炭素質金鉱石の塩化前処理選鉱プロセスおよび計画：「金奪取」効果を解消し、処理困難な鉱石を利益源に変える

1. 炭素質物質が溶解した金を吸着する。

鉱石中の黒鉛、活性炭質、腐植酸などの炭素質物質は、活性炭と同様の吸着性能を有している。シアン化物浸出プロセスにおいて、金は金シアン錯体として溶解し溶液中に入るが、炭素質物質がこれらの溶解した金を再び固相に吸着させてしまうため、「浸出はされるが回収できない」という現象が生じる。

2. 炭素質物質の種類によって前処理の難易度が決まる。

炭素質物質によって「金奪取」能力には大きな差がある。活性炭質の吸着能力が最も強く、次いで黒鉛、腐植酸類は比較的弱い。前処理方法の選択は、炭素質物質の含有量および存在形態によって決まる。

3. ヒ素や硫黄と共生することが多く、処理を困難にする要因が重なる。

炭素質金鉱は、ヒ素を含む黄鉄鉱や毒砂などと共生することが多く、ヒ素が金を包み込み、炭素が溶解した金を再び吸着してしまう。この二重の干渉により、従来のシアン化物浸出率は極めて低く、薬剤はすべて無駄になってしまう。

4. 従来のプロセスによる直接浸出は経済性が低い。

前処理を行わずに直接シアン化処理を行うと、浸出率が低いだけでなく、シアン化物の消費量も多くなり、採算が合わない。浸出前に炭素質物質を「不活性化」または除去し、金奪取効果を排除しなければならない。

1. 酸化により炭素質物質の表面活性を破壊する。

塩素化剤（次亜塩素酸ナトリウム、塩素ガスなど）は強い酸化性を持ち、炭素質物質表面の活性吸着サイトを酸化し、その吸着容量を低下させます。処理後の炭素質物質の「金奪取」能力は大幅に低下します。

2. 炭素質物質に選択的に作用し、金への悪影響を低減する。

前処理プロセスでは、薬剤の投与量と反応条件を適切に制御し、炭素質物質を不活性化させると同時に、過度な酸化による後続の浸出効果への悪影響を回避する必要がある。具体的な薬剤の投与量や反応パラメータは、選鉱試験を通じて決定する必要がある。

3. 浮選やシアン化処理と組み合わせて複合プロセスを構成する。

塩化前処理は通常、単独で使用されるのではなく、「浮選濃縮→塩化前処理→シアン化浸出」という複合プロセスに組み込まれる：浮選により、まず金を含む硫化物を精鉱として濃縮し、その後の前処理処理量を削減する；塩化前処理により、炭素質物質による金の奪取効果を排除し、シアン化浸出により金を回収する。

第一段階：破砕・粉砕。

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、ボールミル＋分級機による閉回路粉砕を行います。粉砕細度は、含金鉱物の単体解離を確保すると同時に、過粉砕を避ける必要があります。

第2段階：金含有硫化物の浮選濃縮。

浮選機（SF型／XCF／KYF型）を組み合わせた粗選、掃選、精選ユニットを採用し、金含有硫化物を精鉱として濃縮します。浮選の目的は、後続の前処理処理量を削減することにある。つまり、全量の鉱石ではなく精鉱のみを処理することで、前処理コストを大幅に低減する。炭素を含む鉱石については、浮選段階で炭素質物質を抑制し、精鉱への混入や浮選泡への干渉を防ぐ必要がある。

第3段階：塩化前処理。

浮選精鉱に対して塩化前処理を行い、塩化剤を用いて炭素質物質を酸化・不活性化し、金奪取効果を排除する。この工程は、炭素質金鉱石の回収率を向上させることができるかどうかの鍵となるものであり、薬剤の投与量、反応時間、pH条件は試験を通じて決定する必要がある。

第4段階：シアン化浸出。

前処理後の精鉱はCIL/CIP浸出・吸着システムに送られ、浸出槽にシアン化物と石灰を加えてpHを調整し、活性炭で金を吸着させる。金を含有した活性炭は、脱着・電解・精錬を経て、合質金を生産する。炭素質物質が不活性化されているため、溶解した金が奪われることがなくなり、浸出率が著しく向上する。

第五段階：尾鉱処理。

浸出残渣は濃密機およびフィルタープレスで脱水され、乾燥状態で排出されるか、基準を満たした状態で排出される。

破砕・粉砕工程：

ジョークラッシャー（粗破砕）＋ コーンクラッシャー（中・細破砕）＋ ボールミル（格子型＋オーバーフロー型の2段粉砕）＋ スクリュー分級機／ハイドロサイクロン（閉回路分級）。

浮選工程：

浮選機シリーズ（SF型自吸式、XCF/KYF型エアレーション式）、粗選・掃選・精選ユニットの組み合わせ；付属の撹拌槽（薬剤混合）、薬剤供給システム。

塩化前処理工程：

前処理反応槽（撹拌機能付き、耐腐食性ライニング）、塩化剤添加装置、pH調整システム、換気および排ガス処理装置。設備の材質は、塩化環境の腐食性に対応するため、防食強化（防食ステンレス鋼または防食コーティングライニング）が必要である。

シアン化浸出工程：

CIL/CIP浸出・吸着システム。これには、浸出槽（撹拌・通気機能付き）、活性炭吸着システム、金担持炭分離スクリーン（炭分離スクリーン／エアリフター）、脱着電解装置（常温常圧／高温高圧）、金溶解炉が含まれる。

濃縮・脱水工程：

濃縮機（精鉱および尾鉱の脱水）＋フィルタープレス（尾鉱の乾式排出）＋脱水スクリーン。

補助設備：

振動フィーダー、ベルトコンベア、スラリーポンプ、活性炭回収ポンプ、清水ポンプ。

第1段階：要件のヒアリングと予備評価。

鉱石の種類、炭素質含有量、原鉱品位、処理量、目標指標および敷地条件を把握し、前処理の方向性を予備的に判断します。

第2段階：選鉱試験とプロセスの検証。

代表的な鉱石サンプルに対し、化学分析および選鉱試験を実施します。これには浮選試験、塩素化前処理条件試験、シアン化浸出試験が含まれ、異なる前処理方法による浸出率の差異と経済性を比較検討します。試験報告書には、推奨プロセスや予想回収率だけでなく、設備選定リストや予備予算も直接添付されます。通常の検証には約3～4週間を要し、完全な提案報告書の作成には通常30～45日程度かかります。鉱石の性質が特に複雑な場合は、検証プロセスを追加する必要があり、期間もそれに応じて延長されます。

第3段階：プロセス設計および設備選定・見積もり。

試験データに基づき、浮選＋塩化前処理＋シアン化処理というプロセスルートとパラメータを確定し、プロセスフロー図、設備構成リスト、選定案および予算見積書を作成します。

第4段階：施工図面の設計。

工場敷地平面配置図、設備基礎図、配置図、配管図、土木条件図を作成し、完全な技術説明を行います。

第5段階：設備の製造および納入。

図面に基づき中核設備を製造し、非標準部品（耐食性材質、特殊な稼働条件への対応）は必要に応じてカスタマイズします。標準設備の製造期間は60～90日ですが、非標準品のカスタマイズの場合はそれに応じて期間が延長されます。

第6段階：据付・試運転および要員研修。

エンジニアを現場に派遣し、設置を指導するとともに、単機試運転および原料を用いた連動試運転を主導し、前処理薬剤の配合、粉砕細度、浸出パラメータを最適化し、規格に適合した金が生み出されるまで調整を行います。また、顧客チームに対して理論および実技のトレーニングを実施します。

選鉱試験とプロセス検証のみ（まず前処理の実現可能性と経済性を判断）；

プロセス設計および設備選定の見積もりのみの購入；

設計図面のみの購入；

単体または一式の設備のみを調達；

エンジニアによる現場での試運転のみを依頼；

あるいはEPCターンキー方式を選択し、設計、設備、据付指導、試運転・トレーニングを一括して担当し、最終的な稼働指標について責任を負う。