(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉱石を鉱泥化し、この鉱泥化鉱石を少なくとも１分間洗浄し、この洗浄鉱石を湿潤環境下に、８０ミクロンないし３mmの粒状区分とより微細な区分とを分別するための篩いを用いて少なくとも一つの微細区分を分別し、粒状区分中には微細区分が１０重量％より多く残らないようにし、
前記粒状区分を１．７ないし２．５の選別比重で比重選別にかけて、軽い区分と重い区分とに分け、
富化鉱石として分別されたこの軽い区分を回収する
ことを特徴とするニッケル含有酸化物鉱石の富化方法。
【請求項２】
２００ミクロンないし５００ミクロンの篩別メッシュサイズでこの分別を実施する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
事前篩別によって得た粒度３００mm未満の鉱床面鉱石を鉱泥化する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
この洗浄を３ないし９分間実施する請求項１に記載の方法。
【請求項５】
１００重量部の鉱泥に対して１００ないし３０重量部の水を用いてこの洗浄を実施する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
磁性媒体中でこの比重選別を実施する請求項１に記載の方法。
【請求項７】
この重力計測的選別に先立って粒状区分を粉砕する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
微細区分を軽い区分と併合する請求項１に記載の方法。
【請求項９】
鉱泥化鉱石を少なくとも２分間洗浄する請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
この選別比重が１．９ないし２．３である請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はニッケル含有酸化物鉱石の富化方法に関するものである。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、その化学的、鉱物学的、記載岩石学的組成が一つの薄層（seam）の中で、また、薄層ごとに、大幅に異なることのあるような酸化ニッケル・シリケート鉱石の富化に関するものである。
【０００３】
ニューカレドニア鉱石の一部、特にコペト（KOPETO）薄層あるいはコニアンボ（KONIAMBO）薄層中に見られるような、一般に珪ニッケル鉱系（garnieritic）として知られている鉱石が本発明の関連する鉱石類の実例であるが、本発明はこれに限られるものではない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、適用される金属採取法が全面的に、あるいは部分的に乾式冶金法からなるような酸化物鉱石は全て、本方法による富化に適切なものであろう。事実、これらの方法では、この鉱石は普通、還元（もし適用される場合）の後に電気炉で溶融され、この炉の中で、ニッケル及び一部の鉄は合金の形となり、その他の成分はガラス状スラグとして除去される。このような採取方法は大量のエネルギーを使用するもので、初めのニッケル含量が高ければそれだけ、ニッケルの大量生産に要するエネルギーは少なくてすみ、同じ生産設備から生産される金属の量が大となる。すなわち、本方法を使用すれば、金属生産コストの削減、あるいは同一設備を用いて生産される金属の量の増加が可能となる。
【０００５】
現在、腐食岩石系（saprolitic）酸化ニッケル薄層からの鉱石生産は露天掘り鉱床で行われている。ラテライト〔カンラン（橄欖）石の浅成変質物（super-geneous alteration）に対して用いられる言葉〕は腐食岩石系ニッケル薄層の被覆層であるが、このものは取り除かれ、適当な場所に蓄えられる。
【０００６】
ニッケルの豊富な土壌基質から取り出され、ニッケル不含のあらゆる大きさの純粋なカンラン石の塊を含んだ鉱床面鉱石（a run of mine）を採掘した後に、鉱石の生産が実施される。この鉱床面鉱石は次いで、グリズリ（grizzly）、ウオブラー（wobbler）、トロンメル（trommel）など、種々の手段を用いて自然の湿度のもとで篩別され、微細な鉱物含有部分と粗い低品位の（barren）部分とを分離する。この篩別にはときにわずかな減損を伴うが、これによって５０mmより大きい粒度、多くの場合７０mmに等しいかそれより大きい粒度の鉱石が得られる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明方法は、従来からの手法によって選別される鉱石に混在してくる低品位の成分をこれまでより十分に除去するために、鉱床面鉱石の選択的選別を実施することからなる。
【０００８】
本方法は、従来の方法より十分に薄層を回復させ、鉱石含量における増加を可能にするものである。従って、従来からの手法によって選別された場合に鉱石の品位が経済的に成り立ち得ないだろうが、本方法によっては経済的に実行可能となるような地域を活用することが可能となる。また本方法を用いれば、ある品位の鉱石について、作業可能な貯蔵資源の量を増大させることができ、あるいは、同じ薄層から回収される金属の同一量に関して、その品位、従って収量を増加させることができる。さらには、鉱石の品位と回収可能な貯蔵資源の量との双方を増大させることが可能となる。
【０００９】
鉱床から生産される鉱石の品位を高めようとして、特に本出願人によるもの（FR-A-2 320 781）を含めて、数多くの研究計画が実行されている。その他にも種々の方法が開発され、いくつかの刊行物や先行特許に記載されている。
【００１０】
残念ながら、これらの方法は、好結果を生むとはいえ、実用に移すことはできなかった。それは特に、これらの方法が生み出す投資コストや運転コストが大きいことによる。
【００１１】
しかし、蛇紋石化作用の程度が８０％未満のカンラン石の浅成変質物（主としてハルツバージャイト）から導かれた酸化ニッケル・シリケート鉱石（ＳＬＮ用語で「普通」、「中程度」及び「優秀」な層相）に特によく適した方法がここに見い出された。
【００１２】
【発明の実施の態様】
本発明が関係する方法は鉱石を鉱泥化（pulping）することからなり、その特徴として：
−  この鉱泥化鉱石を少なくとも１分間、好ましくは少なくとも２分間、洗浄し、
−  この洗浄鉱石を湿潤環境下に、８０ミクロンないし３mmの粒状区分とより微細な区分とを分別するための篩いを用いて少なくとも一つの微細区分を分別し、粒状区分中には微細区分が多くとも最大１０重量％残るようにし、
−  上記粒状区分を１．７ないし２．５、好ましくは１．９ないし２．３の選別比重で比重選別（densimetric separation）にかけて、軽い区分と重い区分とに分け、
−  富化鉱石として分別されたこの軽い区分を回収する、
という逐次工程を含む。
【００１３】
上記のような、洗浄、規定条件下での選別、及び規定条件下での比重選別の諸工程に忠実に従うことによって初めて、所望の富化を達成することができる。もしこれらの工程において規定条件を守らなければ、所望の成果は得られないだろう。
【００１４】
鉱石を鉱泥化させるには、ある量の鉱石を規定量の水と混合して、制御された濃度、できれば固形分４０ないし７０重量％、好ましくは４０ないし６０重量％、の鉱泥を得る。
【００１５】
好ましくは、
−  事前の篩別によって得た粒度３００mm未満の鉱床鉱石を鉱泥化する。
次いでこの鉱泥を洗浄する。
【００１６】
洗浄の目的は、微小な粒子を、それが弱い力で付着している粗い粒子から分離させる、あるいは、互いに凝集している微小な粒子を分離させることにある。
【００１７】
好ましくは、
−  この洗浄は、１００重量部の鉱泥に対して１００ないし３０重量部の水を用いて３ないし９分間、特に好ましくは４ないし６分間実施する。
【００１８】
この洗浄操作は、本業界で現在用いられている種々の手法によって実施することができる。
【００１９】
例えば、微小な粒子の量が少ない場合は、篩い上あるいはベルト上で加圧噴射水によって鉱石を洗浄することもできる。
【００２０】
微小な粒子の量がもっと多いときは、水平軸上に取り付けたシリンダーからなる洗浄ドラムなど、さらに複雑な装置を使用し、その中で、ドラム内部に固定されたリフター・ブレードによって鉱石と水を混和させる。
【００２１】
この操作はまた、コンクリートミキサー中で実施することもできる。それには１００kgの鉱石を、自然湿度（２０ないし３０％）のもとで３０ないし５０kg量の水と混和する。効果的な操作に必要な時間は少なくとも１分間、好ましくは少なくとも２分間であるが、この操作は１時間ないしそれ以上続けても何の障害を生じるものではない。
【００２２】
微小な粒子の量の低い鉱石〔レキ（礫）質鉱石として知られているもの〕に対してもこの装置を使用することができる。
【００２３】
微小な粒子の多い鉱石に対しては、ログウォッシャー（log-washer）として知られている装置を用いることもできる。この装置は、反対螺旋状に配置したブレードを取り付けた二つの並行スピンドルを含む傾斜状バケットからなる。鉱石を装置の中間部分に仕込み、ブレードによる攪拌作用を受けさせる。この攪拌作用は粒状粒子から微小な粒子を分離させる効果を有する。微小物質は次いで液状流によって下部に運ばれ、そこから排出される。粒状粒子は頂部に戻され、取り出される。
【００２４】
ポンプを用いて鉱泥をパイプ中を通過させることによっても、あるいは、重力を利用しても、同じような成果を得ることができる。このような操作においては、損耗によって新たな微小粒子が生成されることを意図するものではないが、このようなものが生成することは本方法にとって障害になるものではなく、むしろ有利である。
【００２５】
洗浄鉱泥はグラニュロメトリー選別（granulometric sorting）にかけて、本来ニッケル分の豊富な微細区分を採取する。この操作は、篩い、サイクロン、スクリュー型分粒器、湾曲グリッドなどの既知のグラニュロメトリー選別手段を用いて実施することができる。装置の選定は、主として所望のメッシュ・サイズに応じて決まってくる。しかし、どのようなメッシュを用いるとも、選別は、粒状区分に入り込む微細区分が１０重量％以下であるように実施しなければならない。これは、どんな場合も、必要に応じてこの選別操作を繰り返すことによって達成される。
【００２６】
望ましい分別メッシュサイズは８０ミクロンないし３mm 、好ましくは２００ ミクロンないし５００ミクロンである。
【００２７】
微細物を含まない粒状区分は重力計測的選別にかけられる。
【００２８】
その目的は、ニッケル含量の富化された軽い区分と、低品位の、価値の低い重い区分とが得られるように、比重差を利用して粒子を分別することにある。
【００２９】
この操作は、重力だけを利用するものや、それと遠心力とを組み合わせたものなど、種々の装置を用いて実施することができる。
【００３０】
一つの手法は、予め微細区分を除去した粒状物を、分別されるべき二つの区分それぞれの比重のどこか中間の比重の媒体中に浸漬することからなる。選別比重より低い区分は浮遊し、回収することができるが、重い区分は媒体中に沈降する。
【００３１】
選別比重（dividing density）は、浮遊と沈降の機会が釣り合った粒状物の比重として定義される（P. Blazy 公表文献 "La valorisation des minerals",  PUF 1970の 393頁に定義されている Tromp曲線上の d50）。特に重要なことは、 １．７ないし２．５、好ましくは１．９ないし２．３の選別比重を採用することである。比重がこの限界より低ければ、軽い区分はそれでも比較的高いニッケル含量であるが、その重量パーセンテージは激減し、操作効率点から外れてくる。逆に比重がこの限界より高ければ、軽い区分の重量パーセンテージは大きくなるが、富化の程度は低すぎる。
【００３２】
この操作を実施するのに用い得る装置は次の二つの範疇に分かれる。
−  例えば分別ドラム、ドルー・ボーイ（Drew boy）及びその他の媒体浴からなる分別器、
−  濃厚媒体サイクロン（dense medium cyclone）、ＤＷＰ（Dina Whirlpool）、Multigravity Seprator、Larcodems（Large coal dense medium separator）などの遠心分離器。
【００３３】
媒体は、次のように、固体粒子の水中懸濁液からなる。
−  比重５．１ないし５．２の磁鉄鉱（magnetite）、
−  比重７．０の方鉛鉱（galena）（めったに用いられない）
−  比重６．７ないし７．０のフェロシリコン、
これらを粉砕あるいは霧化して用いる。
【００３４】
所望の比重を得るには、この媒体は一種類の粒状物でも混合物でもよい。
【００３５】
媒体のコストからいえば、それは循環再使用されなければならない。それはその磁性によって可能となり、それを鉱石の粒状物から分けることができる。
【００３６】
用い得るもう一つの技法は、媒体の比重より大きな見かけ上の比重を得るように、磁場の中で強磁性流体を利用するものである。この技法は磁気重力計測的選別（magnetogravimetric separation）、あるいは 「magstream」という名前で呼ばれているものである。
【００３７】
鉱石の鉱泥だけで機能するような装置を用いることも可能である。これは振動（oscillation）によって（いわゆるジグ装置）、あるいは螺旋運動によって（Reichertの円錐又は螺旋）もたらされる差動加速度を与えるものである。
【００３８】
別種の手段や機械で別種のグラニュロメトリー手法を用いて得られる生成物を処理することも有益である。すなわち、分別ドラムのような浴分別器でさらに大きな粒度区分の（例えば８mmより大きい）もの、及び、濃密媒体サイクロンのような遠心分離器でさらに細かい区分の（例えば２００ミクロンないし８mm区分の）ものを処理するための媒体を用いるのが有利なことがある。
【００３９】
また、重力計測的処理に先立って生成物を粉砕することも差し支えない。この粉砕は、生成物の自然湿度において、ジャイレートリー・クラッシャーあるいはクラッシングロールを用いて、あるいは湿式条件下でボールミル（ball-mills）操作によって実施することができる。
【００４０】
ボールミルを用いる場合は、これらを鉱石鉱泥に直接供給してもよく、そうすれば、この装置は洗浄及び粉砕の両方に機能する。この場合は、この洗浄／粉砕操作に続いて選別操作を行い、続いて重力計測的処理を行わねばならない。処理すべき鉱石に応じて、この操作のために、いわゆる「自生粉砕」あるいは「半自生粉砕」を利用することが有利な場合がある。
【００４１】
以下に示す実施例は本発明を例示するものである。
【００４２】
【実施例】
実施例１
ニューカレドニアのコペト薄層から０−７０mmの粒度の鉱石３００kgを採取した。この鉱石の湿度は２５％であった。
【００４３】
３００リットル容のコンクリートミキサーに水２５リットルを加え、これに前記の鉱石１００kgを加えて固形物６０％の鉱泥を形成させた。
【００４４】
コンクリートミキサーを１５分間回転させた後、得られた洗浄鉱泥を、水を散水している振動篩い上に注ぎ込んだ。この振動篩いは、３枚の篩いが重複して配置されていて、それぞれは２００ミクロン、１０mm 、３０mm のメッシュサイズのものであった。各篩いにおける不通過物は慎重に水洗されていて、生成物は完全に清浄な状態に保たれていた。この操作を全く同じように３回繰り返して、第１のバッチすべてを処理した。
【００４５】
このようにして次の４区分を得た。
−  極めて希薄な鉱泥の形の２００ミクロン未満の区分、
−  よく洗浄された、湿った砂に似た２００ミクロンないし１０mmの区分、
−  よく洗浄された、湿った砂利に似た＞１０mmの区分、
−  同じく湿った砂利に似た＞３０mmの区分。
【００４６】
各区分を秤量し、一部を試料として取り、そのニッケル含量及び湿度を測定した。従って、各グラニュロメトリー区分について洗浄操作及び篩別操作の収支表を次のように計算することができた。
【００４７】
【表１】
0004153099.tif 000002
【００４８】
あまりにも資源に乏しいと考えられる３０mmより大きい区分は廃棄した。
０．２mmより小さい区分は、本来ニッケル分に富むので別途保存した。
０．２−１０mm区分及び１０−３０mm区分は、その自然な湿度を維持するように注意深く蓄えた。
【００４９】
１００リットル容の攪拌中のタンクの中で、フェロシリコン、磁鉄鉱及び水からなる媒体を調製した。フェロシリコン１kgに対して磁鉄鉱２kgを用い、全量を調整して比重２．３の媒体を得た。言い替えれば、１リットルの媒体は２．３kgの質量であった。
【００５０】
このタンクに１３kgの湿った１０−３０mm区分を注入し、３０秒間攪拌を続け、混合物を十分に均質化させた。次いで攪拌を停止し、３０秒間待った。
表面に浮遊する生成物（「フローター」と呼ぶ）を回収し、注意深く洗浄し、乾燥させ、秤量し、一部を試料として取り、これを分析した。
浮遊しなかった生成物（「シンカー」と呼ぶ）も同様の方法で処理した。
【００５１】
この操作についての収支表を次のように示すことができる。
【００５２】
【表２】
0004153099.tif 000003
【００５３】
この収支表は、フローター中に実質的な富化が生じていることを示す。なぜなら、４５．４％というフローターの収量分（重量）について、Ｎｉ含量は供給材料のそれより０．５１％分大きいからである。
【００５４】
１リットル容の分別フィルター中でブロモフォルムとアルコールとからなる有機液体溶液を調製して、比重２．３の溶液を得た。すなわち、この溶液１リットルの質量は２．３kgであった。
【００５５】
０．２−１０mm区分全体から２００ｇの試料を取り出した。水と、「イグナトビッチ液（Ignatovic liquor）」として知られている湿潤剤との混合物中にこの区分を浸漬し、３０分間放置してからこれを取り出し、水切りした。次いでこの生成物を比重２．３の前記有機液体中に入れ、この混合物を約２０秒間振盪した。２０秒後、溶液をそのまま１分間放置した。この１分後、液の表面に浮遊する生成物（フローター）と、容器の底部に沈降している生成物（シンカー）とを収集した。次いでこれらの生成物を水洗いし、乾燥させ、秤量し、化学分析用の試料を取り出した。
この操作の収支表は次のように記述することができた。
【００５６】
【表３】
0004153099.tif 000004
【００５７】
この場合も、実質的なニッケルの富化があったことを知ることができる。すなわち、４４．０％の収量分（重量）について、仕込み材料に対して＋０．６％のＮｉ含量増加があったからである。
【００５８】
１０−３０mm区分及び０．２−１０mm区分から得られた、フローターとして知られる生成物に、処理鉱石における＜０．２mm区分を加えれば、全体の濃縮物が得られ、これは、処理した鉱床面鉱石と実質的に比較されるべき含量増加を示すものである。
【００５９】
【表４】
0004153099.tif 000005
【００６０】
実施例２
粒度０−７０mmの鉱石３００kgを用いた。実施例１で用いた試料一つにつき二つの対の試料（twin sample）を用いた。
この３００kgを３０mmメッシュの振動篩いに乗せ、これに約４バールの圧力で散水した。この篩いを通らない区分（３０mmより大きい粒度のもの）が清浄になるまで散水を継続した。
次いで３０mmを通過した区分の方は、前記と同条件の１０mmメッシュ篩いの上に乗せた。１０mmより小さい区分は、２００ミクロンの篩いで同様に処理した。
【００６１】
こうして得た区分のそれぞれを、次に実施例１におけると同様な手法で処理した。こうして実施した洗浄／篩別操作について、次のように収支表を記述することができる。
【００６２】
【表５】
0004153099.tif 000006
【００６３】
いつの場合も、＞３０mm区分は低品位のものとして廃棄した。
区分１０−３０mm及び区分０．２−１０mmは、実施例１に述べたと全く同じ処理に付した。これらの区分のそれぞれは、比重２．３でフローターとシンカーを与えた。
この操作の最終的収支表は次の通りである。
【００６４】
【表６】
0004153099.tif 000007
【００６５】
実施例３（比較目的のもの）
実施例１における洗浄／篩別の後に得られた１０−３０mm区分及び０．２−１０mm区分のそれぞれの試料を取り、これらの区分それぞれを実施例１におけると同じ条件で重力計測的選別に付した。ただし液体及び媒体の比重に関しては、２．３から２．７に増やした。従ってフローター及びシンカーは比重２．７によるものであった。
重力計測的選別操作の成績は、次に示すようにかなり異なるものである。
【００６６】
【表７】
0004153099.tif 000008
【００６７】
【表８】
0004153099.tif 000009
【００６８】
処理した鉱石の全体について、このようにして実施した方法では非常に控えめな程度の富化が行われるだけであることがわかった。
【００６９】
実施例４（比較目的のもの）
実施例１における洗浄／篩別の後に得られた１０−３０mm区分及び０．２−１０mm区分のそれぞれの試料を取り、これらの区分それぞれを実施例１におけると同じ条件で重力計測的選別に付した。ただし液体及び媒体の比重に関しては、２．３から１．５に減じた。従ってフローター及びシンカーは比重１．５によるものであった。
重力計測的選別操作の成績は、次に示すようにかなり異なるものである。
【００７０】
【表９】
0004153099.tif 000010
【００７１】
【表１０】
0004153099.tif 000011
【００７２】
富化の程度は非常に高いが、フローターの収量（重量）が非常に低いために、この操作は経済的利益をもたらさないものであることがわかった。
【００７３】
実施例５
パイロット運転試験では、本方法を用いて、湿度２５％の０−３００mm粒度の酸化ニッケル鉱石１００トンを処理した。
この鉱石を、径１ｍ、長さ２．５ｍの小型の洗鉱機に流速３ Ｔ／ｈで通した。この洗鉱機への入り口で、固形物含量６０％の鉱泥を得るに必要な量の水を加えた。この洗鉱機中の滞留時間１０分の後に、得られた鉱泥を、散水振動篩いを用いて３０mm及び１０mmで篩別した。１０mmより小さい区分は、静止した篩別パネルの上で２００ミクロンで篩別した。
【００７４】
得られた各区分から試料を取り、各篩い及び篩別パネルを通らないものを連続的に秤量した。２００ミクロンより小さい区分は、これから試料を取り、連続的に貯蔵ラグーン池の方へポンプで送り出した。電磁流量計及びガンマ線比重計からなる測定装置を用いて２００ミクロンより小さい生成物の量を測定した。
この操作の収支表は次の通りである。
【００７５】
【表１１】
0004153099.tif 000012
【００７６】
１０−３０mm区分の試料４０kgを取り、実施例１に記載したものと同一の媒体中に浸漬した。ただし、その比重は２．１とした。この操作の収支表は次の通りである。
【００７７】
【表１２】
0004153099.tif 000013
【００７８】
０．２−１０mm区分の試料２kgをとり、実施例１に記載したものと同一の有機液体中に浸漬した。ただし、比重は２．４５であった。
この操作の収支表は次の通りであった。
【００７９】
【表１３】
0004153099.tif 000014
【００８０】
実施例６
実施例１で得られた０．２−１０mm区分の試料６０kgを二つの対の試料に分けた。
こうして得た対の試料の内の一つは、スムース・ロールクラッシャーを用いて５mmに粉砕した。
第２の試料は、同じクラッシャーを用いて３mmに粉砕した。
【００８１】
こうして粉砕した生成物のそれぞれを、実施例１におけると同様な分別フィルター中で処理した。（液体の比重は２．３に保たれた。）
フローターの収支表は次の通りであった。
【００８２】
【表１４】
0004153099.tif 000015
【００８３】
実施例７（比較目的のもの）
湿度２５％、ニッケル含量２．４５％の０．５０mm鉱石１００kgをそのまま、媒体入り攪拌タンク中に注入した。実施例１におけると同様な媒体は、比重２．１０であった。
３０秒間混和させた後、攪拌を停止し、懸濁液を非攪拌状態で１分間放置した。
【００８４】
このような条件では、事実上分別は起こらず、鉱石の微細物が媒体中に分散して、媒体は非常に粘重になり、分別が妨げられた。