金鉱選鉱設備のプロセス案？1日処理能力100トンのCIP選鉱プラントのEPCターンキープロジェクト

1日処理能力100トンの金鉱CIP選鉱プラントは、小規模金鉱山において最も一般的な規模の一つです。50トン級に比べて「プロセスの完全性」という要件が追加される一方で、数百トン規模の選鉱プラントのように十分な投資の余裕があるわけでもありません。設備の仕様を大きめに選べば性能が過剰になり、小さめに選べば生産能力の上限に引っかかりフル稼働できません。また、プロセスルートが間違っていれば、100トンという規模では手直しコストを賄いきれないのです。したがって、1日処理量100トンのCIP選鉱プラントにおける核心的な課題は、「どの設備を購入するか」ではなく、「100トンの処理量に合わせて、プロセス、設備、EPCの範囲を一括して適切に設定すること」にある。本稿では、プロセス案の策定方法、設備の選定方法、EPCターンキー契約の具体化という3つの側面から、日処理量100トンのCIP選鉱プラントの構成ロジックを明確に解説する。

一、まずプロセスを決定する：CIPスキームの前提条件

CIP（炭スラリー法）のプロセスは、破砕→粉砕・分級→濃縮→多槽直列浸出→吸着槽への炭添加→金担持炭の分離→脱吸着・電解→精錬である。このプロセスは、酸化度が比較的高く、金が主に遊離状態で存在し、銅、ヒ素、アンチモン、炭素などの深刻な干渉元素を含まない鉱石に適しています。1日100トンの選鉱プラントにおいて、CIPスキームを決定する前に、以下の3つの事項を完了する必要があります：

第一に、選鉱試験である。代表的な鉱石試料を採取し、化学的多元素分析、金の相分析、および浸出試験を行い、浸出時間、シアン化物濃度、pH、活性炭の使用量などのパラメータを決定する。試験報告書には、設備選定リストと予備予算を添付する必要がある。100トン/日の設備仕様、槽数、設置出力はすべてこのデータに基づいて決定され、経験値に依存してはならない。

第二に、CIPとCILの選択である。CIPは、まず複数の槽を直列に接続して浸出を行い、その後吸着槽で活性炭を添加する方式である。浸出時間がより十分に確保され、段階的な制御もより精密であるため、浸出速度が比較的遅い鉱石や段階的な制御が必要な鉱石に適している。一方、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、投資コストを削減できる。100トン/日の規模において、試験の結果、浸出速度がまずまずであれば、CILも選択肢となり得る。一方、鉱石の浸出動力学が比較的遅い場合は、CIPの方が確実である。選定の根拠は浸出速度曲線であり、単なる勘ではない。

第三に、干渉元素の調査である。ヒ素、炭素、アンチモンを含む鉱石には、CIPを直接適用することはできない。ヒ素はシアンを消費し、炭素は金を奪い、アンチモンは浸出を妨げるため、まず前処理試験（独自の薬剤による前処理、酸化など）を行い、実行可能であることを確認した上でプロセスを決定する必要がある。泥分が多い鉱石については、前処理として鉱石の洗浄・脱泥を行い、浸出パラメータを最適化する必要がある。

二、1日処理量100トンのCIP選鉱プラントの設備構成

CIPプロセスに基づき、1日100トンの選鉱プラントの中核設備構成は以下の通りである：

破砕モジュール：ジョークラッシャーによる粗破砕（原鉱の最大粒度に応じて機種を選定）＋振動フィーダー＋ベルトコンベア。鉱石の硬度が高い場合は、一段のコーンクラッシャーによる細破砕を追加し、「破砕を多く、粉砕を少なく」という原則に従って、粉砕のエネルギー消費を低減する。破砕機およびフィーダーは鋼製フレームに統合可能であり、現場で基礎設置および接続を行う。

粉砕・分級モジュール：小型ボールミル（グリッド型、強制排鉱、過粉砕しにくい）＋スクリュー分級機またはハイドロサイクロンによる閉回路。粉砕細度は試験に基づいて決定する（通常、-200メッシュの割合が65％～80％）。粉砕モジュールは基礎荷重および位置合わせに対する要求が高いため、「設備＋ベース＋局部配管」というモジュール化された形態で納入され、基礎は現場で打設される。

濃縮モジュール：小型高効率濃縮機（または斜管濃縮機）を用い、粉砕・分級工程のオーバーフローを適切な浸出濃度に濃縮し、オーバーフロー水は循環利用する。泥質スラリーには凝集剤添加装置を装備する。

浸出・吸着モジュール（CIPの中核）：多槽直列式浸出槽（撹拌・通気機能付き、100トン/日の場合、通常4～6槽）＋吸着槽（活性炭添加）＋炭分離スクリーン＋炭回収装置＋炭回収ポンプ。CIPの特徴は、浸出完了後に吸着槽へ移送されるため、浸出時間がより十分に確保される点である。このモジュールは配管やバルブが密集しているため、工場での事前統合に最適である。すなわち、浸出槽、吸着槽、配管、バルブ、計器類を拠点内で事前組立・試験を行い、現場では番号に従って設置し、対応する接続を行う。浸出槽の撹拌方式は、鉱漿が槽底に沈殿せず、通気が均一に行われることを保証する必要があり、泥分を含む条件下での底面堆積防止設計は、状況に応じて適切に構成される必要がある。

脱着・電解モジュール： 金担持活性炭は酸洗浄後、脱着カラムに送られる（100トン/日の場合、通常は常温・常圧での脱着が採用され、投資コストが低く操作も簡単である。金担持活性炭の量が多い場合や脱着要件が高い場合は、高温・高圧方式が選択される）。脱着液を電解して金スラッジを得て、これを金溶解炉に送って純金を生産する。このモジュールは、スキッドマウントユニットとして一体的に統合可能です。

濃縮・脱水モジュール：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、精鉱の脱水）、脱水スクリーン、および循環水システムを装備。

配電・制御モジュール：ソフトスタート／インバータ構成により起動電流の衝撃を低減、PLC制御システム、計器類およびケーブルトレイを統合して供給。電力供給が不安定な地域では、ディーゼル発電機セットを主電源または予備電源として統合可能。

現場での施工が必要な部分： 設備基礎、工場建物（または簡易鉄骨構造の屋根付き施設）、一部の長距離配管、尾鉱池／尾鉱乾式排出施設。完全な建築構造施工図は、顧客の現地で資格を有する設計事務所が作成する。

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、上記の主要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、図面に基づきモジュール間のインターフェースを事前に確保することで、「設計図と設備の寸法が合わない」という事態を回避します。100トン/日の規模については、実際の処理量に合わせて設備仕様を正確に調整し、性能過剰な構成は行いません。泥分含有や腐食などの運転条件に対しては、材質や構造のカスタマイズが可能です。

三、EPCターンキー：100トン/日のプロジェクトの範囲と工期

EPCターンキー方式の中核となる原則は、「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モジュール統合、付属資材の統括、現場設置の技術指導、連動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）、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・試運転条件の整備、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：100トン/日のプロジェクトにおいて、国内から多数の作業員を現場に派遣した場合、航空券、ビザ、食費・宿泊費に加え日当が加算されることで、人件費の割合が著しく高くなります。お客様が現地で一般の据付作業員を手配し、当社が派遣したエンジニアが技術指導を行うことで、施工基準を確保しつつ人件費を抑制できます。現地に施工要員が確実にいない場合は、別途フルパッケージ方式について協議し、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： 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・モジュールプレハブ 60～90日 → 物流 30～60日 → 据付・試運転 30～60日。100トン/日のプロジェクトにおいて、プロセス設計の開始から操業開始まで、通常は約6～10ヶ月かかります（物流および現場の状況による）。海外プロジェクトの場合は、通関手続きの余裕として約30日を確保してください。各工程を合理的に組み合わせて総工期を短縮可能――中核となるプロセスパラメータが確定次第、モジュールの製造を開始でき、顧客は並行して「三通一平」および基礎工事を進めることができます。

GoldProcessingPlantは強制的なパッケージ契約ではありません：選鉱試験のみ、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の調達のみ、エンジニアによる現場での試運転のみ、あるいはEPCによるターンキー方式での一括請負も可能です。事前の試験費および設計費は、後日設備またはEPC契約を締結する際に全額相殺可能です。

四、品質保証：100トン規模の小規模プラントでも、指標は契約書に明記

100トン/日の小規模プラントであっても、回収率の指標は曖昧にしてはなりません。GoldProcessingPlantは以下を約束します：回収率の指標は鉱石の特性と試験データ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、期間中の設備の品質問題については無料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、継続的に顧客と共に調整を行います。

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及び、処理規模は30～5000トン/日です。100トン/日の選鉱プラントは、大規模プラントと同一の設計ロジックとプロセス基準を採用しており、違いは設備の仕様のみです。

1日処理量100トンのCIP選鉱プラントのEPCターンキープロジェクトにおいて、核心となるのは「安価な設備一式を購入すること」ではなく、「100トンの処理量に基づき、試験、プロセス、モジュール、設備、責任を一括して最適に組み合わせること」です。 試験がプロセスを決定し、プロセスがモジュールを決定し、モジュールが設備を決定し、EPCが責任を決定する。GoldProcessingPlant――まず鉱石を理解し、その上で設備を選定する。