鉱石の濃縮（重力分離、泡沫浮選、磁気分離）

鉱石の濃縮は金属の抽出における重要なステップです。金属鉱石は通常鉱物として存在し、これらの鉱物を濃縮して金属の量を増やし、さらなる処理を行います。最も一般的に使用される方法は、重力分離、泡沫浮選、磁気分離の3つです。

重力分離

重力分離法は、異なる鉱物の相対密度の違いを利用します。このプロセスは重い鉱物を軽い粒子から分離します。重力分離の一般的な例として、川での金のふるい分けがあります。

上の図では、より密度の高い金は底に沈み、軽い鉱物や岩石は洗い流されます。歴史的に、この方法はゴールドラッシュの際に非常に重要でした。

重力分離のもう一つの例は、通常傾けたテーブルに材料を投入し、通常スラリーの形で振動させて鉱物を分離する方法であるウェットシェイキングテーブルです。密度の違いにより、重い粒子は一方に移動し、軽い粒子は表面にとどまるか反対側に移動します。

泡沫浮選

泡沫浮選は、疎水性物質を親水性物質から選択的に分離するプロセスです。約1世紀にわたり使用されています。この技術では、粉砕された鉱石を水で混ぜてスラリーを作り、そこに気泡を導入します。

このプロセスでは、鉱石をまず粉砕して細かくし、その後パルプ状にして洗剤を加えて鉱石を気泡に付着させます。鉱物が豊富な泡は取り除かれ、不要な材料が残ります。

泡沫浮選では、さまざまな試薬を使用して目的の鉱物を選択的に分離します。キサントゲン酸塩のようなコレクタを追加して鉱物粒子を泡に付着させ、容器の上に浮かび上がらせて回収します。

泡沫浮選は特に銅や鉛、亜鉛の硫化鉱石に役立ちます。この方法の最も大きな使用例は、20世紀半ばの銅ポーフィリー鉱床でのものでした。

磁気分離

磁気分離は、鉱物が磁気特性を持ち、この特性を使って磁性鉱物を非磁性鉱物から分離する原理に基づいています。この方法は、鉱石や不純物が磁性である場合に使用されます。

上のスキームでは、鉱石はコンベアベルトシステムで輸送されます。ベルトが磁気ローラー上を回転すると、磁性粒子がベルトに付着し、慣性や重力により異なる軌道をたどる非磁性粒子から分離されます。

磁気分離はマンガン鉱石、クロム鉱石、海岸砂に含まれるイルメナイト、鉄鉱石の濃縮において冶金産業で広く使用されています。

要するに、鉱石の濃縮は、冶金プロセスの評価、理解、実施における重要な初期ステップです。重力分離、泡沫浮選、磁気分離のいずれであれ、鉱物の物理的特性や化学を利用して、目的の材料を効率的に分離します。

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