2.3．非鉄金属資源の開発
2.3.1.

開発までの流れ(1) フィージビリティー・スタディー（Feasibility Study：FS）
鉱山ライフ全体は Prospecting（探査）、Exploration（探鉱）、Development（開発）、Exploitation（採掘）、Reclamation（再生）の 5 段階で表現される。
表 2-3-1-1
段階
Prospect（探査）

鉱山ライフの 5 段階

手順

期間

費用/単位費用

1-3 年

0.2-10 百万$

2-5 年

1-15 百万$2-5 年

10-500 百万$

10-30 年5-75 百万$/年

1-10 年1-20 百万$

地質調査
地化学探査
物理探査
ボーリング調査

Exploration（探鉱）

サンプリング
鉱量計算
フィージビリティー・スタディー
鉱区取得

Development

環境影響調査提出（開発）

アクセス道路建設
鉱山施設建設Exploitation（採掘）
Reclamation
（再生）

採掘・選鉱
コスト管理
再生準備
設備・建屋除去
土砂捨て場、排滓場再生
排水管理（出典）Introductory Mining Engineering Second Edition を MERIJ 修正

探鉱の段階に応じてフィージビリティー・スタディーも段階的に実施される。フィージ
ビリティー・スタディーは、その段階と精度により以下の通り区分される。
1) Scoping Study（or Conceptual Study）
2) Pre Feasibility Study（or Preliminary Study）
3) Bankable Feasibility Study（or Full Feasibility Study）
106
99

1) Scoping Study
Scoping Study は、探鉱活動によって得られた鉱石の兆候に対する最初の経済評価であり、探鉱計画を進めるか否かを判断する。探鉱会社の場合は、市場からあるいは鉱山会社から資金調達するために成果を報告する際にも使用されうる。
2) Preliminary Feasibility Study（以下、プレ FS）
プレ FS は、より詳細な Feasibility Study に進むかどうかを決定するために実施され、埋蔵鉱量計算、選鉱の予備試験の実施と機器の選定、採鉱法の検討など Scoping Study の内容を検証するなどの手順が必要となる。この段階では Scoping Study 作成のコンサルタ
ント会社が実施する場合と、次の Feasibility Study で設計を担当するエンジニアリング会社が担当する場合がある。
3) Feasibility Study
プロジェクトを開発に進めるかを意思決定するための検討であり、外部から融資を受ける場合には Bankable Feasibility Study として提出・評価される。最終 Feasibility Studyに関しては、通常外部エンジニアリングを起用するが、その場合も鉱山会社内のエンジニ
ア他の関係部門も深く関与する必要がある。
各段階の Feasibility Study に一般に求められる項目に下記に示す。
表 2-3-1-2

フィージビリティー・スタディーに求められるデータ例

Conceptual

Preliminary

Final

Feasibility Study

Feasibility Study

Feasibility Study

位置

仮定

概略決定

最終決定

プラント位置

仮定

概略決定

最終決定

地図と測量

NA

可能ならば

詳細

土壌と基礎試験

NA

NA

必須

電力供給

仮定

タイプ決定

詳細

アクセス道路

仮定

距離の概略

最終調整

キャンプ

仮定

規模の概略

最終決定

仮定

概測

確定/推定

項目

場所/インフラ

鉱体
鉱量分類

107
100

IndicatedProven/Probable

NA

可能な限り

必須

生産量

仮定

予備的

最終決定

採鉱法

仮定

概念的

最終決定

採鉱レイアウト

NA

予備的

詳細

機械選定

仮定

予備的

見積ベース

岩盤力学

推奨

推奨

必須

試験鉱山

NA

可能ならば

可能ならば

選鉱処理量

仮定

予備的

最終決定

ベンチ試験

推奨

初期試験

詳細

パイロット試験

NA

NA

可能性高

工程フロー

仮定

予備的

確定

装置・規模

仮定

予備的

最終

付属配置

部分的

予備的

最終

配管

NA

NA

配管・計装図面

電気系統

NA

NA

詳細

鋼材など建設資材

NA

NA

詳細

尾鉱設計

仮定

仮定

決定

処理計画

仮定

仮定

決定

排水処理設備NA

NA

完成

環境ベースライン

仮定

仮定

最終版

環境影響調査NA

NA

完成

環境影響調査報告

NA

NA

提出

NA

適用

バルクサンプル

採鉱

選鉱プラント

尾鉱・環境

環境許認可 NA

初期費用
推測方法

参照

予備的

極めて詳細に

装置費用

参照

予算見積

最終見積

設置費用

参照

予備的

契約

運搬費用

仮定

推定

見積

土木費用

参照

現地ベース

見積・入札

建設費用

参照

規模ベース

見積・入札

配管費用

参照

設置装置に係数

部分見積

電気系統

参照

設置装置に係数

見積・入札

108
101

建設間接費

参照

直接費按分

推定

予備費

参照

直接費按分

推定

スタッフ

仮定

予備的リスト

詳細リスト

作業者

仮定

仮定

予備的・契約

消耗品

仮定

実験所のデータから実験所データから

消耗品価格

仮定

仮定/見積

最終見積

電力消費量

仮定

予備的

詳細推定

電力単価

仮定

推定

最終見積

販売費用

仮定

仮定

検証

管理費

仮定

仮定

詳細推定

税法

仮定

予備的検証

詳細

市場調査

予備的

確定

確定

キャッシュフロー

極めて予備的

予備的

詳細

鉱物資源量

予想(Inferred)

概測(Indicated)

精測(Measured)

鉱石埋蔵量

NA

推定(Probable)

確定(Proven)

操業費用

経済評価

資源量・埋蔵鉱量(出典)Blaise Feasibility Study Web site

この従来の分類は統一性や標準化が難しく、最近では、プロジェクト管理の計画手法である WBS（Work Breakdown Structure）を用いて Preliminary Feasibility Study から操業までを管理する方法が推奨されている。（SME Mining Engineering Handbook 3rd
Edition）
従来の分類

段階 1：Conceptual/Scoping/Study
段階 2：Preliminary or Prefeasibility Study
段階 3：Feasibility Study

推奨分類

段階 1：Preliminary（or Conceptual） Feasibility Study
段階 2：Intermediate（Prefeasibility） Feasibility Study
段階 3：Final Feasibility Study

WBS の先頭番号は作業の段階を表し Preliminary Feasibility Study から Operation（実操業）まで通し番号を用いてプロジェクトを管理する。

109
102

表 2-3-1-3

典型的 WBS 番号付けシステム段階による分類

段階分類

内容

1xxxx

Preliminary Feasibility Study

概念 FS

2xxxx

Intermediate Feasibility Study

プレ FS

3xxxx

Final Feasibility Study

最終 FS

4xxxx

Engineering Design

設計

5xxxx

Construction

建設

6xxxx

Mine/plant Operation

鉱山操業(出典)SME Mining Engineering Handbook 3rd Edition

各段階での作業領域の例を表 2-3-1-4 に示す。
表 2-3-1-4

作業領域の番号付けの例

作業領域番号

作業領域

xx100

概要と経営層承認の準備

xx200

土地と水の状態と地図化

xx300

地質とバルクサンプルの準備

xx400

環境と地域経済作業（許認可外）

xx500

岩盤工学と敷地の研究と計画

xx600

政府、PR、許認可

xx700

採鉱

xx800

選鉱（サンプリング、試験）xx900

製錬（下流部門）x1000

地上設備とインフラ

x1100

人員

x1200

労働環境

x1300

市場調査と計画

x1400

経済性解析

x1500

税務調査と解析

x1600

計画、予算、会計、報告

x1700

次の段階への準備など(出典)SME Mining Engineering Handbook 3rd Edition

Preliminary Feasibility Study 段階での作業例。
（頭の数字が 1）
10100 広報・社内で広報担当者を任命
・鉱物資源が新たに発見された場合は公表前に、政府関係者に報告。その後発
見をマスコミに公表する。
10101

探鉱報告書の総括
110
103

・鉱体
・位置とアクセス
・地表の特徴・実施された探鉱活動と計画
・地質（地方、地域、鉱体）
・潜在的埋蔵鉱量
・土地と水の状態
・土地の所有者とロイヤルティー
・土地の歴史・環境に関する記述
10102

Preliminary Study 計画と予算の準備

10103

Preliminary Study の計画と予算を幹部に提案

10104

Preliminary Study の計画と良さの承認取り付け

10201

土地と水の状態の総括
土地の権利保有者と水資源の権利を探鉱段階で検証する。

10310

試錐データの集約と編集

10410

プロジェクトと周辺の環境問題の対象を決定

10501

岩盤力学的研究対象の決定

10601

許認可必要事項の対象確認

10701

採鉱部門の調査対象の決定

10702

同様の鉱体の採掘法の文献調査。同様の鉱山のデータ収集

10703

可能性ある採鉱法の特定10705 採鉱法の候補比較と可能性のない採鉱法の破棄
10707

採鉱部門の初期投資と操業費の推定
仮定の生産量での各採鉱法に対する費用推定（精度は±35～40%）10801

選鉱部門の評価研究対象の決定

10802

選鉱プロセスの検討。探鉱段階でのベンチ試験

10803

選鉱フローシートの準備10806

選鉱初期費用と操業費の推定
異なる生産量とプロセスに対する費用推定（精度は±30%）10901

精鉱の販売先としてのカスタムスメルターの調査

11001

採選鉱以外の地上設備の特定

11101

一般管理部門のおおよその必要人員把握

11102

管理部門の人件費推定11103

組織図の検討111
104

Intermediate Feasibility Study 段階での作業例。
（頭の数字が 2）
20100

広報
次の FS 段階に進むことを決定したら政府関係者に連絡。その後マスコミに公表
する。

20101

Intermediate Feasibility Study 計画と予算に対する経営層の承認を得る。

20201

土地と水
情報をアップデートしてプレ FS 中に、具体的な場所を特定する。

20206

プレ FS 中に土地と水使用に関するオプション交渉を開始する。この段階では最終的な土地使用箇所は限定されていない可能性もある。

20302

試錐計画に対する許認可申請

20306

探鉱試錐の実施と試錐コアの分析と岩盤強度指数（RQD）の取得

20401

環境作業の仕様を展開

20405

水質のベースライン調査実施

20508

地下水量と水質の調査実施
通常は試錐とポンプテストが要求される。
100 年降水期間の最大流量と地表水のパターンと量の調査

20701

採鉱評価研究の作業範囲と予定を展開

20704 文献調査のアップデータと同様のタイプの鉱山訪問
20705

可能性のある採鉱法の特定

20706

各採鉱法の暫定的配置を検討

20710

採鉱の初期投資費用と操業費の推定（精度は±15～20%）20801

選鉱作業の仕様を展開

20805

選鉱試験用サンプルの準備

20806

サンプルを試験所に送って選鉱試験を実施

20807

装置の規模、マテリアルバランスを含んだフローシートを準備

20812

代替案も含めた選鉱の初期投資費用と操業費用推定（精度±15%）20904

可能性のある製錬所の検討

Final Feasibility Study 段階での作業例。（頭の数字が 3）
30100

広報
社内で最終 FS が承認され次第、政府関係者に連絡、マスコミにも公表。地元住民との公聴会を準備。

30202

土地と水：土地購入あるいはリースの費用を決定して最終 FS に織り込む。

30404

建設、鉱山操業、尾鉱堆積、地上設備によって引き起こされる環境影響を再評価

30410

環境調査結果の検討と文書化

112
105

30701

最終採鉱評価検討に必要な作業内容と予定を進め、作業遂行可能な業者に送付す
る RFP(提案依頼書)を準備する。RFP は契約書のドラフトを含む。

30705

最終採鉱計画を準備。採鉱計画は、設計図面、鉱山ライフ全般の生産計画、直近5 年間の詳細な生産計画を含む。

30707

採鉱全般の費用推定を準備する。その費用は最終経済評価に使えるような書式と
する。

31602

最終報告書の準備

31603

最終報告書を経営層にプレゼンする

上記は FS 段階での調査項目などの一部の例であるが、開発段階や操業段階まで、同じ
WBS を使用して管理することが推奨されている。探鉱初期段階での準備は負担ではあるが、担当者、オーナー側、エンジニア会社などでデータを共有し、進捗管理するには有効と判断される。
(2) 許認可
許認可に関しては、土地の使用権、水使用権、アクセス道路建設許可など多岐にわたるが、準備に時間を要し認可条件が厳しいのは環境認可である。Environment Impact Study（EIS）（Environment Impact Assessment、EIA とも呼ばれる)は、Feasibility Study とほぼ並行して実施されるが、探鉱段階でも環境に影響を与えることがあり、プロジェクトが始まる前の(出典)Environment Low Worldwide

環境状態を知るためのベースライン調査はPrefeasibility Study の段階から始められることが多い。EIA のプロセスは国によって要求

写真 2-3-1-1 Guidebook for Evaluating
Mining Project EIAs の表紙

事項が異なるが、2010 年 7 月にEnvironment Low Worldwide（ELAW）が発行した”Guidebook for Evaluation Mining
Project EIA”が参考となる。
EIA の基本精神は住民参加であり、上記ガイドブックでも、できるだけ早期の住民参加が求められている。プロジェクトの経済性が判らない段階から環境調査などを実施するのは、開発者側の負担が大きく、土地を買い占めるなどの妨害工作が生じることも否定できな
いが、EIA の準備および認可には相当の時間が必要であり、プロジェクトのクリティカル
パスになることもあり、バランスが難しい。開発準備ができたのに環境認可がおりないと言113
106

う事態は避けなければならない。
EIA はオーナーがコンサルタントを使うことがあるが、国によってはコンサルタントが
公正中立であることを求め政府により登録されたコンサルタントに限られることもある。
上記ガイドブックが例示する EIA プロセスを図 2-3-1-1 に示す。
1 プロジェクトの特定

住⺠参加

2 スクリーニング

EIA 不要説明会、公聴会等

EIA 必要3 対象事項の検討
Feasibility Study
ベースライン調査

4EIA ドラフト

影響調査
5 最終 EIA

7 司法などの審査

意思決定

プロジェクト

6 プロジェクト

拒否

認可

プロジェクトプロジェクト拒否

認可

8 プロジェクト実施

モニタリング

8 プロジェクト実施

モニタリング(出典)Guidebook for Evaluating Mining Projects EIAs

図 2-3-1-1

EIA プロセスフロー

1 プロジェクトの特定
プロジェクトの環境に対する影響度を判断する段階
2 スクリーニング
EIA が必要かを判断する段階。金属鉱山の開発には通常 EIA が求められる。
3 対象事項の検討
114
107

住民や関係者にプロジェクトの概要を説明して、問題となりそうな項目を挙げる。
4EIA のドラフト
各項目に従った EIA ドラフトを準備。このドラフトは EIA 法などの規定に合致している必要がある。
5 最終 EIA
最終 EIA には公聴会などで寄せられたコメントを集約した付録が含まれる。
6 プロジェクト認可
最終 EIA に基づき認可省庁が鉱業権認可を行う。
7 司法などの審査場合によっては認可省庁による許可後にも、関係当時者から司法審査などを求める機会は失われない。
8 プロジェクト実施モニタリング
認可されたプロジェクトの開発が進められるとともに、EIA で予想された環境影響をモ
ニタリングする。
EIA に含まれるべき内容は、対象鉱物の違い、国、地方によって異なるが、一般にカバーされる内容は以下の通りである。
1) 水資源：鉱山で使用する水量と下流域への影響と鉱山から排水される水質
2) 大気：重機からの排気、騒音、粉塵の影響
3) 野生動植物への影響
4) 地表、土壌への影響
5) 社会的影響：地域住民の雇用、地域住民の健康問題、地域に対する経済効果など
6) 気候変動への影響：二酸化炭素排出などの影響
国よって鉱山に対する関心事項は異なってくる。代表的な例を挙げる。
・カナダ：鮭や野生動物保護、ファースト・ネーション（先住民族インディアン）の権利保障
・ペルー：インカなどの遺跡の調査・保護・チリ：用水の確保（海水の淡水化）、氷河の保護、再生電力使用
チリでは降水量が少なく水資源に乏しいため、鉱業用水の確保が難しく、鉱山操業においては海水を用いるのが当たり前となっている。2015 年に商業生産を開始した住友金属鉱山が参画するシエラゴルダ鉱山では、沿岸部から鉱山サイトまで 140km のパイプラインを敷設して海水を取水し利用している。選鉱工程なども海水によって操業しているが、一部の工程では山元の淡水プラントによって作られた純水を利用している。また、BHP はチリのエスコンディーダ銅鉱山とスペンス銅鉱山の操業に用いる電力を 2020 年代半ばまでに再生可能エネルギーに全面的に切り替え CO2 排出量の削減を図ると公表している。またスペン
115
108

ス銅鉱山では拡張計画に沿い、淡水化プラントを建設中で 2020 年にはスペンス鉱山の操業を脱塩水メーンに切り替える。エスコンディーダ鉱山でも淡水化プラントの改良などで能力を高める計画である。
(3) 設計・建設
一般的な設計・開発の手順は以下を含む。
1) FS の報告書の適用（必要があれば修正も含む）
2) 採鉱法の確認
3) 埋蔵鉱量の確認と独立コンサルタントによる費用推定に基づく資金調達
4) 必要な土地の購入と鉱業権の取得
5) EIS の提出
6) 鉱山地区へのアクセス、通信手段、電力供給
7) サポート、管理事務所を含む地上設備建設の計画
8) 選鉱場、貯鉱舎、土砂捨て場建設
9) 採鉱機械購入
10) 坑内掘りなら鉱体へのアクセス坑道、露天掘りなら事前剝土
11)

坑内掘り（立坑、破砕設備、運搬坑道）あるいは露天掘り（破砕設備、用水設備、機械修理場）などの設備建設

12) 従業員の雇用とトレーニングと必要に応じての一般サポート（住居、教育、医療サービス、生活用品の購入施設）
鉱山の開発・建設は上記のように、選鉱場、廃滓堆積場、鉱山事務所など鉱山操業のための付帯設備以外に鉱山までのアクセス道路、用水設備なども含まれる。かつては、鉱山開業に併せて、従業員用住居や従業員の子弟のための学校まで建設して鉱山町を作る場合もあったが、現在では鉱山が僻地にあることが多く、有限の資源が尽きた後にゴーストタウン化
する可能性の高い鉱山町を作らないことが多い。スタッフ・従業員ともに、週末は自宅のある大都市に住み、勤務日は航空便によって鉱山近くの飛行場までを往復するフライイン・フ
ライアウトと言う勤務形態を取ることが多い。職制などにより勤務形態は異なるが、従業員
は 1 週間現地で 12 時間/日勤務で 1 週間休暇と言う形態を取ることが多い。会社は従業員に対して、飛行機代あるいはバスなどの移動手段を用意する代わりに、鉱山には居住地は作らず宿泊設備であるキャンプを用意する。チリのカセロネス鉱山の場合は鉱山事務所、選鉱場、採掘場は標高 4,000m を超える場所にあるが、宿泊施設であるキャンプは標高 2,000m
付近にあり、毎日片道約 1 時間かけて通勤をしている。また、シエラゴルダ鉱山も同様に、鉱山山元にはキャンプがあり、週末のみサンチャゴやアントファガスタなどの自宅のある都市へ戻るという勤務形態の鉱山労働者が多い。
116
109

設計・開発の進め方、請負契約の方法としては以下がある。
大型のプロジェクトでは、EPC（Engineering Procurement Construction）としてエン
ジニアリング会社と契約することが多い。この契約の仕方によって発注者（オーナー）とエ
ンジニアリング会社の責任分担が異なるので、慎重に対応する必要がある。
EPC 契約は、一括契約であり EPC コントラクターは、エンジニアリング会社（自社の場合も含む）、サプライヤー、建設業者と契約を結び、設計・調達・建設全ての責任を持つために、コントラクターは大きな責任とリスクを取る。このリスクに対応するため EPC
コントラクターは十分なコンティンジェンシー（不測の事態に備えた余裕）を見込む。結果として、通常の請負契約に比べて割高になる傾向がある。発注者側のリスクは契約次第だが、用地の確保や許認可の取得、不可抗力による損害などに限られる。
EPC 契約
発注者
EPC 契約者
エンジニアリング／コンサルタント

サプライヤー

その他

請負業者------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------EPCM 契約
発注者
EPCM 契約者
エンジニアリング／コンサルタント

発注者
サプライヤー

その他
請負業者(出典)Contract & Procurement Optimisation 501

図 2-3-1-2

EPC 契約と EPCM 契約

EPCM（Engineering Procurement Construction Management）では EPCM コントラ
クターは、設計・調達・建設を管理する専門的なサービスを発注者に提供する。一般にリスクが高い鉱山開発においては EPCM 契約とするケースが多い。いずれにしても、請負契約で責任分担を明確にしておくことが重要である。
開発段階では、発注者である鉱山会社からエンジニアリング会社に技術者を派遣して作117
110

業をすることも多く、発注者とエンジニアリング会社は、進捗管理に関して綿密な打ち合わせを実施していく。機器の設置に関しては、試運転と性能保証を確認した上での検収が重要であり、検収が終われば責任は発注者側に移ると理解しておいた方が良い。契約の形態としては実際には EPCC（Engineering Procurement Construction Commissioning）として試運転までを契約に含めることが多い。

118
111

2.3.2.

非鉄金属資源の採掘（技術）(1) 採鉱法の概要
採鉱法は、露天掘り（Open Pit Mining）と坑内掘り（Under Ground Mining）に二分されるが、鉱山開発において採鉱法を決めるにあたって最初に検討されるべき要素は以下の通りである。
(ア)鉱体の空間的特徴（形、深さなど）(イ)地質的、水理学的条件（母岩、排水、鉱物組成）(ウ)岩盤力学的特徴（鉱石と土砂の特徴、岩盤強度指数など）(エ)経済状況（鉱量品位、生産量、鉱山ライフなど）(オ)技術的要素（採収率、ズリ混入率など）(カ)環境課題（物理的、社会的影響など）
表 2-3-2-1
位置

分類

地表

機械的

水力

小分類

砂鉱床
溶解

坑内

無支保

支保
ケービング

採掘法の分類方法

対象

露天掘り(Open pit)

金属、非金属石切り(Quarrying)

非金属

オープンキャスト

石炭、非金属掘削(Auger)採掘

石炭

高圧水採掘(Hydraulicking)

金属、非金属浚渫(Dredging)

金属、非金属

ボアホール採掘

非金属

リーチング

金属

ルーム＆ピラー

石炭、非金属

ストープ＆ピラー

石炭、非金属シュリンケージ

金属、非金属

サブレベル・ストーピング

金属、非金属カット＆フィル・ストーピング

金属

スタル（横木）・ストーピング

金属

ロングウォール・ストーピング

石炭サブレベル・ケービング

金属

ブロック・ケービング

金属(出典)Introductory Mining Engineering 2nd Edition

119
112

(2) 露天掘り（Open Pit Mining）
露天掘りは、表土・被覆
地層を剝土し、鉱体を採掘・運搬する方法であり、金属鉱山では、”Open Pit
Mining”と呼ばれる、階段式にベンチを作って、すり鉢状にピットを掘り下げる方法が代表的である。露天掘り鉱山に用いられる機械は、坑内専用機械と違い坑道の大きさなどの制限を受けないために、大型化が可能であり生産性を向（出典）JOGMEC 鉱山開発概論 2010 年

上させやすい。また、土木図 2-3-2-1

露天掘り模式図工事と兼用できることも利点である。近年は無人トラック輸送などの導入など、さらなるコスト削減策が実証されつつある。
地表に近い部分の採掘には有利な露天掘りであるが、対象鉱体が深部に達すると、採掘する鉱石に対して除去すべき土砂の量が増える（剝土比の増加）と同時に鉱石の運搬距離も増加する。
また、露天掘りの場合には、景観への影響、再生（覆土、植栽）の必要性、坑外におけるズリ堆積場の確保なども考慮する必要である。
世界の銅鉱山の生産量ベスト 20 を見ると、坑内掘り鉱山は 3 鉱山だけで残りは露天掘り鉱山である。
（表 2-3-2-2 参照）
しかしながら、長年にわたる採掘によって、採掘箇所は次第に深部化しており、当初露天掘りからスタートして、深部に達した時点で坑内掘りに移行する鉱山も増えている。チリのChuquicamata 鉱山は、1915 年開山の歴史ある露天掘り鉱山であるが、2019 年に露天掘りの採掘を終了し坑内掘りに移行する。インドネシアの Grasberg 鉱山、モンゴルの Oyu
Tolgoi 鉱山も露天掘りから坑内掘りへの移行を進めている。

120
113

選鉱場
剝土
露天掘りは

鉱

深部採掘になる程、採掘鉱石に対して体除去する土砂（剝土）量が増加する。
また、選鉱場までの運搬距離も増加し採掘費用が増加する。

(出典)MERIJ 作成

図 2-3-2-2

剝土量

露天掘りで使用される主な機械としては、火薬を込めて発破行うための孔を穿孔する穿孔機、鉱石や土砂を運搬する運搬機（トラック）、鉱石や土砂を積込、積込み機がある。他にも、道路補修用のグレーダー、粉塵を抑えるための散水車、大塊の小割用の破砕機、ト
ラックのタイヤ交換機など補助的な機械が用いられる。
運搬機

穿孔機

電動ショベル

ホイールローダー（出典）Komatsu Mining Corp. Web サイト

図 2-3-2-3

露天鉱山機械
121
114

トラック

表 2-3-2-2
鉱山名

世界の生産量上位 20 銅鉱山の採鉱法(2018 年)

国

採掘方法
OP: Open Pit

生産量

累計世界

（銅量千トン/年）

シェア(%)UG: Under Ground

1. Escondida

Chile

OP

1,235

6.1

2. Collahuasi

Chile

OP

559

8.9

3. Grasberg

Indonesia

OP(UG)

557

11.7

4. KGHM Polska Miedz

Poland

UG

502

14.1

5. Cerro Verde

Chile

OP

476

16.5

6. El Teniente

Chile

UG

465

18.8

7. Antamina

Peru

OP

446

21.0

8. Morenci

USA

OP

431

23.1

9. Buenavista

Mexico

OP

414

25.2

10. Las Bambas

Peru

OP

385

27.1

11. Los Bronces

Chile

OP

370

29.0

12. Los Pelambres

Chile

OP

356

30.8

13. Polar Division

Russia

UG/OP

353

32.5

14. Radomiro Tomic

Chile

OP

333

34.2

15. Chuquicamata

Chile

OP/UG

321

35.8

16. Kansanshi

ZambiaOP(UG)

252

37.0

17. Trident-Sentinel

Zambia

OP

224

38.1

18. Mt Isa Copper

Australia

UG

218

39.2

19. Toromocho

Peru

OP

208

40.2

20. Antapaccay

Peru

OP

205

41.3

（注）OP：Open Pit、UG：Under Ground の略（出典）S&P Global Market Intelligence

122
115

(3) 坑内掘り（Under Ground Mining）
鉱体が地表深くに存在する場合、坑内掘り工法が採用される。ただ、鉱体が賦存する深さによっては開発コストが高くなり、ある程度の品位がなければ採算が取れないので、前記のような FS での評価が重要になってくる。

（出典）JOGMEC 鉱山開発概論 2010 年

図 2-3-2-4

坑内掘り模式図

坑内掘り工法は無支保採掘、支保採掘とケービングに分類される。金属鉱山で主に採用される工法以下の通り。
① 無支保採掘
・ルーム&ピラー採掘
古くからある、水平に近い鉱体に対して用いられる採掘法であり、鉱床の一部を採掘しないでピラー（鉱柱）として掘り残し、このピラーによって天盤を支持しながら鉱石を採掘する。石炭、岩塩などの非金属鉱床の採掘にも採用されている。ピラーとルームの寸法
は、天盤の安定性、地圧の大きさなどによって決められる。採掘コストは比較的低い（出典）JOGMEC 鉱山開発概論 2010 年

図 2-3-2-5
123
116

坑内掘り模式図

が、残すピラーの比率により採掘実収率が問題となるために、比較的低品位の鉱床の採掘に適している。ルーム＆ピラー採掘法を採用している世界的な鉱山としては、ポーランドのKGHM が操業する Potska Miedz 銅鉱山がある。Potska Miedz 銅鉱山は、2018 年実績で世界第 4 位の銅生産量を誇り、山元には銅製錬所もあり、ポーランドが欧州最大の銅地金生産国となっている。
・サブレブル・ストーピング
サブレベル・ストーピング法は、鉱床の中に大規模な空洞を生じさせる急傾斜な鉱床に適した採掘法である。穿孔と発破は鉱体の中の中段で実施される。サブレベル・ストーピングには３種類のバリエーションがある。放射線（リング状）穿孔、平行穿孔と VCR（Vertical
Crater Retreat）法。いずれの方法も起砕された鉱石を重力により鉱体の最下底レベルに落として、運搬坑道に抽出される。そのために重力が利用できる鉱体の傾斜（急傾斜）が必要である。母岩が脆いと土砂が崩れでズリ混入率が上がる。母岩、特に上盤がある程度強固である必要がある。生産性が高く採掘コストが比較的安い半面、出鉱までの開坑作業に要する経費と時間が多大である。鉱体が不規則な場合はズリ混入率が上がる可能性がある。作業者
は中段で作業するために、比較的安全な場所での作業が可能である。
サブレベル・ストーピングを採用した鉱山としては、豪州の Mt.Isa 鉱山、日本の神岡鉱山などがある。

（出典）JOGMEC 鉱山開発概論 2010 年

図 2-3-2-6

サブレベル・ストーピング比較
124117

② 支保採掘
・カット&フィル採掘
カット（Cut）は採掘を表し、フィル（Fill）
は充填（埋め戻し）を表す。採掘した直後に充填を実施することから
Cut & Fill と呼ばれる。
通常は下部から順次上向きに採掘、充填を繰り返すが、人口天盤を作りながら、下向きに（出典）JOGMEC 鉱山開発概論 2010 年

採掘を進める場合もある。充填物と
図 2-3-2-7

しては、開坑で発生する

機械化された Cut & Fill

ズリ、坑外から土砂を搬入あるいは選鉱排滓を流体輸送するなどがある。採掘毎に鉱床の分布、品位を確認できるた
めに、鉱床の形が不規則な場合に適している。採掘の準備作業の負担（時間、経費）は比較的軽い。鉱床を確認しながら採掘するために、採掘実収率は比較的高く、ズリ混入率も抑え安い。生産性に関しては、比較的採掘コストは高くなる。上下盤の母岩は多少軟弱でも適用可能である。作業は絶えず新しい天盤の下で作業するために、保安面の監視に注意が必要である。充填期間中は採掘が停止するために、いくつかの切羽を組み合わせて、採掘と充填のサイクルを回す必要がある。

上向き Cut & Fill

下向き Cut & Fill
（出典）JOGMEC 鉱山開発概論 2010 年

図 2-3-2-8

Cut & Fill 比較
125118上向き Cut & Fill 採用の鉱山としては、神岡鉱山、Huanzala 鉱山（ペルー）があり、下向き Cut & Fill 採用の鉱山としては、Lucky Friday 鉱山（U.S.A）、花岡鉱山などがある。
③

ケービング採掘・サブレベル・ケービング
ケービングは陥没を意味し、サブレベル・ケービングは、サブレベル（中段）を使い陥没を起こしながら採掘する採掘法であり、大規模、急峻な鉱体に用いられる坑内掘り採掘法である。上盤側”hanging wall”は崩落させるので設備は下盤側”footwall”に設置される。図 23-2-9 にサブレベル・ケービングの概念図を示す。

（出典）Queens Mine Design Wiki、JOGMEC 鉱山開発概論 2010 年

図 2-3-2-9

サブレベル・ケービング

採掘は鉱体上部から始まり、サブレベルを開坑し、リング状の長孔穿孔を実施。上盤よりから順次発破を実施して、鉱石を抽出しながら後退していく。鉱石抽出後は上盤側の母岩（土砂）が崩落して空隙を埋めていく。この作業を各サブレベルで繰り返して採掘を進める。
上部の鉱体から下部に移って行く。各レベルで坑道開坑→長孔穿孔→発破→鉱石抽出→土砂自然充填のサイクルを繰り返すことになる。サブレベル・ケービングは地表の沈下をもたらす採掘法である。
サブレベル・ケービングを採用している主な鉱山は Kiruna 鉄鉱山（Sweden）である。
126
119

・ブロック・ケービング
ブロック・ケービングは大規模鉱体の鉱石を効率良く採掘できる採掘法であり、近年この方式を採用する大規模鉱山が増えてきている。図の 2-3-2-10 に North Parkes のブロック・
ケービング採掘準備手順を示す。

（出典）住友金属鉱山株式会社 ニュースリリース

図 2-3-2-10

North Parkes のブロック・ケービング➊鉱体の下部にアンダーカット（下透かし）坑道を開削。アンダーカットレベルよりも下部レベルに鉱石を抽出する坑道を開削する。
❷アンダーカット坑道から発破用の穿孔を実施する。
❸発破によりアンダーカットレベルより上に崩落させるための空間を生じさせる。
❹抽出坑道からアンダーカットレベルにスロット（立坑）用の穿孔を実施する。
❺発破により鉱石抽出用の立坑を掘削し引く抜き、崩落開始を誘導する。
❻鉱石を抽出することにより崩落した鉱石の上部に新たな空間を生じさせて、次の崩落を誘発させる。
127
120

図の 2-3-2-11 と 2-3-2-12 にブロック・ケービングの概念図を示す。

（出典）Newtrax Technologies Inc. Web site

図 2-3-2-11

ブロック・ケービング（出典）JOGMEC 鉱山開発概論 2010 年

図 2-3-2-12

ブロック・ケービング

ブロック・ケービング採掘法は、サブレベル・ケービング法と同様にケービング（陥没）を利用する採掘法であるが、ブロック・ケービング採掘法は、鉱石の抽出レベルが鉱体の下部に準備されるために、他の採掘法に比べて生産開始までの準備期間に時間を要し、初期投128
121

資が高くなる。ただ、大きな利点としては、初期投資が高いものの、自然崩落を利用するた
めに、爆薬による破砕の必要がないために、操業コストは他の採鉱法よりも極めて小さいことである。鉱石を抽出する坑道は一定であり長期にわたって使用されるために、充分な補強が必要とされるが、運搬の合理化投資はしやすい。ブロック・ケービング採掘法は、技術的には難しいが、採掘技術の向上によって、大規模な採掘法が目立ってきている。反対にデメリットとしては、サブレベル・ケービングと同様に地表の沈下を生じさせる採掘法であり、地表付近への影響はあらかじめ考慮しておく必要がある点が挙げられる。また、自然崩落の制御が結構難しく、途中で崩落が止まった場合には、大規模な空間が出来てしまい、その対応が大変であることが挙げられる。
ブロック・ケービングが適用されている主な鉱山は Northparkes（豪州）、El Teniente（チリ）、Palabora（南アフリカ）などがある。また、前記の坑内掘りに移行するチリのChuquicamata 鉱山、モンゴルの Oyu Tolgoi 鉱山は、いずれもブロック・ケービング採掘法を採用している。
④ 採鉱法の検討
前述の通り、大規模露天掘りから坑内掘りへの移行が進む中で、低コスト・大量採掘法の研究・成果の交流の場として「MassMin」会議があり、大規模坑内採掘に関する経験や技術開発課題を共有するために発足したもので、1981 年デンバー（米国）で開催されてから南アフリカ、豪州、チリなどの鉱業国で開催され、2020 年は第 8 回会議がサンティアゴで開催される予定となっている。
坑内掘りの採掘コストは、鉱体の形、生産量、岩盤の状況などにより大きく変化するために採掘法毎の操業費用を比較することは難しいが、”Introductory Mining Engineering”に掲載された数字と、2011 年 Global Metals & Mining Conference で発表された数字の比較
を表 2-2-2-3 に示す。
表 2-3-2-3 坑内掘り採掘法コスト比較
Introductory
採鉱法
MiningEngineering$/ton
カット＆フィル
30-70
サブレベル・ストーピング
12-35
ルーム＆ピラー
10-25
サブレベル・ケービング
10-30
ブロック・ケービング
5-15

Global Metals&
Mining Conference
$/ton
20-70
7-25
7-20
7-17
1-2.5

（出典）Introductory Mining Engineering, Global Metals & Conference

129
122

坑内掘り採掘法の中ではブロック・ケービング法が操業費の面では一番安く、大規模で上下に連続する鉱体に対しては、今後もブロック・ケービングの採用が増えると考えられる。
⑤

坑内掘り機械

坑内掘りに使用される鉱山機械は、アクセス坑道の大きさの制限から、専用車両が主に用いられる。そのために坑内用鉱山機械は露天掘り機械と比較すると割高になる。坑内積込み機（Load Haul Dump）のリモート・コントロールの採用により、ケービング法による鉱石の抽出が安全に実施できるようになり、ケービング法の採用が拡大された。

長孔穿孔機械（Long hole drill）

トンネル穿孔機械（Jumbo）

積込み機（Load Haul Dump）

坑内用トラック（出典）Sandvik Web site

写真 2-3-2-1

130
123

坑内機械

2.3.3.

非鉄金属資源の選鉱(1) 選鉱の概要
選鉱とは、採掘された鉱石（粗鉱）を有用鉱物と不用鉱物（脈石）に分ける工程であり、2 種以上の有用鉱物がある場合は互いに分離して、鉱石の品位を高め製錬に適するようにする。銅鉱山の銅とモリブデンの分離、複雑鉱の銅、亜鉛、鉛の分離などが挙げられる。
破砕→粉砕→分離（分級）→選別→脱水が一般的な工程である。
図 2-3-3-1 に選鉱の代表的フローシートを表す。

（出典）JOGMEC 2012 金属資源レポート「最新選鉱技術事情」

図 2-3-3-1

選鉱の代表的フローシート
131124

図 2-3-3-2 に上記フローシートをブロック図で表す。

（出典）JOGMEC 2012 金属資源レポート「最新選鉱技術事情」を MERIJ 修正

図 2-3-3-2

選鉱ブロック図選鉱の参考書としては、海外版であるが”Mineral Processing Technology”が良く用いられており、現在 2015 年発行の第 8 版が最新であるが、2006 年発行の第 7 版の和訳版がJOGMEC から配布されている。2013 年に JOGMEC の金属資源レポートに連載された中村威一氏による「最新選鉱技術事情」は現場経験を踏まえた実践的で極めて示唆に富んだ内容の報告書である。
(2) 選鉱方法
以下に選鉱の各工程を示す。
① 破砕工程鉱山で採掘された鉱石を一次クラッシャーで粗割し、コンベアを用いてストックパイルまで運搬する。一次破砕機としては露天掘りなど大規模な採掘ではジャイレトリークラッ
132
125

シャー（Gyratory Crusher）が用いられることが多い。Gyratory は旋回と言う意味で、旋回運動によりスリコギのようにして鉱石を破砕する工程である。

（出典）METSO Web page、SANDVIC Web page

図 2-3-3-3Gyratory Crusher

図 2-3-3-4 Jaw Crusher

一次破砕機としては、ジョー・クラッシャーが用いられることもあるが、処理量が大きい
場合には、エネルギー効率、生産性などの優位性も含めてジャイレトリーが用いられることが多い。ジャイレトリーの欠点は設置スペース（特に高さ）が大きくなる点と粘着性の鉱石に対しては、いつきが生じやすい点である。
② 磨鉱工程磨鉱工程は、もっともエネルギー消費の大きい工程であり、鉱石を実用的なサイズよりも細かくすべきではない。
磨鉱機は、ドラム回転式ミルと媒体式撹拌ミルに分類される。ドラム回転式ミルは比較的粗い粒子の磨鉱に使用され、5～250mm の大きさの粒子が 40～300μm まで破砕される。
ドラム式回転ミルには、ミル内の粉砕媒体により、ロッドミル（Rod mills）、ボールミル（Ballmills）、自生粉砕ミル（Autogeneous mills）などがある。
ロッドミルは、ロッドに挟まれることにより粉砕されるために、選択的に粗粒を粉砕し、比較的狭い粒度の産物が得られ大粒子やスライムは少ない。ボールミルに使用されるボールは単位重量あたりの表面積がロッドと比べて大きいために微粉砕の最終段階に適している。工程順としては、ロッドミル→ボールミルとなる。
近年は自生粉砕（AG：Autogeneous Grinding）と半自生粉砕（SAG：Semi-Autogeneous
Grinding）が利用されてきた。AG ミルは粉砕媒体として鉱石自体を利用するドラム回転式
133
126

ミルである。SAG ミルは、粉砕媒体に鉱石自身にボール（鋼球）を加えた半自生式ミルであり、ボールミルと比較するとドラム径が大きく、ボール投入量を減らしている。SAG ミルは、運転コストが安く、粘性のある鉱石も処理できる利点があり、最近の大規模鉱山で広く採用されている。現在は多くの場合、SAG ミルを一次破砕機として、ボールミルを 2 次破砕機として使用している。SAG ミル、ボールミル、ペブルクラッシャー、サイクロンを組み合わせた磨鉱工程を図 2-3-3-7 に示す。
SAG のメーカーは、基本的には Metso Minerals、Outotec Oyj、FLSmidth Minerals の3 社であるが、Metso Minerals と Outotec Oyj は 2020 年に合併する予定であり、選鉱機
械メーカーの寡占化が進む見込みである。

（出典）JOGMEC 2012 金属資源レポート「最新選鉱技術事情」

図 2-3-3-5

図 2-3-3-6 SAG ミル

ボールミル（出典）JOGMEC 2012 金属資源レポート「最新選鉱技術事情」

図 2-3-3-7

磨鉱工程例

134
127

磨鉱工程で二次あるいは三次の破砕工程として、SAG ミルに代わり High Pressure
Grinding Roll（HPGR）が採用されることがある。図 2-3-3-8、写真 2-3-3-1 に HPGR の模式図と写真を示す。

（出典）資源大学講義資料

図 2-3-3-8

HPGR 模式図

写真 2-3-3-1 HPGR

HPGR は、供給された鉱石を二つのロールで圧砕する機構でセメント業界などでは長く用いられてきたが、近年は固い鉱石に対しても用いられるようになってきた。銅鉱山ではセロベルデ（ペルー）、シエラゴルダ（チリ）でも採用された。セロベルデ鉱山では 2006
年に、二次破砕にコーンクラッシャー4 台、三次破砕（磨鉱）に HPGR4 台、磨鉱工程に
ボールミル 4 台を使用する工程を採用し、その後の拡張工事で、更に増強を実施した。
SAG ミルは、1 台当たりの処理量が大きいために大型の銅鉱山でも 1 台で操業することが多い。そのために SAG ミルが故障あるいはメンテナンス停止した場合には、選鉱工程全体が休止状態になる。HPGR の場合は並列に複数設置が可能であり、全体の工程を止めずに、修理などを行える。また、エネルギー効率の点で HPGR は SAG ミルよりもかなり優位性がり、浮選給鉱のサイズも安定している。
③ 分級工程分級とは、粉体を粒子径・密度・形状などによって区別する操作をいい、篩分け、乾式分
級、湿式分級がある。鉱山では、湿式分級で遠心力を利用する液体サイクロンが設置面積も少なく、設備費が安いので使用されることが多い。液 体 サ イ ク ロ ン は 、懸 濁 液 に 分 散 して い る 固 体 粒 子 を 、遠 心 力 を 利 用 し て 沈 降 分 離 す る 分 級 機 で あ る 。図 2-3-3-9～ 23-3-10 に サ イ ク ロ ン 分 級 機 の 構 造 を 示 す 。

135
128

（出典）Nippo Web page、ラサ商事 Web page

図 2-3-3-9

図 2-3-3-10

サイクロン

サイクロン

④ 浮遊選鉱（浮選）
浮選は、選鉱の代表的な選別方法であり、有価鉱物と不用な脈石鉱物の表面特性の差を利用する物理
化学的な選別方法である。
浮選の原理を図 2-3-3-11に示す。

（出典）MERIJ 作成

図 2-3-3-11

浮選の原理

撹拌機は、パルプ層での粒子と気泡の衝突を促進するための乱流を起こし、有用金属と気泡の接着で粒子がフロス層に運ばれ、有価金属が回収される。浮選は数段の浮選槽により実
施される。

136
129

浮選工程で有用鉱物を選択的に回収するために、各役割の試薬が用いられる。試薬の種類としては捕収剤、気泡剤、抑制剤、活性剤、pH 調整剤、分散剤、凝集剤として分類される。捕収剤は鉱物表面に付着してその疎水性（または親気性）を助長し、気泡への接着を容易にする。最も広く使われている捕収剤はザンセートである。気泡剤は、パルプ内での（出典）三井金属鉱業ワンサラ鉱山

写真 2-3-3-2気泡の生成を安定化し、適度に強固なフ浮選槽の配置ロス層を作る目的で添加され、浮選速度の向上に繋がっている。抑制剤は、複雑硫化鉱で、亜鉛を抑制して銅を浮遊させるなどに使用される。活性剤は特定の鉱物の捕収効果を高めるための試薬で、例えば、亜鉛を抑制して銅を回収した後に、改めて亜鉛を浮遊させるために硫酸銅を添加するなどに使用される。
pH 調整剤は、特定の鉱物、捕収剤に適切な pH を調整するために使用される。硫化鉱の浮選は通常アルカリ性溶液中で行われる。粗選系統と精選系統で pH を変化させることもある。通常アルカリに調整する試薬として石灰化ソーダ灰が使用される。石灰は安価であるが、相当量使用するために合計コストは高くなる。分散剤は、鉱石に粘土が含まれている場合に使用されることが多い。凝集剤は、シックナーで濃度を上げるために沈降速度を上げる目的で使用される。
⑤

脱水工程

脱水工程は、主にシックナーとフィルターに分類される。

（出典）Outotec Web page,Pan Pasific Copper Web Page

写真 2-3-3-3

シックナー

137
130

シックナーは、沈殿により懸濁液の濃度を増加させるために用いられる。パルプは中央部分に供給され、清澄水は周囲の樋へオーバーフローし、タンクの底部全体に沈降した個体は、濃縮パルプとして中央の排泥口から引き抜かれる。放射状の回転アームに、中央の排泥口の方へ固体をかき集めるブレードが吊るされている。シックナーは、尾鉱と清澄水の分離と精鉱と清澄水の分離に使用される。また、酸性水の処理などの使われる場合はクラリファイヤーと称される。
フィルターは精鉱の脱水に使用され、オリバーフィルターなどが使用されているが、標高の高い鉱山では外気圧が低く真空ポンプによる気圧差が生じ難いことから、毛細管現象を利用したセラミックフィルターや、機械的な圧力と長い環状ろ布を用いるフィルタープレ
スなどが用いられる。

（出典）Outotec Web page

写真 2-3-3-4

セラミックフィルター

写真 2-3-3-5

縦型フィルタープレス⑥ 尾鉱処理鉱山からは、採鉱工程から出るズリ（Waste）と選鉱工程から出る選鉱尾鉱（Tailing）が発生する。露天掘りの場合は大量のズリが発生し、ズリ堆積場が景観に大きな影響を与えることが多い。選鉱尾鉱は通常、ポンプを使って廃滓ダムと呼ばれる堰で固めた設備に保管される。廃滓に含まれる水は極力鉱山で再利用する、あるいは排水処理をした後に地域の排水システムに放出される。廃滓の管理は、閉山後でも鉱山会社の責任であり、廃滓ダムの決壊
は、周辺環境および安全面への深刻な影響を与える可能性がある。廃滓ダムからの排水管理
も鉱山会社の責任となる。

138
131

(3) 選鉱技術の課題① 鉱石の変化への対応
各鉱山で扱う鉱石の構成は異なる。さらに同じ鉱山であっても採掘箇所や深度により鉱石の構成は変化する。同じ銅鉱山であっても、地表近くの孔雀石（理論銅含有率 57.5%）な
どの酸化銅鉱主体の酸化鉱帯（SX-EW 溶媒抽出で電気銅を生産）、輝銅鉱（理論銅含有量
79.9%）や斑銅鉱（理論銅含有量 63.3%）などの二次富化帯、黄銅鉱（理論銅含有量 34.6%）など中心の初生黄銅鉱帯など鉱石の構成は変化する。鉱石の変化に応じて粉砕の程度、pHの調整、試薬の添加量の増減などを選鉱操業は変化させる必要があり、現在ではオンライン
分析機など活用して、変動の方向性から選鉱条件をコントロールする計装技術が重要となっている。
銅鉱山では一般に深部に向かうほど、初生鉱が増え、粗鉱品位、精鉱品位共に下がる傾向にある。キャッシュフローの観点からも、高品位の部分から優先的に採掘を進めるのが常套手段であることも品位低下の一因である。図 2-3-3-12～2-3-3-19 に主要銅鉱山の埋蔵鉱量と銅品位の推移を示す。データは、各社のアニュアルレポートをベースとしており、埋蔵鉱量（Ore Reserves）は確定鉱石埋蔵量（Proved Ore Reserves）と推定鉱石埋蔵量（Probable
Ore Reserves）の合計としている。

（出典）BHP Billiton、Anglo America plc アニュアルレポート 2008-2018,S&P Global

図 2-3-3-12

Escondida

図 2-3-3-13 Collahuasi

139
132

（出典）Freeport-McMoran Inc.アニュアルレポート 2008-2018,S&P Global

図 2-3-3-14

Grasberg

図 2-3-3-15

Cerro Verde（出典） Antofagasta Plc. Codelco アニュアルレポート 2008-2018,S&P Global

図 2-3-3-16

Los Pelambres

図 2-3-3-17

El Teniente UG（出典） Anglo America Plc. Codelco アニュアルレポート 2008-2018,S&P Global

図 2-3-3-18

Los Bronces

図 2-3-3-19

140
133

Chuquicamata UG

鉱山によっては、埋蔵鉱量と銅品位が急激に変わる年がある。例えば、図の 2-3-3-12 のEscondida 鉱山は、2010 年から 2012 年にかけて、銅品位が大きく落ちているが、埋蔵鉱量が大幅に増えている。これは採掘対象銅品位（カットオフ品位：（注）参照）を下げて採掘対象鉱量（埋蔵鉱量）を増やしたと推定される。

(注)カットオフ品位
埋蔵鉱量とは、元々経済的に採掘可能な鉱量であり、銅鉱山であれば、銅の価格や鉱山の操業費用が変動すれば、採掘対象鉱量も変化する。例えばある銅価格で、銅品位が 0.5%以上あれば経済的に採算が合う
場合には銅の品位が 0.5%以上の鉱体を採掘対象とし、0.5%未満の部分はズリとして処理する。銅の価格が大幅に上昇すれば、例えば銅品位 0.4%の石も採掘しても採算が取れるために、ズリではなく鉱石になり、採掘対象鉱量が増え、鉱山ライフが伸びる。この採掘対象を決める品位をカットオフ品位と言う。ただし、例えば金を含む銅鉱山であれば、銅と金の含有価値の総和で対象鉱量が決まる。

埋蔵鉱量と品位は、銅価格などの経済的な要素によっても変化するが、露天掘り鉱山では深部に向かうほど、一般に銅品位の低下が見られる。
上記 6 鉱山では El Teniente 鉱山だけが坑内掘り（UG: Under Ground）であるが、Los
Bronces 鉱山と Chuquicamata 鉱山は露天掘りから坑内掘りに移行する計画である。採掘法の移行に伴い、採掘対象鉱量と品位が変化する可能性もある。
ペルーの Antamina 鉱山は銅鉛亜鉛の複雑鉱の鉱山であり、埋蔵鉱量も銅鉱体と銅亜鉛鉱体と分けて管理されている。銅精鉱と亜鉛精鉱はそれぞれ分離されて、同じ 1 本の精鉱
パイプラインで交互に港近くの脱水場に輸送されている。図 2-3-3-20 と図 2-3-4-21 にAntamina の銅鉱体、銅亜鉛鉱体の確定埋蔵鉱量と品位を示す。採掘品位はどちらも下落傾向にある。

（出典）Rio Tinto アニュアルレポート 2008-2018

図 2-3-3-20

図 2-3-3-21

銅鉱体
141
134

銅亜鉛鉱体

鉱物の組成からみても粗鉱の銅品位低下は、銅精鉱中の銅品位の低下と鉄と硫黄の増加を伴う場合が多い。鉄の増加はスラグ発生量の増加を、硫黄の増加は硫酸の発生量増加を生じさせる。スラグ、硫酸共に外販先の確保が課題となる。選鉱過程での課題としては黄銅鉱と似た挙動を示す黄鉄鉱を浮選工程で除去できれば銅精鉱の鉄、硫黄の削減に繋げることが可能となる。
② 消費エネルギー
鉱山で電力消費が多いのは選鉱工程であり、特に粉砕工程の電力消費が多い。S&P の推定では、Escondida 鉱山の山元コストの内、選鉱の電力コストが約 20%を占めている。過剰粉砕を避けることが重要であり、磨鉱工程で SAG ミルに代わって HPGR を採用する傾向も電力消費削減の方策の一つである。
BHP Billiton PLC は、チリの Escondida 鉱山と Spence 鉱山の操業に用いる電力について、2020 年代半ばまでに再生可能エネルギーに全面的に切り替えることを目指している。
③ 選鉱用水の確保
ペルー南部からチリにかけて多くの鉱山が存在するが、砂漠地帯もあり用水の確保が重要な問題となる。鉱山で使用する用水を海水の淡水化によって賄う、あるいは淡水化した海
水をバーターで鉱山下流の農業地区などに提供する動きが広がりつつある。また、インドネ
シアの Batu Hijau 鉱山では、海水浮遊選鉱を実施している。
2015 年に商業生産を開始したシエラゴルダ銅鉱山では、海洋から取水して 140Km のパ
イプラインで山元まで送水した海水をそのまま浮遊選鉱に使用している。モリブデン浮選
用水などのために、山元にある淡水化プラントで海水から得た純水を用いている。今後のチリの新規鉱山では用水の確保は極めて難しく、海水利用が必須である。
また、尾鉱堆積場の上澄水をポンプアップして、選鉱用水などに使用する Zero Dischargeの適用もされてきている。
④ 尾鉱の管理
廃滓堆積場の管理は、鉱山操業中も閉山後もオーナーの責任となる大きな課題である。廃滓ダムの設計自体は土木技術者の役割であるが、廃滓（Tailing）のサンドとスラリーの分
離は選鉱工程で生じ、サンドがダムの堰として使用されることも多く、サンドのスラリーの発生量を試算するのは選鉱技術者の役割となる。
近年でもカナダ（銅鉱山）、ブラジル（鉄鉱石鉱山）などで廃滓堆積ダムの決壊事故があり、従業員の生命、地域の環境に対して大きな社会問題となっている。
142
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[近年の廃滓ダム決壊の例]
2014 年 8 月、カナダ Imperial Metals 所有の Mount Polley 銅・金鉱山の廃滓堆積場の決壊事故では 10 百万㎥の水と 4.5 百万㎥のスラリーが流出したとされている。
2015 年 11 月、ブラジル Samarco 社（Vale と BHP Billiton が株主）の Mariana の鉄鉱
山の廃滓堆積場の決壊事故では、43.7 百万㎥の廃滓が流出、約 200 家屋が破壊され、死者は 19 名に達した。
2019 年 1 月、ブラジル Vale 所有の Brumadinho 鉄鉱山の廃滓堆積場の決壊事故で 12 百万㎥の廃滓を流出させ、2019 年 11 月現在で死者 256 名、行方不明者 14 名に達する大惨事となった。この尾鉱堆積場の決壊事故を契機として、世界の資源メジャーや日本の非鉄鉱山会社などで構成する International Council on Mining & Metals（ICMM）では、尾鉱堆積場の安全基準を見直す動きが出てきている。
⑤ 選鉱技術者の育成
世界は資源で覇権を握ろうとする動きがあり、中国のレアメタル資源の囲い込み、欧米の資源メジャーの合併、買収による資源の寡占化が進む中、資源を持たない日本は、海外から安い資源を購入し加工する立場から、自ら海外の鉱山開発に関与せざるを得ない立場に変わりつつある。関与の仕方としては、直接鉱山経営をするだけではなく、融資やマイナー投資もあるが、案件の適切な評価ができなくてはならない。評価をする上でも、鉱山の主な販売物である精鉱を製造する立場の選鉱技術者の役割は極めて大きい。
選鉱技術は、破砕、粉砕、分離（浮遊選鉱）、分級、凝縮、沈降、脱水など物理学、化学、計装など多岐にわたる知識と現場経験の必要な技術と言える。残念ながら日本国内では2001 年に三井金属の神岡鉱山が閉山し、2006 年には日鉱金属（現 JX 金属）の豊羽鉱山が操業休止し、日本国内には石灰石山を除くと、菱刈金鉱山しかフル操業の鉱山はない。菱刈鉱山では金鉱石をそのまま東予工場へ搬出しており、選鉱工程は持たない状態であり、選鉱技術者が現場経験を積める場が国内にほとんど存在しない。また大学の工学部においても資源と言う名称のある学科はほとんどなく、選鉱専門の講座、授業も極めて限られている。
海外の投資先鉱山を研修の場として利用するなどして、現場経験を積むと同時に海外で外国人技術者やコンサルタントと協業する、あるいはマネージメントする技術を学ぶ必要がある。
一方選鉱技術は実鉱山の現場だけではなく、都市鉱山と言われる金属のリサイクル分野でも、その前処理工程で選鉱の分離技術は非常に有効である。

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