酸化銅鉱石を精錬する

～の選鉱プロセス 酸化銅鉱石 また、酸素・硫黄混合銅鉱石の選鉱法は、主に浮選法と化学的選鉱法の2つに分類される。浮選法はさらに、直接浮選法、硫化浮選法、および分離浮選法に分けられる。.

(1) 浮選

① 硫化浮選

a. 従来の硫化浮選法
この方法では、まず酸化銅鉱物を硫化ナトリウムやその他の硫化剤（例えば、ヒドロ硫化ナトリウムなど）を用いて硫化させ、その後、高品位のキサンテートを浮選用の捕集剤として使用します。 硫化処理中、パルプのpHが低いほど、硫化反応は速く進行します。しかし、硫化ナトリウムなどの硫化剤は酸化されやすく、反応時間が短いという特徴があります。 したがって、硫化処理を用いて酸化銅鉱石を浮選する場合は、硫化剤を段階的に添加するのが最善です。硫酸アンモニウムと硫酸アルミニウムは、酸化鉱物の硫化を促進するため、硫化浮選中にこれら2つの試薬を添加することで、浮選効果を大幅に高めることができます。 硫化処理が可能な酸化銅鉱物は、主にマラカイトやアズライトなどの炭酸銅であり、クプライトの浮選にも使用できる。しかし、クリソコラは特別な前処理を行わないと硫化性能が低く、あるいは全く硫化されない場合もある。.

b. 熱水硫化浮選法： この方法は、実際には従来の硫化浮選法を改良したものである。その本質は、高温・高圧条件下で硫黄と酸化銅鉱物を化学反応させ、安定しており選鉱しやすい人工的な硫化銅鉱物を生成させることにある。これらはその後、温水による浮選によって回収される。この方法の特徴は、鉱石に対する強化された前処理、すなわち「予備硫化」にある。.

この方法の原理は以下の通りである。硫化剤を含むスラリーの温度が一定レベルまで上昇すると、元素硫黄は自身の酸化還元反応によりS²⁻を生成し、これが溶液中に溶出する。S²⁻が酸化銅鉱物と接触すると化学反応が起こり、硫化銅鉱物が生成される。 水溶液中の元素硫黄の酸化還元反応は、4S + 4H₂O → 3S²⁻ + SO₄²⁻ + 8H⁺ である。硫化反応はまず酸化銅鉱物の表面で起こり、徐々に鉱物粒子の内部へと浸透していく。 例えば、マラカイトの硫化反応は次の通りである：Cu(OH)₂·CuCO₃ + 8S + 2H₂O → 6CuS + 2H₂SO₄ + 3H₂CO₃。 熱水硫化プロセスにおいて、硫化温度、鉱石粒子径、硫黄含有量、および硫化時間は、いずれも鉱石の転換に程度の差こそあれ影響を及ぼす。 酸化銅.

この方法の最大の問題点は、高温を必要とする点、燃料消費量が多い点、および硫化時間が長い点である。したがって、硫化温度の低減と硫化時間の短縮は、この方法を生産現場で広く適用するための前提条件となる。 中国科学院はこの分野で著しい進展を遂げている。同院は相転移触媒技術を採用し、元素硫黄の不均化反応を促進することで、水熱硫化処理の硫化温度を大幅に低下させ、硫化時間を短縮することに成功した。 ② 脂肪酸浮選法 直接浮選とも呼ばれる脂肪酸浮選法は、脂肪酸およびその石鹸を捕集剤として使用する。通常、水ガラスやリン酸塩などの脈石抑制剤、および炭酸ナトリウムなどのパルプ調整剤が添加される。.

脂肪酸およびその石鹸は、マラカイトやアズライトの浮選に極めて有効である。異なる炭化水素鎖を持つ脂肪酸を用いてマラカイトを浮選した実験によると、炭化水素鎖が十分に長ければ、脂肪酸のマラカイトに対する回収能力はかなり高いことが示されている。 一定の範囲内では、試薬の選鉱能力は使用量に正比例する。実際の生産現場では、C10～C20の飽和または不飽和カルボン酸の混合物が最も一般的に使用されている。この方法は、脈石が炭酸塩ではない酸化銅鉱石にのみ適している。 脈石に鉄やマンガンの鉱物が大量に含まれている場合、指標の性能が低下する。さらに、スライムも脂肪酸の活性を失わせるため、この方法の適用範囲は限定的である。.

130 > 金属・非金属選鉱技術に関するQ&A ③ アミン浮選： アミンを捕集剤として用いる浮選法は、非鉄金属酸化物鉱石（銅、鉛、亜鉛の酸化物鉱石）に対して一般的に用いられる方法であり、マラカイト、アズライト、および塩化銅鉱石の処理に適している。.

アミンは酸化銅鉱石の有効な回収剤ですが、選択性が低く、多くの脈石も回収してしまいます。そのため、アミン法では多くの場合、事前の脱スライム処理が必要となります。しかし、粘土質の酸化銅鉱石の場合、事前の脱スライム処理を行うと銅の損失につながる可能性があります。 したがって、アミン法の鍵となるのは、脈石に対して効果的な脱泥剤を見つけることである。現在、脈石に対して効果的な脱泥剤としては、海藻粉末、リグニンスルホン酸塩またはセルロースリグニンスルホン酸塩、およびポリアクリル酸などが挙げられる。.

④ エマルジョン浮選： 酸化銅鉱物 まず硫化処理を施し、次に銅錯化剤を添加して、安定した親油性の鉱物表面を形成します。その後、中性オイルエマルジョンを鉱物表面に塗布することで、強い撥水性を持ち、浮遊可能な状態を作り出し、鉱物が気泡にしっかりと付着して浮くようにします。.

乳化浮選の要点は、以下の3つの側面から成る。第一に、選択的な有機銅錯化剤を用いて、鉱物表面に安定した親油性膜を形成することである。銅錯化剤には、ベンゾトリアゾール・トルイルトリアゾール、メルカプトベンゾチアゾール、ジフェニルグアニジンなどがある。 第二に、鉱物と気泡間の付着性を向上させるために、非極性油性エマルジョンを添加することである。非極性油性エマルジョン剤には、ガソリン、灯油、ディーゼル油などがある。第三に、アクリル系ポリマーやケイ酸ナトリウムなどの選択的阻害剤を使用することである。.

⑤ キレート剤・中性油を用いた浮選法：難選性酸化銅鉱石（クリソコラなど）の場合、前述の浮選法では選別性が低く、回収率も低い。難選性酸化銅鉱石を効果的に回収するためには、選別性の高い集鉱剤を見つける必要がある。 そこで、キレート剤と中性油を用いた浮選法が提案されている。.

この方法は、キレート剤と中性油からなるコレクターを用いることを指す。 研究結果によると、キレート剤をコレクターとして使用することは、高い選択性と回収効果を持つだけでなく、試薬の消費量を削減しつつ高い分離指数を確保できることが示されている。さらに、キレート剤には選択的な阻害効果もある。しかし、キレート剤はコストが高いため、その普及と生産現場での応用には多少の制約がある。 現在、使用されているキレート剤には、マラカイトグリーン、オクチルオキシムカリウム、ベンゾトリアゾールなどのオクチル置換塩基性染料、中性油乳化剤、N-置換イミンジアセテート、ポリアミン、および有機ハロゲン化物の縮合物が含まれる。.

(2) 化学選鉱法 処理が困難な酸化銅鉱や、酸化銅鉱と硫化銅鉱が混在する鉱石の処理には、浮選法がよく用いられるが、多くの酸化銅鉱において、浮選の結果は理想的とは言えない。 一部の酸化銅鉱石は、結合銅含有量が高く、粒子が微細で、粘土含有量が高いため、浮選が困難です。近年、酸化銅鉱石、特に難処理な酸化銅鉱石を処理するための化学選鉱（湿式冶金）や複合プロセスが優れた成果を上げ、その実用性が強く示されています。 これらのプロセスは、シンプルなフロー、低い投資額、低いエネルギー消費、汚染の最小化、低い生産コストなどの利点があり、酸化銅鉱石処理における研究のホットスポットとなっており、銅産業の生産において広く利用されています。.

銅鉱石の浸出プロセスは、主に酸浸出であり、通常、希硫酸が浸出剤として使用される。このプロセスは、主に酸性脈石を含む鉱石に適しており、低品位鉱石、露天鉱石、残鉱から銅を抽出するために一般的に用いられている。 現在、SX-EW（酸浸出・抽出・電解精錬）法を用いて生産される銅は、世界の銅生産量の約22%を占めている。酸浸出に加え、アンモニア浸出もますます注目を集めており、このプロセスは 酸化銅鉱石 アルカリ性の脈石や粘土を大量に含む。アンモニア浸出の際には、通常、アンモニア浸出剤として(NH₄)₂CO₃または(NH₄)₂SO₄が添加される。.