(57)【要約】【課題】硫化鉱物に対して捕収剤を用いて浮遊選鉱された精鉱を含有する試料を加熱することにより生じ得る硫黄含有析出物を捉え、最適な捕収剤の選択を可能とすることを目的とする。【解決手段】硫化鉱物に対して捕収剤を用いて浮遊選鉱された精鉱を含有する試料であって、ガスクロマトグラフ質量分析装置１において分析対象となる試料を分析すべく当該試料を加熱することにより生じ得る硫黄含有析出物を捉える金属の粉末が内部に充填されたことを特徴とする硫黄含有析出物用フィルター６を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫化鉱物に対して捕収剤を用いて浮遊選鉱された精鉱を含有する試料であって、ガスクロマトグラフ質量分析装置において分析対象となる試料を分析すべく当該試料を加熱することにより生じ得る硫黄含有析出物を捉える金属の粉末が内部に充填されたことを特徴とする、硫黄含有析出物用フィルター。
【請求項２】
前記硫黄含有析出物用フィルターは、前記ガスクロマトグラフ質量分析装置に設置自在であって分離カラムに試料を注入するためのインサート部材により構成されるものであることを特徴とする、請求項１に記載の硫黄含有析出物用フィルター。
【請求項３】
前記金属は、銀、銅、鉛、亜鉛および鉄のうち少なくともいずれかであることを特徴とする、請求項１または２に記載の硫黄含有析出物用フィルター。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の硫黄含有析出物用フィルターが設置されたことを特徴とする、ガスクロマトグラフ質量分析装置。
【請求項５】
硫化鉱物に対して捕収剤を用いて浮遊選鉱された精鉱を含有する試料であって、ガスクロマトグラフ質量分析装置において分析対象となる試料を分析すべく当該試料を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程により生じ得る硫黄含有析出物を捉える金属の粉末が内部に充填された硫黄含有析出物用フィルターに対し、前記加熱工程により加熱された試料を通過させるフィルタリング工程と、
前記フィルタリング工程を経た試料を分離カラム内に注入する注入工程と、
注入された試料に含有される精鉱に付着した捕収剤に関する質量分析を行う分析工程と、
を有することを特徴とする、ガスクロマトグラフ質量分析方法。
【請求項６】
前記金属は、銀、銅、鉛、亜鉛および鉄のうち少なくともいずれかであることを特徴とする、請求項５に記載のガスクロマトグラフ質量分析方法。
【請求項７】
前記捕収剤は複数種類用いられることを特徴とする、請求項５または６に記載のガスクロマトグラフ質量分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硫黄含有析出物用フィルター、ガスクロマトグラフ質量分析装置およびガスクロマトグラフ質量分析方法に属する。一例として挙げると、本発明は、硫化鉱物に含まれる銅およびモリブデン鉱物を浮遊選鉱で分離する時に、最適な捕収剤を確認するための分析方法に属する。
【背景技術】
【０００２】
ガスクロマトグラフ質量分析方法としては、種々の方法が知られている。例えば、特許文献１に開示されているように、金属粉末を不活性ガス雰囲気で誘導体化試薬と同時に高温で加熱し、加熱して発生した揮発性の誘導体化物を熱抽出ガスクロマトグラフ質量分析装置で分析し、固体粉末表面に付着する化学種を同定する方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−３２１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ガスクロマトグラフ質量分析方法を用いて質量分析を行うことが可能な試料は多岐に亘る。その中の一つが、本発明者により行われている、硫化鉱物に対する質量分析方法である。以下、詳述する。
【０００５】
そもそも、銅鉱山の主鉱物である硫化鉱物には、硫化銅（Ｉ）（Ｃｕ２Ｓ）、硫化銅（ＩＩ）（ＣｕＳ）、黄銅鉱（ＣｕＦｅＳ２）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）あるいは黄鉄鉱（ＦｅＳ２）などがある。これらの硫化鉱物の中からＣｕ鉱物やＭｏ鉱物（以降、単にＣｕ，Ｍｏとも言う。）を回収するためには、以下の手順を踏むことが必要となる。
【０００６】
まず、これらの硫化鉱物が含まれるスラリーを水中に浸析する。その中に起泡剤、ｐＨ調整剤および捕収剤を配合した後、窒素ガスを攪拌しながら導入することでバブリングする。そして、Ｃｕ２Ｓ、ＣｕＳ、ＭｏＳ２などのＣｕとＭｏを泡と一緒に浮遊させ、ＦｅＳ２と分離する。この手法を「浮遊選鉱」とも言い、浮遊選鉱により得られる鉱物を「精鉱」とも言う。
【０００７】
この時、適用する捕収剤の種類により、精鉱であるＣｕおよびＭｏの実収率が大きく変化する。つまり、ＣｕやＭｏを高い実収率で回収するためには、硫化鉱物に応じて最適な捕収剤を選定することが重要である。代表的な捕収剤としては、チオノカルバメート、チオノカルバメート、メルカプタンあるいは炭化水素系オイル等が挙げられる。
【０００８】
ただ、硫化鉱物と一言で言っても、採掘される場所によって硫化鉱物の組成が異なる。つまり、代表的な捕収剤が知られているとしても、さらにこれらの捕収剤の中から、各地で産出される硫化鉱物に応じて、最適な捕収剤を選択する必要がある。
【０００９】
この最適な捕収剤を選択する方法としては、様々な捕収剤を用意し、各々の捕収剤を用いて浮遊選鉱試験を行い、各々の捕収剤に応じたＣｕおよびＭｏ、さらにはＦｅの実収率を比較する方法がある。ただ、この方法では、各々の捕収剤に対する浮遊選鉱試験を実施する必要があり、ひいては数多くの浮遊選鉱試験を実施する必要がある。しかも、先ほど述べたように、産地によって硫化鉱物の組成が異なることから、産地ごとの硫化鉱物に対して浮遊選鉱試験を実施する必要がある。また、実収率を把握するための化学分析にも多大な時間を要する。また、そもそも、選択した捕収剤が本当に最適な捕収剤かどうかの判断も難しく、浮遊選鉱試験を行っても最適な捕収剤を見出すことが困難な場合がある。
【００１０】
ちなみに、上記特許文献１に記載された熱抽出ガスクロマトグラフ質量分析法を用いて、最適な捕収剤を見出すべく、鉱物に付着した捕収剤を検出することも考えられる。
【００１１】
しかしながら、検査対象となる鉱物が硫化鉱物であるため、加熱した時に硫化鉱物が分解して非常に大量の硫黄華（本明細書においては「硫黄含有析出物」とも言う。）を放出してしまう。
【００１２】
硫黄華は吸着性が強いためガスクロマトグラフ質量分析計で分析すると、分離カラムへの吸着が起きるとともに分離能を大きく低下させる。その結果、ガスクロマトグラフ質量分析装置への負荷が大きくなり、分離カラムの寿命が短くなるという事態が生じ得る。
【００１３】
上記の事態に加え、当初の目的である「最適な捕収剤の選択」のための適切なデータの収集が困難となってしまう。その様子を示したのが図４である。図４は、従来のガスクロマトグラフ質量分析装置を用いて、硫化鉱物に対して捕収剤を用いて浮遊選鉱して得られた精鉱を含有する試料に対して分析を行った結果を示すグラフである。なお、図４のグラフはトータルイオンクロマトグラム（ＴＩＣ）である。縦軸はトータルイオン強度、横軸は保持時間ｔ（ｍｉｎ）を表す。なお、図４は、後述の比較例１の結果でもある。
【００１４】
図４に示すように、本来、捕収剤（主に石油系）のデータが得られる部分である横軸の数値１０〜２２．５の範囲に、硫黄華の組成を示すブロードな高強度のピークが出現してしまっている。その結果、精鉱にどれだけの捕収剤が付着しているか、つまり、捕収剤が精鉱をどの程度捕収しているかが、図４からでは判別が極めて困難である。
【００１５】
以上のように、硫黄華が発生するような試料をガスクロマトグラフ質量分析計によって分析する場合には、試料から発生する硫黄華は分離カラムへ導入されないようにする必要がある。なお、これは、本発明者が初めて見出した課題である。
【００１６】
本発明は、硫化鉱物に対して捕収剤を用いて浮遊選鉱された精鉱を含有する試料を加熱することにより生じ得る硫黄含有析出物を捉え、最適な捕収剤の選択を可能とする硫黄含有析出物用フィルター、当該硫黄含有析出物用フィルターが取り付けられたガスクロマトグラフ質量分析装置、およびガスクロマトグラフ質量分析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】
【００１７】
本発明者は、熱抽出ガスクロマトグラフ質量分析を利用して精鉱に付着している捕収剤を検出する方法について、鋭意研究を重ねた。その一方、ガスクロマトグラフ質量分析装置により硫化鉱物由来の試料を分析する技術についての文献は、本発明者の知る限り皆無に等しい。そのような状況下で、本発明者が、上記の課題に初めて直面した。つまり、熱抽出ガスクロマトグラフ質量分析装置を用いて浮遊選鉱して得られた試料（精鉱に付着した捕収剤）を分析した場合、精鉱に含まれる硫化鉱物から硫黄華が生成してしまい、硫黄華が装置内の分離カラムに入り込むため、分離カラムが劣化してしまうという未知の課題に直面した。
【００１８】
この課題を解決するため、本発明者は、更に研究を重ねた。その結果、熱抽出ガスクロマトグラフ質量分析装置の試料投入口から試料を注入する前に、精鉱から生じた硫黄華を予め捉えておくという構成を想到した。この構成を採用することにより、精鉱の表面に付着した捕収剤成分を簡便に把握することができることを、本発明者は見出した。このような知見に基づき、本発明者は、本発明に至ったものである。
【００１９】
以上の知見に基づいて成された本発明の態様は、以下の通りである。
本発明の第１の態様は、
硫化鉱物に対して捕収剤を用いて浮遊選鉱された精鉱を含有する試料であって、ガスクロマトグラフ質量分析装置において分析対象となる試料を分析すべく当該試料を加熱することにより生じ得る硫黄含有析出物を捉える金属の粉末が内部に充填されたことを特徴とする、硫黄含有析出物用フィルターである。
【００２０】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の発明において、
前記硫黄含有析出物用フィルターは、前記ガスクロマトグラフ質量分析装置に設置自在であって分離カラムに試料を注入するためのインサート部材により構成されるものである。
【００２１】
本発明の第３の態様は、第１または第２の態様に記載の発明において、
前記金属は、銀、銅、鉛、亜鉛および鉄のうち少なくともいずれかであることを特徴とする。
【００２２】
本発明の第４の態様は、第１ないし第３のいずれかの態様に記載の硫黄含有析出物用フィルターが設置されたガスクロマトグラフ質量分析装置である。
【００２３】
本発明の第５の態様は、
硫化鉱物に対して捕収剤を用いて浮遊選鉱された精鉱を含有する試料であって、ガスクロマトグラフ質量分析装置において分析対象となる試料を分析すべく当該試料を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程により生じ得る硫黄含有析出物を捉える金属の粉末が内部に充填された硫黄含有析出物用フィルターに対し、前記加熱工程により加熱された試料を通過させるフィルタリング工程と、
前記フィルタリング工程を経た試料を分離カラム内に注入する注入工程と、
注入された試料に含有される精鉱に付着した捕収剤に関する質量分析を行う分析工程と、
を有することを特徴とする、ガスクロマトグラフ質量分析方法である。
【００２４】
本発明の第６の態様は、第５の態様に記載の発明において、
前記金属は、銀、銅、鉛、亜鉛および鉄のうち少なくともいずれかである。
【００２５】
本発明の第７の態様は、第５または第６の態様に記載の発明において、
前記捕収剤は複数種類用いられる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、硫化鉱物に対して捕収剤を用いて浮遊選鉱された精鉱を含有する試料を加熱することにより生じ得る硫黄含有析出物を捉え、最適な捕収剤の選択を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施形態のガスクロマトグラフ質量分析装置の概略図である。
【図２】本実施形態の硫黄含有析出物用フィルターの概略図である。
【図３】本実施形態のガスクロマトグラフ質量分析装置を用いて、硫化鉱物に対して捕収剤を用いて浮遊選鉱された精鉱を含有する試料に対して分析を行った結果を示すグラフである。
【図４】従来のガスクロマトグラフ質量分析装置を用いて、硫化鉱物に対して捕収剤を用いて浮遊選鉱された精鉱を含有する試料に対して分析を行った結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
本実施形態においては、次の順序で説明を行う。
１．ガスクロマトグラフ質量分析装置
１−Ａ）概要
１−Ｂ）硫黄含有析出物用フィルター
２．ガスクロマトグラフ質量分析方法
２−Ａ）準備工程
２−Ｂ）加熱工程
２−Ｃ）フィルタリング工程
２−Ｄ）分離カラム内への試料注入工程
２−Ｅ）分析工程
３．実施の形態による効果
４．変形例等
なお、以下に記載が無い構成については、公知のガスクロマトグラフ質量分析装置および分析方法を用いても構わない。例えば、本出願人による特許文献１（特開２０１２−３２１９７号公報）や特開２０１１−１９６８１５号公報等に記載された構成を適宜採用しても構わない。
【００２９】
＜１．ガスクロマトグラフ質量分析装置＞
１−Ａ）概要
図１は、本実施形態のガスクロマトグラフ質量分析装置１の概略図である。本実施形態におけるガスクロマトグラフ質量分析装置１においては、特許文献１に記載のような熱抽出型の装置であり、試料を加熱してガス化させたものに対して質量分析を行う。基本的な構成は、上記の公知の文献に記載のものを採用しても構わない。本実施形態のガスクロマトグラフ質量分析装置１は、大別すると、以下の構成を備えている。
・ガスクロマトグラフ質量分析装置１全体の制御を司る制御部２
・ガスクロマトグラフ質量分析装置１に試料を注入するための試料投入口３
・注入された試料を加熱するための加熱炉４
・加熱部にキャリアガスを注入するためのガス流量制御部５
・ガス化した試料が通過することにより硫黄華を捉えるための硫黄含有析出物用フィルター６
・硫黄華が捉えられた後の試料を各成分ごとに分離する分離カラム７
・分離カラム７を通過した試料を検出する検出器８
・検出器８により検出された結果を表示するための表示部９
【００３０】
本実施形態においては、硫黄含有析出物用フィルター６に特に大きな特徴がある。なお、本実施形態において「硫黄華」とは、硫黄を含有する精鉱を加熱したときに生じる硫黄そのものの微粒子または硫黄化合物の微粒子であってガスクロマトグラフ質量分析装置１内にて析出し得るもののことを指す。
【００３１】
本実施形態における「試料」は、硫化鉱物に対して捕収剤を用いて浮遊選鉱された精鉱を含有する試料であって、ガスクロマトグラフ質量分析装置１において分析対象となる試料のことを指す。本実施形態におけるガスクロマトグラフ質量分析装置１にて分析すべきは、単刀直入に言えば、試料の中に含まれる捕収剤である。精鉱に付着した捕収剤をガス化し、それを分析することにより、一定量の試料の中にどの程度の捕収剤が含まれているのかが分かる。なお、捕収剤が脱離した後の精鉱は加熱炉４に残存する。
【００３２】
つまり、試料を加熱してガス化する際にガスとなるのは捕収剤であり、この捕収剤に対して質量分析を行う。注入されるキャリアガスとともに捕収剤が分離カラム７を通過可能な状態となることを、本明細書においては「試料のガス化」と言う。なお、先に述べた「硫黄華」は、上記の試料を加熱することにより生じるものである。
【００３３】
また、本実施形態における「捕収剤」は浮遊選鉱に使用可能なものならば任意のものでも構わない。その一方、上記の課題において挙げたように、硫化鉱物に対する浮遊選鉱においては石油系の捕収剤を用いるのが好ましい。石油系の捕収剤としては、チオノカルバメート、チオノカルバメート、メルカプタンあるいは炭化水素系オイル等が挙げられる。本実施形態においては、石油系の捕収剤を用いる例について挙げる。
【００３４】
なお、後述の硫黄含有析出物用フィルター６を用いて、浮遊選鉱の際に複数の捕収剤を同時に使用して得られた精鉱を含有する試料に対して質量分析することにより、複数の捕収剤の中から最適な捕収剤の選択が可能となる。これについては＜２．ガスクロマトグラフ質量分析方法＞にて後述する。
【００３５】
１−Ｂ）硫黄含有析出物用フィルター６
以下、本実施形態における硫黄含有析出物用フィルター６について説明する。図２は、本実施形態の硫黄含有析出物用フィルター６の概略図である。本実施形態における硫黄含有析出物用フィルター６は、ガラスインサート６０の内部において、ガラスウール６２で挟む形で金属粉末６１を充填することにより構成されている。
【００３６】
ガラスインサート６０は、長尺な筒状のガラス管であり、本来は、ガス化された試料を単に分離カラム７に注入するためのものである。しかしながら本実施形態においては、ガラスインサート６０の長尺方向において中間部分から一端６０Ｂに寄った部分に、内径が狭まった部分を形成している。そして、ガラスウール６２で挟まれた金属粉末６１を、もう一端６０Ａの方から挿入している。
【００３７】
なお、本実施形態における「金属粉末６１」とは、硫黄含有析出物を捉える金属の粉末のことであり、ガス化された試料がガラスインサート６０の中を通過可能な程度に粒子化されているもののことを指す。この「金属」は重金属であれば、硫黄華を重金属の硫化物に変えて捉えやすくなるため、好ましい。好ましい金属元素としては、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、鉛（Ｐｂ）、亜鉛（Ｚｎ）および鉄（Ｆｅ）の少なくともいずれかが挙げられる。なお、各々の金属元素と硫黄との化学反応式は、以下のようになる。
・Ｓ＋Ａｇ→Ａｇ２Ｓ
・Ｓ＋Ｃｕ→ＣｕＳ
・Ｓ＋Ｐｂ→ＰｂＳ
・Ｓ＋Ｚｎ→ＺｎＳ
・Ｓ＋Ｆｅ→ＦｅＳ
もちろんこれらを組み合わせたものを金属粉末６１として使用しても構わない。なお、上記の金属元素の代わりに錫（Ｓｎ）を用いても構わないし、Ｓｎを上記の金属元素と組み合わせて用いても構わない。
【００３８】
また、「充填」とは、ガラスインサート６０全体を充填していることを指すものではなく、ガラスインサート６０の少なくとも一部分（内部の断面部分）を充填していることを指す。
【００３９】
そして、ガラスインサート６０において内径が狭まった部分を、ガラスウール６２で挟まれた金属粉末６１のストッパーとしている。そして、ガラスインサート６０の一端６０Ａを加熱炉４に接続し、もう一端６０Ｂは分離カラム７に接続する。つまり、一端６０Ａをガスの上流側とし、一端６０Ｂをガスの下流側とする。
【００４０】
上記の構成を採用することにより、ガス化した試料が硫黄含有析出物用フィルター６を通過する際に、加熱炉４にて加熱された試料から生じた硫黄華を金属粉末６１にて捉えることが可能となる。これにより、硫黄華が分離カラム７に入り込むのを防ぐことができる。その結果、浮遊選鉱された後の精鉱に捕収剤が残留しているかどうかを容易かつ明瞭に確認することができる。また、鉱石に含まれる銅やモリブデン系鉱物と鉄系鉱物の分離に石油系の捕収剤が有効であったかどうかを容易かつ明瞭に確認することができる。
【００４１】
また、内径が狭まった部分がストッパーとなることにより、ガラスウール６２で挟まれた金属粉末６１がガラスインサート６０から脱離することを防げる。もちろん、ガラスウール６２で挟まれることにより、この脱離は更に防げる。また、ガラスウール６２によって、質量分析の精度に支障を与える不純物成分を捉えることが可能となる。
【００４２】
＜２．ガスクロマトグラフ質量分析方法＞
以下、本実施形態におけるガスクロマトグラフ質量分析方法について説明する。本実施形態においては、先に述べたように、浮遊選鉱された精鉱の表面に、どの捕収剤がどの程度付着しているかを確認する。この確認方法は、以下の工程を経て行われる。
【００４３】
２−Ａ）準備工程
まず、ガスクロマトグラフ質量分析装置１に、予め、硫黄含有析出物用フィルター６を設置しておく。そして、試料投入口３から試料を加熱炉４へと投入する。
【００４４】
２−Ｂ）加熱工程
次に、キャリアガスである不活性ガス（例えばヘリウム（Ｈｅ））をガス流量制御部５で流量制御しながら、加熱炉４内の試料をＨｅ雰囲気中で加熱する。そして、試料に含まれる精鉱の表面に付着した捕収剤を揮発させる。
【００４５】
２−Ｃ）フィルタリング工程
ガス化された試料に対して、硫黄含有析出物用フィルター６を通過させる。こうすることにより、金属粉末６１が硫黄華を捉え、ガラスウール６２が不純物成分を捉えることが可能となる。
【００４６】
２−Ｄ）分離カラム７内への試料注入工程
硫黄華および不純物成分が取り除かれた試料を、分離カラム７内へと注入する。こうして、試料における各成分が、分離カラム７内にて分離される。
【００４７】
２−Ｅ）分析工程
ガス化された試料が分離カラム７を通過した後、試料における各成分が検出器８により検出される。そして、検出器８により検出された結果を表示部９により表示する。なお、検出器８により得られた検出結果をグラフとして表示可能なような処理を制御部２により適宜行う。
【００４８】
本実施形態における分析工程では、硫黄含有析出物用フィルター６のおかげで、浮遊選鉱の際に複数の捕収剤を同時に使用して得られた精鉱を含有する試料に対して質量分析することにより、複数の捕収剤の中から最適な捕収剤の選択が可能となる。
【００４９】
課題において、図４に示すように、従来の手法を応用しただけでは、硫黄華の組成を示すブロードな高強度のピークが出現してしまうことを述べた。
その一方、本実施形態を採用することにより、硫黄華の影響を無くすことが可能となる。その結果を示したのが図３である。図３は、本実施形態のガスクロマトグラフ質量分析装置１を用いて、硫化鉱物に対して捕収剤を用いて浮遊選鉱された精鉱を含有する試料に対して分析を行った結果を示すグラフである。なお、図４と同様、図３のグラフはトータルイオンクロマトグラム（ＴＩＣ）である。縦軸はトータルイオン強度、横軸は保持時間ｔ（ｍｉｎ）を表す。
【００５０】
図３に示すように、硫黄含有析出物の組成を示すブロードな高強度のピークを消失させることに成功している。その結果、石油系の捕収剤のデータが得られる部分である横軸の数値１０〜２２．５の範囲に、捕収剤に起因するピークを明瞭に認識することが可能となる。その結果、精鉱にどれだけの捕収剤が付着しているか、つまり、捕収剤が試料をどの程度捕収しているかが、図３から容易に判別することが可能となる。
【００５１】
図３は、所定の捕収剤が有効か否かを判別するという効果のみを示すものではない。図３は、浮遊選鉱の際に複数の捕収剤を同時に使用したとしても、各捕収剤の量を容易に判別することが可能であることを示している。つまり、課題で述べたような手間、すなわち、数多くの浮遊選鉱試験を実施する必要が無くなる。しかも、図３に示すように、各捕収剤の量を容易に判別することが可能となるため、実収率を把握するための化学分析を短時間で行うことが可能となり、選択した捕収剤が本当に最適な捕収剤かどうかの判断を容易に行うことが可能となる。
【００５２】
例えば、ある硫化鉱物に対する浮遊選鉱の際に、捕収剤Ａおよび捕収剤Ｂを用いたとする。そして、試料に対して質量分析を行った結果、捕収剤Ａの方が捕収剤Ｂより量が多かったとすると、その硫化鉱物は捕収剤Ａによって浮遊選鉱されやすいことを指し、ひいてはその硫化鉱物に対しては、捕収剤Ａを使用することにより、精鉱の収率が向上することを指す。この結果は、図３のような質量分析結果が表示部９に表示されることにより、一目瞭然となる。
【００５３】
＜３．実施の形態による効果＞
本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
まず、硫黄華は吸着性が強いためガスクロマトグラフ質量分析計で分析すると、分離カラム７への吸着が起きるとともに分離能を大きく低下させる。その結果、ガスクロマトグラフ質量分析装置１への負荷が大きくなり、分離カラム７の寿命が短くなるという事態が生じ得る。そこで、本実施形態を採用することにより、硫黄華の影響を無くすことが可能となる。
【００５４】
本実施形態を採用することにより、ガス化した試料が硫黄含有析出物用フィルター６を通過する際に、加熱炉４にて加熱された試料から生じた硫黄華を金属粉末６１にて捉えることが可能となる。これにより、硫黄華が分離カラム７に入り込むのを防ぐことができる。その結果、浮遊選鉱された後の精鉱に捕収剤が残留しているかどうかを容易かつ明瞭に確認することができる。また、鉱石に含まれる銅やモリブデン系鉱物と鉄系鉱物の分離に石油系の捕収剤が有効であったかどうかを容易かつ明瞭に確認することができる。
【００５５】
また、所定の捕収剤が有効か否かを判別するという効果に加え、浮遊選鉱の際に複数の捕収剤を同時に使用したとしても、各捕収剤の量を容易に判別することが可能となる。つまり、課題で述べたような手間、すなわち、数多くの浮遊選鉱試験を実施する必要が無くなる。しかも、各捕収剤の量を容易に判別することが可能となるため、実収率を把握するための化学分析を短時間で行うことが可能となり、選択した捕収剤が本当に最適な捕収剤かどうかの判断を容易に行うことが可能となる。
【００５６】
以上の通り、本実施形態によれば、硫化鉱物に対して捕収剤を用いて浮遊選鉱された精鉱を含有する試料を加熱することにより生じ得る硫黄含有析出物を捉え、最適な捕収剤の選択を可能とする硫黄含有析出物用フィルター６、当該硫黄含有析出物用フィルター６が取り付けられたガスクロマトグラフ質量分析装置１、およびガスクロマトグラフ質量分析方法を提供することができる。
【００５７】
＜４．変形例＞
本発明の技術的範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
【００５８】
（硫黄含有析出物用フィルター６を配置する場所）
上記の実施形態では、硫黄含有析出物用フィルター６の一端６０Ａを加熱炉４に接続し、もう一端６０Ｂを分離カラム７に接続する場合について述べた。その一方、本発明の効果を奏するためには、試料が分離カラム７に注入される前に、試料に対してフィルタリングを行っておけばよい。そのため、ガス化した試料の流れという視点で見ると、分離カラム７の上流側に硫黄含有析出物用フィルター６を設けておけば、上記の実施形態に示すような配置場所に制限されなくともよい。
【００５９】
（ガラスインサート６０以外の硫黄含有析出物用フィルター６）
上記の実施形態では、硫黄含有析出物用フィルター６として、ガラスインサート６０を用いた場合について述べた。その一方、本発明の効果を奏するためには、ガラスインサート６０以外のものを用いても構わない。例えば、ガラスに制限されず、他の材料からなるインサート部材を用いても構わない。ここで言う「インサート部材」とは、ガスクロマトグラフ質量分析装置１に設置自在であって分離カラム７に試料を注入するための筒状部材のことを指す。「インサート部材」は、もちろんガラスインサートを含む。
【００６０】
（同時に使用する捕収剤の数）
上記の実施形態では、捕収剤を複数用いた場合について述べた。この場合が好ましいことは上述の通りだが、単数の捕収剤を用いたとしても、本発明の効果は発揮される。ただもちろん、複数の捕収剤を同時に使用した方が、一回の質量分析によって最適な捕収剤が判明するため、非常に好ましい。
【００６１】
（ガスクロマトグラフ質量分析装置１の構成）
上記の実施形態では、ガスクロマトグラフ質量分析装置１内に加熱炉４を設けた場合について述べた。一方、後述の実施例のように、ガスクロマトグラフ質量分析装置と加熱炉４（熱分解装置）とを別体として設けても構わない。
【実施例】
【００６２】
以下、本実施例について説明する。なお、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。以下に記載の無い構成や手法については、上記の実施形態または公知の文献に記載の技術を適宜使用しても構わない。
【００６３】
［実施例１］
まず、硫化鉱物に対して捕収剤を用いて浮遊選鉱された精鉱を含有する試料を用意した。なお、捕収剤としては石油系の捕収剤を使用した。これら複数種類の石油系の捕収剤を適用して浮遊選鉱を行い、硫化鉱物の中に含まれる「ＣｕおよびＭｏ」と「Ｆｅ」とを分離した。分離した後の精鉱（すなわちＣｕおよびＭｏ）を１０ｍｇ量り取り、これを試料とした。この試料に対し、硫黄含有析出物用フィルター６が設置されたガスクロマトグラフ質量分析を用いて、質量分析測定を行い、捕収剤を検出した。
【００６４】
なお、硫黄含有析出物用フィルター６としては、上記の実施形態と同様、ガラスインサート６０の内部において、ガラスウール６２で挟む形で金属粉末６１を充填したものを用いた。具体的に言うと、ガラスインサート６０としては、島津製作所製のガスクロマトグラフ質量分析計ＱＰ−２０１０型のスプリット型のガラスインサート６０を使用した。また、金属粉末６１としては、和光純薬製の銅（Ｃｕ）粉末微粒子を使用し、これをガラスインサート６０内に、ガラスウール６２で挟む形で充填した。
【００６５】
また、加熱炉４として、ガスクロマトグラフ質量分析装置１とは別体の装置を用いた。具体的に言うと、熱分解装置としては、フロンティアラボ製のＰＹＲ−２０２０ｉＤ型を用いた。加熱温度は５９０℃に設定し、熱抽出時間は３分とした。
【００６６】
その他の条件については、以下の通りとした。
・キャリアガス：ヘリウム（Ｈｅ）
・投入口温度：３００℃
・ガス注入方式：スプリット方式
・測定質量範囲：３３−６５０
【００６７】
［実施例２〜５］
実施例２〜５においては、金属粉末６１を構成する元素として銅（Ｃｕ）の代わりに以下のものを使用した。なお、いずれも和光純薬製である。その他については、実施例１と同様とした。
・実施例２：銀（Ａｇ）
・実施例３：鉛（Ｐｂ）
・実施例４：亜鉛（Ｚｎ）
・実施例５：鉄（Ｆｅ）
【００６８】
［比較例１］
比較例１においては、ガラスインサート６０の中に金属粉末６１を設けなかった。その他については、実施例１と同様とした。
【００６９】
［結果］
実施例１〜５および比較例１において、質量分析を行った。
なお、実施例１において、質量分析の結果をグラフ化したものを、上記の実施形態で挙げた図３に示している。図３を見ると、石油系の捕収剤を示すピークの位置および大きさを明瞭に判別することができていた。すなわち、硫化鉱物に応じた最適な捕収剤を選択的に検出できていた。
一方、比較例１において、質量分析の結果をグラフ化したものを、上記の実施形態で挙げた図４に示している。図４を見ると、硫黄華が分離カラム７に導入されてしまい、非常にブロードなピークとして検出されてしまっていた。その結果、硫黄華が捕収剤の妨害成分となり、最適な捕収剤を選択的に検出できなかった。
【００７０】
実施例２〜５についても同様に質量分析の結果をグラフ化し、比較例１と対比させた。そして、「捕収剤の検出の有無」および「分離カラム７に影響する硫黄華検出の有無」について調査した。その結果を以下の表１に示す。
【表１】
2015001417.tif 000003
【００７１】
表１を見ると、実施例１〜５のように、硫黄含有析出物用フィルター６を設置したガスクロマトグラフ質量分析装置１を使用した場合、捕収剤を選択的に検出できていた。
一方、比較例１のように、硫黄含有析出物用フィルター６を設置しない場合、捕収剤を選択的に検出できなかった。
【符号の説明】
【００７２】
１………ガスクロマトグラフ質量分析装置
２………制御部
３………試料投入口
４………加熱炉
５………ガス流量制御部
６………硫黄含有析出物用フィルター
６０……ガラスインサート
６０Ａ…一端（上流側）
６０Ｂ…一端（下流側）
６０Ｃ…内径が狭まった部分
６１……金属粉末
６２……ガラスウール
７………分離カラム
８………検出器
９………表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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