸、クエン酸、およびグアルの存在下、低密度にて粗選槽６１での浮選を行う。
【００６４】
粗選槽６１の第一の群からの精鉱は、前端精選回路１３へポンプ送液される。
【００６５】
粗選槽６１の最後の群からの精鉱は、後端精選回路１５へポンプ送液される。
【００６６】
粗選槽６１からのテーリングは、テーリング濃縮機７９へポンプ送液される。
【００６７】
前端精選回路１３
粗大粒子浮選ステージ９の粗選槽５１からの精鉱は、フラッシュ浮選槽（flash flotation cell）１９の前のサイクロンクラスター（cyclone cluster）１７へポンプ送液される。
【００６８】
３５μｍのＰ８０を有するサイクロンクラスター１７からのオーバーフローは、精選槽２１へポンプ送液され、硫酸およびグアルを含む試薬の組み合わせの存在下にて精選される。
【００６９】
さらに、微細粒子浮選ステージ１１における槽の第一の群からの上述した精鉱は、精選槽２１へポンプ送液され、これも、硫酸およびグアルを含む試薬の組み合わせの存在下にて精選される。
【００７０】
サイクロンクラスター１７からのアンダーフローは、フラッシュ浮選槽１９へ供給される。
【００７１】
（ｉ）フラッシュ槽１９および（ｉｉ）精選槽２１からの精鉱は、再精選槽（re-cleaner cell）２３へ供給され、硫酸およびグアルを含む試薬の組み合わせの存在下にて精選される。
【００７２】
硫化ニッケルの生成物流は、再精選槽２３で生成され、濃縮機４９へ供給される。
【００７３】
フラッシュ浮選槽１９からのテーリングは、タワーミル２５へ沈降し、３５ミクロンの公称Ｐ８０へ再粉砕される。
【００７４】
タワーミル２５からの生成物は、サイクロンクラスター１７へ供給され、上述のように処理される。
【００７５】
再精選槽２３からのテーリングは、精選槽２１へ供給され、精選機で処理される。精選槽２１からのテーリングは、後端精選回路１５へポンプ送液される。
【００７６】
後端精選回路１５
後端精選回路１５は、（ｉ）粗大粒子浮選ステージ９の清掃選槽５５からの精鉱、（ｉｉ）微細粒子浮選ステージ１１の粗選槽の最後の群からの精鉱、および（ｉｉｉ）前端精選機１３からのテーリング、から得られる浮選精鉱の処理を行う。
【００７７】
これらの流れは、最初、後端精選回路１５の上流にある清掃選ステージ２９の槽へポンプ送液される。
【００７８】
清掃選ステージ２９からの精鉱は、サイクロンクラスター３１へポンプ送液される。
【００７９】
２５μｍのＰ８０を有するサイクロンクラスター３１からのオーバーフローは、精選槽３５へポンプ送液され、硫酸およびグアルを含む試薬の組み合わせの存在下にて精選される。
【００８０】
精選槽３５からの精鉱は、精選槽３７へポンプ送液され、酸およびグアルを含む試薬の組み合わせの存在下にて再度精選される。
【００８１】
精選槽３５からのテーリングは、テーリング濃縮機４１へポンプ送液される。
【００８２】
硫化ニッケルの生成物流は、精選槽３７で生成され、濃縮機４３へ供給される。
【００８３】
精選槽３７からのテーリングは、精選槽３５へ再循環される。
【００８４】
サイクロンクラスター３１からのアンダーフローは、沈降してタワーミル３３へ戻され、２５μｍのＰ８０へさらに再粉砕される。ミルからの流出物は、ポンプ送液によってサイクロンクラスター３１へ戻される。
【００８５】
図に示す本発明の方法の流れ作業図の態様を設計する際の目的１つは、タルク粒子の自然の浮遊性のために、再循環を最小限に抑えることであった。前端精選機１３と分離した後端精選機１５を含めることで、前端精選機への再循環を必要とせずに精鉱品質の目標を達成することが可能となる。「後端」精選機１５の前の再粉砕のさらなるステージも有益である。
【００８６】
ジチオナイト
本発明の方法の重要な特徴はＥｈの調節であり、すなわち、プロセス流のＥｈを、その流れを浮選槽へ供給する前に低下させ、硫化ニッケル粒子ではなくタルク粒子を選択的に被覆した後にＥｈを上昇させることである。
【００８７】
上述のように、このＥｈの調節により、タルク粒子と比較した硫化ニッケル鉱石の疎水性を低下させ、その結果、グアルが、硫化ニッケル粒子上ではなくタルク上に選択的に皮膜形成する。
【００８８】
続いて、例えば浮選槽に空気を添加することによってＥｈを上昇させることでＥｈが上昇し、硫化ニッケル鉱物の浮遊度が向上し、タルク粒子をプロセス流内に残留させた状態で選択的に硫化ニッケル鉱石を浮遊させることが可能となる。
【００８９】
順に行う再粉砕
実験室での研究において、前端精選機１３からのテーリングおよび粗大粒子浮選ステージ９の清掃選槽５５からの精鉱を再粉砕することは、後にニッケル含有硫化物と共に浮遊するタルクの量を低減することにより、続いて行われるこれらの流れの浮選に対する反応に有益なものであることが示された。
【００９０】
硫酸
出願人は、実験室での研究において、グアルと組み合わせて硫酸を添加することにより、この方法の対象である粒子サイズ範囲全体にわたって、タルク粒子に対するニッケル含有硫化物の浮選率が向上することを見出した。
【００９１】
実験室での研究により、最適ｐＨは約４．５であり、これより低いｐＨ値では必要とする酸の添加量が非常に多くなり、冶金学的なさらなる改善が得られないことが分かった。
【００９２】
実験室での研究により、硫酸を添加して浮選ｐＨを４．５とした場合に、性能の一段の変化が非常に明らかであることが分かった。例として、実験室での研究により、１４％Ｎｉ（０．５％ＭｇＯ回収）という精鉱品質の目標に対して、硫酸を添加することで回収率が約１５％上昇することが分かった。
【００９３】
さらに、実験室での研究により、従来の流れ作業図と比較して、本発明の方法が必要とする硫酸は２０から２５％少ないことが分かった。
【００９４】
さらに、実験室での研究により、微細粗選ステージ１１に対して、硫酸と組み合わせてジチオナイトおよびクエン酸を添加してｐＨ７とすることが、硫酸を添加してｐＨ４．５とすることと同等に効果的であることが分かった。ジチオナイトおよびクエン酸が、微細粗選‐清掃選浮選において部分的に硫酸の代わりとなり得るというこの発見は、重要な結果である。このような置換により、硫酸の消費量を４０から５０％低減することができる。
【００９５】
グアル
何年にもわたるタルク鉱石の処理および試験の中で、多岐にわたるタルクの抑制剤（depressants）が評価されてきた。
【００９６】
このような抑制剤としては、化学修飾グアルを含む種々の異なるグアル、デキストリンなどのポリサッカリド、および種々の異なる官能基を含む合成によって製造されたポリマーが挙げられる。
【００９７】
多くの研究を行ったにも関わらず、本発明の方法に最適な抑制剤はやはりグアルであった。
【００９８】
出願人が行った実験室での研究により、グアルの調製に関する２つの重要な発見が明らかとなった。
【００９９】
第一の発見は、０．５％の濃度で調製、添加されたグアルは、０．２５％の濃度で調製、添加されたグアルと同一の反応を生ずることである。
【０１００】
第二の発見は、高塩水（hypersaline water）で調製されたグアルは、半飲料水（sub-potable water）で調製されたグアルと同一の反応を示すことである。
【０１０１】
ザンセート
好ましい補収剤（collector）は、ナトリウムエチルザンセートである。
【０１０２】
粗選ステージ
本発明の方法を設計する際の目的１つは、タルク粒子の自然の浮遊性のため、再循環を最小限に抑えることであった。従って、流れ作業図は、粗大および微細粒子流に対する別々の粗選ステージ、ならびに開回路ステージ、すなわち精鉱もテーリングも粗選槽へ再循環されない、を含む。
【０１０３】
現在までに行われた実験室およびパイロットプラントでの研究により、本発明の方法は、タルク鉱石からニッケル含有硫化物を選択的に分離するのに非常に効果的であることが示されている。
【０１０４】
上述した本発明の方法の態様に対して、本発明の趣旨および範囲から逸脱しない限りにおいて、多くの変更を行うことができる。
【０１０５】
例として、上記の説明で、再粉砕ステージにおける特定の粒子サイズについて言及したが、本発明はそれに限定されるものではなく、適切ないかなる粒子サイズにまでも拡大される。
【０１０６】
さらなる例として、上記の説明で、還元剤としてナトリウムジチオナイトについて言及したが、本発明はそれに限定されるものではなく、適切ないかなる還元剤にまでも拡大される。
【０１０７】
さらなる例として、上記の説明で、酸化剤として空気について言及したが、本発明はそれに限定されるものではなく、適切ないかなる酸化剤にまでも拡大される。
【０１０８】
さらなる例として、上記の説明で、表面改質剤としてグアルについて言及したが、本発明はそれに限定されるものではなく、適切ないかなる表面改質剤にまでも拡大される。
【０１０９】
さらなる例として、上記の説明で、タワーミルを用いたプロセス流中の粒子の再粉砕について言及したが、本発明はそれに限定されるものではなく、適切ないかなる粉砕装置の使用にまでも拡大される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、採掘された鉱石または採掘された鉱石の精鉱からニッケル含有硫化物を分離する方法に関する。
【０００２】
さらに詳細には、本発明は、採掘された鉱石または採掘された鉱石の精鉱からニッケル含有硫化物を分離するための湿式精錬法に関する。
【０００３】
さらに詳細には、本発明は、タルクを含有する採掘された鉱石または採掘された鉱石の精鉱のスラリーからのニッケル含有硫化鉱物の泡沫浮選（froth flotation）を含む、採掘された鉱石または採掘された鉱石の精鉱からニッケル含有硫化物を分離するための湿式精錬法に関する。
【０００４】
「ニッケル含有硫化物」という用語は、本明細書において、硫化ニッケルおよび硫化鉄ニッケルを含むと理解される。ニッケル含有硫化物の例としては、ペントランド鉱、針ニッケル鉱、およびビオラル鉱（violarite）の鉱物が挙げられる。
【０００５】
本発明は、出願人のマウントキースニッケル鉱床に関連する研究開発活動の過程で作製されたものである。
【背景技術】
【０００６】
マウントキース鉱床は、１９９０年代初期に開発された。この鉱床には、ニッケル含有硫化物が含まれている。当時、そのような低品質のニッケル鉱石を処理し、オーストラリアおよびフィンランドの既存の２ヶ所の精錬所で処理するための高品質の精鉱を生産することが可能である処理経路を見出すことは大きな課題であった。当時に開発され、この鉱山で操業されているプロセスで処理されているのは、採掘された鉱石の９０％までである。高レベルのタルク鉱石を含む残りのおよそ１０％の鉱石は、タルクが存在するために許容される精鉱へ処理することができなかった。タルク鉱石は、鉱体内に個別の鉱脈として存在する。今までに採掘されたタルク鉱石は、鉱山に貯蔵されてきた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
マウントキース鉱山にてタルク鉱石を処理し、ニッケル含有硫化物を鉱石から分離することは、重要な課題である。
【０００８】
さらに、タルク鉱石の処理の問題はマウントキース鉱山に限定されるものではなく、オーストラリアおよびそれ以外の地域のその他の数多くの鉱床の問題でもある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
出願人によって実施された研究開発活動により、以下の大きな発見がなされた。
【００１０】
１． 例えばナトリウムジチオナイトの添加によってＥｈを低下させることにより、タルク粒子と比較して硫化ニッケル鉱石の疎水性を下げ、その結果、グアル（guar）が硫化ニッケル上ではなくタルク上に選択的に皮膜形成し、そしてその後、例えば空気の添加によってＥｈを上昇させることにより、およびそれによって硫化ニッケル鉱物の浮遊度を高めることにより、タルク粒子をパルプ中に残留させた状態で硫化ニッケル鉱石を選択的に浮遊させる。グアルの効果は（その他のこのような表面改質剤のように）、グアル被覆タルク粒子を互いに凝集させ、それによってタルク粒子の浮遊度を抑制することである。グアルによってタルク粒子の表面特性を変化させることが可能であることは周知である。しかし、出願人は、マウントキースの鉱石タイプにはグアルの効果が非常に低いことを見出した。出願人は、通常の浮選条件下では、グアルはタルクおよび硫化ニッケルと疎水的に相互作用を起こすことを見出した。従って、通常の浮選条件下では、グアルは、タルクおよび硫化ニッケルの両方に皮膜形成し、その結果、グアルはタルクおよび硫化ニッケルに同じ効果をもたらし、通常の浮選条件下では、タルクと硫化ニッケルの分離が促進されない。上述のＥｈの調節により、グアルを用いてタルクの浮遊を抑制し、選択的に硫化ニッケル鉱石を浮遊させることが可能となる。
【００１１】
２． 出願人は、本明細書で述べるように、選択された泡沫浮選生成物を順に再粉砕することによって、浮選精鉱からのタルクの除外に予想外の大きな改善がもたらされ、従ってタルクと硫化ニッケルの分離が著しく向上することを見出した。出願人は、タルク粒子の表面のうち、粒子が空気の泡と接着する（すなわち、疎水的に作用する）ことを引き起こすのはその一部分のみであり、最初の粉砕工程（例えば、浮選用に粒子を調製する際に実施される）の後にタルク粒子を再粉砕することによって、そのような接着の傾向を示さないタルク表面の割合が増加することを見出した。従って、タルク粒子の再粉砕は、タルクの親水性を増加させ、従って、例えば通常の浮選条件下にて、硫化ニッケル鉱物と比較したタルク粒子の浮遊度を低下させる。「順に再粉砕する」という用語の本明細書における意味は、この方法が、最初の粉砕工程の後、この方法の異なるステージで実施されるプロセス流中の粒子に対する一連の再粉砕工程を含み、従って、粒子が２回以上の粉砕操作を受けることであると理解される。
【００１２】
本明細書は、上記の発見のうちの第一番目に関する。
【００１３】
広い意味で、本発明は、タルク粒子を含有する採掘された鉱石または採掘された鉱石の精鉱からニッケル含有硫化物を分離する方法を提供し、この方法は、採掘された鉱石または採掘された鉱石の精鉱のスラリーのＥｈを調節して、鉱石または精鉱中のニッケル含有硫化物の粒子の疎水性を鉱石または精鉱中のタルク粒子よりも低下させること、およびニッケル含有硫化物粒子をスラリーから浮選すること、を含む少なくとも１つの浮選ステージを含む。
【００１４】
本発明によると、タルク粒子を含有する採掘された鉱石または採掘された鉱石の精鉱からニッケル含有硫化物を分離する方法が提供され、この方法は、採掘された鉱石または採掘された鉱石の精鉱のスラリーのＥｈを調節して、鉱石または精鉱中のニッケル含有硫化物の粒子の疎水性を鉱石または精鉱中のタルク粒子よりも低下させること、本明細書で述べる表面改質剤をスラリーに添加して、ニッケル含有硫化物粒子ではなくタルク粒子を表面改質剤で被覆すること、およびタルク粒子をスラリー中に保持した状態でニッケル含有硫化物粒子をスラリーから浮選すること、を含む少なくとも１つの浮選ステージを含む。
【００１５】
鉱石または鉱石の精鉱は、タルク鉱石もしくは鉱石の精鉱のみを含んでいてよく、または非タルクおよびタルクの鉱石ならびに鉱石の精鉱の混合物を含んでいてもよい。
【００１６】
「表面改質剤」という用語は、本明細書において、その試薬に被覆された粒子の浮遊を抑制する試薬を意味するものと理解される。そのような表面改質剤の例としては、グアル（化学修飾グアルを含む）、ポリサッカリド（デキストリンなど）、および必要とされる特性を有する合成によって製造されたポリマーが挙げられる。
【００１７】
好ましい表面改質剤はグアルである。
【００１８】
好ましくは、表面改質剤をスラリーへ添加する工程は、表面改質剤と共に酸を添加し、スラリーのｐＨを調節してこれに続く浮選工程における浮選率（flotation rate）を高めることを含む。
【００１９】
好ましくは、この方法は、スラリーのＥｈを低下させることによって、鉱石または精鉱中のニッケル含有硫化物の疎水性を低下させることを含む。
【００２０】
好ましくは、この方法は、還元剤をスラリーへ添加することによって、スラリーのＥｈを低下させることを含む。
【００２１】
好ましくは、還元剤は、スラリー中で解離して、一般式：
ＳnＯyz-
を有するオキシ硫黄イオンを形成するオキシ硫黄化合物であり、ここで、ｎは１より大きく、ｙは２より大きく、およびｚはイオンの価数である。
【００２２】
この方法は、スラリーのＥｈを、好ましくは少なくとも１００ｍＶ、より好ましくは少なくとも２００ｍＶ低下させることを含む。
【００２３】
好ましくは、この方法は、スラリーへ表面改質剤を添加した後にスラリーのＥｈを調節してニッケル含有硫化物の粒子の疎水性を上昇させ、それによって粒子の浮遊度を向上させることを含む。
【００２４】
好ましくは、この方法は、スラリーのＥｈを上昇させることによって鉱石または精鉱中のニッケル含有硫化物の粒子の疎水性を上昇させることを含む。
【００２５】
好ましくは、この方法は、酸化剤をスラリーへ供給することによって、スラリーのＥｈを上昇させることを含む。
【００２６】
好ましくは、酸化剤は酸含有気体、通常は空気である。
【００２７】
この方法は、スラリーのＥｈを、好ましくは少なくとも１００ｍＶ、より好ましくは少なくとも２００ｍＶ上昇させることを含む。
【００２８】
スラリーは、適切ないかなる固形分を有していてもよい。
【００２９】
好ましくは、この方法は、粒子サイズに基づいてスラリーを粗大粒子流および微細粒子流に分離すること、および各プロセス流を上述の浮選ステージで処理することを含み、従って、この方法は、粗大粒子浮選ステージおよび微細粒子浮選ステージを含む。
【００３０】
好ましくは、微細粒子流は、４０μｍ未満の粒子を含む。
【００３１】
好ましくは、この方法は、それぞれの浮選ステージからの粗大粒子プロセス流および微細粒子プロセス流を、少なくとも１つの精選回路で処理することを含む。
【００３２】
好ましくは、この方法は、粗大粒子プロセス流および微細粒子プロセス流を別々の粗選ステージ（rougher stages）で、精鉱またはテーリングを粗選槽へ再循環することなく処理することを含む。
【００３３】
好ましくは、この方法は、本明細書で述べるように、プロセス流のうちの少なくとも１つにおいて、粒子を順に再粉砕することを含む。
【００３４】
好ましくは、この方法は、粗大粒子浮選ステージの粗選槽からの精鉱流を、前端（front end）精選回路で精選することを含む。
【００３５】
好ましくは、この方法は、前端精選回路で精鉱流を精選する前に、粗大粒子浮選ステージの粗選槽からの精鉱流中の粒子を粉砕することを含む。
【００３６】
好ましくは、粉砕工程は、粒子を４０μｍのＰ８０まで粉砕することを含む。
【００３７】
好ましくは、この方法は、微細粒子浮選ステージの粗選槽からの精鉱流の第一の部分を前端精選回路で精選することを含む。
【００３８】
好ましくは、この方法は、微細粒子浮選ステージの粗選槽からの精鉱の第二の部分を後端（back-end）精選回路で精選することを含む。
【００３９】
好ましくは、この方法は、粗大粒子浮選ステージの清掃選槽（scavenger cells）からのテーリング流（tailings stream）を、後端精選回路で精選することを含む。
【００４０】
好ましくは、この方法は、後端精選回路で精鉱流を精選する前に、粗大粒子浮選ステージの清掃選槽からの精鉱流中の粒子を粉砕することを含む。
【００４１】
好ましくは、粉砕工程は、粒子を６０μｍのＰ８０まで粉砕することを含む。
【００４２】
好ましくは、この方法は、前端精選回路からのテーリング流（tailings stream）を後端精選回路で精選することを含む。
【００４３】
好ましくは、この方法は、（ｉ）微細粒子浮選ステージの粗選槽からの精鉱の第二の部分、（ｉｉ）粗大粒子浮選ステージの清掃選槽からのテーリング流（tailings stream）、および（ｉｉｉ）前端精選回路からのテーリング流（tailings stream）、のうちのいずれか１つもしくは２つ以上から得られる精鉱を、後端精選回路で精鉱を精選する前に後端精選回路で粉砕することを含む。
【００４４】
好ましくは、粉砕工程は、粒子を２５μｍのＰ８０まで粉砕することを含む。
【００４５】
本発明によると、上述の方法を実施するためのプラントも提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に従って採掘された鉱石からニッケル含有硫化鉱物を分離する方法の１つの態様の流れ作業図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
本発明に従って採掘された鉱石からニッケル含有硫化鉱物を分離する方法の１つの態様の流れ作業図である添付の図を参照し、例として本発明をさらに説明する。
図を参照すると、ニッケル含有硫化物を含む鉱石の固形分４０％のスラリーを、ロッドミル３からサイクロン５へ供給し、このスラリーを粒子サイズに基づいて２つの流れに分離する。スラリー中の鉱石は、破砕および粉砕の操作によってサイズ低下をしておいた粗鉱である。
【００４８】
粗大粒子を有するアンダーフロー流（underflow stream）は、後述する一連の浮選および精選ステージで処理される。
【００４９】
オーバーフロー流（overflow stream）は、第二のサイクロン７へ供給され、粒子サイズに基づいて微細アンダーフロー流およびスライムオーバーフロー流に分離される。
【００５０】
微細粒子アンダーフロー流は、後述する一連の浮選および精選ステージで処理される。
【００５１】
これらの流れに対するカットオフ粒子サイズは以下の通りである：
（ａ）粗大粒子アンダーフロー流 − ４０μｍ超；
（ｂ）微細粒子アンダーフロー流 − ４０μｍ未満；および、
（ｃ）スライムオーバーフロー流 − １０〜１５μｍ未満
スライムオーバーフロー流は、テーリング堆積場（tailings dam）へポンプ送液される。
【００５２】
図に示す流れ作業図において、粗大粒子アンダーフロー流および微細粒子アンダーフロー流の処理には４つの重要なステージが存在する。
【００５３】
概説すると：
（ａ）第一のステージは、粗大粒子浮選ステージ９であり、ここでは、サイクロン５からの粗大粒子アンダーフロー流に、ナトリウムジチオナイトの形での還元剤を添加することによってこの流れのＥｈを調節することによる前処理を施し、次に硫酸およびグアルの形での表面改質剤の存在下、高密度にて浮選槽で処理し；
（ｂ）第二のステージは、微細粒子浮選ステージ１１であり、ここでは、サイクロン７からの微細粒子アンダーフロー流に、ナトリウムジチオナイトを添加することによってこの流れのＥｈを調節することによる前処理を施し、次に硫酸、クエン酸、およびグアルの存在下、低密度にて浮選を行い；
（ｃ）第三のステージは、「前端」精選回路１３であり、ここでは、粗大粒子浮選ステージ９からの粗選精鉱（rougher concentrate）を再粉砕し、次に硫酸およびグアルの存在下にて精選するために、微細粒子浮選ステージ１１における槽の第一の群からの粗選精鉱と組み合わせ；ならびに
（ｄ）第四のステージは、「後端」精選回路１５であり、ここでは、（ｉ）粗大粒子浮選ステージ９からの清掃選精鉱（scavenger concentrate）、（ｉｉ）微細粒子浮選ステージ１１における槽の最後の群からの粗選精鉱、および（ｉｉｉ）前端精選機１３からのテーリング、から得られた浮選精鉱を、硫酸およびグアルを含む試薬の組み合わせの存在下にて精選する前に、再粉砕する。
【００５４】
上記の各ステージおよび関連する操作条件については、以下でより詳細に考察する。
【００５５】
粗大粒子浮選ステージ９
サイクロン５からの粗大粒子アンダーフロー流に、ナトリウムジチオナイトを添加することによってこの流れのＥｈを調節することによる前処理をまず施し、次に硫酸およびグアルの存在下、高密度にて粗選浮選槽（rougher flotation cells）５１での処理を行う。
【００５６】
上述のように、ジチオナイト添加の目的は、所望される度合いで、通常は少なくとも１００ｍＶ、Ｅｈを低下させ、グアルをニッケル含有硫化物粒子上ではなくタルク粒子上に皮膜形成させるのに必要である度合いで、この流れの中のニッケル含有硫化物の疎水性を低下させ、それによってタルク粒子の浮遊特性を抑制することである。
【００５７】
さらに、空気（酸化剤として作用する）の存在下、この流れを浮選槽にて続いて処理することにより、この流れのＥｈを上昇させる効果が得られ、それによってニッケル含有硫化物が浮選され、精鉱が形成される。
【００５８】
粗選槽５１からの精鉱は、前端精選回路１３へポンプ送液される。
【００５９】
粗選槽５１からのテーリングは、ナトリウムジチオナイトを添加することによってこの流れのＥｈを調節することによる前処理をまず施し、次に、上述のように、硫酸およびグアルの存在下、高密度にて清掃選浮選槽（scavenger flotation cells）５５での処理を行う。
【００６０】
清掃選槽５５からのテーリングは、テーリング濃縮機（tailings thickener）５７へポンプ送液される。
【００６１】
清掃選槽５５からの精鉱は、タワーミル８１へポンプ送液され、このミルで６０μｍのＰ８０まで再粉砕される。
【００６２】
再粉砕された精鉱は、次に後端精選回路１５へ供給される。
【００６３】
微細粒子浮選ステージ１１
サイクロン７からの微細アンダーフロー流に、ナトリウムジチオナイトを添加することによってこの流れのＥｈを調節することによる前処理を施し、次に、上述のように、硫酸、クエン酸、およびグアルの存在下、低密度にて粗選槽６１での浮選を行う。
【００６４】
粗選槽６１の第一の群からの精鉱は、前端精選回路１３へポンプ送液される。
【００６５】
粗選槽６１の最後の群からの精鉱は、後端精選回路１５へポンプ送液される。
【００６６】
粗選槽６１からのテーリングは、テーリング濃縮機７９へポンプ送液される。
【００６７】
前端精選回路１３
粗大粒子浮選ステージ９の粗選槽５１からの精鉱は、フラッシュ浮選槽（flash flotation cell）１９の前のサイクロンクラスター（cyclone cluster）１７へポンプ送液される。
【００６８】
３５μｍのＰ８０を有するサイクロンクラスター１７からのオーバーフローは、精選槽２１へポンプ送液され、硫酸およびグアルを含む試薬の組み合わせの存在下にて精選される。
【００６９】
さらに、微細粒子浮選ステージ１１における槽の第一の群からの上述した精鉱は、精選槽２１へポンプ送液され、これも、硫酸およびグアルを含む試薬の組み合わせの存在下にて精選される。
【００７０】
サイクロンクラスター１７からのアンダーフローは、フラッシュ浮選槽１９へ供給される。
【００７１】
（ｉ）フラッシュ槽１９および（ｉｉ）精選槽２１からの精鉱は、再精選槽（re-cleaner cell）２３へ供給され、硫酸およびグアルを含む試薬の組み合わせの存在下にて精選される。
【００７２】
硫化ニッケルの生成物流は、再精選槽２３で生成され、濃縮機４９へ供給される。
【００７３】
フラッシュ浮選槽１９からのテーリングは、タワーミル２５へ沈降し、３５ミクロンの公称Ｐ８０へ再粉砕される。
【００７４】
タワーミル２５からの生成物は、サイクロンクラスター１７へ供給され、上述のように処理される。
【００７５】
再精選槽２３からのテーリングは、精選槽２１へ供給され、精選機で処理される。精選槽２１からのテーリングは、後端精選回路１５へポンプ送液される。
【００７６】
後端精選回路１５
後端精選回路１５は、（ｉ）粗大粒子浮選ステージ９の清掃選槽５５からの精鉱、（ｉｉ）微細粒子浮選ステージ１１の粗選槽の最後の群からの精鉱、および（ｉｉｉ）前端精選機１３からのテーリング、から得られる浮選精鉱の処理を行う。
【００７７】
これらの流れは、最初、後端精選回路１５の上流にある清掃選ステージ２９の槽へポンプ送液される。
【００７８】
清掃選ステージ２９からの精鉱は、サイクロンクラスター３１へポンプ送液される。
【００７９】
２５μｍのＰ８０を有するサイクロンクラスター３１からのオーバーフローは、精選槽３５へポンプ送液され、硫酸およびグアルを含む試薬の組み合わせの存在下にて精選される。
【００８０】
精選槽３５からの精鉱は、精選槽３７へポンプ送液され、酸およびグアルを含む試薬の組み合わせの存在下にて再度精選される。
【００８１】
精選槽３５からのテーリングは、テーリング濃縮機４１へポンプ送液される。
【００８２】
硫化ニッケルの生成物流は、精選槽３７で生成され、濃縮機４３へ供給される。
【００８３】
精選槽３７からのテーリングは、精選槽３５へ再循環される。
【００８４】
サイクロンクラスター３１からのアンダーフローは、沈降してタワーミル３３へ戻され、２５μｍのＰ８０へさらに再粉砕される。ミルからの流出物は、ポンプ送液によってサイクロンクラスター３１へ戻される。
【００８５】
図に示す本発明の方法の流れ作業図の態様を設計する際の目的１つは、タルク粒子の自然の浮遊性のために、再循環を最小限に抑えることであった。前端精選機１３と分離した後端精選機１５を含めることで、前端精選機への再循環を必要とせずに精鉱品質の目標を達成することが可能となる。「後端」精選機１５の前の再粉砕のさらなるステージも有益である。
【００８６】
ジチオナイト
本発明の方法の重要な特徴はＥｈの調節であり、すなわち、プロセス流のＥｈを、その流れを浮選槽へ供給する前に低下させ、硫化ニッケル粒子ではなくタルク粒子を選択的に被覆した後にＥｈを上昇させることである。
【００８７】
上述のように、このＥｈの調節により、タルク粒子と比較した硫化ニッケル鉱石の疎水性を低下させ、その結果、グアルが、硫化ニッケル粒子上ではなくタルク上に選択的に皮膜形成する。
【００８８】
続いて、例えば浮選槽に空気を添加することによってＥｈを上昇させることでＥｈが上昇し、硫化ニッケル鉱物の浮遊度が向上し、タルク粒子をプロセス流内に残留させた状態で選択的に硫化ニッケル鉱石を浮遊させることが可能となる。
【００８９】
順に行う再粉砕
実験室での研究において、前端精選機１３からのテーリングおよび粗大粒子浮選ステージ９の清掃選槽５５からの精鉱を再粉砕することは、後にニッケル含有硫化物と共に浮遊するタルクの量を低減することにより、続いて行われるこれらの流れの浮選に対する反応に有益なものであることが示された。
【００９０】
硫酸
出願人は、実験室での研究において、グアルと組み合わせて硫酸を添加することにより、この方法の対象である粒子サイズ範囲全体にわたって、タルク粒子に対するニッケル含有硫化物の浮選率が向上することを見出した。
【００９１】
実験室での研究により、最適ｐＨは約４．５であり、これより低いｐＨ値では必要とする酸の添加量が非常に多くなり、冶金学的なさらなる改善が得られないことが分かった。
【００９２】
実験室での研究により、硫酸を添加して浮選ｐＨを４．５とした場合に、性能の一段の変化が非常に明らかであることが分かった。例として、実験室での研究により、１４％Ｎｉ（０．５％ＭｇＯ回収）という精鉱品質の目標に対して、硫酸を添加することで回収率が約１５％上昇することが分かった。
【００９３】
さらに、実験室での研究により、従来の流れ作業図と比較して、本発明の方法が必要とする硫酸は２０から２５％少ないことが分かった。
【００９４】
さらに、実験室での研究により、微細粗選ステージ１１に対して、硫酸と組み合わせてジチオナイトおよびクエン酸を添加してｐＨ７とすることが、硫酸を添加してｐＨ４．５とすることと同等に効果的であることが分かった。ジチオナイトおよびクエン酸が、微細粗選‐清掃選浮選において部分的に硫酸の代わりとなり得るというこの発見は、重要な結果である。このような置換により、硫酸の消費量を４０から５０％低減することができる。
【００９５】
グアル
何年にもわたるタルク鉱石の処理および試験の中で、多岐にわたるタルクの抑制剤（depressants）が評価されてきた。
【００９６】
このような抑制剤としては、化学修飾グアルを含む種々の異なるグアル、デキストリンなどのポリサッカリド、および種々の異なる官能基を含む合成によって製造されたポリマーが挙げられる。
【００９７】
多くの研究を行ったにも関わらず、本発明の方法に最適な抑制剤はやはりグアルであった。
【００９８】
出願人が行った実験室での研究により、グアルの調製に関する２つの重要な発見が明らかとなった。
【００９９】
第一の発見は、０．５％の濃度で調製、添加されたグアルは、０．２５％の濃度で調製、添加されたグアルと同一の反応を生ずることである。
【０１００】
第二の発見は、高塩水（hypersaline water）で調製されたグアルは、半飲料水（sub-potable water）で調製されたグアルと同一の反応を示すことである。
【０１０１】
ザンセート
好ましい補収剤（collector）は、ナトリウムエチルザンセートである。
【０１０２】
粗選ステージ
本発明の方法を設計する際の目的１つは、タルク粒子の自然の浮遊性のため、再循環を最小限に抑えることであった。従って、流れ作業図は、粗大および微細粒子流に対する別々の粗選ステージ、ならびに開回路ステージ、すなわち精鉱もテーリングも粗選槽へ再循環されない、を含む。
【０１０３】
現在までに行われた実験室およびパイロットプラントでの研究により、本発明の方法は、タルク鉱石からニッケル含有硫化物を選択的に分離するのに非常に効果的であることが示されている。
【０１０４】
上述した本発明の方法の態様に対して、本発明の趣旨および範囲から逸脱しない限りにおいて、多くの変更を行うことができる。
【０１０５】
例として、上記の説明で、再粉砕ステージにおける特定の粒子サイズについて言及したが、本発明はそれに限定されるものではなく、適切ないかなる粒子サイズにまでも拡大される。
【０１０６】
さらなる例として、上記の説明で、還元剤としてナトリウムジチオナイトについて言及したが、本発明はそれに限定されるものではなく、適切ないかなる還元剤にまでも拡大される。
【０１０７】
さらなる例として、上記の説明で、酸化剤として空気について言及したが、本発明はそれに限定されるものではなく、適切ないかなる酸化剤にまでも拡大される。
【０１０８】
さらなる例として、上記の説明で、表面改質剤としてグアルについて言及したが、本発明はそれに限定されるものではなく、適切ないかなる表面改質剤にまでも拡大される。
【０１０９】
さらなる例として、上記の説明で、タワーミルを用いたプロセス流中の粒子の再粉砕について言及したが、本発明はそれに限定されるものではなく、適切ないかなる粉砕装置の使用にまでも拡大される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タルク粒子を含有する採掘された鉱石または採掘された鉱石の精鉱からニッケル含有硫化物を分離する方法であって、前記方法は、採掘された鉱石または採掘された鉱石の精鉱のスラリーのＥｈを調節して、前記鉱石または精鉱中のニッケル含有硫化物の粒子の疎水性を前記鉱石または精鉱中のタルク粒子よりも低下させること、本明細書で述べる表面改質剤を前記スラリーに添加して、ニッケル含有硫化物粒子を被覆せずにタルク粒子を前記表面改質剤で被覆すること、および前記タルク粒子を前記スラリー中に保持した状態で前記ニッケル含有硫化物粒子を前記スラリーから浮選することを含む少なくとも１つの浮選ステージ、を含む方法。
【請求項２】
前記スラリーに前記表面改質剤を添加する工程が、前記表面改質剤と共に酸を添加して前記スラリーのｐＨを調節し、これに続く浮選工程における浮選率を向上させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記スラリーのＥｈを低下させることによって前記鉱石または精鉱中のニッケル含有硫化物の疎水性を低下させることを含む、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記スラリーに還元剤を添加することによって前記スラリーのＥｈを低下させることを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記還元剤が、前記スラリー中で解離して、一般式：
ＳnＯyz-
を有するオキシ硫黄イオンを形成するオキシ硫黄化合物であり、ここで、ｎは１より大きく、ｙは２より大きく、およびｚは前記イオンの価数である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記スラリーのＥｈを、少なくとも１００ｍＶ、より好ましくは少なくとも２００ｍＶ低下させることを含む、請求項３から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記スラリーへ前記表面改質剤を添加した後に前記スラリーのＥｈを調節してニッケル含有硫化物の粒子の疎水性を上昇させ、それによって前記粒子の浮遊度を向上させることを含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記スラリーのＥｈを上昇させることによって前記鉱石または精鉱中のニッケル含有硫化物の粒子の疎水性を上昇させることを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記スラリーに酸化剤を供給することによって前記スラリーのＥｈを上昇させることを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記酸化剤が、酸素含有気体、通常は空気である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記スラリーのＥｈを、少なくとも１００ｍＶ、より好ましくは少なくとも２００ｍＶ上昇させることを含む、請求項８から１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
粒子サイズに基づいて前記スラリーを粗大粒子流および微細粒子流に分離すること、および各プロセス流を請求項１から１１のいずれか１項に記載の浮選ステージで処理することを含み、従って、粗大粒子浮選ステージおよび微細粒子浮選ステージを含む、前記のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記それぞれの浮選ステージからの前記粗大粒子プロセス流および前記微細粒子プロセス流を、少なくとも１つの精選回路で処理することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記粗大粒子プロセス流および前記微細粒子プロセス流を、別々の粗選ステージで、精鉱もテーリングも粗選槽へ再循環することなく処理することを含む、請求項１２または請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
本明細書で述べるように、前記プロセス流のうちの少なくとも１つにおいて、粒子を順に粉砕することを含む、請求項１２から１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記粗大粒子浮選ステージの粗選槽からの精鉱流を、前端精選回路で精選することを含む、請求項１２から１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記粗大粒子浮選ステージの粗選槽からの前記精鉱流中の粒子を、前記前端精選回路で前記精鉱流を精選する前に、再粉砕することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記微細粒子浮選ステージの粗選槽からの精鉱流の第一の部分を、前記前端精選回路で精選することを含む、請求項１６または請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記微細粒子浮選ステージの粗選槽からの前記精鉱の第二の部分を、後端精選回路で精選することを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記粗大粒子浮選ステージの清掃選槽からのテーリング流を、前記後端精選回路で精選することを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記粗大粒子浮選ステージの清掃選槽からの精鉱流中の粒子を、前記後端精選回路で前記精鉱流を精選する前に、再粉砕することを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記前端精選回路からのテーリング流を、前記後端精選回路で精選することを含む、請求項１９から２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
（ｉ）前記微細粒子浮選ステージの粗選槽からの前記精鉱の前記第二の部分、（ｉｉ）前記粗大粒子浮選ステージの清掃選槽からの前記テーリング流、および（ｉｉｉ）前記前端精選回路からの前記テーリング流、のうちのいずれか１つもしくは２つ以上から得られる精鉱を、前記後端精選回路で精鉱を精選する前に、前記後端精選回路で再粉砕することを含む、請求項１９から２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
請求項１から２３のいずれか１項に記載の方法を実施するためのプラント。
【請求項１】
タルク粒子を含有する採掘された鉱石または採掘された鉱石の精鉱からニッケル含有硫化物を分離する方法であって、前記方法は、採掘された鉱石または採掘された鉱石の精鉱のスラリーのＥｈを調節して、前記鉱石または精鉱中のニッケル含有硫化物の粒子の疎水性を前記鉱石または精鉱中のタルク粒子よりも低下させること、本明細書で述べる表面改質剤を前記スラリーに添加して、ニッケル含有硫化物粒子を被覆せずにタルク粒子を前記表面改質剤で被覆すること、および前記タルク粒子を前記スラリー中に保持した状態で前記ニッケル含有硫化物粒子を前記スラリーから浮選することを含む少なくとも１つの浮選ステージ、を含む方法。
【請求項２】
前記スラリーに前記表面改質剤を添加する工程が、前記表面改質剤と共に酸を添加して前記スラリーのｐＨを調節し、これに続く浮選工程における浮選率を向上させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記スラリーのＥｈを低下させることによって前記鉱石または精鉱中のニッケル含有硫化物の疎水性を低下させることを含む、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記スラリーに還元剤を添加することによって前記スラリーのＥｈを低下させることを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記還元剤が、前記スラリー中で解離して、一般式：
ＳnＯyz-
を有するオキシ硫黄イオンを形成するオキシ硫黄化合物であり、ここで、ｎは１より大きく、ｙは２より大きく、およびｚは前記イオンの価数である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記スラリーのＥｈを、少なくとも１００ｍＶ、より好ましくは少なくとも２００ｍＶ低下させることを含む、請求項３から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記スラリーへ前記表面改質剤を添加した後に前記スラリーのＥｈを調節してニッケル含有硫化物の粒子の疎水性を上昇させ、それによって前記粒子の浮遊度を向上させることを含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記スラリーのＥｈを上昇させることによって前記鉱石または精鉱中のニッケル含有硫化物の粒子の疎水性を上昇させることを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記スラリーに酸化剤を供給することによって前記スラリーのＥｈを上昇させることを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記酸化剤が、酸素含有気体、通常は空気である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記スラリーのＥｈを、少なくとも１００ｍＶ、より好ましくは少なくとも２００ｍＶ上昇させることを含む、請求項８から１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
粒子サイズに基づいて前記スラリーを粗大粒子流および微細粒子流に分離すること、および各プロセス流を請求項１から１１のいずれか１項に記載の浮選ステージで処理することを含み、従って、粗大粒子浮選ステージおよび微細粒子浮選ステージを含む、前記のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記それぞれの浮選ステージからの前記粗大粒子プロセス流および前記微細粒子プロセス流を、少なくとも１つの精選回路で処理することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記粗大粒子プロセス流および前記微細粒子プロセス流を、別々の粗選ステージで、精鉱もテーリングも粗選槽へ再循環することなく処理することを含む、請求項１２または請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
本明細書で述べるように、前記プロセス流のうちの少なくとも１つにおいて、粒子を順に粉砕することを含む、請求項１２から１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記粗大粒子浮選ステージの粗選槽からの精鉱流を、前端精選回路で精選することを含む、請求項１２から１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記粗大粒子浮選ステージの粗選槽からの前記精鉱流中の粒子を、前記前端精選回路で前記精鉱流を精選する前に、再粉砕することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記微細粒子浮選ステージの粗選槽からの精鉱流の第一の部分を、前記前端精選回路で精選することを含む、請求項１６または請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記微細粒子浮選ステージの粗選槽からの前記精鉱の第二の部分を、後端精選回路で精選することを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記粗大粒子浮選ステージの清掃選槽からのテーリング流を、前記後端精選回路で精選することを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記粗大粒子浮選ステージの清掃選槽からの精鉱流中の粒子を、前記後端精選回路で前記精鉱流を精選する前に、再粉砕することを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記前端精選回路からのテーリング流を、前記後端精選回路で精選することを含む、請求項１９から２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
（ｉ）前記微細粒子浮選ステージの粗選槽からの前記精鉱の前記第二の部分、（ｉｉ）前記粗大粒子浮選ステージの清掃選槽からの前記テーリング流、および（ｉｉｉ）前記前端精選回路からの前記テーリング流、のうちのいずれか１つもしくは２つ以上から得られる精鉱を、前記後端精選回路で精鉱を精選する前に、前記後端精選回路で再粉砕することを含む、請求項１９から２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
請求項１から２３のいずれか１項に記載の方法を実施するためのプラント。
【図１】
【公表番号】特表２０１１−５１１１５３（Ｐ２０１１−５１１１５３Ａ）
【公表日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５４１６６０（Ｐ２０１０−５４１６６０）
【出願日】平成２１年１月９日（２００９．１．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＡＵ２００９／００００２６
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０８６６０６
【国際公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【出願人】（５１０１９１０９０）ビーエイチピー ビリトン エスエスエム ディベロップメント プロプライエタリー リミテッド (2)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月９日（２００９．１．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＡＵ２００９／００００２６
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０８６６０６
【国際公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【出願人】（５１０１９１０９０）ビーエイチピー ビリトン エスエスエム ディベロップメント プロプライエタリー リミテッド (2)
【Ｆターム（参考）】
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