泥を含む金鉱石の処理・選鉱計画はどのように決定すべきか？CIP/CILプロセスを採用した1日あたり1000トンの処理能力を持つ選鉱プラントのEPCターンキープロジェクト

泥を含む金鉱石は、選鉱プラント建設において最も「見誤りやすい」鉱石の一種です。サンプリング時には品位が良好に見えても、操業を開始するとすぐに問題点が露呈します。スラリーが粘りすぎて撹拌できず、濃密機のオーバーフローが濁り、活性炭が泥で覆われて吸着率が急激に低下します。CIP/CILの全工程を導入しているにもかかわらず、回収率は70～80％で頭打ちになってしまいます。問題はシアン化処理プロセスそのものにあるのではなく、「泥」を適切に処理せずに急いで浸出システムに送り込んでしまった点にある。1日あたり1000トン（1日処理量約1000トン）の選鉱プラントは決して小規模なものではなく、一つの工程で配置ミスがあれば、投資の無駄や操業停止による損失が拡大してしまう。本稿では、泥を含む金鉱石の「泥害」のメカニズムから解説し、1日あたり1000トンのCIP/CIL選鉱プラントにおいて、どのように計画を策定し、設備を配置し、EPCの範囲をどのように定めるべきかを明確に説明する。

一、泥を含む金鉱石の「泥害」は、一体どこに問題があるのか

泥を含む金鉱石には粘土鉱物（モンモリロナイト、カオリン、イリサイトなど）が多く含まれており、シアン化物による金抽出システムに対して全工程にわたって悪影響を及ぼします：

スラリーのレオロジー特性の悪化。粘土が吸水して膨張すると、スラリーの見かけの粘度が著しく上昇し、浸出槽内の撹拌デッドゾーンが増加する。これにより、シアン化物と溶存酸素の分布が不均一になり、浸出動力学が悪化して浸出時間が長引く。処理量1,000トン/日の場合、この損失は極めて顕著である。

泥膜による被覆と吸着による干渉。微細な泥が金粒子の表面を被覆して泥膜を形成し、金シアン化物錯体の溶出を阻害する。また、粘土は比表面積が大きいため、すでに溶解した金シアン化物錯体を吸着し、「溶解済み金」の二次的な損失を引き起こす。

固液分離の困難。鉱漿の沈降が遅く、圧縮性が悪いため、濃密機のオーバーフローが濁り、洗浄効率が低下し、貴金属液の澄明度が基準に達せず、後工程の活性炭吸着や亜鉛粉置換の効果が大幅に損なわれる。

活性炭の中毒。微細な泥や有機物が活性炭の細孔を塞ぎ、吸着サイトを覆うため、金保持容量が低下する。また、泥質物が鉱漿とともに脱吸電解システムに流入し、脱吸効率や金泥の品質に影響を及ぼす。

設備の摩耗と閉塞。 泥分を含む鉱漿は、ポンプ、配管、バルブに対する摩耗や閉塞のリスクを高め、停止して清掃する頻度が増加する。

したがって、泥を含む金鉱石のCIP/CILプロセスにおいては、順序として「まず泥処理、次に浸出、パラメータ管理、吸着の安定化」という順序が必須である。1日1,000トンの規模において、泥処理工程が適切に行われない場合、その後のすべての設備が泥による影響のツケを払うことになる。

二、1日1000トンの含泥金鉱石に対するソリューションの枠組み

第一段階：鉱石洗浄と脱泥の強化。破砕後、粉砕前の工程に鉱石洗浄作業を設け、ドラム式洗浄機またはスクリュー式洗浄機を用いて粘土を鉱石から剥離・分散させ、ドラムスクリーンまたは高周波振動スクリーンと組み合わせて脱泥・分級を行う。除去された微細な泥は、金含有品位に応じて分流する。低品位の微細な泥は直接尾鉱処理システムに送り、薬剤の無駄な消費を防ぐ。高品位の微細な泥は個別に濃縮した後、浸出システムに合流させ、金が泥とともに流失するのを防ぐ。このステップは、含泥金鉱処理計画の基盤となる。

第二段階：粉砕細度は解離度に基づいて決定し、過度の粉砕による泥化を回避する。泥含有鉱石はもともと泥質含有量が高いため、粉砕段階で過度に細かく粉砕すると、事態をさらに悪化させるだけである。試験を通じて、金の解離度と泥化抑制の両立を図る粉砕細度を決定し、格子型ボールミルなど、強制排鉱が可能で過粉砕になりにくい構成を採用する。さらに、ハイドロサイクロンによる分級を組み合わせ、すでに解離した微粒子を速やかに分離することで、繰り返しの粉砕を削減する。

ステップ3：CILかCIPかは、浸出速度に基づいて決定する。泥分を含む金鉱石の浸出速度は往々にして遅いため、CIPではまず複数の槽を直列に接続して浸出を行い、その後吸着槽へ送ることで、より十分な浸出時間を確保でき、浸出動力学の悪い鉱石に対してもより確実である。もし泥分処理が適切に行われ、スラリー条件が改善された後に浸出速度が許容範囲内であれば、CILは浸出と吸着を同時に行い、槽数が少なく、プロセスがコンパクトであるため、1000トン/日の規模では投資コストを削減できる。選定の根拠は浸出速度曲線の試験データであり、定型的なテンプレートに当てはめるものではない。

第4ステップ：浸出・吸着パラメータの最適化。pHを10～11に制御し、シアン化物の揮発による損失を防ぐ。シアン化物は段階的に添加し、実際の消費量に応じて濃度を調整する。浸出槽では通気と撹拌強度を確保し、泥を含む条件下では撹拌方式と底面固着防止設計を状況に応じて適切に設定する；活性炭は逆流移動させ、段階的に添加し、定期的に金吸着容量を検査して適時に交換し、「炭中毒」を防止する。

第5ステップ：濃縮・洗浄および貴液の清澄化。 高効率濃縮機を設置し（必要に応じて凝集剤を添加）、洗浄効率を確保する。吸着または置換工程に入る貴液は必ず澄明でなければならない。浮遊物質が多すぎると、活性炭の容量や亜鉛粉を大量に消費してしまう。尾鉱はフィルタープレスで乾燥排出し、環境保護要件を満たすとともに、プロセス用水を回収する。

特殊な状況：鉱区の粘土含有量が極めて高く、撹拌浸出の安定運転が困難な場合、あるいは鉱石の品位が低く鉱区が分散している場合は、造粒堆浸を検討する――破砕後にセメントまたは石灰を添加して造粒し、浸透性を改善する。防漏底床上に散水して浸出を行い、浸出期間は30～90日とする。堆浸を採用するかどうかは、カラム浸出試験による検証を経て決定する必要がある。

三、1000トン/日のCIP/CIL選鉱プラントの設備構成

鉱石洗浄・脱泥工程： ドラム式鉱石洗浄機／スクリュー式鉱石洗浄機、ドラムスクリーン、高周波振動スクリーン、ハイドロサイクロン（分級／脱泥／濃縮）、凝集剤添加装置。

破砕・粉砕工程： ジョークラッシャーによる粗破砕、コーンクラッシャーによる中・細破砕、グリッド型ボールミル＋ハイドロサイクロンまたはスクリュー分級機による閉回路粉砕。

浸出・吸着工程： 多槽直列浸出槽（撹拌・通気機能付き）、二重インペラ式高効率炭浸槽（CIL）、活性炭吸着システム、炭分離スクリーン、炭回収装置、炭回収ポンプ；泥分を含む条件下における浸出槽の撹拌方式、通気方式、および底面固着防止構造は、状況に応じて適切に設計する必要がある。

脱着・電解工程：常温常圧または高温高圧の脱着カラム、電解槽、金溶融炉。スキッド式ユニットとして統合可能。

濃縮・脱水工程： 高効率濃縮機、プレート・フレーム式フィルタープレス（尾鉱の乾式排出）、脱水スクリーン。

補助システム：スラリーポンプ、清水ポンプ、循環水システム、配電・制御システム（ソフトスタート／インバータ、電圧安定装置）；海外プロジェクトでは、電力供給の不安定さに対応するため、ディーゼル発電機セットを統合可能。

GoldProcessingPlantは山東省と江西省に2つの自社製造拠点を有しており、上記の中核設備は自社製造しています。プロセスエンジニアと機械エンジニアが同一チームで連携し、設備はプロセス図面に基づいて製造されるため、インターフェースの整合性と生産能力の最適化が図られています。泥分を含む条件や酸性浸出環境に対応するため、設備の材質、撹拌構造、モーター出力について特注仕様でのカスタマイズが可能です。

4. EPCターンキー：1,000トン/日のプロジェクトの範囲と工期

1,000トン/日の選鉱プラントのEPCターンキー方式における中核原則は、「当社が責任を負う部分は一貫して担当し、顧客の協力が必要な部分については事前に説明を行う」ことです：

当社の責任範囲： プロセス設計および技術案（鉱石特性分析、プロセス決定、薬剤処方）、エンジニアリング設計および図面（現場配置図、設備配置図、土木条件図）、中核設備の製造および関連機器の供給、現場設置の技術指導、試運転および要員研修、アフターサービスおよび予備部品の供給。

顧客の担当範囲： 土木工事（土木条件図に基づき実施。建築構造の施工図一式は、現地の有資格設計事務所が作成）、現地設置作業員の手配（当社のエンジニアが現場で設置方法を指導）、現場の「三通一平」および吊り上げ・試運転条件、現地法規制への準拠手続き。

このような役割分担の経済的根拠：中国から多数の作業員を海外現場に派遣する場合、航空券、ビザ、宿泊費に加え高額な日当が建設コストを著しく押し上げます。一方、顧客が現地で一般の設置作業員を手配し、当社がエンジニアを派遣して技術指導を行うことで、施工基準を確保しつつ、人件費を大幅に削減できます。現地に施工能力が全くない場合は、別途、一括請負案について協議し、契約書に明記することができます。

プロジェクト期間の目安： 一般的な金鉱山プロジェクトの場合、プロセス設計の開始から操業開始まで約8～15ヶ月――プロセス設計・機種選定・見積もり7～15日、施工図面20～30日、設備製造60～120日、物流30～60日、据付・試運転60～150日。泥を含む金鉱山の場合、鉱石の洗浄・脱泥工程や浸出パラメータの調整に高い精度が求められるため、試験および調整のための余裕期間を十分に確保することを推奨します。海外プロジェクトでは、通関手続きの余裕期間（約30日）を必ず確保してください。各工程を合理的に組み込むことで、総工期を短縮することが可能です。

五、提携方式と品質保証

GoldProcessingPlantは強制的なパッケージ販売を行いません：選鉱試験およびプロセス検証（鉱石洗浄・脱泥試験、CIL/CIP比較試験、沈降性能試験を含む）のみ、プロセス設計または施工図面の購入のみ、単体または一式の設備調達のみ、エンジニアによる現場調整のみ、あるいはEPCによるターンキー方式での一括請負など、柔軟な対応が可能です。初期の試験費用および設計費用は、後日締結される設備またはEPC契約において全額相殺可能です。

品質保証について：当社はISO9001品質マネジメントシステムを運用しており、製品はCE認証を取得しています。年間生産能力は500台セットを超え、プロジェクトはアフリカ、南米、中央アジア、東南アジアなどの主要な金鉱産地に広がり、処理規模は30～5000トン/日です。回収率の指標は鉱石の特性とプロセス条件に基づいて設定され、試運転の目標は契約書に明記されます。また、同一の鉱石源および同一の操作条件に基づき、合理的な検収基準を定めます。保証期間は12ヶ月で、期間内の設備の品質問題については無償で部品を交換します。期間満了後も長期にわたり部品を供給し、プロセスの最適化に関する提案を行います——鉱石の性質の変化、薬剤コストの変動、回収率の変動などに対し、当社は継続的に調整をサポートします。

泥を含む金鉱石1,000トン/日のCIP/CIL選鉱プラントにおいて、提案の核心は槽の大きさではなく、泥処理の順序にあります。EPCが担うのは単なる設備リストではなく、鉱石サンプルから金出荷に至るまでの責任の連鎖です。GoldProcessingPlant――まず鉱石を理解し、その上で設備を選定します。