浮遊選鉱処理方法及び浮遊選鉱処理システム
【課題】処理対象物（例えば、セメントキルン抽気ダスト）中の回収対象物質（例えば、鉛）の含有率が変動する場合であっても、回収された浮鉱が、常に、回収対象物質の高い含有率及び高い回収率を有し、かつ、少ない浮遊選鉱処理槽によって効率的に処理することが可能な浮遊選鉱処理方法を提供する。
【解決手段】浮遊選鉱処理槽内の回収対象物質の希薄部に設けられたスラリー排出口１１からのスラリー排出量が、該浮遊選鉱処理槽内のスラリーの液面４aのレベルが一定の範囲内に保たれるように制御される。これにより、排出されるスラリーＳ２中の回収対象物質は低い含有率となり、浮遊選鉱処理槽において回収対象物質を高い含有率で含む浮鉱が回収される。該浮鉱は非鉄精錬原料等として用いられ、一方、回収対象物質を実質的に含まない沈鉱はセメント原料等として用いられる。
【解決手段】浮遊選鉱処理槽内の回収対象物質の希薄部に設けられたスラリー排出口１１からのスラリー排出量が、該浮遊選鉱処理槽内のスラリーの液面４aのレベルが一定の範囲内に保たれるように制御される。これにより、排出されるスラリーＳ２中の回収対象物質は低い含有率となり、浮遊選鉱処理槽において回収対象物質を高い含有率で含む浮鉱が回収される。該浮鉱は非鉄精錬原料等として用いられ、一方、回収対象物質を実質的に含まない沈鉱はセメント原料等として用いられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメントキルン抽気ダスト等の処理対象物から、鉛等の特定の回収対象物質を回収するための浮遊選鉱処理方法及び浮遊選鉱処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、セメントキルン抽気ダスト等のダストを処理対象物として、浮遊選鉱処理技術を用いて、鉛等の特定の回収対象物質を回収する技術が開発されている。
一例として、（Ａ）カルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末と、水と、硫酸を混合して、液性をｐＨ１〜４に調整し、固体分である硫酸カルシウムを含むスラリーを得る硫酸カルシウム生成工程と、（Ｂ）工程（Ａ）で得られた前記スラリーに硫化剤を加えて、固体分である硫酸カルシウム及び硫化鉛を含むスラリーを得る硫化鉛生成工程と、（Ｃ）工程（Ｂ）で得られたスラリーに捕収剤及び起泡剤を加えて、浮遊選鉱を行ない、硫化鉛を主成分とする浮鉱と、硫酸カルシウムを主成分とする沈鉱を得る鉛・カルシウム分離工程と、を含むことを特徴とするカルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末の処理方法が、提案されている（特許文献１）。
【０００３】
他の例として、（Ａ）カルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末と、水と、硫化剤を混合して、固体分である鉛硫化物を含むスラリーを得る鉛硫化物生成工程と、（Ｂ）工程（Ａ）で得られた前記スラリーに硫酸を加えて、該スラリーのｐＨを１．５〜７．５に調整し、固体分である鉛硫化物及び硫酸カルシウムを含むスラリーを得る硫酸カルシウム生成工程と、（Ｃ）工程（Ｂ）で得られたスラリーに捕収剤を加えて、スラリー中の鉛硫化物を疎水化させる鉛硫化物疎水化工程と、（Ｄ）工程（Ｃ）で得られたスラリーに浮遊選鉱処理して、鉛硫化物を含む浮鉱と、硫酸カルシウムを含む沈鉱を得る鉛・カルシウム分離工程と、を含むことを特徴とするカルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末の処理方法が、提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３４６５１２号公報
【特許文献２】特開２００８−６２１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
浮遊選鉱処理において、処理対象物中の回収対象物質の含有率の変動が大きくない場合には、運転の初期に最適の運転条件を設定すれば、その後、運転条件を変更しなくても、回収対象物質を高い含有率で含む浮鉱を常に得ることができる。
しかし、セメントキルン抽気ダストのように、原料の一部に廃棄物を用いて得られたダストを処理対象物とする場合には、廃棄物の種類が変わることによって、処理対象物中の回収対象物質（例えば、鉛）の含有率は常に変動がみられ、ダストのロットの切換え時には特に大きく変動することがある。
【０００６】
回収対象物質を浮鉱（例えば、鉛含有物）として処理するプロセスにおいて、回収対象物質の含有率が高い場合は、処理槽内の浮鉱が多量に生成するため、スラリーの液面のレベルは低下する。一方、回収対象物質の含有率が低い場合は、処理槽内の浮鉱の生成量が低下するため、スラリーの液面のレベルは上昇する。スラリー液面が上昇した場合、浮鉱とともにスラリーも一緒に掻取られ回収物の品位が低下するため、従来はオーバーフロー堰が設置され、スラリーの液面が一定以上高くならないように制限されていた。オーバーフロー堰からあふれでたスラリーは次の浮遊選鉱処理槽に移され、同様に処理される。
【０００７】
しかしながら、オーバーフロー堰からあふれでるスラリー中には比較的高い含有率の回収対象物質が含まれることから、１つの処理槽における回収効率は必ずしも十分とはいえず、従来は複数の処理槽を連結したシステムによって、回収対象物質を含む浮鉱と、それ以外の成分が濃縮された沈鉱とに分離処理されていた。
【０００８】
このように、処理対象物中の回収対象物質の含有率が変動する場合に、１つの浮遊選鉱処理槽において回収された浮鉱が回収対象物質の高い含有率（品位）と高い回収率を併せて確保することは、従来の方法では必ずしも十分ではなかった。
本発明は、処理対象物中の回収対象物質の含有率が変動する場合であっても、１つの浮遊選鉱処理槽における回収された浮鉱が、回収対象物質の高い含有率及び高い回収率を有するものとなる浮遊選鉱処理方法及び浮遊選鉱処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、浮遊選鉱処理槽内の回収対象物質の希薄部にスラリーの排出量を制御可能な排出手段を設置し、スラリーの液面のレベルを検出しながらスラリー排出量を制御することが有効であることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明は、以下の［１］〜［４］を提供するものである。
【００１０】
［１］処理対象物を含むスラリーから特定の回収対象物質を浮鉱として回収するための浮遊選鉱処理方法であって、液面検出手段によって、浮遊選鉱処理槽内のスラリーの液面のレベルが一定の範囲内に保たれるように、該浮遊選鉱処理槽内の回収対象物質の希薄部に設置された排出口から排出されるスラリー排出量を制御することを特徴とする浮遊選鉱処理方法。
［２］上記希薄部が上記浮遊選鉱処理槽の下部周縁部である、前記［１］に記載の浮遊選鉱処理方法。
［３］上記希薄部が上記浮遊選鉱処理槽の中心部である、前記［１］に記載の浮遊選鉱処理方法。
［４］上記処理対象物がセメントキルン抽気ダストである、前記［１］〜［３］のいずれかに記載の浮遊選鉱処理方法。
［５］上記回収対象物質が鉛である、前記［１］〜［４］のいずれか１項に記載の浮遊選鉱処理方法。
［６］処理対象物を含むスラリーから特定の回収対象物質を浮鉱として回収するための浮遊選鉱処理システムであって、該スラリーを収容する浮遊選鉱処理槽と、該浮遊選鉱処理槽にスラリーを供給するスラリー供給手段と、該スラリーに空気を供給する空気供給手段と、該浮遊選鉱処理槽内の浮鉱を回収する回収手段と、該浮遊選鉱処理槽内のスラリーの液面を検出する検出手段と、該浮遊選鉱処理槽内の回収対象物質の希薄部に設置されたスラリー排出口と、該浮遊選鉱処理槽から排出されるスラリーの排出量を制御可能な排出量制御手段とを備えることを特徴とする浮遊選鉱処理システム。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、処理対象物（例えば、セメントキルン抽気ダスト）中の回収対象物質（例えば、鉛）を、効率良く回収することができる。また、回収物質の含有率が変動する場合であっても、回収された浮鉱が、常に、回収対象物質の高い含有率及び高い回収率を有し、かつ、少ない浮遊選鉱処理槽によって効率的に処理することが可能となる。
本発明で回収された浮鉱は、非鉄精錬原料等として用いることができる。また、本発明で回収された沈鉱は、セメント原料等として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の浮遊選鉱処理で用いる浮遊選鉱処理機の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の浮遊選鉱処理で用いる浮遊選鉱処理機の別の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の浮遊選鉱処理システムの一例を概念的に示す図である。
【図４】オーバーフロー堰を用いてスラリーの液面のレベルを調整する浮遊選鉱処理機の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明における浮遊選鉱処理方法は、処理対象物から特定の回収対象物質を浮鉱として回収するための方法であり、浮遊選鉱処理槽内のスラリーの液面のレベルが一定の範囲内に保たれるように、該浮遊選鉱処理槽内の回収対象物質の希薄部に設置された排出口から排出されるスラリーの排出量が制御されるものである。
【００１４】
本発明における「希薄部」とは、浮遊選鉱処理槽内において、スラリー中の回収対象物質の含有率（濃度）が低くなっている部分をいう。その含有率の目安としては、浮遊選鉱処理槽に供給されるスラリー中の回収対象物質の含有率の２分の１以下である。この希薄部については、設置された排出口から排出されたスラリー中の回収対象物質の濃度を測定することによって、適切な希薄部に設置されていることを確認できる。
【００１５】
本発明の処理対象物としては、セメントキルン抽気ダスト、焼却灰、焼却飛灰、溶融飛灰等が挙げられる。これらの形態は、通常、ダスト（粉状物）である。
セメントキルン抽気ダスト（以下、「抽気ダスト」という。）とは、セメントキルンの排ガスの一部を抽気した高温の排ガスを冷却して得られる微粉末をいう。この微粉末は、例えば、抽気した高温の排ガス中の粗粉をサイクロンで捕集した後、サイクロン通過後の粗粉を含まない排ガスを冷却し、この冷却した排ガスをバグフィルター等の集塵機で捕集することによって得られる。この微粉末は、カルシウム、カリウム、鉛、塩素等を含むものである。
【００１６】
本発明の回収対象物質としては、鉛、銅、亜鉛等の重金属や、石膏、カーボン等が挙げられる。例えば、抽気ダスト中に含まれる鉛を分別して回収すれば、非鉄精錬原料等として用いることができる。また、カルシウムを分別して回収すれば、セメント原料等として用いることができる。本発明では、浮遊選鉱処理技術を用いているため、鉛を浮鉱として回収し、かつ、カルシウムを沈鉱として回収することができる。
【００１７】
本明細書において、「浮鉱」とは、浮遊選鉱によって泡の表面に付着して浮上する、特定の回収対象物質を含む粒子を意味する。
「浮上物」とは、浮遊選鉱によって浮上する、泡の集合体を意味する。「浮上物」は、浮遊選鉱処理機の液槽内のスラリーの上方に形成される層状体である。「浮上物」は、泡を形成している液分、及び、浮鉱を含むものである。
「沈鉱」とは、「浮鉱」以外の固体粒子を意味する。
「浮遊選鉱」とは、浮遊選鉱処理機を用いて、スラリー中の粒子を浮鉱と沈鉱に分離させる処理を意味し、スラリーを浮遊選鉱処理機に導入する前の疎水化等の前処理を含まない。
「浮遊選鉱処理」とは、浮遊選鉱、及び、スラリーを浮遊選鉱処理機に導入する前の疎水化等の前処理を含む。
【００１８】
処理対象物は水と混合してスラリーとして調整される。さらに、スラリーには浮遊選鉱助剤が加えられる。浮遊選鉱助剤としては、pH調整剤、硫化剤、疎水化剤、起泡剤、凝集剤、分散剤などが挙げられる。
【００１９】
次に、本発明の一実施形態に係る浮遊選鉱処理方法について、図面に基づいて説明する。なお、図１、図２および図４に示す浮遊選鉱処理機は、ファーレンワルド型浮選機である。また、実線で示される矢印はスラリーの流れを、破線で示される矢印は空気の流れを示すものである。
【００２０】
まず、浮遊選鉱処理槽内において回収対象物質の希薄部となる下部周縁部に排出口を設置した場合について、図１を用いて説明する。
調整されたスラリーＳ1はスラリー供給管５を通して、浮遊選鉱処理機１の液槽２へ供給される。その際、スラリーＳ１は液槽２の中心部から底部に向って下向きに供給される。同時に、空気の供給管７から供給される空気Ａ１も、供給されるスラリーＳ1とは別の配管より、液槽中心部から底部に向って下向きに噴出し、スラリー４中で気泡となる。気泡は散気盤８の凸部で壊され細かくなり、そのほとんどが散気盤８にあけられた穴を通って上昇する。この仕組みによって、気泡は均一に分散される。液槽２中のスラリー４は撹拌翼６によって常に撹拌されているので、気泡もスラリー４の渦流にのって撹拌されながら、主に液槽２の周縁部に沿って上昇することになる。この上昇過程において、回収対象物質と気泡が結びつき、浮鉱となって浮上する。浮上した浮鉱は、スラリー上方で浮上物３の層を形成する。この浮上物３の層とスラリー４との境界がスラリーの液面４aである。
【００２１】
本発明においては、スラリー４の排出口１１を浮遊選鉱処理槽内の回収対象物質の希薄部に設置するが、図１における回収対象物質の希薄部の１つは下部周縁部となることから、スラリー４の排出口１１は液槽２の下部周縁部に設置される。これによって、液槽２から排出されるスラリーＳ２は、従来のオーバーフロー堰方式に比べて回収対象物質の含有率が低く抑えられることから、浮遊選鉱処理機１を用いて効率良く回収対象物質の回収処理を行うことができる。
【００２２】
また、本実施形態における回収対象物質の希薄部は、浮遊選鉱処理槽の中心部にもう１つ形成される。ここに排出口１１を設置した場合を図２に示す。液槽２内におけるスラリー４の流れは、液槽２の周縁部が上昇流になるのに対して、中心部は下降流となる。回収対象物質を伴って上昇したスラリー４は、スラリーの液面４a近くで浮鉱として回収対象物質が分離されるため、中心部の下降流には回収対象物質の含有率が少ない希薄部が形成される。この中心部に排出口が設置されることが好適である。加えて、スラリーの上昇流と下降流を区分し、希薄部を安定的に形成させるために、フロー制御板２２を設置することは有効である。
【００２３】
一方、品位の高い回収対象物質を安定して得るためには、掻取り羽根９がこのスラリーの液面４aの上部で常に回転し、主に浮上物のみを掻取るようになることが望ましく、そのためには、スラリーの液面４aが常に一定のレベルに保たれることが必要である。通常、スラリー４の供給量は一定の下、連続運転がなされているが、供給されるスラリーＳ１中の回収対象物質の含有量は変動するため、これに伴い浮鉱の生成量も増減し、その結果スラリーの液面４aも変動することになる。スラリーの液面４aのレベルを一定の範囲内に保つために、スラリー４の排出量を制御する手法を用いている。
【００２４】
本発明においては、スラリーの液面４aを検出する手段が設けられている。液槽２の上部には、掻取り位置に応じた適正な位置に液面センサー１０が設けられている。通常、液面センサー１０は上限液面センサー１０aと下限液面センサー１０ｂの2つのセンサーが設置されており、この２つの液面センサー１０の間にスラリーの液面４aのレベルが保たれるように制御される。
すなわち、スラリーの液面が上限液面センサー１０aを超えた場合は、スラリー４の排出量を増加させ、スラリーの液面４aが降下するように制御される。逆に、スラリーの液面４aが下限液面センサー１０ｂより下がった場合は、スラリーの排出量を減少させ、スラリー液面が上昇するように制御される。
【００２５】
これによって、供給されるスラリーＳ1中の回収対象物質が変動しても、スラリーの液面４aのレベルはあらかじめ一定の範囲内に保たれ、浮鉱として品位の高い回収物質を安定して得ることが可能となる。さらに、排出されるスラリーS２は、回収物質の濃度が低いスラリーとなるので、少ない浮選処理槽でより効率的に処理対象物を回収することが可能となる。
【００２６】
液槽２から排出されたスラリーS２は、直列に配設された次の液槽に供給され、同様に処理される。最終的には、沈降を分離除去後、廃水として処理される。
【００２７】
本発明における浮遊選鉱処理システムは、処理対象物を含むスラリーから特定の回収対象物質を浮鉱として回収するための浮遊選鉱処理システムであって、該スラリーを収容する浮遊選鉱処理槽と、該浮遊選鉱処理槽にスラリーを供給するスラリー供給手段と、該スラリーに空気を供給する空気供給手段と、前記浮鉱を回収する回収手段と、前記スラリーの液面を検出する検出手段と該浮遊選鉱処理槽の下部に設けられたスラリー排出口と、該スラリーの排出量を制御可能な排出量制御手段とを備えるものである。
【００２８】
本発明においては、1つの浮遊選鉱処理槽、もしくは直列に配設された複数の浮遊選鉱処理槽が用いられる。本発明における方法によれば、１つの浮遊選鉱処理槽でも高い回収効率で処理可能であるが、スラリー中の回収対象物質をさらに高い回収率で回収する、あるいは沈鉱を高い品位で処理する必要がある場合には、複数の浮遊選鉱処理槽を用いることができる。なお、「直列に配設された」とは、処理対象物を含むスラリーが、第１槽で浮遊選鉱された後に、第２槽に導かれて第２槽で浮遊選鉱され、その後、さらに第３槽に導かれて第３槽で浮遊選鉱されるというように、最も上流側に位置する第１槽から下流側の他の浮遊選鉱処理槽に向かって順次、浮遊選鉱を繰り返すことのできるように、複数の浮遊選鉱処理槽が配設されていることを意味する。
【００２９】
スラリー供給手段としては、所定量のスラリーＳ１を送る手段（不図示）とスラリーの供給管５から構成される。スラリーＳ1を送る手段としては、送液ポンプなどが利用できるが、重力を利用した手段でもよく、特に限定されるものではない。
スラリーの供給管５は液槽２の中心部に設置された配管に連結しており、スラリーＳ１はこの配管を通り、槽底中心部から供給されるように設置される。スラリー供給管６の設置位置は、特に限定されるものではなく、空気との混合により効率的に浮鉱を発生させるように設置される。
【００３０】
空気供給手段としては、所定量の空気Ａ1を送入する手段（不図示）と空気の供給管７から構成される。空気Ａ１を送る手段としては、圧縮空気ボンベやコンプレッサーなどを使用できる。
空気の供給管７は、液槽２の中心部に、スラリーが通過する配管とは別に設置された配管に連結しており、空気はこの配管を通り、液槽２内の底部に向って供給されるように設置されている。なお、空気供給位置は特に限定されるものではないが、スラリー４と適切に混合され、浮鉱を効率良く発生させるためには、液槽２の下部から供給されることが好ましい。
加えて、供給される空気としては、あらかじめ調整された細かな気泡（マイクロバブル等）も利用できる。その場合、空気の供給位置は適宜設定される。浮遊選鉱処理槽に導入される前のスラリーＳ１に前もって供給することもできる。
【００３１】
散気盤８は、供給された空気A１を細かな気泡にするためのもので、フランジのように円盤の中心から同じ距離に開いている数個の穴と、下向きに数箇所取り付けられた凸部で構成されている。また、散気盤８は、液槽２の内径に対して十分大きく設計されている。但し、あらかじめ調整された細かな気泡を使用する場合は必ずしも設置されなくてもよい。
【００３２】
浮鉱の回収手段としては、浮上物中の浮鉱を回収できる手段であれば特に限定されないが、掻取り羽根９などが好適である。なお、掻取り羽根９の位置は適宜調整可能であることが好ましい。
【００３３】
液面検出手段としては、液体を関知できるものであれば特に限定されないが、例えば、静電容量式ペンシル液面センサー、超音波式の液面センサー、フロート式の液面センサーなどが使用される。通常、液面センサー１０は、スラリーの液面４aの上限を関知する上限液面センサー１０aと下限を関知する下限液面センサー１０bの2つで構成される。液面センサー１０は排出量の制御手段とつながっており、スラリーの液面の４aのレベル情報は、排出量制御装置１５に伝送される。
なお、液面センサー１０とは別に液槽２からのスラリーのあふれ出しを防ぐ意味から、液面センサー１０よりも高い位置にオーバーフロー堰（不図示）を設けてもよい。
【００３４】
スラリー４の排出口１１は、浮遊選鉱処理槽内の回収対象物質の希薄部に設置される。スラリーあるいは空気の供給等の浮遊選鉱処理機の構成にもよるが、一般的には浮遊選鉱処理槽の下部、あるいは中心部が希薄部となることが多い。本発明の実施形態においては、下部周縁部、あるいは中心部が希薄部となる。なお、排出口１１は、浮遊選鉱処理槽の下部周縁部および中心部の２箇所に併設することもできる。
【００３５】
さらに、排出口１１の手前には、必要に応じて仕切り板１３が設けられる。（図１を参照）これにより、スラリーＳ1の供給口が近い場所であっても、回収対象物質の分離が不十分のスラリー４の一部が直接排出されてしまうことを防ぐことができる。
また、排出口１１を中心部の希薄部に設置する場合は、フロー制御板２２（図２を参照）が設置されることが好適である。これにより、周縁部のスラリー上昇流と中心部のスラリー下降流が明確に区分され、より効率的な処理を行うことができる。フロー制御板２２の構造に特に限定はなく、数枚の板を組み合わせたもの、あるいは円筒状のものを用いることができる。また、図に示すように所定の傾斜角度をもって斜めに設置されることがより好ましい。
【００３６】
排出量制御手段１２としては、液面センサー１０からの情報を受けて、スラリー排出量を制御できるものであればよく、インバータ制御の送液ポンプなどが好適である。また、開閉可能なバルブと流量計の組合せでもよい。
【００３７】
次に、上述の浮遊選鉱処理システムを含む、セメント抽気ダストの処理システムを、図３を参照して説明する。
図３中、本発明の抽気ダストの処理システムは、抽気ダストと水を混合してスラリーを調製するためのスラリー調製槽３１と、スラリー調製槽３１で得られたスラリーに水硫化ソーダ等の硫化剤を加えて、固体分である鉛硫化物を含むスラリーを得るための硫化剤添加槽３２と、硫化剤添加槽３２で得られたスラリーに硫酸を加えて、ｐＨを２〜７に調整し、硫酸カルシウム及び鉛硫化物を含むスラリーを得るための硫酸添加槽３３と、硫酸添加槽３３で得られたスラリーにザンセート等の疎水化剤を加えて、鉛硫化物を疎水化させるための疎水化剤添加槽３４と、疎水化剤添加槽３４で得られたスラリーを浮遊選鉱するための、直列に配設された浮遊選鉱処理機３５、３６、３７と、浮遊選鉱処理機３６、３７からスラリー調製槽３１に、回収された浮上物を返送するための浮上物返送手段（例えば、ポンプ付きの管路）を備えている。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。ただし、本発明は、これらの実施例によって限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内において種々の実施形態の変更が可能である。
【００３９】
[実施例１]
（１）処理対象物
処理対象物として、抽気ダスト（Ｃａ：２０質量％、Ｐｂ：５．４質量％）を用いた。
（２）浮遊選鉱処理
浮遊選鉱処理は、図３に示す処理システムを用いて以下のように行った。
スラリー調製槽３１において、抽気ダストを固液比（ダスト：水の質量比）が１：１０となるように水に懸濁させて、スラリーを調製した。
次に、得られたスラリーに対して、浮遊選鉱の前処理を行なった。具体的には、スラリーを硫化剤添加槽３２に導き、抽気ダストに含まれる鉛の量に対応した水硫化ソーダ（ＮａＳＨ）を加えて、スラリー中に鉛硫化物を生じさせた。次に、得られたスラリーを硫酸添加槽３３に導き、硫酸を加えてｐＨを３に調整した。その後、得られたスラリーを疎水化剤添加槽３４に導き、疎水化剤としてザンセートを加えて、鉛硫化物の粒子の表面を疎水化した。
次に、このスラリーＳ１を、下部周縁部にスラリー排出口が設置された２００リットルの容量の浮遊選鉱処理機（第１槽）３５（図1に示す構造を有するもの）に、５００リットル／ｈｒの流速で供給した。液槽２（図１中の符号参照）内のスラリー４が約１／３に達した時点で、空気供給管７から空気Ａ１を供給し、撹拌翼６および散気盤８を作動させた。スラリーの液面４aが下限液面センサーのレベルを超えた段階で、スラリーS２の排出量制御を開始した。なお、浮上物３の回収する掻取り羽根の回転速度は２０ｒｐｍに設定した。
浮遊選鉱処理機（第１槽）３５の排出口から排出されたスラリーは、浮遊選鉱処理機（第１槽）３５と同様の構造を有する浮遊選鉱処理機（第２槽）３６に導入し、同様に浮遊選鉱を行った。さらに、浮遊選鉱処理機（第２槽）３６の排出口から排出されたスラリーは、同様の構造を有する浮遊選鉱処理槽機（第３槽）３７に導入し、同様に浮遊選鉱を行った。なお、浮遊選鉱処理機（第２槽）３６、浮遊選鉱処理機（第３槽）３７で掻き取られた浮上物は、スラリー調製槽３１に返送した。
その後、浮遊選鉱処理機（第１槽）３５で回収した浮上物中の浮鉱（乾燥物）の単位時間当たりの質量及び鉛の含有量を測定し、これらの測定値から、回収した浮鉱の品位（鉛の含有率）を算出した。また、浮遊選鉱処理機（第１槽）３５、浮遊選鉱処理機（第２槽）３６、及び浮遊選鉱処理機（第３槽）３７で回収した沈鉱（乾燥物）の単位時間当たりの質量及び鉛の含有量を測定し、これらの測定値から、回収した沈鉱中の鉛の含有率を算出した。なお、鉛の回収率は、浮遊選鉱処理機（第１槽）３５で回収した浮上物中の浮鉱（乾燥物）と、浮遊選鉱処理機（第３槽）３７で回収した沈鉱（乾燥物）の単位時間当たりの質量及び鉛の含有量を測定し、これらの測定値から算出した。結果を表１に示す。
【００４０】
[実施例２]
浮遊選鉱処理槽として、浮遊選鉱処理槽の中心部にスラリー排出口１１を設置したもの（図２に示す構造を有するもの）を用いる以外は、実施例１と同様にして、実験した。結果を表１に示す。
【００４１】
[比較例]
浮遊選鉱処理槽として、オーバーフロー堰４３により液面レベルを調整するもの（図４に示す構造を有するもの）を用いる以外は、実施例１と同様にして、実験した。結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】
表１から、実施例１では、第１槽での鉛の回収率が９９質量％、第１槽での浮鉱中の鉛の含有率が６０質量％と高いことがわかる。また、第１槽での沈鉱中の鉛の含有率が０．２質量％と低いことがわかる。
実施例２においても、第１槽での鉛の回収率が９９質量％、第１槽での浮鉱中の鉛の含有率が６４質量％と高いことがわかる。また、第１槽での沈鉱中の鉛の含有率が０．２質量％と低いことがわかる。
一方、比較例では、第１槽での鉛の回収率は９５質量％とやや低く、第１槽での浮鉱中の鉛の含有率も４４質量％と低いことがわかる。また、第１槽での沈鉱中の鉛の含有率は１．１質量％と高い。沈鉱中の鉛の含有率は第３槽において、ほぼ同様の値となる。
この結果より、本発明における浮遊選鉱処理方法は、少ない浮遊選鉱処理槽で、効率よく鉛を回収することが可能であることがわかった。
【符号の説明】
【００４４】
１ 浮遊選鉱処理機
２ 液槽
３ 浮上物
４ スラリー
４ａ スラリーの液面
５ スラリーの供給管
６ 撹拌翼
７ 空気の供給管
８ 散気盤
９ 掻取り羽根
１０ 液面センサー
１０a 上限液面センサー
１０b 下限液面センサー
１１ スラリー排出口
１２ スラリー排出量調整装置
１３ 仕切り板
２１ 浮遊選鉱処理機
２２ フロー制御板
３１ スラリー調製槽
３２ 硫化剤添加槽
３３ 硫酸添加槽
３４ 疎水化剤添加槽
３５ 浮遊選鉱処理機（第１槽）
３６ 浮遊選鉱処理機（第２槽）
３７ 浮遊選鉱処理機（第３槽）
４１ 浮遊選鉱処理機
４２ 開口部
４３ オーバーフロー堰
Ｓ１ 供給されるスラリー
Ｓ２ 排出されるスラリー
Ａ１ 供給される空気
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメントキルン抽気ダスト等の処理対象物から、鉛等の特定の回収対象物質を回収するための浮遊選鉱処理方法及び浮遊選鉱処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、セメントキルン抽気ダスト等のダストを処理対象物として、浮遊選鉱処理技術を用いて、鉛等の特定の回収対象物質を回収する技術が開発されている。
一例として、（Ａ）カルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末と、水と、硫酸を混合して、液性をｐＨ１〜４に調整し、固体分である硫酸カルシウムを含むスラリーを得る硫酸カルシウム生成工程と、（Ｂ）工程（Ａ）で得られた前記スラリーに硫化剤を加えて、固体分である硫酸カルシウム及び硫化鉛を含むスラリーを得る硫化鉛生成工程と、（Ｃ）工程（Ｂ）で得られたスラリーに捕収剤及び起泡剤を加えて、浮遊選鉱を行ない、硫化鉛を主成分とする浮鉱と、硫酸カルシウムを主成分とする沈鉱を得る鉛・カルシウム分離工程と、を含むことを特徴とするカルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末の処理方法が、提案されている（特許文献１）。
【０００３】
他の例として、（Ａ）カルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末と、水と、硫化剤を混合して、固体分である鉛硫化物を含むスラリーを得る鉛硫化物生成工程と、（Ｂ）工程（Ａ）で得られた前記スラリーに硫酸を加えて、該スラリーのｐＨを１．５〜７．５に調整し、固体分である鉛硫化物及び硫酸カルシウムを含むスラリーを得る硫酸カルシウム生成工程と、（Ｃ）工程（Ｂ）で得られたスラリーに捕収剤を加えて、スラリー中の鉛硫化物を疎水化させる鉛硫化物疎水化工程と、（Ｄ）工程（Ｃ）で得られたスラリーに浮遊選鉱処理して、鉛硫化物を含む浮鉱と、硫酸カルシウムを含む沈鉱を得る鉛・カルシウム分離工程と、を含むことを特徴とするカルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末の処理方法が、提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３４６５１２号公報
【特許文献２】特開２００８−６２１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
浮遊選鉱処理において、処理対象物中の回収対象物質の含有率の変動が大きくない場合には、運転の初期に最適の運転条件を設定すれば、その後、運転条件を変更しなくても、回収対象物質を高い含有率で含む浮鉱を常に得ることができる。
しかし、セメントキルン抽気ダストのように、原料の一部に廃棄物を用いて得られたダストを処理対象物とする場合には、廃棄物の種類が変わることによって、処理対象物中の回収対象物質（例えば、鉛）の含有率は常に変動がみられ、ダストのロットの切換え時には特に大きく変動することがある。
【０００６】
回収対象物質を浮鉱（例えば、鉛含有物）として処理するプロセスにおいて、回収対象物質の含有率が高い場合は、処理槽内の浮鉱が多量に生成するため、スラリーの液面のレベルは低下する。一方、回収対象物質の含有率が低い場合は、処理槽内の浮鉱の生成量が低下するため、スラリーの液面のレベルは上昇する。スラリー液面が上昇した場合、浮鉱とともにスラリーも一緒に掻取られ回収物の品位が低下するため、従来はオーバーフロー堰が設置され、スラリーの液面が一定以上高くならないように制限されていた。オーバーフロー堰からあふれでたスラリーは次の浮遊選鉱処理槽に移され、同様に処理される。
【０００７】
しかしながら、オーバーフロー堰からあふれでるスラリー中には比較的高い含有率の回収対象物質が含まれることから、１つの処理槽における回収効率は必ずしも十分とはいえず、従来は複数の処理槽を連結したシステムによって、回収対象物質を含む浮鉱と、それ以外の成分が濃縮された沈鉱とに分離処理されていた。
【０００８】
このように、処理対象物中の回収対象物質の含有率が変動する場合に、１つの浮遊選鉱処理槽において回収された浮鉱が回収対象物質の高い含有率（品位）と高い回収率を併せて確保することは、従来の方法では必ずしも十分ではなかった。
本発明は、処理対象物中の回収対象物質の含有率が変動する場合であっても、１つの浮遊選鉱処理槽における回収された浮鉱が、回収対象物質の高い含有率及び高い回収率を有するものとなる浮遊選鉱処理方法及び浮遊選鉱処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、浮遊選鉱処理槽内の回収対象物質の希薄部にスラリーの排出量を制御可能な排出手段を設置し、スラリーの液面のレベルを検出しながらスラリー排出量を制御することが有効であることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明は、以下の［１］〜［４］を提供するものである。
【００１０】
［１］処理対象物を含むスラリーから特定の回収対象物質を浮鉱として回収するための浮遊選鉱処理方法であって、液面検出手段によって、浮遊選鉱処理槽内のスラリーの液面のレベルが一定の範囲内に保たれるように、該浮遊選鉱処理槽内の回収対象物質の希薄部に設置された排出口から排出されるスラリー排出量を制御することを特徴とする浮遊選鉱処理方法。
［２］上記希薄部が上記浮遊選鉱処理槽の下部周縁部である、前記［１］に記載の浮遊選鉱処理方法。
［３］上記希薄部が上記浮遊選鉱処理槽の中心部である、前記［１］に記載の浮遊選鉱処理方法。
［４］上記処理対象物がセメントキルン抽気ダストである、前記［１］〜［３］のいずれかに記載の浮遊選鉱処理方法。
［５］上記回収対象物質が鉛である、前記［１］〜［４］のいずれか１項に記載の浮遊選鉱処理方法。
［６］処理対象物を含むスラリーから特定の回収対象物質を浮鉱として回収するための浮遊選鉱処理システムであって、該スラリーを収容する浮遊選鉱処理槽と、該浮遊選鉱処理槽にスラリーを供給するスラリー供給手段と、該スラリーに空気を供給する空気供給手段と、該浮遊選鉱処理槽内の浮鉱を回収する回収手段と、該浮遊選鉱処理槽内のスラリーの液面を検出する検出手段と、該浮遊選鉱処理槽内の回収対象物質の希薄部に設置されたスラリー排出口と、該浮遊選鉱処理槽から排出されるスラリーの排出量を制御可能な排出量制御手段とを備えることを特徴とする浮遊選鉱処理システム。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、処理対象物（例えば、セメントキルン抽気ダスト）中の回収対象物質（例えば、鉛）を、効率良く回収することができる。また、回収物質の含有率が変動する場合であっても、回収された浮鉱が、常に、回収対象物質の高い含有率及び高い回収率を有し、かつ、少ない浮遊選鉱処理槽によって効率的に処理することが可能となる。
本発明で回収された浮鉱は、非鉄精錬原料等として用いることができる。また、本発明で回収された沈鉱は、セメント原料等として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の浮遊選鉱処理で用いる浮遊選鉱処理機の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の浮遊選鉱処理で用いる浮遊選鉱処理機の別の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の浮遊選鉱処理システムの一例を概念的に示す図である。
【図４】オーバーフロー堰を用いてスラリーの液面のレベルを調整する浮遊選鉱処理機の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明における浮遊選鉱処理方法は、処理対象物から特定の回収対象物質を浮鉱として回収するための方法であり、浮遊選鉱処理槽内のスラリーの液面のレベルが一定の範囲内に保たれるように、該浮遊選鉱処理槽内の回収対象物質の希薄部に設置された排出口から排出されるスラリーの排出量が制御されるものである。
【００１４】
本発明における「希薄部」とは、浮遊選鉱処理槽内において、スラリー中の回収対象物質の含有率（濃度）が低くなっている部分をいう。その含有率の目安としては、浮遊選鉱処理槽に供給されるスラリー中の回収対象物質の含有率の２分の１以下である。この希薄部については、設置された排出口から排出されたスラリー中の回収対象物質の濃度を測定することによって、適切な希薄部に設置されていることを確認できる。
【００１５】
本発明の処理対象物としては、セメントキルン抽気ダスト、焼却灰、焼却飛灰、溶融飛灰等が挙げられる。これらの形態は、通常、ダスト（粉状物）である。
セメントキルン抽気ダスト（以下、「抽気ダスト」という。）とは、セメントキルンの排ガスの一部を抽気した高温の排ガスを冷却して得られる微粉末をいう。この微粉末は、例えば、抽気した高温の排ガス中の粗粉をサイクロンで捕集した後、サイクロン通過後の粗粉を含まない排ガスを冷却し、この冷却した排ガスをバグフィルター等の集塵機で捕集することによって得られる。この微粉末は、カルシウム、カリウム、鉛、塩素等を含むものである。
【００１６】
本発明の回収対象物質としては、鉛、銅、亜鉛等の重金属や、石膏、カーボン等が挙げられる。例えば、抽気ダスト中に含まれる鉛を分別して回収すれば、非鉄精錬原料等として用いることができる。また、カルシウムを分別して回収すれば、セメント原料等として用いることができる。本発明では、浮遊選鉱処理技術を用いているため、鉛を浮鉱として回収し、かつ、カルシウムを沈鉱として回収することができる。
【００１７】
本明細書において、「浮鉱」とは、浮遊選鉱によって泡の表面に付着して浮上する、特定の回収対象物質を含む粒子を意味する。
「浮上物」とは、浮遊選鉱によって浮上する、泡の集合体を意味する。「浮上物」は、浮遊選鉱処理機の液槽内のスラリーの上方に形成される層状体である。「浮上物」は、泡を形成している液分、及び、浮鉱を含むものである。
「沈鉱」とは、「浮鉱」以外の固体粒子を意味する。
「浮遊選鉱」とは、浮遊選鉱処理機を用いて、スラリー中の粒子を浮鉱と沈鉱に分離させる処理を意味し、スラリーを浮遊選鉱処理機に導入する前の疎水化等の前処理を含まない。
「浮遊選鉱処理」とは、浮遊選鉱、及び、スラリーを浮遊選鉱処理機に導入する前の疎水化等の前処理を含む。
【００１８】
処理対象物は水と混合してスラリーとして調整される。さらに、スラリーには浮遊選鉱助剤が加えられる。浮遊選鉱助剤としては、pH調整剤、硫化剤、疎水化剤、起泡剤、凝集剤、分散剤などが挙げられる。
【００１９】
次に、本発明の一実施形態に係る浮遊選鉱処理方法について、図面に基づいて説明する。なお、図１、図２および図４に示す浮遊選鉱処理機は、ファーレンワルド型浮選機である。また、実線で示される矢印はスラリーの流れを、破線で示される矢印は空気の流れを示すものである。
【００２０】
まず、浮遊選鉱処理槽内において回収対象物質の希薄部となる下部周縁部に排出口を設置した場合について、図１を用いて説明する。
調整されたスラリーＳ1はスラリー供給管５を通して、浮遊選鉱処理機１の液槽２へ供給される。その際、スラリーＳ１は液槽２の中心部から底部に向って下向きに供給される。同時に、空気の供給管７から供給される空気Ａ１も、供給されるスラリーＳ1とは別の配管より、液槽中心部から底部に向って下向きに噴出し、スラリー４中で気泡となる。気泡は散気盤８の凸部で壊され細かくなり、そのほとんどが散気盤８にあけられた穴を通って上昇する。この仕組みによって、気泡は均一に分散される。液槽２中のスラリー４は撹拌翼６によって常に撹拌されているので、気泡もスラリー４の渦流にのって撹拌されながら、主に液槽２の周縁部に沿って上昇することになる。この上昇過程において、回収対象物質と気泡が結びつき、浮鉱となって浮上する。浮上した浮鉱は、スラリー上方で浮上物３の層を形成する。この浮上物３の層とスラリー４との境界がスラリーの液面４aである。
【００２１】
本発明においては、スラリー４の排出口１１を浮遊選鉱処理槽内の回収対象物質の希薄部に設置するが、図１における回収対象物質の希薄部の１つは下部周縁部となることから、スラリー４の排出口１１は液槽２の下部周縁部に設置される。これによって、液槽２から排出されるスラリーＳ２は、従来のオーバーフロー堰方式に比べて回収対象物質の含有率が低く抑えられることから、浮遊選鉱処理機１を用いて効率良く回収対象物質の回収処理を行うことができる。
【００２２】
また、本実施形態における回収対象物質の希薄部は、浮遊選鉱処理槽の中心部にもう１つ形成される。ここに排出口１１を設置した場合を図２に示す。液槽２内におけるスラリー４の流れは、液槽２の周縁部が上昇流になるのに対して、中心部は下降流となる。回収対象物質を伴って上昇したスラリー４は、スラリーの液面４a近くで浮鉱として回収対象物質が分離されるため、中心部の下降流には回収対象物質の含有率が少ない希薄部が形成される。この中心部に排出口が設置されることが好適である。加えて、スラリーの上昇流と下降流を区分し、希薄部を安定的に形成させるために、フロー制御板２２を設置することは有効である。
【００２３】
一方、品位の高い回収対象物質を安定して得るためには、掻取り羽根９がこのスラリーの液面４aの上部で常に回転し、主に浮上物のみを掻取るようになることが望ましく、そのためには、スラリーの液面４aが常に一定のレベルに保たれることが必要である。通常、スラリー４の供給量は一定の下、連続運転がなされているが、供給されるスラリーＳ１中の回収対象物質の含有量は変動するため、これに伴い浮鉱の生成量も増減し、その結果スラリーの液面４aも変動することになる。スラリーの液面４aのレベルを一定の範囲内に保つために、スラリー４の排出量を制御する手法を用いている。
【００２４】
本発明においては、スラリーの液面４aを検出する手段が設けられている。液槽２の上部には、掻取り位置に応じた適正な位置に液面センサー１０が設けられている。通常、液面センサー１０は上限液面センサー１０aと下限液面センサー１０ｂの2つのセンサーが設置されており、この２つの液面センサー１０の間にスラリーの液面４aのレベルが保たれるように制御される。
すなわち、スラリーの液面が上限液面センサー１０aを超えた場合は、スラリー４の排出量を増加させ、スラリーの液面４aが降下するように制御される。逆に、スラリーの液面４aが下限液面センサー１０ｂより下がった場合は、スラリーの排出量を減少させ、スラリー液面が上昇するように制御される。
【００２５】
これによって、供給されるスラリーＳ1中の回収対象物質が変動しても、スラリーの液面４aのレベルはあらかじめ一定の範囲内に保たれ、浮鉱として品位の高い回収物質を安定して得ることが可能となる。さらに、排出されるスラリーS２は、回収物質の濃度が低いスラリーとなるので、少ない浮選処理槽でより効率的に処理対象物を回収することが可能となる。
【００２６】
液槽２から排出されたスラリーS２は、直列に配設された次の液槽に供給され、同様に処理される。最終的には、沈降を分離除去後、廃水として処理される。
【００２７】
本発明における浮遊選鉱処理システムは、処理対象物を含むスラリーから特定の回収対象物質を浮鉱として回収するための浮遊選鉱処理システムであって、該スラリーを収容する浮遊選鉱処理槽と、該浮遊選鉱処理槽にスラリーを供給するスラリー供給手段と、該スラリーに空気を供給する空気供給手段と、前記浮鉱を回収する回収手段と、前記スラリーの液面を検出する検出手段と該浮遊選鉱処理槽の下部に設けられたスラリー排出口と、該スラリーの排出量を制御可能な排出量制御手段とを備えるものである。
【００２８】
本発明においては、1つの浮遊選鉱処理槽、もしくは直列に配設された複数の浮遊選鉱処理槽が用いられる。本発明における方法によれば、１つの浮遊選鉱処理槽でも高い回収効率で処理可能であるが、スラリー中の回収対象物質をさらに高い回収率で回収する、あるいは沈鉱を高い品位で処理する必要がある場合には、複数の浮遊選鉱処理槽を用いることができる。なお、「直列に配設された」とは、処理対象物を含むスラリーが、第１槽で浮遊選鉱された後に、第２槽に導かれて第２槽で浮遊選鉱され、その後、さらに第３槽に導かれて第３槽で浮遊選鉱されるというように、最も上流側に位置する第１槽から下流側の他の浮遊選鉱処理槽に向かって順次、浮遊選鉱を繰り返すことのできるように、複数の浮遊選鉱処理槽が配設されていることを意味する。
【００２９】
スラリー供給手段としては、所定量のスラリーＳ１を送る手段（不図示）とスラリーの供給管５から構成される。スラリーＳ1を送る手段としては、送液ポンプなどが利用できるが、重力を利用した手段でもよく、特に限定されるものではない。
スラリーの供給管５は液槽２の中心部に設置された配管に連結しており、スラリーＳ１はこの配管を通り、槽底中心部から供給されるように設置される。スラリー供給管６の設置位置は、特に限定されるものではなく、空気との混合により効率的に浮鉱を発生させるように設置される。
【００３０】
空気供給手段としては、所定量の空気Ａ1を送入する手段（不図示）と空気の供給管７から構成される。空気Ａ１を送る手段としては、圧縮空気ボンベやコンプレッサーなどを使用できる。
空気の供給管７は、液槽２の中心部に、スラリーが通過する配管とは別に設置された配管に連結しており、空気はこの配管を通り、液槽２内の底部に向って供給されるように設置されている。なお、空気供給位置は特に限定されるものではないが、スラリー４と適切に混合され、浮鉱を効率良く発生させるためには、液槽２の下部から供給されることが好ましい。
加えて、供給される空気としては、あらかじめ調整された細かな気泡（マイクロバブル等）も利用できる。その場合、空気の供給位置は適宜設定される。浮遊選鉱処理槽に導入される前のスラリーＳ１に前もって供給することもできる。
【００３１】
散気盤８は、供給された空気A１を細かな気泡にするためのもので、フランジのように円盤の中心から同じ距離に開いている数個の穴と、下向きに数箇所取り付けられた凸部で構成されている。また、散気盤８は、液槽２の内径に対して十分大きく設計されている。但し、あらかじめ調整された細かな気泡を使用する場合は必ずしも設置されなくてもよい。
【００３２】
浮鉱の回収手段としては、浮上物中の浮鉱を回収できる手段であれば特に限定されないが、掻取り羽根９などが好適である。なお、掻取り羽根９の位置は適宜調整可能であることが好ましい。
【００３３】
液面検出手段としては、液体を関知できるものであれば特に限定されないが、例えば、静電容量式ペンシル液面センサー、超音波式の液面センサー、フロート式の液面センサーなどが使用される。通常、液面センサー１０は、スラリーの液面４aの上限を関知する上限液面センサー１０aと下限を関知する下限液面センサー１０bの2つで構成される。液面センサー１０は排出量の制御手段とつながっており、スラリーの液面の４aのレベル情報は、排出量制御装置１５に伝送される。
なお、液面センサー１０とは別に液槽２からのスラリーのあふれ出しを防ぐ意味から、液面センサー１０よりも高い位置にオーバーフロー堰（不図示）を設けてもよい。
【００３４】
スラリー４の排出口１１は、浮遊選鉱処理槽内の回収対象物質の希薄部に設置される。スラリーあるいは空気の供給等の浮遊選鉱処理機の構成にもよるが、一般的には浮遊選鉱処理槽の下部、あるいは中心部が希薄部となることが多い。本発明の実施形態においては、下部周縁部、あるいは中心部が希薄部となる。なお、排出口１１は、浮遊選鉱処理槽の下部周縁部および中心部の２箇所に併設することもできる。
【００３５】
さらに、排出口１１の手前には、必要に応じて仕切り板１３が設けられる。（図１を参照）これにより、スラリーＳ1の供給口が近い場所であっても、回収対象物質の分離が不十分のスラリー４の一部が直接排出されてしまうことを防ぐことができる。
また、排出口１１を中心部の希薄部に設置する場合は、フロー制御板２２（図２を参照）が設置されることが好適である。これにより、周縁部のスラリー上昇流と中心部のスラリー下降流が明確に区分され、より効率的な処理を行うことができる。フロー制御板２２の構造に特に限定はなく、数枚の板を組み合わせたもの、あるいは円筒状のものを用いることができる。また、図に示すように所定の傾斜角度をもって斜めに設置されることがより好ましい。
【００３６】
排出量制御手段１２としては、液面センサー１０からの情報を受けて、スラリー排出量を制御できるものであればよく、インバータ制御の送液ポンプなどが好適である。また、開閉可能なバルブと流量計の組合せでもよい。
【００３７】
次に、上述の浮遊選鉱処理システムを含む、セメント抽気ダストの処理システムを、図３を参照して説明する。
図３中、本発明の抽気ダストの処理システムは、抽気ダストと水を混合してスラリーを調製するためのスラリー調製槽３１と、スラリー調製槽３１で得られたスラリーに水硫化ソーダ等の硫化剤を加えて、固体分である鉛硫化物を含むスラリーを得るための硫化剤添加槽３２と、硫化剤添加槽３２で得られたスラリーに硫酸を加えて、ｐＨを２〜７に調整し、硫酸カルシウム及び鉛硫化物を含むスラリーを得るための硫酸添加槽３３と、硫酸添加槽３３で得られたスラリーにザンセート等の疎水化剤を加えて、鉛硫化物を疎水化させるための疎水化剤添加槽３４と、疎水化剤添加槽３４で得られたスラリーを浮遊選鉱するための、直列に配設された浮遊選鉱処理機３５、３６、３７と、浮遊選鉱処理機３６、３７からスラリー調製槽３１に、回収された浮上物を返送するための浮上物返送手段（例えば、ポンプ付きの管路）を備えている。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。ただし、本発明は、これらの実施例によって限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内において種々の実施形態の変更が可能である。
【００３９】
[実施例１]
（１）処理対象物
処理対象物として、抽気ダスト（Ｃａ：２０質量％、Ｐｂ：５．４質量％）を用いた。
（２）浮遊選鉱処理
浮遊選鉱処理は、図３に示す処理システムを用いて以下のように行った。
スラリー調製槽３１において、抽気ダストを固液比（ダスト：水の質量比）が１：１０となるように水に懸濁させて、スラリーを調製した。
次に、得られたスラリーに対して、浮遊選鉱の前処理を行なった。具体的には、スラリーを硫化剤添加槽３２に導き、抽気ダストに含まれる鉛の量に対応した水硫化ソーダ（ＮａＳＨ）を加えて、スラリー中に鉛硫化物を生じさせた。次に、得られたスラリーを硫酸添加槽３３に導き、硫酸を加えてｐＨを３に調整した。その後、得られたスラリーを疎水化剤添加槽３４に導き、疎水化剤としてザンセートを加えて、鉛硫化物の粒子の表面を疎水化した。
次に、このスラリーＳ１を、下部周縁部にスラリー排出口が設置された２００リットルの容量の浮遊選鉱処理機（第１槽）３５（図1に示す構造を有するもの）に、５００リットル／ｈｒの流速で供給した。液槽２（図１中の符号参照）内のスラリー４が約１／３に達した時点で、空気供給管７から空気Ａ１を供給し、撹拌翼６および散気盤８を作動させた。スラリーの液面４aが下限液面センサーのレベルを超えた段階で、スラリーS２の排出量制御を開始した。なお、浮上物３の回収する掻取り羽根の回転速度は２０ｒｐｍに設定した。
浮遊選鉱処理機（第１槽）３５の排出口から排出されたスラリーは、浮遊選鉱処理機（第１槽）３５と同様の構造を有する浮遊選鉱処理機（第２槽）３６に導入し、同様に浮遊選鉱を行った。さらに、浮遊選鉱処理機（第２槽）３６の排出口から排出されたスラリーは、同様の構造を有する浮遊選鉱処理槽機（第３槽）３７に導入し、同様に浮遊選鉱を行った。なお、浮遊選鉱処理機（第２槽）３６、浮遊選鉱処理機（第３槽）３７で掻き取られた浮上物は、スラリー調製槽３１に返送した。
その後、浮遊選鉱処理機（第１槽）３５で回収した浮上物中の浮鉱（乾燥物）の単位時間当たりの質量及び鉛の含有量を測定し、これらの測定値から、回収した浮鉱の品位（鉛の含有率）を算出した。また、浮遊選鉱処理機（第１槽）３５、浮遊選鉱処理機（第２槽）３６、及び浮遊選鉱処理機（第３槽）３７で回収した沈鉱（乾燥物）の単位時間当たりの質量及び鉛の含有量を測定し、これらの測定値から、回収した沈鉱中の鉛の含有率を算出した。なお、鉛の回収率は、浮遊選鉱処理機（第１槽）３５で回収した浮上物中の浮鉱（乾燥物）と、浮遊選鉱処理機（第３槽）３７で回収した沈鉱（乾燥物）の単位時間当たりの質量及び鉛の含有量を測定し、これらの測定値から算出した。結果を表１に示す。
【００４０】
[実施例２]
浮遊選鉱処理槽として、浮遊選鉱処理槽の中心部にスラリー排出口１１を設置したもの（図２に示す構造を有するもの）を用いる以外は、実施例１と同様にして、実験した。結果を表１に示す。
【００４１】
[比較例]
浮遊選鉱処理槽として、オーバーフロー堰４３により液面レベルを調整するもの（図４に示す構造を有するもの）を用いる以外は、実施例１と同様にして、実験した。結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】
表１から、実施例１では、第１槽での鉛の回収率が９９質量％、第１槽での浮鉱中の鉛の含有率が６０質量％と高いことがわかる。また、第１槽での沈鉱中の鉛の含有率が０．２質量％と低いことがわかる。
実施例２においても、第１槽での鉛の回収率が９９質量％、第１槽での浮鉱中の鉛の含有率が６４質量％と高いことがわかる。また、第１槽での沈鉱中の鉛の含有率が０．２質量％と低いことがわかる。
一方、比較例では、第１槽での鉛の回収率は９５質量％とやや低く、第１槽での浮鉱中の鉛の含有率も４４質量％と低いことがわかる。また、第１槽での沈鉱中の鉛の含有率は１．１質量％と高い。沈鉱中の鉛の含有率は第３槽において、ほぼ同様の値となる。
この結果より、本発明における浮遊選鉱処理方法は、少ない浮遊選鉱処理槽で、効率よく鉛を回収することが可能であることがわかった。
【符号の説明】
【００４４】
１ 浮遊選鉱処理機
２ 液槽
３ 浮上物
４ スラリー
４ａ スラリーの液面
５ スラリーの供給管
６ 撹拌翼
７ 空気の供給管
８ 散気盤
９ 掻取り羽根
１０ 液面センサー
１０a 上限液面センサー
１０b 下限液面センサー
１１ スラリー排出口
１２ スラリー排出量調整装置
１３ 仕切り板
２１ 浮遊選鉱処理機
２２ フロー制御板
３１ スラリー調製槽
３２ 硫化剤添加槽
３３ 硫酸添加槽
３４ 疎水化剤添加槽
３５ 浮遊選鉱処理機（第１槽）
３６ 浮遊選鉱処理機（第２槽）
３７ 浮遊選鉱処理機（第３槽）
４１ 浮遊選鉱処理機
４２ 開口部
４３ オーバーフロー堰
Ｓ１ 供給されるスラリー
Ｓ２ 排出されるスラリー
Ａ１ 供給される空気
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象物を含むスラリーから特定の回収対象物質を浮鉱として回収するための浮遊選鉱処理方法であって、
液面検出手段によって、浮遊選鉱処理槽内のスラリーの液面のレベルが一定の範囲内に保たれるように、該浮遊選鉱処理槽内の回収対象物質の希薄部に設置された排出口から排出されるスラリー排出量を制御することを特徴とする浮遊選鉱処理方法。
【請求項２】
上記希薄部が上記浮遊選鉱処理槽の下部周縁部であることを特徴とする請求項１に記載の浮遊選鉱処理方法。
【請求項３】
上記希薄部が上記浮遊選鉱処理槽の中心部であることを特徴とする請求項１に記載の浮遊選鉱処理方法。
【請求項４】
上記処理対象物がセメントキルン抽気ダストであることを特徴とする、請求項1ないし３のいずれかに記載の浮遊選鉱処理方法。
【請求項５】
上記回収対象物質が鉛であることを特徴とする、請求項１ないし４に記載の浮遊選鉱処理方法。
【請求項６】
処理対象物を含むスラリーから特定の回収対象物質を浮鉱として回収するための浮遊選鉱処理システムであって、
該スラリーを収容する浮遊選鉱処理槽と、
該浮遊選鉱処理槽にスラリーを供給するスラリー供給手段と、
該スラリーに空気を供給する空気供給手段と、
該浮遊選鉱処理槽内の浮鉱を回収する回収手段と、
該浮遊選鉱処理槽内のスラリーの液面を検出する検出手段と、
該浮遊選鉱処理槽内の回収対象物質の希薄部に設置されたスラリー排出口と、
該浮遊選鉱処理槽から排出されるスラリーの排出量を制御可能な排出量制御手段とを備えることを特徴とする浮遊選鉱処理システム。
【請求項１】
処理対象物を含むスラリーから特定の回収対象物質を浮鉱として回収するための浮遊選鉱処理方法であって、
液面検出手段によって、浮遊選鉱処理槽内のスラリーの液面のレベルが一定の範囲内に保たれるように、該浮遊選鉱処理槽内の回収対象物質の希薄部に設置された排出口から排出されるスラリー排出量を制御することを特徴とする浮遊選鉱処理方法。
【請求項２】
上記希薄部が上記浮遊選鉱処理槽の下部周縁部であることを特徴とする請求項１に記載の浮遊選鉱処理方法。
【請求項３】
上記希薄部が上記浮遊選鉱処理槽の中心部であることを特徴とする請求項１に記載の浮遊選鉱処理方法。
【請求項４】
上記処理対象物がセメントキルン抽気ダストであることを特徴とする、請求項1ないし３のいずれかに記載の浮遊選鉱処理方法。
【請求項５】
上記回収対象物質が鉛であることを特徴とする、請求項１ないし４に記載の浮遊選鉱処理方法。
【請求項６】
処理対象物を含むスラリーから特定の回収対象物質を浮鉱として回収するための浮遊選鉱処理システムであって、
該スラリーを収容する浮遊選鉱処理槽と、
該浮遊選鉱処理槽にスラリーを供給するスラリー供給手段と、
該スラリーに空気を供給する空気供給手段と、
該浮遊選鉱処理槽内の浮鉱を回収する回収手段と、
該浮遊選鉱処理槽内のスラリーの液面を検出する検出手段と、
該浮遊選鉱処理槽内の回収対象物質の希薄部に設置されたスラリー排出口と、
該浮遊選鉱処理槽から排出されるスラリーの排出量を制御可能な排出量制御手段とを備えることを特徴とする浮遊選鉱処理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１１３０３（Ｐ２０１２−１１３０３Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４９６５１（Ｐ２０１０−１４９６５１）
【出願日】平成２２年６月３０日（２０１０．６．３０）
【出願人】（００００００２４０）太平洋セメント株式会社 (1,449)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月３０日（２０１０．６．３０）
【出願人】（００００００２４０）太平洋セメント株式会社 (1,449)
【Ｆターム（参考）】
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