岩金鉱石の全泥シアン化炭スラリー吸着プロセス――高効率な金回収ソリューション――専門的な選鉱技術の普及
岩金鉱の全泥シアン化炭スラリー吸着プロセス――高効率な金回収ソリューション――専門的な選鉱技術の普及
岩金鉱からの金回収において、避けて通れない核心的な選択があります。それは、浮選による濃縮を選ぶか、それとも全泥シアン化炭スラリー吸着（CIP/CIL）を選ぶかということです。浮選は、硫化物に金が含まれ、微細粒が分散している鉱石に適しており、金を精鉱に濃縮してから処理します。一方、全泥シアン化炭漿吸着（CIP/CIL）は別のアプローチをとります。原鉱を微粉砕した後、直接浸出を行い、活性炭を用いて溶解した金を回収するもので、プロセスが短く、設備も少なく、回収経路が直接的です。
このプロセスは岩金鉱の分野で非常に広く応用されていますが、「使える」ことと「うまく使える」ことは別問題です。浸出率が上がらない、活性炭の吸着効率が低い、金含有活性炭が滞留する、薬剤消費量が依然として高いなど、これらは現場でよく見られる問題です。本稿では、全泥シアン化炭スラリー吸着の適用条件、プロセスパラメータ、設備構成、および金回収方案について徹底的に解説します。
一、まず判断：あなたの岩金鉱山は全泥シアン化炭スラリー吸着に適しているか
全泥シアン化処理の前提は、金がシアン化物と「接触」し、溶解することである。したがって、適用性の判断は以下の3点に集約される：
第一に、金の存在形態です。
金が遊離状態や半遊離状態が主であり、粉砕後に十分に解離して露出するものは、全泥シアン化処理の理想的な対象です。もし金が微細な粒子として黄鉄鉱や砒砂の結晶格子に包埋されている場合（カリン型類似）、いくら細かく粉砕しても解離せず、直接浸出率は非常に低くなります。この場合は、まず浮選で含金硫化物を濃縮し、前処理で包埋を解いてからシアン化処理を行う必要があります。
第二に、撹乱元素の含有量である。
ヒ素はシアン化物を消費し、金粒子の表面を不活性化させる。炭素質物質は「金を奪う」作用があり、すでに溶解した金シアン錯体を再吸着してしまう。アンチモンも同様に浸出を妨げる。銅や鉄の硫化物など、シアンを消費する物質の含有量が高いと、薬剤コストが上昇する。これらの含有量が高すぎる場合、全鉱石を直接シアン化処理することは経済的ではなく、前処理を行うか、浮選プロセスに切り替える必要がある。
第三に、粉砕の経済性である。
全鉱石シアン化処理では、原鉱全体を解離細度まで粉砕する必要があり、粉砕のエネルギー消費は全プロセスにおける最大のコスト項目のひとつである。金の分散が過度に微細で、解離に超微細粉砕が必要な場合、粉砕コストが利益を食いつぶす可能性がある。この場合、「浮選で少量の精鉱を濃縮してから微細粉砕を行う」方がかえって経済的である。
結論を検証する方法はただ一つ：代表的な鉱石試料を用いて全鉱石シアン化浸出試験（CIL/CIP比較試験を含む）を行い、浸出率のデータで判断することである。試験データなしに全鉱石シアン化ラインを直接導入することは、岩金鉱への投資における最大のリスクである。
二、CIPとCILの選択：2つの炭スラリー吸着プロセスの違い
全鉱石シアン化処理が可能であると確認した後、CIPとCILのどちらを採用するかを選択する必要がある。両者とも「シアン化浸出＋活性炭吸着」であるが、その順序に違いがある：
CIL（炭浸法）
浸出と吸着を同時に行い、浸出しながら吸着する。活性炭は最終槽から投入され、逆流して前方へ移動し、鉱漿と逆方向に接触する。プロセスがコンパクトで槽数が少なく、投資コストも比較的抑えられるため、中小規模から大規模の選鉱所に適しており、現在最も広く採用されている方式である。
CIP（炭スラリー法）
まず浸出を完了させ、その後鉱漿を吸着槽に送り込み、活性炭を加える。浸出時間がより十分に確保でき、浸出と吸着の段階制御がより精密に行えるため、浸出速度が速く、段階制御が必要な鉱石に適しており、大規模選鉱所でよく用いられる。
選定基準：浸出試験の動力学データに基づいて決定する――浸出速度が速い鉱石の場合、CIL（浸出・吸着一体型）は浸出と吸着を同時に行うため効率が高く、プロセスも簡素である。より長い浸出時間やきめ細かな段階制御が必要な場合は、CIPの方が適している。同時に、処理規模や投資予算も考慮して総合的に決定する。
三、プロセスパラメータ：浸出率を決定する7つの重要ポイント
1. pH制御。
浸出はアルカリ性条件下で行われ、pHは通常10～11に制御され、石灰または水酸化ナトリウムを用いて調整される。pHが低すぎるとシアン化物が揮発して損失しやすく、高すぎると浸出速度や石灰消費量に影響を与える。石灰の添加は連続的かつ安定的に行う必要がある。
2. 粉砕細度。
金の解離度を決定するものであり、全鉱滓におけるシアン化物回収率の第一の変数である。細度が不十分だと包埋された金が抽出されず、過度に粉砕するとエネルギー消費が増加し、泥化が進み、濃縮・吸着に悪影響を及ぼす。細度は、粉砕試験と浸出試験を併せて決定する。
3. シアン化物濃度と使用量。
濃度が低すぎると浸出が遅くなり、高すぎると薬剤の浪費や、シアン化物処理に伴う環境負荷が増大する。鉱石のシアン化物消費特性に応じて動的に調整し、専用の薬剤添加システムを用いて精密に制御する必要がある。
4. 浸出時間と槽の段数。
複数の槽を直列に接続することで浸出時間を確保し、段数は浸出動力学に基づいて決定される。時間が不足すると金が完全に溶解せず、段数が多すぎると投資の無駄となる。CILでは通常4～6段を直列に接続するが、具体的な段数は試験によって決定される。
5. 活性炭濃度と金担持炭の管理。
活性炭濃度は吸着率に影響を与える。金含有活性炭は適時に引き上げ・脱着を行い、活性炭が「飽和」して吸着能力を失うのを防ぐ必要がある。活性炭引き上げ装置の能力および脱着電解処理量は、金含有活性炭の1日当たりの生産量と一致していなければならない――これは現場で最もよく見られる設備の不均衡点である。
6. 溶存酸素。
シアン化物浸出には酸素の関与が必要であり、浸出槽には通気を行う必要がある。通気が不十分だと浸出が遅くなり、過剰だとエネルギー消費が高くなる。
7. 濃密脱水。
粉砕後のスラリー濃度は浸出要件に合わせて調整する必要があり、濃密機による脱水は重要な工程である。泥分含有量の高い鉱石には、凝集剤添加システムを装備する必要がある。
四、設備一式の構成：原鉱から精製金まで
岩金鉱全泥シアン化炭スラリー吸着ラインの完全な設備構成は以下の通りである：
破砕・粉砕工程：
振動フィーダー → 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）→ 円振動スクリーン → ボールミル（第1段：グリッド型＋第2段：オーバーフロー型、または規模に応じて単段構成）→ スクリュー分級機／ハイドロサイクロンによる閉回路。「多砕少磨」の原則に従い、破砕工程で多くの作業を行い、粉砕工程での電力消費を低減する。
濃縮・脱水工程：
高効率濃縮機でスラリー濃度を調整し、泥分が多い場合は凝集剤システムを併用する。
浸出・吸着工程：
浸出槽（撹拌・通気機能付き、複数槽を直列接続、シアン化ナトリウム・石灰を添加してpHを調整）→ ダブルインペラー式高効率炭浸槽（CIL：浸出と回収を同時に行う）または吸着槽（CIP）→ 炭分離スクリーン（金含有炭と鉱漿を分離。スクリーンの目開きサイズは炭粒径に合わせ、大きすぎると炭が流出、小さすぎると鉱漿が詰まる）→ 炭回収装置（エアリフターで金含有炭を抽出）→ 活性炭添加システム。
脱着・電解工程：
酸洗浄（炭酸カルシウム、鉄などの不純物を除去し、スケール防止）→ 脱着電解装置（常温常圧は通常処理に適し、高温高圧では脱着がより徹底され、大規模鉱山や脱着困難な鉱石に適する）→ 電解槽 → 溶金炉から合質金を排出。
尾鉱処理工程：
尾鉱濃縮機 → プレート・フレーム式フィルタープレス（尾鉱の乾式排出）→ シアン化物除去および廃水処理システム（環境基準への適合）。
補助設備：
スラリーポンプ、炭回収ポンプ、ベルトコンベア、撹拌槽、薬剤調製・添加システム、ソフトスタートおよび電圧安定化装置（海外プロジェクトではディーゼル発電機セットを装備可能）。
設備構成における3つの重要な判断基準：
第一に、一貫したシステム構成が寄せ集めよりも優れている。浸出槽の段数、炭浸槽の仕様、炭分離スクリーンの目幅、炭回収装置の能力、脱着電解処理量――これら5つのパラメータは連立方程式の関係にある。異なるメーカーの設備を寄せ集めると、インターフェースやパラメータが合わず、稼働時には炭の漏れ、槽の詰まり、金含有炭の滞留が発生します。プロセス設計と設備製造を同一チームが統括して初めて、「鉱石－プロセス－設備」の整合性が保証されます。
第二に、在庫品で組み合わせるのではなく、鉱石の特性に合わせてカスタマイズすること。高シリコンで摩耗性の高い鉱石の場合は、流路部品を高クロム合金または耐摩耗性ゴムにアップグレードする。酸性浸出環境では、耐腐食性ステンレス鋼または内張りコーティングを検討する。極寒、高標高、電力供給が不安定な環境では、非標準仕様に適合させる。
第三に、環境対策設備を同時に設計すること。シアン化プロセスの尾鉱水処理、シアン除去システム、尾鉱の乾式排出は、計画段階で一括して計画しなければならず、工場建設後に環境対策を後付けしてはならない。
五、高効率な金抽出方案：どのような場合に複合プロセスを採用すべきか
鉱石試料試験の結果、直接全泥シアン化処理が経済的でないことが判明した場合は、複合プロセスへの切り替えを検討すべきである：
金の包埋度が高く、直接浸出率が低い場合：
まず浮選により金含有硫化物を濃縮して精鉱とし、精鉱の前処理（独自薬剤／焙焼／加圧酸化／生物酸化）で包接を解除してから、シアン化処理を行う。浮選の価値は、前処理を必要とする大量の原鉱を少量の精鉱に集約し、投資および薬剤コストを削減することにある。
ヒ素および炭素による干渉が顕著である：
浮選により炭素質物質を抑制するか、ヒ素・金精鉱を単独で浮選し、前処理で金奪取や不活性化効果を排除した上で浸出を行う。
粗粒の遊離金と細粒の包有金が共存する場合：
粉砕回路に遠心選鉱機を配置して粗粒金を早期に回収し、浮選で硫化物を濃縮した後、精鉱を前処理してシアン化処理を行う。「重選＋浮選＋シアン化」の複合プロセスにより、粗粒金を「早期かつ多量に回収」し、過度の粉砕による損失を回避する。
複合プロセスの各工程の配置（重選を粉砕回路のどの位置に配置するか、浮選残渣を再粉砕・再浸出するか否か）が全体的な回収率を決定するため、試験を通じて経済性を検証する必要がある。
六、投資参考とプロジェクト期間
投資概算：CIP/CILプラントの主要設備一式を例とする（万米ドル、土木工事、据付、物流および副資材を除く）：1日処理量100トンで約35～50万、200トンで約45～75万、300トンで約60～90万、500トンで約90～135万、1000トンで約150～190万、1500トンで約205～270万。価格帯の下限は標準仕様、一般的な酸化鉱石、通常の稼働条件に対応し、上限は非標準の特注仕様、複雑な鉱石、およびより充実した構成のプランに対応します。具体的な見積もりは、鉱石の種類、プロセスフロー、現場の条件を総合的に考慮して決定されます。
プロジェクト期間：通常8～15ヶ月――プロセス設計および技術案7～15日 → エンジニアリング設計20～30日 → 設備製造60～120日 → 物流30～60日 → 据付・試運転60～150日、海外プロジェクトの場合は、通関のためのバッファとして約30日を別途確保します。各工程を合理的に組み合わせて総工期を短縮することが可能です。代表的な鉱石サンプルを早期に提供し、プロセス検証を開始することが、総工期短縮の第一歩となります。
七、全泥シアン化炭スラリー吸着：組み合わせるべきはシステムであり、単体装置ではない
全鉱石シアン化炭スラリー吸着プロセスは、一見単純に見えます――粉砕、浸出、炭添加、炭選別、脱吸着・電解、精錬。しかし、実際に目標指標を達成している選鉱プラントは、浸出時間、炭濃度、炭分離スクリーン、炭回収装置、脱吸電解能力といったシステムの整合性、および「鉱石・プロセス・設備」の三者の連携に支えられています。
正しい手順は以下の通りである：代表的な鉱石試料を採取 → 鉱石特性分析および全泥シアン化浸出試験（CIL/CIP比較）を実施→ 実現可能と確認された場合はパラメータを決定し、設備一式を調達する；実現不可能の場合は、浮選＋前処理＋シアン化の複合プロセスへ切り替える → エンジニアが現場に常駐し、金回収が達成されるまで調整を行う。試験を省略して直接設備を購入することは、岩金鉱への投資における最大のリスクである。
岩金鉱の全泥シアン化炭スラリー吸着選鉱プラントの計画中の方、あるいは既存のCIP/CILシステムにおいて、浸出率の低さ、活性炭の漏れや槽の詰まり、金含有活性炭の滞留、脱着能力の不足などの問題を抱えている方は、ぜひGoldProcessingPlantまでご連絡いただき、鉱石試料試験およびプロセス診断をご依頼ください。