浸透法によるシアン化物堆積浸出

パーコレーション・シアン化物堆積浸出法（PCL）は、1752年に初めて、以下の処理に用いられた。 酸化銅鉱 スペインでは、1950年代後半、この法が低品位および境界品位のウラン鉱石の浸出に用いられた。1967年以降、米国鉱山局はこの法を用いて低品位の金鉱石の浸出を行っている。 PCLは、プロセスが単純で操作が容易であり、設備投資もほとんど必要とせず、生産コストが低く、経済的利益が高い。したがって、このプロセスを用いて、多くの小規模金鉱山、低品位の金・銀鉱山、および初期の採掘で廃棄された金含有廃石を処理することで、大きな経済的利益をもたらすことができる。 1970年代後半、金価格の高騰に伴い、PCLは急速に発展し、米国のネバダ州、コロラド州、モンタナ州に多くの大規模なヒープリーチング式金処理プラントが建設された。 1982年には、米国の金生産総量の20%、銀生産総量の10%がヒープリーチング法によって生産された。その後、この技術はカナダ、南アフリカ、オーストラリア、インド、ジンバブエ、旧ソ連などの国々でも急速に発展した。.

1960年代初頭、わが国ではヘープリーチング法を用いて境界品位のウラン鉱石を浸出させ、1960年代後半には酸化銅鉱石の浸出に、1980年代初頭には低品位金鉱石の浸出にこの手法が用いられました。 ここ10年ほどの間、低品位金鉱石向けの浸透式ヒープリーチング法は急速に発展し、主に低品位の金含有酸化鉱石や鉄被覆金鉱石に用いられている。.

現在、生産工程では、金含有鉱石および金含有廃石に対して、一般的な浸透式シアン堆積浸出法と造粒式シアン堆積浸出法の2つのプロセスが採用されている。.

5.4.1 一般的な浸透法によるシアン化物堆積浸出

初期の採掘作業で得られた低品位の金含有鉱石や廃鉱石は、ヒープリーチング場へ直接運ばれて鉱石山に積み上げられるか、あるいは破砕された後にヒープリーチング場へ運ばれて鉱石山に積み上げられます。 その後、シアン化物浸出剤が鉱石山表面に噴霧され、浸出剤は固定された鉱石山を上から下へと均一に浸透し、金や銀が浸出液に溶け出します。 浸透式シアン化物ヒープリーチの一般的なフローチャートを図 5-9 に示します。これには、主に鉱石の調製、ヒープリーチ場の建設、ヒープの構築、浸透浸出、洗浄、および金・銀の回収が含まれます。.

図5-9 シアン化物によるヒープリーチングの概略図

5.4.1.1 鉱石の選鉱。.

ヒープリーチングに使用される金含有鉱石は、通常、まず破砕される。破砕後の粒度は、鉱石の性質や金粒子の埋没特性によって異なる。 一般的に、鉱石の粒度が細かく、鉱石構造の多孔性が高ければ高いほど、シアン化物によるヒープリーチング時の金および銀の浸出率は高くなる。しかし、鉱石の粒度が細かくなりすぎると、ヒープリーチング時の浸出率が低下し、場合によっては浸出プロセスが進行しなくなることもある。 したがって、一般的に、シアン化物によるヒープリーチングでは、鉱石を10 mm未満に破砕することができ、鉱石の泥分が少ない場合は、3 mm未満に破砕することも可能です。.

5.4.1.2 ヒープリーチング場の建設。ヒープリーチング場は、丘陵地、谷間、または平地に設置することができ、一般に3%から5%の勾配が必要とされる。地盤の清掃および整地を行った後、浸透防止処理を実施すべきである。 不透水材としては、粘土を混ぜた尾鉱、アスファルト、鉄筋コンクリート、ゴムシート、またはプラスチックフィルムなどが挙げられる。例えば、まず地盤を締固めまたは突き固めた後、ポリエチレン製プラスチックフィルムや高強度ポリエチレンシート（厚さ約3 mm）、あるいはタール紙や人工フェルトで覆うことができる。 不透水層は、漏水がなく、鉱石堆積物の圧力に耐えられるものでなければならない。不透水層を保護するため、基礎層の上に、細粒の廃石と、厚さ0.5～2.0メートルの粗粒の廃石層を敷設することが多い。 その後、低品位の金鉱石をトラックまたは鉱山用車両でヒープリーチング現場まで運搬し、ヒープを形成する。.

鉱石の山を保護するため、浸水を防ぐべく、ヒープリーチング現場の周囲に排水溝を建設すべきである。.

貴金属を含む浸出液を回収するため、ヒープ浸出現場には回収用溝が設けられている。この回収用溝は、一般的にプラスチックシートで裏打ちされた開放式の溝であり、鉱石スラリーが沈殿するように適切な沈殿槽が備えられており、貴金属浸出液タンクに流入する浸出液が澄んでいることを確保している。.

ヒープリーチング現場は、複数回使用することも、1回のみ使用することも可能です。1回限りのヒープリーチングの場合、基礎層として、締固められた地盤の上に厚さ0.5メートルの粘土層を敷き、これを締固めた後、不透水性を高めるために炭酸ナトリウム溶液を散布することができます。.

5.4.1.3 堆積工事 堆積工事で一般的に使用される機械には、トラック、ブルドーザー（クローラー式）、クレーン、ベルトコンベアなどがある。堆積工事の方法には、多層堆積法、層積法、斜面法、および揚重法などがある。.

多堆積法：まず、ベルトコンベアを用いて鉱石を高さ約6メートルの山に多数積み上げ、その後、ブルドーザーで平らに整地する（図5-10）。 ベルトコンベアによるヒープの造成中には、粒子の分離が起こります。粗粒子はヒープの端へと転がり、表面の鉱石はブルドーザーによって粉砕・圧縮されます。そのため、シアン化物浸出の際には、チャネリングが発生します。 同時に、浸出液が流れるにつれて、鉱石の山の中にスライムが蓄積し、細孔を容易に詰まらせてしまいます。これにより、浸出液が鉱石の山内部から浸透しにくくなり、代わりに山の端にある粗粒の領域を通って流れることになります。 場合によっては、これが鉱石堆積物の斜面を洗い流すことさえあり、その結果、浸出が不均一になり、金の回収率が低下することになる。.

図5-10 多層杭工法

多層法：トラックやローダーを用いて鉱石を積み上げ、1層ずつ積み重ねた後、ブルドーザーで整地する。 所望の積み上げ高さに達するまで、層ごとに積み上げを続ける（図5-11）。この方法により、粒度分離を低減し、積み上げられた鉱石中の粒子をより均一にすることができる。しかし、各層の鉱石はトラックやブルドーザーによって砕かれ、圧縮されるため、積み上げられた鉱石の透水性が低下する可能性がある。.

図5-11、多層杭工法

スロープ法：まず、大型トラックが鉱石を運搬できるよう、廃石を用いてスロープ状の運搬道路を建設する。 斜面は鉱石山より0.6～0.9メートル高くなっています。トラックは浸出処理する鉱石を斜面の両側に降ろし、その後、ブルドーザーを使って側面を平らにします（図5-12）。 この方法では、トラックによって鉱石が粉砕されたり圧縮されたりすることはなく、ブルドーザーの加圧もトラックよりも弱いため、鉱石堆積物の多孔率への影響は少なくなります。 鉱石山の完成後、廃石の斜面を平らにし、リッパーを使用して廃石をほぐします。この積上げ法では、比較的均一な空隙率を持つ鉱石山を得ることができますが、より広い面積を必要とします。.

図5-12 斜面の造成方法

積み上げ方法：ブリッジクレーンを使用して鉱石を積み上げ、電動レーキを使用して平らにする。 この方法では、鉱石運搬機械による鉱石堆積の締固めが不要となるため、透水性が向上し、浸出液が鉱石堆積物をより均一に通過できるようになり、浸出効率の向上につながります。しかし、この方法ではクレーン用レールの設置が必要となるため、インフラ投資額が増加し、鉱石堆積物の造成に時間がかかります。.

5.4.1.4 – 浸透および洗浄

鉱石山が造成された後、飽和石灰水で洗浄することができます。洗浄液のpH値が10に近づいたら、シアン化物溶液を注入して浸透させます。 シアン化物浸出剤は、地下の配管を通じて鉱石山の表面にある分岐管まで送られ、そこから噴霧器を介して鉱石山の表面に均一に噴霧される。これにより、鉱石山全体に均一に浸透し、金や銀の浸出が行われる。一般的に使用される噴霧器には、スインガー、ジェット噴霧器、ドリップ噴霧器などがある。 噴霧器は、構造が単純で、保守が容易であり、噴霧半径が大きく、均一な噴霧が可能であることが求められる。 噴霧粒子は、蒸発や熱損失を抑えるために比較的粗いものであるべきである。浸出プロセスでは、均一かつ安定した溶液供給を目指すべきであり、噴霧率は通常1.4～3.4 ml/m²・sの範囲である。.

シアン化物によるヒープリーチング後の溶液は、真水で数回洗浄する必要があります。時間が許す場合は、洗浄効率を高めるため、各洗浄後に洗浄液を完全に排出し、その後に次の洗浄を行うようにしてください。 洗浄に使用する総水量は、洗浄水の蒸発による損失や尾鉱の含水率などの要因によって異なります。.

5.4.1.5 金および銀の回収 シアン化物によるヒープリーチング（浸透法）から得られる貴金属溶液中の金含有量は比較的低い。 金と銀は、一般的に活性炭吸着法または亜鉛置換法を用いて回収できますが、金と銀の回収率を高めるためには、活性炭吸着法がより一般的に使用されています。通常、金と銀を濃縮するために 4～5 本の活性炭カラムが使用されます。 その後、脱着された貴金属溶液は電解精錬に送られ、電解精錬で得られた金粉末は精錬されて、完成した金製品が得られる。金と銀の除去後、シアン化物濃度とpH値を調整した低品位浸出溶液は、浸透浸出のために鉱石ヒープに戻される。.

ヒープリーチング後の廃石の山は、フロントローダーを用いてトラックに積み込まれ、貯留場へ運ばれて保管されます。その後、ヒープリーチング現場で再積み上げられ、浸透処理が行われることもあります。単回使用を目的としたヒープリーチング現場からの廃石は、搬出する必要がなく、恒久的な廃石の山となります。.

5.4.2 造粒・浸透法によるシアン化物堆積浸出法

浸出対象となる含金鉱石の粒度が細かいほど、金・銀鉱物がより完全に露出され、金・銀の浸出率も高くなります。しかし、粒度が細かいと破砕コストが高くなり、微細鉱石の発生量も増えます。 鉱石中の微細鉱石は、ヒープ浸出にとって極めて有害である。積み上げの過程で粒度分離が生じ、浸透の過程では微細鉱石が液流とともに移動するため、容易にチャネリングを引き起こし、浸出剤が鉱石ヒープを均一に浸透することを妨げてしまう。 鉱石の泥分含有量が高い場合、シアン化物溶液が鉱石山を浸透することができず、ヒープリーチングが不可能となる。.

微細鉱石や粘土質鉱石がヒープリーチングに及ぼす悪影響を克服するため、米国鉱山局は1978年に微細鉱石用の造粒ヒープリーチング技術を開発した。 これにより、微細鉱石（粘土質鉱石を含む）のヒープリーチングが不可能であった状況が一変し、ヒープリーチング技術のさらなる発展が促進された。現在、この技術は米国の金鉱山だけでなく、世界中の他の国の金鉱山でも広く利用されている。.

c：粒状ヒープリーチングでは、低品位の金含有鉱石を-25 mm以下に予備破砕し、金および銀鉱物を遊離または露出させる。 破砕された鉱石は、乾燥鉱石1トンあたり2.3～4.5 kgのポルトランドセメント（普通ポルトランドセメント）と混合され、その後、混合物は水または濃シアン化物溶液で湿潤され、含水率8%～16%となるように調整される。 湿潤させた混合物を機械的にタンブリングして球状のペレットを形成する。8時間以上固化させた後、シアン化物によるヒープリーチングを行うためにヒープに送られる。 堆積体の形成および浸出方法は、従来のヒープリーチングと同様である。結合材として石灰またはセメントを用いた広範な比較実験が行われた。実験の結果、セメントは石灰よりも優れていることが示された。結合材として2.3～4.5 kg/tのセメントを添加すると、多孔率が高く、透水性の良い比較的安定した凝集体が得られる。 浸出中、鉱物粉末は移動せず、チャネリングも発生せず、追加の保護用アルカリも不要である。セメントの加水分解は5時間以内に始まるため、,

これは、鉱石中の粘土質ケイ酸塩鉱物と反応して、強固で多孔質の橋のようなケイ酸カルシウム水和物を大量に生成し、凝集体に十分な強度と多孔性を与えることで、シアン化物溶液が鉱石堆積物に浸透して浸出することを可能にする。 セメント系結合剤によって生成された凝集体は、固化後、ヒープリーチング工程でシアン化物溶液に接触してもひび割れが生じない。また、酸化マグネシウム、焼結ドロマイト、および焙焼塩化カルシウムを結合剤として用いた実験も行われている。 実験の結果、焼成ドロマイトおよび塩化カルシウムは有効な結合剤ではないことが判明した。鉱石山にシアン化物溶液を添加すると、凝集塊は急速に崩壊し、微細粒子の移動やチャネリングを引き起こし、ヒープリーチング作業の円滑な進行に支障をきたす。 酸化マグネシウムは低品位の粘土質金鉱石に対して強い結合効果を示し、微細粒子の移動を抑制できるが、形成される凝集塊が大きすぎてチャネリングを起こしやすい。したがって、造粒式ヒープリーチングには、通常のケイ酸塩セメントが最適な結合剤であり、次いで石灰が適している。.

造粒における結合剤の役割は、微細な鉱石の凝集を促進し、固化後の凝集体の強度を高めることです。 したがって、結合剤の量は極めて重要であり、その量は結合剤の種類、鉱石の粒度分布、鉱石の種類、およびその酸性度やアルカリ度に関係しており、一般的には実験によって決定されます。 結合剤の量が少なすぎると、たとえ得られた凝集塊が十分に固化していたとしても、高強度の凝集塊を得ることは困難であり、浸出液によるさらなる湿潤作用によって浸出工程中に凝集塊が崩壊し、鉱石堆の透水性が低下してしまいます。 結合剤の投与量が多すぎると、得られた凝集塊が強すぎて硬く、密度が高くなり、透水性が低下して金や銀の浸出が妨げられる。.

鉱石とセメントの混合物は、水またはシアン化物溶液で湿潤させることができる。実験によると、湿潤剤としてシアン化物溶液を使用する方が有利であることが示されている。シアン化物溶液は、鉱石と結合剤の混合物を湿潤させるだけでなく、鉱石を予備浸出させるため、浸出サイクルを短縮し、金の浸出率を高めることができる。 湿潤剤の添加量は、鉱石の粒度分布、含水率、および結合剤の種類に関係する。湿潤剤が少なすぎると微細な鉱石凝集塊を形成するのに不十分であり、多すぎると凝集塊の多孔性が低下する。 理想的な湿潤剤の添加量は、混合物の含水率を8%～16%にするものである。.

湿潤剤で湿潤された後、鉱石と結合剤の混合物は凝集工程に送られる。 現在、工業的には、マルチベルトコンベア法とドラム造粒法の 2 つの造粒法が使用されています。マルチベルトコンベア造粒法では、各ベルトコンベアの排出端に混合ロッドを設置し、濃縮シアン化物溶液、微細鉱石、セメントを均一に混合して、所望の粒子を形成します（図 5-13）。 ドラム造粒法では、鉱石と微細鉱石の混合物を回転ドラムに供給し、そこに濃シアン化ナトリウム溶液を噴霧します。ドラムの回転により、微細鉱石、セメント、およびシアン化ナトリウム溶液が均一に混合され、所望の粒子が形成されます（図 5-14）。.

図5-13 マルチベルトコンベヤの造粒方法

図5-14 ドラム造粒法。得られた造粒物は、室温で少なくとも8時間かけて固化させる。固化中、造粒物は一定の含水率を維持しなければならない。造粒物が乾燥しすぎると、内部での加水分解反応が停止し、水に触れると局所的に崩れてしまう。 したがって、強固で崩れない造粒を得るためには、固化中に一定の湿度を維持することが不可欠である。固化は、造粒後に別途行うことも、ヒープリーチングの過程で行うこともできる。.

造粒式ヒープリーチング工程では、結合剤としてセメントが使用されるため、シアン化物溶液を用いて浸出を行う際に追加の保護用アルカリを必要とせず、浸出液のpH値を約11に維持することができる。.

実験および生産実務によれば、微細粒鉱石の造粒および固化に通常のケイ酸塩セメント、水、または濃シアン化物溶液を使用することで、鉱石ヒープを通る浸出試薬の流速を大幅に高めることができることが示されている。 従来のヒープリーチングと比較して、このプロセスには以下の大きな利点がある：(1) 粘土分や微細鉱石の含有量が高い微細粒鉱石や、シアン化処理に適した低品位の微細粒金鉱石を処理できる； (2) 微細粒の金鉱石は、選別を行うことなく直接造粒・ヒープ浸出されるため、ヒープを通る浸出剤の流量を大幅に増加させ、浸出サイクルを短縮できる； (3) ヒープ形成時の粒度分離が解消されるため、浸出時のチャネリングを大幅に低減でき、浸出剤がヒープ全体を均一に通過できるようになる。さらに、鉱石の粒度は従来のヒープ浸出よりも細かいため、金の浸出率が大幅に向上する； (4) 凝集体の多孔性により、ヒープ全体の通気性が向上し、溶液中の溶存酸素濃度を高め、金の溶解を促進することができる； (5) 凝集塊はヒープの透水性を向上させるため、ヒープの高さを適切に増やすことができ、鉱石単位当たりの前処理用ライナーコストを削減し、占有床面積を縮小できる； (6) 凝集体の多孔性により、浸出後の残留シアン化物浸出液をより徹底的に洗い流すことができる；(7) 凝集体は微細な鉱石を固定し、粉塵含有量を抑制するため、環境面でのメリットが大きい。.

シアン化物を用いたヒープリーチングに影響を与える主な要因 金鉱石がヒープリーチングに適しているかどうかは、一連の要因によって決まります。 工業生産に先立ち、その鉱石がヒープリーチングに適しているかどうか、また最適なプロセスパラメータを決定するために、多くの場合、実現可能性調査が必要となる。金含有鉱石のヒープリーチングへの適合性は、鉱石の種類、鉱物組成、化学組成、構造、埋蔵量、品位などの要因に関係している。 ヒープリーチングに適した鉱石は、十分な透水性、高い空隙率、緩やかで多孔質の構造、シアン化物に有害な不純物の含有量が少なく、微細な金粒子の表面が清浄で、泥分の含有量が少ないものでなければなりません。ヒープリーチングに適したプロセスパラメータを決定するには、実験室試験およびスケールアップ試験を実施し、最適な粒子径、 シアン化物浸出剤の濃度、浸出剤の消費量、必要な飽和溶液の体積、保護用アルカリの種類・濃度・消費量、溶液の噴霧方法、流量、浸出時間、洗浄液の体積、洗浄回数および洗浄時間、ならびに溶液中の酸素含有量を決定する必要がある。 また、設計においては、ヒープの大きさ、ヒープ浸出サイトの立地、路盤材、ポンプおよび貯蔵タンクの設置場所、高架タンクの設置場所についても考慮すべきである。ヒープ浸出サイトの立地を適切に選定し、有利な地形を活用することで、インフラ投資を大幅に削減することができる。.

5.4.4 ヒープリーチングの適用例 1986年時点で、米国では17の鉱山（小規模なヒープリーチング施設を除く）が金含有鉱石の処理にヒープリーチングを採用しており、10の鉱山では、以前に地下で採掘された廃棄脈石の処理にヒープリーチングを採用していた。 ヒープリーチングによって処理された鉱石の大部分は、露天掘り鉱山で採掘された地表の酸化鉱石であり、ごく一部は地下で採掘された一次金鉱石でした。 ネバダ州ガーデンヒル近郊にあるスモーキーバレー金鉱山は、2年間のインフラ建設を経て1977年に生産を開始し、その年に1.152トンの金を生産した。現在、140人を雇用しており、年間生産量は金1.71トン、銀0.98トンと予測されている。 鉱石の年間平均金含有量は1.03 g/t、銀含有量は2.18 g/tである。シアン化物によるヒープリーチング法が採用されており、金の回収率は86%である。 露天掘りで採掘された鉱石は、1066 mm × 1651 mmのコーンクラッシャーで178 mmに破砕され、次にφ2100 mmの標準コーンクラッシャーで50 mmに、最後にヒープリーチング用のショートコーンクラッシャーで-9.5 mmに破砕される。 堆積浸出現場全体は、640 m × 86 mの長方形の区域である。.

基礎層の厚さは178 mmで、その下にはゴムシートとアスファルトで構成された厚さ50 mmの防水層があり、その上にさらにアスファルト層が敷設されている。鉱石の微粉で造成された搬送道路は、アスファルト路面より660 mm高くなっている。 敷地全体は5つのヒープリーチングフィールドに分割されており、各フィールドは片側と一端に向かって傾斜しており、各フィールドで45,000トンの鉱石を浸出処理することができます。 操業中は、4つのフィールドで浸出が行われ、1つの鉱石ヒープでは、洗浄、スラグ除去、およびヒープの積み上げが行われます。この作業には約5日間かかります。 浸出剤には 0.045% の NaCN および 0.04% の CaO が含まれており、主管と 4 本のプラスチックパイプを介して各鉱石ヒープに供給される。 各プラスチックパイプには、12メートルごとにバグダッド式噴霧器が設置されている。噴霧器は長さ228 mm、直径6.35 mmの医療用チューブでできており、噴霧半径は9メートルである。 各鉱石山には約84個のノズルが設置されており、供給率は2.7～3.4 ml/m²・s、散布面積は116 m²、散布量は1時間あたり約1500リットルである。 浸出サイクルは27日間である。浸出プロセス中は、浸出液中の金含有量を毎日監視する。金含有量が所定の値を下回った場合、浸出剤の供給を停止し、2日間、清浄な水で溶液を洗浄する。 浸出処理された廃石は、2台の積載機と5台の15トントラックを用いて廃石堆積場へ搬送される。廃石堆積場はヒープ浸出現場に隣接しており、各ヒープは48時間以内に搬送が可能である。 アスファルトクッション層を保護するため、積み下ろし時にはヒープの底部に厚さ0.2～0.25メートルの廃石層を残しておく必要がある。ヒープ浸出場の底には、クッション層の不透水性を確認するための深井戸が設置されており、定期的にサンプルを採取して試験を行っている。 ヒープリーチングから得られた貴金属含有液は、タービンポンプを用いて吸着・脱着・活性化作業場へ送られる。この液体は直列に接続された5つの活性炭吸着槽を通過し、金・銀含有量が約7.775 kg/トンとなる金担持炭が生成される。貴金属含有液と活性炭は向流方式で吸着される。 毎日、タンク1から1トンの金含有活性炭を取り出して脱着を行い、タンク5には1トンの新しい活性炭が追加される。吸着後、残液のシアン化ナトリウムおよび石灰濃度を調整し、再利用のためにヒープリーチング現場に戻される。 金含有活性炭は、0.1%のNaCNおよび1%のNaOHを含む溶液を用いて、85°Cで72時間脱着処理される。脱着された活性炭は、600°Cの間接加熱式回転キルンで再生される。 再生された活性炭は、硝酸で洗浄して炭酸カルシウムを除去した後、吸着工程に戻される。脱着から得られた貴金属溶液は、3つの電解槽に送られ、電着処理が行われ、陰極で金が回収される。.

米国コロラド州南部に位置するサミットビル金鉱山は、100年以上の歴史を持つ大規模な露天掘り・ヒープリーチング方式の金採掘施設である。鉱石中の金含有量は1.2 g/t、廃石中の金含有量は0.3 g/tである。 鉱体は約8キロメートルにわたって連続しており、その3分の2が珪質マグネシア、3分の1が粘土質シルトで構成されている。露天掘りで採掘された珪質塊鉱石と粘土質細粒鉱石は、それぞれ別の粗選ビンへと搬送される。 塊状鉱石は、処理能力1200トン/時の大型ジャイレータ式破砕機（1260 mm × 2100 mm）で破砕される。排出された鉱石は振動スクリーン（開口径30 mm）で選別される。オーバーサイズ分はφ2100 mmのコーンクラッシャーに送られる。 破砕された鉱石は、-30 mmスクリーンからの下限サイズ製品と混合され、中間破砕ビンに送られる。中間破砕ビンに入る前に、一定量の石灰が添加される。粘土質の微細鉱石は別のビンに送られ、75 mmの振動スクリーンで選別される。 下限サイズ以下の製品にはセメントが添加され、水が噴霧された後、ペレット用コンベアベルトを介してペレット化ビンへ送られる。上限サイズを超える製品はジョークラッシャーで破砕され、その後、塊鉱石システムと並行して設置された別のφ2100 mmコーンクラッシャーへ送られる。破砕された鉱石はその後、鉱石ビンに入る。 中間破砕機の処理能力は750トン/時であり、2台の破砕機を合わせると処理能力は1500トン/時となる。破砕後の鉱石は、大型ダンプトラックによってヒープ浸出現場へ運ばれ、ヒープの構築に用いられた。 ヒープは谷埋め工法を用いて構築され、その占有面積は1986年の0.1平方キロメートル（25エーカー）から、1987年には0.43平方キロメートル（106エーカー）へと拡大した。 浸透防止対策としては、まず地面を平らにし、ロードローラーで締固め、粘土を敷いて再度締固め、次に細砂を敷き、その上に厚さ3 mmの高強度ポリエチレンシートを敷き、最後に鉱石がポリエチレンシートを突き破るのを防ぐため、人工フェルトの層を敷いた。 この浸透防止層は、構造的に堅固で、漏水防止性があり、耐荷重性にも優れていた。堆積物の造成には、100トンのダンプトラックとブルドーザーが使用された。 塊鉱石の山の高さに制限はなかったが、粒状鉱石の山の高さは一般的に4.57メートルを超えなかった。希釈したシアン化ナトリウム溶液は、調製室から鉱石の山の上に敷設された蛇行状のパイプへとポンプで送られた。 この溶液はパイプの小さな隙間から噴霧され、堆積物の頂部から底部へと均一に浸透した後、金抽出プラントへと送られた。この地域の降雨量は少なく、24時間体制での噴霧が可能である。冬は寒く雪が多いため、生産期間はわずか6ヶ月に制限される。 塊状鉱石の山への散布率は2.72 ml/m²・s、粒状鉱石の山への散布率は1.7 ml/m²・sである。シアン化ナトリウムの消費量は0.032 kg/トンであり、pHは石灰を用いて10.5に調整される。 金抽出プラントには、活性炭吸着塔5基、金含有活性炭の脱着用加圧加熱装置、亜鉛粉末交換装置、金精錬炉、および活性炭再生窯が設置されている。すべての装置は配管で接続され、各種計量機器によって制御されている。プラントは無臭であり、生産要員もごく少数である。 5基の活性炭吸着塔は直列に接続されている。濃度の低い溶液は、適量のシアン化ナトリウムと石灰を添加した後、浸出のために鉱石山に戻される。金を含有した活性炭は、苛性シアン化ナトリウム溶液を用いて加熱・加圧下で脱着される。 貴金属溶液は亜鉛粉末による置換処理に送られ、ろ過されて金泥が得られた後、ガス焚き金精錬炉に送られ、金精錬が行われる。 脱着された活性炭は再生され、再利用のために戻される。この金抽出システムでは120人が従事しており、年間6ヶ月、週7日、1日1シフト、1シフトあたり11時間勤務している。 1986年には300万トンの鉱石を処理し、1987年には1,600万トンの鉱石を処理して、年間4トンの金を生産する見込みでした。 ヒープリーチングの浸出率は80%～85%、総回収率は70%～75%であった。.

米国のいくつかの金・銀鉱山におけるヒープリーチング操業の技術的・経済的指標を表5-8に示す。.

表5-8の続き

わが国には、比較的豊富な低品位の金鉱石資源があり、鉱石の種類も多様で、分布範囲も広い。一部の鉱床では金品位が高いものの、埋蔵量が少なく、機械化された採掘や選鉱が困難である。 したがって、低コストのヒープリーチングを用いてこれらの金資源を回収することは、現実的な選択肢である。1980年代初頭以来、わが国では、浸透型シアン化物ヒープリーチング法を用いて、関連鉱床の鉱石に対するリーチングの実現可能性試験を実施してきた。 これまでに、かなりの数の従来のヒープリーチングプラントと、いくつかの造粒式ヒープリーチングプラントが建設され、良好な経済的利益を達成している。例えば、河南省では10数カ所のヒープリーチングプラントが建設されており、通常、1ヒープあたりの鉱石量は1200～1500トンである。 各ヒープ浸出プラントは、年に2～3回ヒープを積み上げることができ、ヒープの構築、散布、洗浄、および荷下ろしのサイクルには約3ヶ月かかります。 その多くは仮設のヒープリーチング場を利用している。敷地を平らにして締固めた後、勾配0.5%～8%の基礎を築き、その上にポリエチレンフィルムを2層、さらにタール紙を1層敷き、漏出がないようにする。 セメント製の土台はひび割れや漏出が生じやすいため、ヒープリーチングエリアの周囲には排水溝を建設する必要があります。鉱石ヒープの底部に、厚さ 0.2～0.3 メートルの粗粒で低品位の鉱石層を手作業で敷き詰め、その後、トラックを使用してヒープを構築し、作業員が表面を平らにします。 建設中は、微細な鉱石と塊状の鉱石を層状に積み上げ、泥分が多い微細な鉱石を底部に、粗い塊状の鉱石を上部に配置します。 建設中は、鉱石の締固めを避けるべきである。鉱石ヒープの泥分が多い場合は、浸出出口付近に大きめの鉱石を積み上げ、それに応じて沈殿池を建設すべきである。 鉱石山が構築された後、まず飽和石灰水で洗浄されます。排水の pH が 10 に近づいたら、シアン化ナトリウムと石灰の混合液を鉱石山に散布します。 浸出剤はパイプラインを通じて搬送され、噴霧器を用いて散布される。噴霧器は、均一な浸出を確保するために、鉱石堆積物の表面（斜面を含む）に浸出剤を均一に噴霧する。 排出される浸出液中の金含有量が3×10⁻⁴%に達すると、高水位タンクに汲み上げられ、活性炭吸着システムに送られる。活性炭吸着システムに入る浸出液は、澄清しておく必要がある。 炭吸着後の低濃度溶液は、シアン化ナトリウムおよび酸化カルシウムの濃度を調整した後、噴霧浸出工程に戻される。炭吸着システムは、直列に接続された4本の吸着塔で構成されており、北京光華木材工場製のGH16-A型活性炭および太原新華化学工場製のZx-15型活性炭が使用されている。 金を含有した活性炭は、5%のNaCNと2%のNaOHの混合液を用いて、95℃の一定温度で2～6時間脱着処理され、その後95℃の熱水で溶出される。溶出液の金含有量は、一般的に300ppmである。 溶出液（貴金属溶液）は冷却・ろ過された後、電解槽に送られ、電解精錬が行われる。金はチタン板陰極（またはスチールウール陰極）上にフレーク状またはフロキュレート状で析出し、これをかき取ってインゴットに精錬される。 金を取り除いた活性炭は再生され、再利用される。電解残渣は、活性炭カラムまたはイオン交換樹脂カラムによって精製され、その後、洗浄水として脱着システムに戻され、19回以上再利用される。 最後に、漂白粉で処理された後、排出される。ヘープリーチング後、鉱石の山は石灰水溶液で洗浄される。この洗浄水は、残留金を回収するために炭素吸着カラムに送られるか、あるいは次の散布用に貯蔵タンクに直接排出される。 洗浄排水中のシアン化ナトリウム濃度が 0.01% 未満で、金が含まれていない場合、鉱石堆積物の表面に適切な量の漂白粉を散布し、排出基準を満たすまで清水で洗浄した後、廃棄鉱石堆積物を撤去することができます。 積み下ろしの際、各層からスラグの試料を採取し、分析および試験を行う必要がある。 わが国の凌湖金鉱山で採掘された高品位鉱石は、全泥シアン化法（CIP法）を用いて抽出される。採掘された低品位鉱石および含金母岩の金品位は約3グラム/トンであり、従来のヒープリーチング法を用いて抽出される。 4つの固定式ヒープリーチング場があり、各場は1,500トンの鉱石を収容できる。通常、1つのヒープはスプレーリーチング用に確保されている。採掘された低品位鉱石および含金母岩は、250×400 mmのジョークラッシャーを用いて50 mmに破砕される。 破砕された鉱石は、トラックを用いて高さ3メートルの正方形の切頭円錐形に積み上げられる。鉱石は飽和石灰水で5～10日間洗浄され、排水のpHを10～11に調整する。 その後、pH=10～11の0.03%～0.05%のNaCNを含む浸出剤を、2.78～5.56 ml/m²・sの流量で50日間、鉱石の山に噴霧する。 金の浸出率は63.76%である。金1タエルの生産コストは約300元であり、そのうち地下採掘および鉱石輸送費が60%を占めている。 老湾金鉱山には4つの採掘区域があり、それらは互いに遠く離れており、そのほとんどが小規模で形状の悪い鉱山であり、鉱石の酸化が激しく、泥分が多い。25×16メートルの恒久的なヒープリーチング場が建設され、砕石コンクリートモルタルが充填され、コンクリートで仕上げられている。 鉱石には40%～50%の微粉が含まれており、ヒープ構築時には底部に高さ2.27メートルまで積み上げられる。ヒープの金含有量を確保するため、混合鉱法が採用されている。 ヒープに投入される原鉱の平均品位は2.24 g/tである。鉱石は比較的酸性であり、浸出液は弱酸性（pH=6）である。洗浄水は少量の苛性ソーダ溶液を添加した飽和石灰水であり、洗浄には15日間を要する。 浸出剤の散布には移動式および固定式の散布機が使用され、散布量は4リットル/時間・トンである。51日間のスプレー浸出後、金の浸出率は75.44%となり、貴金属溶液中の最高金含有量は104 ppmに達した。 吸着には4本の炭素吸着塔が使用され、流速は600リットル/時間である。噴霧浸出後、尾鉱は、使用したシアン化物の16倍の量の漂白粉を用いて処理される。 ヒープ洗浄期間は7日間である。この鉱石における金1タエルあたりのヒープ浸出コストは349元である。.