(57)【要約】【課題】例えば浮遊選鉱の処理に供される粉末粒子のうち、見かけの粒径にかかわらず微細粒子が集合して生成した凝集粒子からなる粗粒が、どの程度の割合で含まれるのかを効率的に測定する方法を提供する。【解決手段】本発明は、粉末粒子に含まれる、凝集粒子からなる粗粒の割合を測定する方法であって、粉末粒子を篩分けし、篩分けした区分ごとにサンプリングする工程Ｓ１と、篩分区分ごとの各粉末粒子を顕微鏡により撮像し、撮像した観察画像を、画像解析装置を用いて解析する工程Ｓ２と、観察画像の解析に基づき、篩分区分ごとに、その篩分区分の最小粒径よりも粒径が小さい粒子以外の全ての粒子の個数Ｔと、凝集粒子の個数Ｓとを測定する工程Ｓ３と、下記式で表される粗粒割合を算出する工程Ｓ４と、を有する。  粗粒割合（％）＝（各篩分区分のＳの合計）／（各篩分区分のＴの合計）×１００【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定対象の粉末粒子に含まれる、凝集粒子からなる粗粒の割合を測定する方法であって、
前記粉末粒子を篩分けし、篩分けした区分ごとにサンプリングする工程と、
篩分区分ごとの各粉末粒子を顕微鏡により撮像し、撮像した観察画像を画像解析装置を用いて解析する工程と、
前記観察画像の解析に基づき、篩分区分ごとに、該篩分区分の最小粒径よりも粒径が小さい粒子以外の全ての粒子の個数Ｔと、凝集粒子の個数Ｓとを測定する工程と、
下記式で表される粗粒割合を算出する工程と、を有する
粗粒割合の測定方法。
粗粒割合（％）＝（各篩分区分のＳの合計）／（各篩分区分のＴの合計）×１００
【請求項２】
前記粉末粒子を篩分けして区分する篩の目開きの差は、前記顕微鏡の焦点深度の値以内である
請求項１に記載の粗粒割合の測定方法。
【請求項３】
前記個数Ｓを測定するに際し、前記篩分区分のそれぞれの個数Ｔが略同数となるように、前記顕微鏡の倍率を調整して観察画像を撮像する
請求項１又は２に記載の粗粒割合の測定方法。
【請求項４】
前記粉末粒子を篩分けする前に、該粉末粒子に対して解砕処理を施す工程を有する
請求項１乃至３のいずれかに記載の粗粒割合の測定方法。
【請求項５】
凝集粒子からなる粗粒を含む粉末粒子を処理対象として浮遊選鉱する方法であって、
前記粉末粒子に対して解砕処理を施す解砕工程と、
前記解砕処理後の粉末粒子に含まれる粗粒の割合を、請求項１に記載の測定方法により測定する粗粒割合測定工程と、
前記粉末粒子に対して浮遊選鉱を行う選鉱工程と、を有する
浮遊選鉱方法。
【請求項６】
前記粗粒割合測定工程では、測定した前記粗粒の割合が所定の閾値以上であるか否かを判断することを含む
請求項５に記載の浮遊選鉱方法。
【請求項７】
前記粗粒の割合が所定の値以上であった場合に、前記粉末粒子に対してさらに解砕処理を施す再解砕処理工程を有し、
前記再解砕処理工程を経て得られる粉末粒子を前記選鉱工程における浮遊選鉱に供する
請求項６に記載の浮遊選鉱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粗粒割合の測定方法、及びその粗粒割合の測定方法を工程の一部として適用した浮遊選鉱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉末粒子は、凝集の有無の状態によって、凝集がないものは単分散粒子に、凝集している粒子は凝集粒子に区分され、また凝集粒子のうち凝集の程度が進行して粗大化したものを粗大粒子と呼ぶことがある。また、凝集粒子のうち、凝集力が強いものを凝結塊、凝集力の弱いものを凝集塊と呼ぶこともある。
【０００３】
廃水処理の操作においては、沈殿物微粒子に凝集剤を添加して粗粒化することによって廃水中から除去しやすくする技術が広く知られている。また、スプレー用塗料粒子においては、凝集力の強い粗粒を含ませることにより良好な塗膜を形成できることが知られている（例えば特許文献１）。一方、トナーの粉末においては、篩目詰まりをなくすために、凝集や粗大物のないトナーの製造方法が知られている（例えば特許文献２）。
【０００４】
このように、粉末粒子中の粗大粒子の有無を含む粗大粒子の割合は、粉末粒子全体の特性を左右するほど重要な要素である。そのような粗大粒子の割合を算出する方法として、例えば、粉末粒子を任意の目開きサイズで篩別し、篩上残留物の重量を粒子全体の重量で除することによって算出する方法（例えば特許文献３）、あるいはレーザー回折法による粒度分布測定により任意の粒子径で区別して算出する方法（例えば特許文献４）等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１７−５０８８７０号公報
【特許文献２】特開２００７−１０１８１９号公報
【特許文献３】特開２０１７−０９５２９１号公報
【特許文献４】特開２０１４−２１４０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した通り、凝集粒子には凝集塊と凝結塊と呼ばれるものがある。また、単一粒子で粒径が大きいものと、凝集あるいは凝結によって微細粒子が集合して同様の粒径となった粒子、すなわち凝集粒子ではあっても粗大化していない粒子が混在している場合がある。上記に例示した先行技術文献に開示の測定方法のほかにも、画像解析装置を利用する方法があるが、凝集塊と凝結塊との区別、同程度の粒径をもつ単一粒子と凝集粒子との区別は困難である。
【０００７】
このような区別は、ろ過性や目詰まり等の単純な粒子サイズを起因とする粒子の特性に対しては問題にならないが、複数種類の粒子が含まれ、その後種類ごとに分離する操作が必要となる場合、例えば浮遊選鉱の操作等を行う場合には、回収率や実収率の点で問題になる。
【０００８】
少し詳しくは、回収したい粒子と除去したい粒子との混合粒子であって、上述のような同程度の粒径を有する単一粒子と凝集粒子とが含まれるとき、それらを浮遊選鉱により分離する処理を行うにあたって、以下のような問題がある。
【０００９】
浮遊選鉱は、回収したい粒子（以下、便宜的に「粒子Ａ」とする）の表面と、除去したい粒子（以下、便宜的に「粒子Ｂ」とする）の表面とで親水性に差がある場合に適用される。具体的に、浮遊選鉱は、処理前の粒子をスラリーとし、粒子Ａと粒子Ｂとのそれぞれの表面の親水性の差を拡大するための添加剤や起泡剤等を添加して、スラリー中に微細な泡を発生させる。すると、親水性を高めた粒子は泡に捕捉されずにスラリー中で沈降し、親水性を低くした粒子は泡に捕捉されて浮遊するようになり、これにより粒子Ａと粒子Ｂとが分離される。
【００１０】
ところが、粒子Ａと粒子Ｂとが凝集して形成された粒子である場合、ほかの粒子に比べて添加剤の効果は小さくなり、凝集粒子が浮遊した場合には浮遊回収物に不純物が多くなり、一方で、凝集粒子が沈降した場合には回収したい粒子も沈降して回収できなくなり回収率が低下する。
【００１１】
凝集粒子は、上述した通り凝集塊と凝結塊とに分類されるが、通常、凝集力の弱い凝集塊は添加剤の添加における撹拌操作で解砕され、凝集力の強い凝結塊は解砕されない。したがって、浮遊選鉱において問題となる凝集粒子は、主として、強い凝集力で凝集（凝結）している凝結塊であることが一般的である。
【００１２】
このため、浮遊選鉱では、単純な撹拌だけではなく、解砕能力を備えた解砕機によって凝集粒子（特にそのうちの凝結塊）の解砕操作が行われる。なお、解砕操作ではスラリーが十分に撹拌される場合が多く、添加剤や起泡剤の添加時に同時に行われることが多い。
【００１３】
ここで、解砕力は、例えば解砕機の回転数を増加させ、解砕時間を延ばすことで高めることができる。弱い解砕力で解砕をした場合であっても、粒子Ａと粒子Ｂとが凝集して形成された凝集粒子が一部でも解砕され、粒子Ａ又は粒子Ｂの単独のものとなれば、浮遊選鉱による回収率や実収率の向上が期待される。そして、強い解砕力で解砕すれば、より大きな効果が期待されることは自明である。
【００１４】
しかしながら、必要以上に高性能の解砕機は、導入コストが高くなり、操業上不利である。また、解砕時間を延ばすことで解砕にかかる処理時間が増し、効率性が低下する。
【００１５】
このようなことから、粗粒（特に凝集粒子のうちの凝結塊）の割合と、解砕操作による効果との関係性を把握できれば、必要十分な解砕操作（解砕強度）を予測することが可能となり、必要十分な解砕装置の導入や解砕時間で処理することができる。そしてこれにより、導入コストの削減や目的にあった処理時間で効率的な処理を行うことが可能になる。
【００１６】
ところが、測定対象となる粉末粒子（被測定粉末粒子）中の粗粒（特に凝結塊）の割合を測定する方法は知られていない。
【００１７】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、例えば浮遊選鉱の処理に供される粉末粒子のうち、見かけの粒径にかかわらず微細粒子が集合して生成した凝集粒子からなる粗粒が、どの程度の割合で含まれるのかを的確に測定する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明者らは、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、被測定対象の粉末粒子を篩分けして区分する操作と、篩分区分ごとの粉末粒子を撮像し画像解析する操作とを組み合わせることで、粉末粒子中の粗粒の割合を的確に測定できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１９】
（１）本発明の第１の発明は、被測定対象の粉末粒子に含まれる、凝集粒子からなる粗粒の割合を測定する方法であって、前記粉末粒子を篩分けし、篩分けした区分ごとにサンプリングする工程と、篩分区分ごとの各粉末粒子を顕微鏡により撮像し、撮像した観察画像を、画像解析装置を用いて解析する工程と、前記観察画像の解析に基づき、篩分区分ごとに、該篩分区分の最小粒径よりも粒径が小さい粒子以外の全ての粒子の個数Ｔと、凝集粒子の個数Ｓとを測定する工程と、下記式で表される粗粒割合を算出する工程と、を有する、粗粒割合の測定方法である。
粗粒割合（％）＝（各篩分区分のＳの合計）／（各篩分区分のＴの合計）×１００
【００２０】
（２）本発明の第２の発明は、第１の発明において、前記粉末粒子を篩分けして区分する篩の目開きの差が前記顕微鏡の焦点深度の値以内である、粗粒割合の測定方法である。
【００２１】
（３）本発明の第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記個数Ｓを測定するに際し、前記篩分区分のそれぞれの個数Ｔが略同数となるように、前記顕微鏡の倍率を調整して観察画像を撮像する、粗粒割合の測定方法である。
【００２２】
（４）本発明の第４の発明は、第１乃至第３のいずれかの発明において、前記粉末粒子を篩分けする前に、該粉末粒子に対して解砕処理を施す工程を有する、粗粒割合の測定方法である。
【００２３】
（５）本発明の第５の発明は、凝集粒子からなる粗粒を含む粉末粒子を処理対象として浮遊選鉱する方法であって、前記粉末粒子に対して解砕処理を施す解砕工程と、前記解砕処理後の粉末粒子に含まれる粗粒の割合を、請求項１に記載の測定方法により測定する粗粒割合測定工程と、前記粉末粒子に対して浮遊選鉱を行う選鉱工程と、を有する、浮遊選鉱方法である。
【００２４】
（６）本発明の第６の発明は、第５の発明において、前記粗粒割合測定工程では、測定した前記粗粒の割合が所定の閾値以上であるか否かを判断することを含む、浮遊選鉱方法である。
【００２５】
（７）本発明の第７の発明は、第５又は第６の発明において、前記粗粒の割合が所定の値以上であった場合に、前記粉末粒子に対してさらに解砕処理を施す再解砕処理工程を有し、前記再解砕処理工程を経て得られる粉末粒子を前記選鉱工程における浮遊選鉱に供する、浮遊選鉱方法である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、例えば浮遊選鉱の処理に供される粉末粒子のうち、見かけの粒径にかかわらず微細粒子が集合して生成した凝集粒子からなる粗粒が、どの程度の割合で含まれるのかを的確に測定することができる。
【００２７】
そして、このような粗粒割合の測定方法を、浮遊選鉱方法の工程の一部として適用することにより、回収目的とする粒子を適切に浮遊選鉱により回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】粗粒割合の測定方法の流れの一例を示す工程図である。
【図２】粗粒割合の測定方法の第１工程における篩分け処理とサンプリング処理を説明するための図である。
【図３】浮遊選鉱方法の流れの一例を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、本明細書にて、「Ｘ〜Ｙ」（Ｘ、Ｙは任意の数値）との表記は、「Ｘ以上Ｙ以下」の意味である。
【００３０】
≪１．粗粒割合の測定方法≫
本発明に係る粗粒割合の測定方法は、被測定対象である粉末粒子に含まれる、凝集粒子からなる粗粒の割合を測定する方法である。例えば、浮遊選鉱処理の処理対象である鉱石を粉末化した粉末粒子に含まれる凝集粒子、すなわち、表面の性質が異なる複数種類の粒子が凝集して生成する粗粒の粉末粒子における割合を測定する方法である。
【００３１】
浮遊選鉱は、表面の親水性の性質の差を利用して所望とする粉末粒子のみを分離回収する選鉱方法であるが、このとき、表面の性質が異なる複数種類の粒子が凝集して凝集粒子（粗粒）を形成している場合、浮遊選鉱の処理にあたって添加する表面処理剤（起泡剤を含む添加剤）が粉末粒子の表面に適切に作用しなくなる。すると、本来、浮遊しないはずの粉末粒子、あるいは、沈降しないはずの粉末粒子が、凝集粒子であるために異なる挙動を示すようになる。その結果、浮遊させて分離回収する粒子の回収率低下や、純度の低下が生じることがある。
【００３２】
本発明に係る粗粒割合の測定方法によれば、例えば所定の粉末粒子の中に含まれる粗粒の割合を的確に測定することができる。そして、このことを利用して、測定した粗粒割合に基づき、浮遊選鉱に先立って行う解砕処理の強度を調整することが可能となる。または、浮遊選鉱の処理において添加する薬剤の添加量の調整を適切に行うことが可能となる。
【００３３】
図１は、粗粒割合の測定方法の流れの一例を示す工程図である。図１に示すように、この測定方法は、粉末粒子を篩分けして篩分区分ごとにサンプリングする第１工程Ｓ１と、篩分区分ごとの各粉末を顕微鏡により撮像し、解析する第２工程Ｓ２と、篩分区分ごとに全ての粒子の個数Ｔとそのうちの凝集粒子の個数Ｓとを測定する第３工程Ｓ３と、粗粒割合を算出する第４工程Ｓ４と、を有する。
【００３４】
（１）第１工程
第１工程Ｓ１は、被測定対象の粉末粒子を篩分けし、篩分けした区分ごとにサンプリングする工程である。第１工程Ｓ１では、例えば３〜４種の目開きが異なる篩を用いた篩分処理を段階的に行い、それぞれの篩分処理により得られる篩上のサンプル（各篩の目開きよりも粒径が大きい粒子）を回収する。
【００３５】
図２は、第１工程Ｓ１における篩分け処理とサンプリング処理を説明するための図である。図２に示すように、例えば、目開き１４９μｍの篩Ａと、目開き１０６μｍの篩Ｂと、目開き７５μｍの篩Ｃと、目開き４５μｍの篩Ｄとの４種類の篩を用いて、目開きが大きい篩を用いた篩分処理から、順次、目開きを小さくした篩を用いた篩分処理へと段階的な処理を行っていく。
【００３６】
それぞれの篩分処理では、篩の目開きよりも大きい粒径の粉末粒子が篩上に、目開きよりも小さい粒径の粉末粒子が篩下に移行し、篩下に移行した粒径が小さな粉末粒子が次の篩分処理の処理対象となる。このようにして段階的な篩分処理を行っていくと、目開き１４９μｍの篩Ａの篩上には１４９μｍよりも大きい粒径の粉末粒子が残存する。また、目開き１０６μｍの篩Ｂを用いた篩分処理では、篩Ａを通過した１４９μｍ以下の粒径の粉末粒子が対象となり、篩上には１０６μｍを超え１４９μｍ以下の粒径の粉末粒子が残存する。また、目開き７５μｍの篩Ｃを用いた篩分処理では、篩Ｂを通過した１０６μｍ以下の粒径の粉末粒子が対象となり、篩上には７５μｍを超え１０６μｍ以下の粒径の粉末粒子が残存する。また、目開き４５μｍの篩Ｄを用いた篩分処理では、篩Ｃを通過した７５μｍ以下の粉末粒子が対象となり、篩上には４５μｍを超え７５μｍ以下の粒径の粉末粒子が残存する。なお、最後の篩分処理に用いた篩Ｄの篩下からは、４５μｍ以下の微細な粒径の粒子が回収物として回収される。
【００３７】
そして、第１工程Ｓ１では、このような篩分処理を行うことにより、それぞれの篩（Ａ〜Ｄ）の篩上に残存した粉末粒子をサンプリング（サンプリング（Ａ）〜（Ｄ））する。これにより、以下の４つのサンプルを回収することができる。
・１４９μｍよりも大きい粒径の粉末粒子からなるサンプル（ａ）
・１０６μｍを超え１４９μｍ以下の粒径の粉末粒子からなるサンプル（ｂ）
・７５μｍを超え１０６μｍ以下の粒径の粉末粒子からなるサンプル（ｃ）
・４５μｍを超え７５μｍ以下の粒径の粉末粒子からなるサンプル（ｄ）
【００３８】
このようにしてサンプリングした４種類のサンプル（ａ）〜（ｄ）は、連続する篩の目開きの差の範囲内でほぼ粒度が揃ったものとなっている。なお、得られたサンプル（ａ）〜（ｄ）が、篩分区分ごとのサンプルである。
【００３９】
本発明に係る粗粒割合の測定方法では、後述する第２工程Ｓ２において顕微鏡による観察画像の撮像を行い、その観察画像に基づいて解析を行う。このとき、観察する粉末粒子の粒度のばらつきが大きいと、顕微鏡観察する際の視野内において焦点が合い難くなり、適切な観察、より具体的には凝集粒子（粗粒）であるか否かの判断のための観察ができなくなる。この点において、第１工程Ｓ１にて所定の目開きからなる複数の篩分け処理を行い、複数の篩分区分にて粉末粒子を区分けして篩分区分ごとのサンプルを回収していることから、そのサンプルにおいて正確な観察を行うことができ、粒子同士が強固に凝集した凝集粒子であるのか、それとも単一粒子であるのかの判別を適切に行うことができる。
【００４０】
ここで、粉末粒子を複数の篩を用いて段階的に篩分処理して区分するにあたり、その篩の目開きの差は、次の第２工程にて観察に使用する顕微鏡の焦点深度の値以内とすることが好ましい。このように、顕微鏡の焦点深度の値以内の範囲で篩の目開きの差を選択することで、篩分区分ごとのサンプルを観察する際に、焦点を合わせやすくなり、より良好な観察や画像解析を行うことができる。
【００４１】
なお、上述した篩の目開きは、一例であってこれに限定されるものではない。また、４種類の篩を用いて４段階で篩処理することについても、これに限定されるものではない。
【００４２】
（２）第２工程
第２工程Ｓ２は、篩分区分ごとの粉末粒子の各サンプルを顕微鏡により撮像し、撮像した観察画像を、画像解析装置を用いて解析する工程である。上述した第１工程Ｓ１では、段階的な篩分処理を経て回収された篩分区分ごとのサンプルが得られている（例えば、サンプル（ａ）〜（ｄ））。第２工程Ｓ２では、この篩分区分ごとのサンプルを、顕微鏡により観察し観察画像を撮像する。
【００４３】
使用する顕微鏡としては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。篩分区分ごとのサンプルは、連続する篩の目開きの差の範囲内でほぼ粒度が揃ったものであることから、顕微鏡観察において焦点を合わせやすく、適切な観察を行うことができる。またこれにより、焦点がぶれているような観察画像が撮像されることを防ぐことができる。
【００４４】
第２工程Ｓ２では、顕微鏡により観察画像を撮像したのち、その観察画像を、画像解析装置を用いて解析する。このとき使用する画像解析装置としては、基本的な性能を有するものであれば特に限定されない。なお、基本的な性能を有する画像解析装置としては、例えば、観察画像を解析するにあたり、粒子外形を手動で描画して、その描画した線を粒子として解析することができる性能を有するものであればよい。
【００４５】
上述したように、篩分区分ごとのサンプルは、連続する篩の目開きの差の範囲内でほぼ粒度が揃ったものとなっていることから、顕微鏡観察において焦点が合いやすく、その観察画像も明瞭なものが得られる。したがって、画像解析装置による解析にあたっても、正確な粒子形状の描画を行うことができ、精度の高い解析を行うことができる。
【００４６】
（３）第３工程
第３工程Ｓ３は、第２工程Ｓ２にて行った観察画像の解析に基づき、篩分区分ごとに、その篩分区分の最小粒径よりも粒径が小さい粒子以外の全ての粒子の個数Ｔと、凝集粒子の個数Ｓとを測定する工程である。
【００４７】
具体的に、第３工程Ｓ３では、先ず、篩分区分ごとに、観察画像の視野（観察視野）中に存在する粒子の全数を測定する。このように、観察視野中の粒子の全数を測定するようにすることで、測定者に依存した測定結果になりにくくなり、代表値が得られやすくなる。また、１視野中の全粒子数が２０〜３０個程度となるような倍率で撮像された観察画像に基づいて測定することが好ましく、これにより、その観察画像ごとの作業中に測定誤差が生じることを防ぐことができる。
【００４８】
ここで、観察視野中の粒子の全数を測定するに際しては、篩分区分の最小粒径よりも粒径が小さい粒子は除いて、その小さい粒子以外の全ての粒子の個数を『Ｔ』として測定する。篩分区分ごとのサンプルは、篩分処理に用いた篩の篩上に残存した粒子であることから、その篩分区分の最小粒径よりも小さい粒子は理論的には含まれない。ところが、篩上に分類されたものの、その篩分処理の過程で、つまり篩分けの際に、振動等により解砕されて小さい粒子となって、篩上の粒子の一部として含まれることがある。このことからすると、サンプル中に存在する篩分区分の最小粒径よりも小さい粒子は、篩分け時の僅かな力で解砕されるほどの、弱い凝集力によって凝集していたものと言える。
【００４９】
したがって、このように小さい凝集力で凝集していた凝集粒子は、篩分け時の操作で篩分区分の最小粒径よりも粒径が小さい粒子となっていると判断できる。このことは、言い換えると、篩分区分ごとのサンプルにおいて観察される「粗粒」は、そのほとんどが、強い凝集力によって凝集（凝結）した凝結塊であると判断することができる。
【００５０】
上述したように、篩分区分ごとに測定される粒子の個数Ｔは、その篩分区分の最小粒径よりも粒径が小さい粒子以外の全ての粒子の個数である。小さな粒子以外の全粒子を個数Ｔとすることで、後述するように算出される粗粒割合の精度を高めることができる。また、篩分区分ごとのサンプルにおいて観察される「粗粒」のほとんどが凝結塊であると判断できることから、粗粒であるか否かの判断が極めて容易となる。
【００５１】
なお、個数Ｔの最大値は１００程度とすることが好ましい。篩分区分ごとの観察視野において１００個以上の粒子が存在する場合でも、個数Ｔ＝１００として測定してもよい。このように、例えば個数Ｔ＝１００とすることで、測定者に依存した測定結果になりにくくなり、測定誤差を低減することができる。
【００５２】
次に、全粒子の個数Ｔのうちの、凝集粒子、つまり粗粒の個数を『Ｓ』として測定する。上述したように、個数Ｔは、篩分区分の最小粒径よりも粒径が小さい粒子以外の全ての粒子の個数であり、小さな力で凝集した凝集粒子は解砕されて篩分区分の最小粒径よりも粒径が小さい粒子となったと推測できることから、サンプルにおいて観察される大きな粒子は、そのほとんどが「粗粒」であると判断することができる。これにより、粗粒の個数Ｓも容易に測定することができる。
【００５３】
ここで、例えば、図２に示すように回収されるサンプル（ａ）〜（ｄ）は、粒度分布がそれぞれ異なっている（大きい粒度から小さい粒度まで段階的に構成されている）。そのため、篩分区分ごとのサンプルのそれぞれについて、同一の倍率で顕微鏡観察して観察画像を撮像すると、個数Ｔにはばらつきが生じる。具体的には、サンプル（ａ）〜（ｄ）の順に、測定される個数Ｔが多くなる。
【００５４】
そこで、個数Ｓを測定するに際しては、篩分区分のそれぞれの個数Ｔが略同数となるように、顕微鏡の倍率を調整して観察画像を撮像することが好ましい。これにより、後述する第４工程Ｓ４における粗粒割合の算出がより簡易となり、より正確に粗粒割合を算出することができる。また、篩分区分のそれぞれの個数Ｔが略同数となるように顕微鏡の倍率を調整して観察することで、各サンプルにおいて均一な観察に基づく個数Ｓの測定を行うことができ、より精度を高めることができる。
【００５５】
（４）第４工程
第４工程Ｓ４は、第３工程Ｓ３にて測定した個数Ｔ及び個数Ｓに基づいて、下記式（Ｉ）で表される粗粒割合を算出する工程である。
粗粒割合（％）＝（各篩分区分のＳの合計）／（各篩分区分のＴの合計）×１００
・・・（Ｉ）
【００５６】
第３工程Ｓ３にて測定される個数Ｔ及び個数Ｓは、篩分区分ごとに測定されている。例えば、図２に示したような篩分区分ごとのサンプル（ａ）〜（ｄ）の場合、サンプル（ａ）についての個数Ｔａ及び個数Ｓａが、サンプル（ｂ）についての個数Ｔｂ及び個数Ｓｂが、サンプル（ｃ）についての個数Ｔｃ及び個数Ｓｃが、サンプル（ｄ）についての個数Ｔｄ及び個数Ｓｄが、それぞれ測定されている。第４工程Ｓ４では、先ず「各篩分区分のＴの合計」と「各篩分区分のＳの合計」とを算出する。
【００５７】
すなわち、篩分区分ごとのサンプル（ａ）〜（ｄ）の場合、以下を算出する。
「各篩分区分のＴの合計」＝Ｔａ＋Ｔｂ＋Ｔｃ＋Ｔｄ
「各篩分区分のＳの合計」＝Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｄ
【００５８】
そして、粗粒割合として、上記（Ｉ）に従って以下のように算出する。これにより、被測定粉末粒子に含まれる粗粒の割合を算出することができる。
粗粒割合（％）＝（Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｄ）／Ｔａ＋Ｔｂ＋Ｔｃ＋Ｔｄ×１００
【００５９】
（５）篩分け前の解砕
ここで、被測定対象である粉末粒子を篩分けする前の前処理として、その粉末粒子に対して解砕処理を施す工程を有していてもよい。
【００６０】
上述したように、粉末粒子に含まれる凝集粒子のなかには、比較的弱い凝集力によって凝集して生成した凝集粒子と、この測定方法にて割合測定する粗粒（比較的強い凝集力によって凝集（凝結）して生成した凝集粒子）とが含まれているが、弱い凝集力によって凝集した凝集粒子は、比較的弱い力の解砕で容易に解砕されて小さな粒子となる。したがって、第１工程Ｓ１にて篩分処理を行うに先立って、解砕処理を施しておくことによって、割合測定の対象ではない弱い凝集力によって凝集した凝集粒子をなくすことができ、粗粒割合の測定精度を高めることができる。
【００６１】
解砕方法は、特に限定されないが、強い強度での解砕である必要はなく、例えば粉末粒子を含むスラリーを撹拌する等の操作でよい。
【００６２】
≪２．浮遊選鉱方法≫
本発明に係る浮遊選鉱方法は、凝集粒子からなる粗粒を含む粉末粒子を処理対象として浮遊選鉱する方法である。この浮遊選鉱方法では、上述した粗粒割合の測定方法を、工程の一部として適用することを特徴としている。
【００６３】
図３は、浮遊選鉱方法の流れの一例を示す工程図である。図３に示すように、この浮遊選鉱方法は、粉末粒子に対して解砕処理を施す解砕工程Ｓ１１と、解砕処理後の粉末粒子に含まれる粗粒の割合を測定する粗粒割合測定工程Ｓ１２、粉末粒子に表面処理剤を添加して浮遊選鉱を行う選鉱工程Ｓ１３と、を有する。また、浮遊選鉱方法では、粗粒割合測定工程Ｓ１２にて測定した粗粒割合に基づいて、粉末粒子にさらに解砕処理を施す再解砕処理工程Ｓ１４を設けることができる。
【００６４】
［解砕工程］
解砕工程Ｓ１１は、浮遊選鉱処理の対象である粉末粒子に対して解砕処理を施す工程である。解砕工程Ｓ１１における処理は、粒子表面の親水性の性質に基づいて分離する浮遊選鉱の前処理である。
【００６５】
解砕処理は、特に限定されないが、解砕能力を備えた解砕機による解砕操作を行う。具体的には、対象の粉末粒子をスラリー状にして、そのスラリーに対して撹拌機を用いた撹拌操作や、撹拌翼形状を備えたホモジナイザーを用いた撹拌操作を行う。なお、解砕処理ではスラリーが十分に撹拌されることから、浮遊選鉱の処理に用いる表面処理剤をここで添加してもよい。
【００６６】
なお、浮遊選鉱方法においては、さらに高度な解砕が必要となる場合があり、一連の浮遊選鉱操作とは別にあらかじめ磨鉱操作等を行ってもよい。
【００６７】
解砕工程Ｓ１１における解砕処理では、スラリー中の粉末粒子を十分に解砕するための目的と、表面処理剤をスラリーに十分に馴染ませる目的とが達成できるように、解砕時間が設定されるが、表面処理剤がスラリーの液相成分中で均一な濃度に到達する時間は、解砕に必要な時間に比較して短いことが多い。すなわち、粉末粒子が十分に解砕されると、解砕後の粒子の表面には短時間で表面処理剤が付着して機能を発揮できる状態になることが多いため、その点を考慮して解砕時間や解砕強度を決めることが好ましい。
【００６８】
［粗粒割合測定工程］
粗粒割合測定工程Ｓ１２は、解砕処理後の粉末粒子に含まれる粗粒の割合を測定する工程である。粗粒割合測定工程Ｓ１２では、上述した粗粒割合の測定方法を適用する。なお、粗粒割合測定工程Ｓ１２にて粗粒割合を測定する測定対象は、浮遊選鉱を行う粉末粒子の全てではなく、その粉末粒子の一部をサンプリングして行う。
【００６９】
具体的に、粗粒割合測定工程Ｓ１２は、一部の粉末粒子を篩分けして篩分区分ごとにサンプリングする第１工程と、篩分区分ごとの各粉末を顕微鏡により撮像し、解析する第２工程と、篩分区分ごとに全ての粒子の個数Ｔとそのうちの凝集粒子の個数Ｓとを測定する第３工程と、粗粒割合を算出する第４工程と、を有する（図２の工程図を参照）。
【００７０】
粗粒割合の測定方法の詳細な説明は、上記の説明と同様であるためここでは省略する。浮遊選鉱方法において、このように粗粒割合測定工程Ｓ１２での処理を行うことで、浮遊選鉱に供する粉末粒子に含まれる粗粒の割合を適切に把握することができる。
【００７１】
ここで、粗粒割合測定工程Ｓ１２では、測定した粗粒の割合が所定の閾値以上であるか否かを判断することを含むことが好ましい。このように、粗粒割合を測定するとともに、その粗粒割合の評価を行うことによって、例えば後述する再解砕処理工程Ｓ１４においてその評価情報に基づいて粉末粒子に適切な処理を施すことができる。
【００７２】
具体的には、例えば粗粒の割合の閾値を３５％としたとき、粗粒割合測定工程Ｓ１２では、測定により得られた粗粒割合が３５％以上であるか否かを判断する。そして、粗粒割合がその閾値３５％以上である場合には、例えば後述する再解砕処理工程Ｓ１４にて浮遊選鉱の処理対象である粉末粒子に対してさらに解砕処理を施すようにする。あるいは、その粗粒割合が閾値以上であるという情報を解砕工程Ｓ１１にフィードバックして（図３中の点線矢印で示すフロー）、例えば次の処理バッチに対する解砕処理における解砕時間や解砕強度等の条件を変更できるようにする。あるいは、続く選鉱工程Ｓ１３での浮遊選鉱処理において、表面処理剤を追加添加する等の処理条件を適切に変更できるようにする。
【００７３】
このように、粗粒割合測定工程Ｓ１２にて測定した粗粒割合を活用することで、浮遊選鉱の処理精度を高めることができ、回収率や実収率の低下を防ぐことができる。
【００７４】
ところで、従来の実操業では、解砕時間を一定にしたうえで解砕強度を調節して浮遊選鉱の成績を制御することが多い。浮遊選鉱の処理により良好に浮遊粒子を回収するためには、適切な解砕条件を選択することが重要な要素の一つであるが、その他にも適切な表面処理剤の種類や添加量を選択することや、スラリーの固形分濃度や温度、ｐＨの条件を適切に設定することなど、様々な要素がある。従来では、浮遊選鉱の処理対象である粉末粒子に含まれる粗粒の割合を適切に把握する方法がなかったため、当然にその粗粒の有無や割合は不明なままであり、表面処理剤の種類や添加量等の条件が適切であったのか、粗粒による影響であるのか、明確ではなかった。
【００７５】
本発明に係る浮遊選鉱方法では、粗粒割合測定工程Ｓ１２を有し、その測定に際して篩分処理を行っており（図１中の第１工程、図２を参照）、篩分けの操作中に受ける力により弱い凝集力によって凝集した凝集粒子は解砕されるため、強い凝集力によって凝集した凝集粒子である粗粒のみが残ることになる。したがって、この浮遊選鉱方法によれば、浮遊選鉱の処理対象である粉末粒子中の粗粒割合を的確に測定できることから、浮遊選鉱の成績に影響する要素が、粉末粒子中に含まれる粗粒であるのか、あるいは表面処理剤の種類等の浮遊選鉱の処理条件であるのか、適切に判断することができる。また、上述したように、解砕工程Ｓ１１における解砕条件や選鉱工程Ｓ１３における浮遊選鉱処理条件の適否も定量的に確認することもできる。
【００７６】
なお、粗粒割合の閾値は、特に限定されず、浮遊選鉱の処理対象の粉末粒子の種類や選鉱工程Ｓ１３での処理条件等に応じて、適宜設定することができる。
【００７７】
［選鉱工程］
選鉱工程Ｓ１３は、粉末粒子に対して浮遊選鉱を行う工程である。浮遊選鉱の方法は、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。具体的には、空気を分散供給する手段を備えた混合槽からなる浮選機を用いて、これに粉末粒子を含むスラリーを供給しながら、浮遊選鉱を行う。
【００７８】
［再解砕処理工程］
本発明に係る浮遊選鉱方法においては、粗粒割合測定工程Ｓ１２にて測定した粗粒割合に基づいて、粉末粒子にさらに解砕処理を施す再解砕処理工程Ｓ１４を設けてもよい。
【００７９】
具体的に、再解砕処理工程Ｓ１４では、上述した粗粒割合測定工程Ｓ１２にて粗粒割合の結果が所定の閾値以上であると判断された場合に、その浮遊選鉱の処理対象である粉末粒子に対してさらに解砕処理を施す。上述したように、解砕工程Ｓ１１にて粉末粒子に対する解砕処理は行われているが、粗粒割合測定工程Ｓ１２での粗粒割合の測定結果から解砕後の粉末粒子中に粗粒が多いと判断された場合には、浮遊選鉱処理を施す前に、さらに解砕処理を施すようにする。これにより、選鉱工程Ｓ１３での浮遊選鉱の処理において、粗粒が原因で浮遊粒子の回収率や実収率が低下することを防ぐことができる。
【００８０】
再解砕処理工程Ｓ１４における解砕方法としては、解砕工程Ｓ１１にて行った解砕方法と同様のものを用いることができる。そのとき、解砕強度としては、解砕工程Ｓ１１での処理に適用した解砕強度よりも強くすることが好ましい。粗粒割合測定工程Ｓ１２に供された粉末粒子において、粗粒として判断された凝集粒子は、そのほとんどが強い凝集力によって凝集して生成されたものであることから、粗粒割合が閾値以上であるとの結果に基づいて再解砕処理を施す粉末粒子に対しては、強い解砕力にて解砕することが好ましい。
【００８１】
なお、このような再解砕処理工程Ｓ１４を適用する場合、再度の解砕処理を経て得られた粉末粒子を、選鉱工程Ｓ１３における浮遊選鉱に供する。
【実施例】
【００８２】
以下、本発明の実施例を示してより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００８３】
≪実施例≫
［実施例１］
（被測定粉末粒子）
実施例１では、被測定粉末として、３０〜２００μｍ程度の粒度分布を有する銅精鉱のスラリー（５０ｍｌサンプリング）に含まれる粉末粒子を、解砕処理を施すことなく、そのまま用いた。この実施例１の被測定粉末を、被測定粉末［１］とした。なお、スラリー濃度は５０質量％とし、温度２０℃、ｐＨ８．０とした（以下の実施例も同様である。）。
【００８４】
（篩分処理）
被測定粉末を含有するスラリーを多段階の湿式篩に掛けて、以下の区分に篩分けした。
篩別区分ａ：１４９μｍ篩上
篩分区分ｂ：１０６μｍ篩上〜１４９μｍ篩下
篩分区分ｃ：７５μｍ篩上〜１０６μｍ篩下
篩分区分ｄ：４５μｍ篩上〜７５μｍ篩下
【００８５】
（顕微鏡による観察画像の撮像）
篩分処理により得られた各篩分区分で代表的な視野を５〜６枚撮影した（個数Ｔ＞１００となるように撮影）。顕微鏡としては、篩分区分ａ、ｂについては金属顕微鏡を用い、篩分区分ｃ、ｄについて電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察した。また、観察倍率は、篩分区分ａでは４０倍、篩分区分ｂでは１５０倍、篩分区分ｃでは５００倍、篩分区分ｄでは５００倍とした。
【００８６】
なお、顕微鏡観察にあたり試料の作成方法としては、以下のように行った。すなわち、金属顕微鏡で観察する篩分区分ａ、ｂの場合、プレパラート様の板上に耳かき一杯程度の粉末粒子を載せ、振動させて、あるいは薬包紙で弱い力を掛けることで、粉末粒子同士の重なりがないように平坦にして観察用試料とした。また、ＳＥＭで観察する篩分区分ｃ、ｄの場合、サンプルホルダー上に耳かき一杯程度の粉末粒子を載せ、エタノールを１滴滴下して分散させて導通金属を蒸着するか、あるいは導通用の市販カーボンテープを貼付けて、その上から同様量の粉末粒子を振りかけて、粉末粒子同士の重なりがないように平坦にして観察用試料とした。
【００８７】
（画像解析）
顕微鏡観察により得られた観察画像（写真）を、画像解析装置を用いて解析した。画像解析装置としては、ＭＯＵＮＴＥＣＨ社製「Ｍａｃ−Ｖｉｅｗ  ｖｅｒ．５」を用いた。具体的に、解析操作は、各篩分区分ａ〜ｄの観察画像を観察しながら、粉末粒子の外形を手動で描画し、視野中の全ての粒子の個数（Ｔ）が１００となるまで繰り返し描画した。
【００８８】
（個数Ｔ、個数Ｓの測定）
画像解析に基づいて、篩分区分ごとに、その篩分区分の最小粒径よりも粒径が小さい粒子以外の全ての粒子の個数Ｔと、凝集粒子の個数Ｓとを、それぞれ数えて測定した。このとき、単一粒子には粒子内に境界線が無く、凝集粒子には境界線が見えることを基準として判別した。
【００８９】
（粗粒割合の算出）
下記式のように、各篩分区分の個数Ｔの合計値と個数Ｓの合計値とから粗粒割合を算出した。なお、各篩分区分の個数Ｔは１００であるため、個数Ｔの合計値は４００となる。
粗粒割合＝（Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｄ）／Ｔａ＋Ｔｂ＋Ｔｃ＋Ｔｄ
【００９０】
以上のような操作により、被測定粉末［１］の粗粒割合を測定したところ、粗粒割合１００％であった。
【００９１】
［実施例２］
実施例２では、被測定粉末として、実施例１と同じ銅精鉱に対して７５０ｒｐｍの回転数で３５分間の解砕処理を実施して得られた粉末粒子のスラリー（５０ｍｌサンプリング）を用いた。この実施例２の被測定粉末を、被測定粉末［２］とした。なお、解砕処理は、浮遊選鉱装置（Ｍｅｔｓｏ社製，型番Ｄ−１２浮遊選鉱機）に付属する撹拌装置（インペラタイプ直径７０ｍｍ撹拌機）を用いて行った（以下の実施例も同様である。）。
【００９２】
この被測定粉末［２］を用いて、実施例１と同様にして処理して粗粒割合を測定した。その結果、粗粒割合は３７％であった。
【００９３】
［実施例３］
実施例３では、被測定粉末として、実施例１と同じ銅精鉱に対して９００ｒｐｍの回転数で３５分間の解砕処理を実施して得られた粉末粒子のスラリー（５０ｍｌサンプリング）を用いた。この実施例３の被測定粉末を、被測定粉末［３］とした。
【００９４】
この被測定粉末［３］を用いて、実施例１と同様にして処理して粗粒割合を測定した。その結果、粗粒割合は３４％であった。
【００９５】
［実施例４］
実施例４では、被測定粉末として、実施例１と同じ銅精鉱に対して１１５０ｒｐｍの回転数で３５分間の解砕処理を実施して得られた粉末粒子のスラリー（５０ｍｌサンプリング）を用いた。この実施例４の被測定粉末を、被測定粉末［４］とした。
【００９６】
この被測定粉末［４］を用いて、実施例１と同様にして処理して粗粒割合を測定した。その結果、粗粒割合は３２％であった。
【００９７】
［実施例５］
実施例５では、被測定粉末として、実施例１と同じ銅精鉱に対して１４００ｒｐｍの回転数で３５分間の解砕処理を実施して得られた粉末粒子のスラリー（５０ｍｌサンプリング）を用いた。この実施例５の被測定粉末を、被測定粉末［５］とした。
【００９８】
この被測定粉末［５］を用いて、実施例１と同様にして処理して粗粒割合を測定した。その結果、粗粒割合は１７％であった。
【００９９】
＜実施例の結果から＞
以上の各実施例の結果から、実施例にて行った各処理を行うことで、粉末粒子に含まれる粗粒の割合を的確に測定できることがわかった。また、篩分け前に行った解砕処理において、解砕機の回転数を上げて解砕力を高めて解砕することで、粗粒の割合が減少することが明確にわかった。
【０１００】
≪参考例≫
参考例として、上述した実施例４（粗粒割合３２％）の粗粒割合測定を一工程として適用する浮遊選鉱試験を実施した。
【０１０１】
なお、浮遊選鉱試験の対象粉末としては、実施例で使用したものと同じ種類の銅精鉱であって３０〜２００μｍ程度の粒度分布を有しているものを用いた。浮遊選鉱による回収対象の金属は、銅とモリブデンであり、粉末中にはその他の主要な金属として鉄が含まれている。したがって、浮遊選鉱の目的は、銅とモリブデンを高品位で分離回収することにある。
【０１０２】
［参考例１：浮遊選鉱試験１］
浮遊選鉱装置として、Ｍｅｔｓｏ社製の浮遊選鉱機（型番Ｄ−１２）を用いた。なお、浮遊選鉱装置は、撹拌（解砕）装置（インペラタイプ、直径７０ｍｍ撹拌機）が付属されているものであった。
【０１０３】
このような浮遊選鉱装置に、実施例４で粗粒割合を測定した粉末粒子を含有するスラリーを装入し（スラリー装入量１７５０ｇ、スラリー容量９００ｍｌ）、浮選剤として水硫化ナトリウム（ＮａＳＨ）を１０ｇ（約１０ｋｇ／精鉱ｔ）添加して、１１５０ｒｐｍで３０分間撹拌しながら浮遊選鉱試験を行った。なお、浮選剤と同時に消石灰粉末を添加してｐＨ８．５に調整した。
【０１０４】
ここで、スラリーは、スラリー濃度５０質量％であり、温度２０℃、ｐＨ８．０であった。また、参考例１では、浮遊選鉱処理に先立ち、スラリーを１１５０ｒｐｍで３５分間撹拌することによって解砕（事前解砕）を行った。
【０１０５】
このような浮遊選鉱試験により、浮遊してくるフロス（気泡に付着した鉱石（浮鉱））を回収し、また、浮遊選鉱装置の底部に沈降した鉱物粒子についても別途回収した。
【０１０６】
［参考例２：浮遊選鉱試験２］
参考例２では、浮遊選鉱処理に先立つ事前解砕を行わなかったこと以外は、参考例１と同様にして浮遊選鉱試験を行った。
【０１０７】
＜浮遊選鉱試験の結果＞
参考例１、２における浮遊選鉱試験により回収したフロス中の固形分重量比率と、主要な金属の実収率、及び回収品位を下記表１に示す。ここで、表中の実収率、回収品位は、それぞれ以下の式より表されるものである。
実収率＝（浮鉱中の目的金属重量）÷（装入した目的金属の全重量）×１００
回収品位＝（浮鉱中の目的金属重量）÷（浮鉱の全重量）×１００
【０１０８】
【表１】
2020160038.tif 000003
【０１０９】
参考例１、２における浮遊選鉱試験の結果から、浮遊選鉱試験により浮鉱としてのＭｏ、Ｃｕ、及びＦｅを回収することができた。しかしながら、参考例１と参考例２とで、Ｍｏの回収品位、Ｃｕ及びＦｅの実収率に違いがあった。すなわち、参考例１では、参考例２に比べて、浮鉱に含まれるＭｏの回収品位が上昇し、また、浮鉱からのＣｕやＦｅの実収率を低減させることができた。
【０１１０】
このことは、粉末粒子に含まれる粗粒の割合の測定に基づき、浮遊選鉱処理に先立って解砕処理を行ったか否かに影響しているものと推測される。つまり、浮遊選鉱処理に先立ち、測定した粗粒割合の結果に基づいて設定された解砕条件で解砕処理を行うことで、粉末粒子に含まれる凝集粒子がほとんど無くなり、その結果、浮遊選鉱処理により効果的に浮鉱として回収されるＭｏを分離回収できたものと考えられる。
【０１１１】
このことを確認するため、参考例１、２で用いたスラリーについて、浮選剤を添加して浮遊選鉱処理を行う前のスラリーを５０ｍｌずつサンプリングし、篩分区分ａ（１４９μｍ篩上）のみを採取して、そのスラリー中の粉末粒子に含まれる凝集粒子の割合を算出した。下記表２に算出結果を示す。
【０１１２】
【表２】
2020160038.tif 000004
【０１１３】
表２の算出結果から、粗粒割合の測定結果に基づいて浮遊選鉱処理に先立って解砕処理を行うことで、凝集粒子をほとんど無くすことができていることがわかる。すなわち、表１に示す結果と合わせると、浮遊選鉱処理において凝集粒子による悪影響の程度を小さくすることができたことがわかる。
【０１１４】
以上の参考例の結果から、浮遊選鉱方法においては、予め選鉱対象の粉末粒子に含まれる粗粒（凝集粒子）の割合を測定するようにし、その測定結果に基づいて、事前解砕処理を行う等の処理を行うか否かの決定を行い、あるいは解砕処理の詳細条件を決定することで、凝集粒子による影響のない、適切な浮遊選鉱処理を行うことができる。これにより、回収対象の鉱石を選択的にかつ効果的に分離回収することができることがわかる。
【図１】
2020160038.tif 000005
【図２】
2020160038.tif 000006
【図３】
2020160038.tif 000007