特開 2023-151378 クロム鉄鉱石の回収方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023151378

(43)【公開日】2023-10-16

(54)【発明の名称】クロム鉄鉱石の回収方法

(51)【国際特許分類】

   C22B 34/32 20060101AFI20231005BHJP

   B03B 5/28 20060101ALI20231005BHJP

   B03B 5/52 20060101ALI20231005BHJP

   B03C 1/00 20060101ALI20231005BHJP

   B03C 1/02 20060101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

C22B34/32

B03B5/28 B

B03B5/28 Z

B03B5/52

B03C1/00 A

B03C1/00 B

B03C1/02 Z

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022060962

(22)【出願日】2022-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000183303

【氏名又は名称】住友金属鉱山株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(72)【発明者】

【氏名】小原 剛

(72)【発明者】

【氏名】樋口 浩隆

(72)【発明者】

【氏名】榎本 学

【テーマコード（参考）】

4D071

4K001

【Ｆターム（参考）】

4D071AA53

4D071AA54

4D071AA62

4D071CA01

4D071DA08

4K001AA08

4K001AA19

4K001BA02

4K001CA02

4K001CA03

4K001CA04

4K001DB03

4K001DB14

4K001DB23

4K001DB24

(57)【要約】

【課題】複数段階の物理的な分離処理によって、ニッケル酸化鉱石スラリーからクロム鉄鉱石を分離回収する工程において、クロムの分離回収率を安定的に向上させることを目的とする。
【解決手段】スパイラルコンセントレーターを用いて、ニッケル酸化鉱石スラリーから、クロム成分の濃縮が促進された高クロム品位スラリーを回収する、比重分離工程Ｓ２３を含んでなり、比重分離工程Ｓ２３に投入するスラリーの比重を１．３以上１．５以下に調整することによって、高クロム品位スラリーのＣｒ／Ｆｅ比を１．２以上に維持する、クロム鉄鉱石の回収方法とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の分離工程を段階的に行うことによって、ニッケル酸化鉱石スラリーからクロム鉄鉱石を分離回収するクロム鉄鉱石の回収方法であって、
スパイラルコンセントレーターを用いて、前記ニッケル酸化鉱石スラリーから、クロム成分の濃縮が促進された高クロム品位スラリーを回収する、比重分離工程を含んでなり、
前記比重分離工程に投入するスラリーの比重を１．３以上１．５以下に調整することによって、前記高クロム品位スラリーのＣｒ／Ｆｅ比を１．２以上に維持する、
クロム鉄鉱石の回収方法。

【請求項2】

前記比重分離工程に先行する前記分離工程として沈降分離工程が行われるクロム鉄鉱石の回収方法であって、
前記沈降分離工程において、前記比重分離工程に投入するスラリーの比重が１．３以上１．５以下となるようにスラリーの比重を調整する処理を行う、
請求項１に記載のクロム鉄鉱石の回収方法。

【請求項3】

前記スパイラルコンセントレーターから回収される前記高クロム品位スラリーは、粒度４５μｍ未満の粒子の割合が１０％未満である、
請求項１又は２に記載のクロム鉄鉱石の回収方法。

【請求項4】

前記複数の分離工程として、ハイドロサイクロンを用いた分級工程、デンシティセパレーターを用いた沈降分離工程、前記スパイラルコンセントレーターを用いた前記比重分離工程、及び、磁力選鉱工程を行う、
請求項１から３の何れかに記載のクロム鉄鉱石の回収方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、クロム鉄鉱石の回収方法に関する。本発明は、より詳しくは、高圧酸浸出法によりニッケル酸化鉱石からニッケル及びコバルトを回収する湿式製錬方法において浸出処理に供する鉱石スラリーから、クロムを含有する鉄鉱石を分離回収する、クロム鉄鉱石の回収方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、石炭、鉄、銅、ニッケル、コバルト、クロム、マンガン等の鉱物資源において、採掘権の寡占化が進行し、原料コストが大幅に上昇している。そのため、金属製錬分野におけるコスト低減のための施策として、従来、コスト的に不利であるため対象にならなかった低品位原料を使用するための技術開発が行われている。

【0003】

ニッケル製錬の現場においても、ニッケル酸化鉱石を硫酸で加圧下に酸浸出する高圧酸浸出（Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ａｃｉｄ Ｌｅａｃｈ）法に基づく湿式製錬方法のプラント内で、湿式プロセスで処理される鉱石スラリーからクロムを分離回収するための各種の方法が提案されている（特許文献１参照）。

【0004】

特許文献１には、ニッケル酸化鉱石と水との混合物である鉱石スラリーに対して、分級処理と、比重分離処理を段階的に施すことにより、鉱石スラリーからより効率的にクロムを分離除去する方法が開示されている。しかしながら、原料コストの高騰の問題は益々逼迫しており、鉱石スラリーからのクロムの分離回収率を更に安定的に向上させることが求められていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１７－５２９９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、上記の実情に鑑みて提案されたものであり、複数段階の物理的な分離処理によって、ニッケル酸化鉱石と水との混合物である鉱石スラリーからクロム鉄鉱石を分離回収する工程において、クロムの分離回収率を安定的に向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者らは、鉱石スラリーからクロムを分離する上記の工程を行う際に、複数の工程のうち、下流側の工程として行われる、比重分離工程における品質管理の指標として、この工程に投入されるスラリーの比重を、回収スラリー中のＣｒ／Ｆｅ比を一定以上に維持できるように最適化することにより、この工程を含む複数段階の物理的な分離処理を経て最終的に回収されるクロム鉄鉱石におけるクロム品位を安定的に向上させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。本発明は、具体的には、以下のものを提供する。

【0008】

（１） 複数の分離工程を段階的に行うことによって、ニッケル酸化鉱石スラリーからクロム鉄鉱石を分離回収するクロム鉄鉱石の回収方法であって、スパイラルコンセントレーターを用いて、前記ニッケル酸化鉱石スラリーから、クロム成分の濃縮が促進された高クロム品位スラリーを回収する、比重分離工程を含んでなり、前記比重分離工程に投入するスラリーの比重を１．３以上１．５以下に調整することによって、前記高クロム品位スラリーのＣｒ／Ｆｅ比を１．２以上に維持する、クロム鉄鉱石の回収方法。

【0009】

（１）のクロム鉄鉱石の回収方法によれば、複数段階の物理的な分離処理によって、ニッケル酸化鉱石と水との混合物であるニッケル酸化鉱石スラリーからクロム鉄鉱石を分離回収する工程において、クロムの分離回収率を安定的に向上させることができる。又、併せて、クロム成分を含有する鉱石スラリーによる配管、ポンプ等の設備の磨耗を抑制して耐久性を向上させ、最終的に系外に排出される残渣の量を低減し、環境リスクを抑えることもできる。

【0010】

（２） 前記比重分離工程に先行する前記分離工程として沈降分離工程が行われるクロム鉄鉱石の回収方法であって、前記沈降分離工程において、前記比重分離工程に投入するスラリーの比重が１．３以上１．５以下となるようにスラリーの比重を調整する処理を行う、（１）に記載のクロム鉄鉱石の回収方法。

【0011】

（２）のクロム鉄鉱石の回収方法によれば、比重分離工程に投入するスラリーの比重を更に上流側の工程でのスラリー比重の最適化と併せて行うことにより、クロムの分離回収率をより安定的に向上させることができる。

【0012】

（３） 前記スパイラルコンセントレーターから回収される前記高クロム品位スラリーは、粒度４５μｍ未満の粒子の割合が１０％未満である、（１）又は（２）に記載のクロム鉄鉱石の回収方法。

【0013】

（３）のクロム鉄鉱石の回収方法によれば、段階的な分離を引き続き行う更に下流側の工程における分離効率を確実に良好な水準に維持できるようになり、クロムの分離回収率をより安定的に向上させることができる。

【0014】

（４） 前記複数の分離工程として、ハイドロサイクロンを用いた分級工程、デンシティセパレーターを用いた沈降分離工程、前記スパイラルコンセントレーターを用いた前記比重分離工程、及び、磁力選鉱工程を行う、（１）又は（２）に記載のクロム鉄鉱石の回収方法。

【0015】

（４）のクロム鉄鉱石の回収方法によれば、ニッケル酸化鉱石スラリーからクロム鉄鉱石を分離回収する工程において、スパイラルコンセントレーターを用いた比重分離工程で用いるスパイラルコンセントレーターの運転条件を最適化することによって、全体工程の処理効率も好ましい水準に維持することができ、これにより、クロムの分離回収率を安定的に向上させることができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、複数段階の物理的な分離処理によって、ニッケル酸化鉱石と水との混合物である鉱石スラリーからクロム鉄鉱石を分離回収する工程において、クロムの分離回収率を安定的に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】ニッケル酸化鉱石からニッケル及びコバルトを回収する湿式製錬プロセスの流れを示す工程図である。

【図2】本発明のクロム鉄鉱石の回収方法の流れを示す工程図である。

【図3】本発明のクロム鉄鉱石の回収方法に用いることができるスパイラルコンセントレーターの基本構成を示す模式図である。

【図4】図３のスパイラルコンセントレーターのスラリー流路末端部に設けられるスラリー分離柵の基本構成を示す模式図である。

【図5】本発明のクロム鉄鉱石の回収方法において沈降分離工程に用いることができるデンシティセパレーター基本構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の「クロム鉄鉱石の回収方法」について、具体的な実施形態を詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に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で種々の変更が可能である。

【0019】

＜ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法＞
本発明の「クロム鉄鉱石の回収方法」は、ニッケル酸化鉱石を原料とした湿式製錬プロセスの部分プロセスとして実行することができる。この「ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法」は、図１に示す通り、鉱石処理工程Ｓ１、鉱石スラリー処理工程Ｓ２、浸出工程Ｓ３、固液分離工程Ｓ４、中和工程Ｓ５、亜鉛除去工程Ｓ６、硫化工程Ｓ７、及び、最終中和工程Ｓ８を、含んでなる全体プロセスである。本発明の「クロム鉄鉱石の回収方法」は、このような全体プロセスの流れの中では、鉱石スラリー処理工程Ｓ２として実施される部分プロセスでもある。以下、先ずは、「ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法」の概要について説明する。

【0020】

［鉱石処理工程］
鉱石処理工程Ｓ１は、ニッケル酸化鉱石を水と混合し、ニッケル酸化鉱石スラリーとする工程である。尚、本明細書においては、ニッケル酸化鉱石と水との混合物である鉱石スラリーのことを、「ニッケル酸化鉱石スラリー」と言う。又、「ニッケル酸化鉱石スラリー」には、本発明の効果を阻害しない限りにおいて、ニッケル酸化鉱石及び水以外の成分が含有されていてもよい。

【0021】

［鉱石スラリー処理工程］
鉱石スラリー処理工程Ｓ２は、ニッケル酸化鉱石スラリーからの異物除去及び鉱石粒度調整を行う工程である。そして、本発明の「クロム鉄鉱石の回収方法」は、図１に示す通り、「ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法」の全体プロセス内において、浸出工程Ｓ３に供する鉱石スラリーに対する前処理として行われる鉱石スラリー処理工程Ｓ２において、処理対象物である鉱石スラリーから、クロムを分離回収する処理（クロム鉄鉱石回収工程）として実行することができるプロセスである。クロム鉄鉱石回収工程Ｓ２としての本工程、即ち、本発明の「クロム鉄鉱石の回収方法」の詳細については別途後述する。

【0022】

［浸出工程］
浸出工程Ｓ３は、オートクレーブ等を用いて、鉱石スラリーからニッケル、コバルト等の有価成分を硫酸で浸出して浸出スラリーを得る工程である。

【0023】

［固液分離工程］
固液分離工程Ｓ４は、多段のシックナー等を用いて、上記の浸出スラリーを、ニッケル及びコバルトを含む浸出液と浸出残渣スラリーとに分離する工程である。

【0024】

［中和工程］
中和工程Ｓ５は、上記の浸出液を、３価の鉄水酸化物を主成分とするニッケルを含む母液と中和澱物スラリーとに分離する工程である。

【0025】

［亜鉛除去工程］
亜鉛除去工程Ｓ６は、上記の母液に硫化剤を添加して、ニッケル回収用の母液と硫化亜鉛を含む硫化亜鉛澱物とに分離する工程である。

【0026】

［硫化工程］
硫化工程Ｓ７は、ニッケル回収用の上記母液に硫化剤を添加して、ニッケル及びコバルトを含む混合硫化物（Ｎｉ、Ｃｏ混合硫化物）と貧液とに分離する工程である。尚、貧液は、固液分離工程Ｓ４における浸出残渣の洗浄水として使用される。

【0027】

［最終中和工程］
最終中和工程Ｓ８は、固液分離工程Ｓ４で分離された上記の浸出残渣スラリーをｐＨ８以上ｐＨ９以下程度に中和して最終中和残渣とする工程である。この最終中和残渣は、テーリングダムに貯留される。

【0028】

＜クロム鉄鉱石の回収方法＞
本発明のクロム鉄鉱石の回収方法（以下、単に「クロム鉄鉱石の回収方法」とも言う）は、ニッケル酸化鉱石スラリーからクロム鉄鉱石を分離回収する方法である。この方法は、上述した通り、「ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法」の流れの中で、その部分工程である鉱石スラリー処理工程Ｓ２の実施時に、並行してクロム鉄鉱石を回収するクロム鉄鉱石回収工程Ｓ２として実施することができる工程である。

【0029】

ここで、「ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法」の原料であるニッケル酸化鉱石は、主としてリモナイト鉱及びサプロライト鉱等のいわゆるラテライト鉱である。このラテライト鉱のニッケル含有量は、通常、０．８質量％以上２．５質量％以下であり、ニッケルは、水酸化物又は含水ケイ苦土（ケイ酸マグネシウム）鉱物として含有されている。又、鉄の含有量は、１０質量％以上５０質量％以下であり、主として３価の水酸化物（ゲーサイト）の形態であるが、一部２価の鉄が含水ケイ苦土鉱物等に含有される。珪酸分は、石英、クリストバライト（無定形シリカ）等のシリカ鉱物及び含水ケイ苦土鉱物に含有されている。更に、クロム分の多くは、鉄を含むクロマイト鉱物として１質量％以上５質量％以下含有されている。

【0030】

表１には、約２ｍｍ以下の粒度に破砕して得たニッケル酸化鉱石中の鉱石粒度分布（重量％）と各粒度区分での各成分の固形分割合（％）の一例が示されている。同表に示されている通り、粒度４５μｍ以上の粗粒中には、クロム、珪素、マグネシウム等が満遍なく存在している。一方、粒度４５μｍ以下の細粒部には、鉄が濃縮されている。このように、粒度４５μｍ未満の細粒（以下「細粒」と言う）中には、ゲーサイトが主体でニッケルが多く含まれているので、主としてニッケル酸化鉱石中の細粒の部分がニッケル及びコバルト回収の工程の原料となる。そして、主として粒度４５μｍ以上の粗粒（以下「粗粒」と言う）の部分が、クロム鉄鉱石回収の原料となる。尚、クロム鉄鉱石の回収においては、分離回収した後に資源化が容易となるように、通常、酸化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）品位を４１質量％以上にまで高めることが好ましいとされている。

【0031】

【表1】

【0032】

上述した通り、ニッケル酸化鉱石からのクロム鉄鉱石の回収は、ニッケル酸化鉱石スラリーから、可能な限りの分離効率で粒度４５μｍ以上の粗粒を分離して、当該粗粒中のクロム成分を段階的に濃縮する処理によって行われている。より具体的には、図２に示す通り、このクロム鉄鉱石の回収は、ニッケル酸化鉱石スラリーを分級する分級工程Ｓ２１、分級工程Ｓ２１において分離回収されたオーバーサイズの鉱石スラリーを沈降濃縮する沈降分離工程Ｓ２２、比重分離工程Ｓ２３、磁力選鉱工程Ｓ２４の４つの物理分離工程が段階的に行われる回収方法として広く行われている。

【0033】

ここで、上述の通り、ニッケル酸化鉱石スラリー中において、クロムは鉄を含むクロマイト鉱物として存在するので、回収されるクロム鉄鉱石に一定以上の鉄分が含まれることは回避し得ない。しかしながら、クロム原料として出荷される最終製品の段階においてＣｒ／Ｆｅ比が少なくとも１．２を超えていることが要求され、これを満たさない場合には、一般にクロム原料としての最低限の製品価値を維持することが難しくなる。又、クロム原料として出荷される最終製品の段階におけるＣｒ／Ｆｅ比は、一般的には１．４以上の比率であることがより好ましいとされている。

【0034】

そして、本発明の「クロム鉄鉱石の回収方法」は、上記の各部分工程のうち、比重分離工程Ｓ２３における品質管理の指標として、この工程で回収されるスラリー中の細粒の割合及びＣｒ／Ｆｅ比に着目し、この比重分離工程Ｓ２３を行うスパイラルコンセントレーターに投入するスラリーの比重を特定範囲に限定することにより、この比重分離工程Ｓ２３で粗粒側に回収される高クロム品位スラリーについて、混入する細粒の割合を１０％未満に抑えて、Ｃｒ／Ｆｅ比を、少なくとも１．２以上の任意の比率において、安定的に維持することが可能であることを見出した。本発明の「クロム鉄鉱石の回収方法」は、このようなスラリー比重の最適化により、複数段階の物理的な分離処理を経て最終的に回収されるクロム鉄鉱石におけるＣｒ／Ｆｅ比を、確実に１．２を超える任意の比率とすることができるようにした点を、主たる特徴とするプロセスである。尚、スパイラルコンセントレーターから回収されるスラリーのＣｒ／Ｆｅ比は、蛍光Ｘ線分析法、又は、ＩＣＰ発光分析法を用いて分析を行うことが可能であり、この分析結果を上記のスラリー比重の調整にフィードバックすることによって本発明の効果を安定的に享受することができる。

【0035】

「ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法」の流れの中で、上記特徴を備える本発明の「クロム鉄鉱石の回収方法」、即ち、「クロム鉄鉱石回収工程Ｓ２（鉱石スラリー処理工程Ｓ２）」を実施することによって、ニッケル酸化鉱石スラリーからクロム鉄鉱石を分離除去する工程において、クロムの分離回収率を安定的に良好な水準に維持することができる。又、併せて、鉱石処理工程Ｓ１から産出するクロマイトを含む鉱石スラリーによる配管、ポンプ等の設備の磨耗を抑制し、耐久性を向上させ、最終中和工程Ｓ８から産出する最終中和残渣量を低減し、廃棄される浸出残渣、中和澱物等を貯留するテーリングダムの容量の圧縮によりコスト及び環境リスクを抑えることもできる。

【0036】

［分級工程］
分級工程Ｓ２１は、ニッケル酸化鉱石スラリーに含有される粒子の粒度差によって当該鉱石スラリーを分級する工程である。この工程では、オーバーフロー（Ｏ／Ｆ）としてゲーサイトを含む混合物を分離し、アンダーフロー（Ｕ／Ｆ）としてクロム鉄鉱石（クロマイト）を含む混合物を分離する工程である。本発明の「クロム鉄鉱石の回収方法」においては、この工程は、ハイドロサイクロンを用いて行うことが好ましい。

【0037】

ここで、「ハイドロサイクロン」とは、遠心力を利用してスラリー中に分散している固体粒子を、主に粒度の違いによって分級することができる公知の装置である（例えば、特開昭５５－１０４７６６６号公報参照）。一般に、クロマイトの比重はゲーサイト等の水酸化鉄のそれよりも大きいことが知られており、粗大で比重が大きいクロマイトと微細で比重が小さいゲーサイトとは、「ハイドロサイクロン」により効率良く分離することができる。

【0038】

分級工程Ｓ２１を行うハイドロサイクロンへの鉱石スラリーの投入圧力は、０．１７ＭＰａ以上０．２２ＭＰａ以下とすることが好ましい。又、併せて、ハイドロサイクロンのスピゴット（アンダーフロー排出口）のスラリー排出口の開口部の直径である「スピゴット径」を３０ｍｍ以上４５ｍｍ以下とすることが好ましい。尚、ハイドロサイクロンに供する鉱石スラリーのスラリー濃度については特に限定されないが、分離処理に必要な水量を抑えながら、尚且つ、下流側の工程での沈降濃縮を容易にするために、１０重量％以上３０重量％以下とすることが好ましい。

【0039】

［沈降分離工程］
沈降分離工程Ｓ２２は、分級工程Ｓ２１にてアンダーフロー（Ｕ／Ｆ）として分離したオーバーサイズのクロム鉄鉱石を含む混合物を比重分離処理で更に分離して、クロム成分を更に濃縮させた混合物を得る工程である。この工程は、デンシティセパレーターを用いて行うことが好ましい。

【0040】

ここで、「デンシティセパレーター」とは、装置上部よりスラリーが供給され、装置下部から注入される注入水（ティーターウォーター（ＴＷ））の上昇流によってスラリーの比重分離が行われる公知の装置である（例えば、特開２０１７－６００９３０号公報参照）。

【0041】

デンシティセパレーターを用いて沈降分離工程Ｓ２２を行う際には、クロム成分を濃縮させた混合物である粗粒が、アンダーフロー（Ｕ／Ｆ）としてタンクの下部側から排出されて、次工程に送液される。この沈降分離工程Ｓ２２に用いるデンシティセパレーターのタンク内の分離対象混合物であるスラリーの比重は１．３以上１．５以下とすることが好ましい。又、この沈降分離工程Ｓ２２においては、スラリーの比重を上記範囲に限定した上で、併せて、デンシティセパレーター内に上昇流を作り出す上述のティーターウォーター（ＴＷ）の流量を３．０［ｍ^３・ｈ^－１／ｍ^２］以上１０．０［ｍ^３・ｈ^－１／ｍ^２］以下とすることが好ましい。

【0042】

又、本発明の「クロム鉄鉱石の回収方法」においては、比重分離工程Ｓ２３に先行する前記分離工程として行われる沈降分離工程Ｓ２２において、比重分離工程Ｓ２３に投入するスラリーの比重を調整する処理を行うことができる。比重の異なるスラリーの混合や、ティーターウォーター（ＴＷ）の流量の調整等によって、デンシティセパレーターのタンク内の分離対象混合物であるスラリーの比重を上述のように１．３以上１．５以下としておくことにより、比重分離工程Ｓ２３に投入するスラリーの比重も、本発明における最適範囲である、１．３以上１．５以下の範囲に維持することができる。

【0043】

［比重分離工程］
比重分離工程Ｓ２３は、スラリー中の鉱石を重力（粒子の比重）差によって分離し、比重の大きな粒子を含む部分を濃縮して、クロム成分の濃縮が更に促進された高クロム品位スラリーを分離して回収する工程である。この工程は、「スパイラルコンセントレーター」と称される比重選鉱装置を用いて行う。

【0044】

ここで、「スパイラルコンセントレーター」とは、図３に示すスパイラルコンセントレーター１のように、螺旋状の傾斜滑り台であるスラリー流路１１を備える分離装置である。スラリー流路１１の末端近傍域であるスラリー流路末端部１２には、図３及び４に示すようにスラリー分離柵１２１、１２２が設置されていて、これらの２つの柵により、図４に示すように、螺旋状のスラリー流路１１の内側から順に、濃縮物（Ｃｏｎｃ）流域帯１２３、中間物（Ｍｉｄｓ）流域帯１２４、テーリング（Ｔａｉｌ）流域帯１２５の３つのスラリーの回収路が形成されている。尚、スラリー分離柵１２１、１２２はスラリーの流れ方向に直交する方向に沿ってその設置位置を可変的に調整することが可能な構造で設置されている。尚、比重分離工程Ｓ２３を行うスパイラルコンセントレーター１の濃縮物流域帯１２３の流域幅（図４におけるｗ）は、スラリー流路の全幅（図４におけるＷ）は、１％以上２４％以下の範囲で適宜最適化することができる。上記比率（％）を１％以上とすることで、濃縮物流域帯１２３での最小限の回収量を確保することがしやすくなり、又、同比率（％）を２４％以下とすることで、濃縮物流域帯１２３への細粒の混入割合は許容範囲内に維持しやすくなる。

【0045】

スパイラルコンセントレーター１に投入されたスラリー中に混在する比重の異なる鉱物粒子は、螺旋状の傾斜滑り台であるスラリー流路１１を流れるうちに、重力差によって分離され、粗くて重いクロム鉄鉱石（Ｃｏｎｃ）は、最も内側の濃縮物（Ｃｏｎｃ）流域帯１２３から、クロム鉄鉱石の他にシリカ鉱物やケイ苦土鉱石からなる軽くて粗い脈石（Ｍｉｄｓ）は、中間物（Ｍｉｄｓ）流域帯１２４から、そして、ゲーサイトや脈石、多くの水（Ｔａｉｌ）は、最も外側のテーリング（Ｔａｉｌ）流域帯１２５から回収される。濃縮物流域帯１２３から回収されたクロム鉄鉱石（Ｃｏｎｃ）は、高品位Ｃｒスラリーとし次工程へ送液される。尚、テーリング（Ｔａｉｌ）は浸出工程へ送液される。中間物（Ｍｉｄｓ）は浸出工程に送液されるか、或いは、スパイラルコンセントレーターによる分離処理を繰返し行ってもよい。

【0046】

本発明の「クロム鉄鉱石の回収方法」においては、比重分離工程Ｓ２３において、上述のスパイラルコンセントレーター１に投入するスラリーの比重を、１．３以上１．５以下に調整することで、スパイラルコンセントレーター１から回収される高クロム品位スラリー中の細粒割合を１０％未満に抑えて、当該スラリーのＣｒ／Ｆｅ比を１．２以上に維持することができる。これにより、複数段階の物理的な分離処理を経て最終的に回収されるクロム鉄鉱石におけるＣｒ／Ｆｅ比を、確実に１．２を超える任意の比率とすることができる。後段の実施例において示す通り、スパイラルコンセントレーター１に投入するスラリーの比重を１．３以上に維持することによって、濃縮物流域帯１２３から回収されるスラリーの細粒割合を１０％未満に抑えることができる。一方、この比重が１．５を超えるとポンプや配管の損傷が多くなるだけでなく、スパイラルコンセントレーター１の濃縮物流域帯１２３で詰まりが発生する可能性がある。

【0047】

上述した通り、スパイラルコンセントレーターから回収されるスラリーのＣｒ／Ｆｅ比について、適宜、蛍光Ｘ線分析法、又は、ＩＣＰ発光分析法を用いた分析を行い、この分析結果を、スパイラルコンセントレーター１に投入するスラリーの比重の調整に適切にフィードバックすることによって本発明の様々な効果を安定的に享受することもできる。

【0048】

［磁力選鉱工程］
磁力選鉱工程Ｓ２４は、スパイラルコンセントレーターでクロム成分が濃縮されたクロム鉄鉱石中の磁鉄鉱石を、磁気分離処理により除去して鉄分を下げる工程である。磁鉄鉱石（Ｍａｇ）が取り除かれるので、非着磁物（Ｎｏｎ－Ｍａｇ）が製品となる。この工程によりスパイラルコンセントレーターで回収された「Ｃｏｎｃ」のＣｒ_２Ｏ_３品位が更に向上する。

【0049】

上記の磁気分離処理には、低磁界磁力選鉱機を好ましく用いることができる。又、磁気分離処理を行う際の磁界強度は特に限定されないが、一例として、２００［Ｏｅ］以上２０００［Ｏｅ］以下の範囲であることが好ましい。

【実施例0050】

以下に、実施例により本発明を更に説明するが、本発明は、これらの実施例によって何ら限定されるものではない。以下の実施例及び比較例では、分級工程、沈降分離工程、比重分離処理工程、及び、磁力選鉱工程の４つの分離工程を段階的に行うことによってニッケル酸化鉱石スラリーからクロムを分離回収する操業を試験的に行った。具体的には、分級工程及び沈降分離工程を一定の条件下で行い、これに引続き行う比重分離工程において、この工程を行うスパイラルコンセントレーターのスラリー流路末端部に設けられるスラリー分離柵の位置を変動させることによって、この工程で回収されるスラリーのＣｒ／Ｆｅ比の変動を測定した。尚、金属の分析には蛍光Ｘ線分析法、又は、ＩＣＰ発光分析法を用いて分析を行った。

【0051】

（分級工程）
鉱石スラリー濃度は１５質量％、スラリーの温度を常温とし、ハイドロサイクロン（ソルターサイクロン社製、ＳＣ１０３０－Ｐ）を用いて分級処理を行った。ハイドロサイクロンの運転圧力を０．２１ＭＰａ、スピゴットサイズを３０ｍｍにして細粒割合が４５％のスラリーを得た。

【0052】

（沈降分離工程）
上記の分級工程で得たスラリーをデンシティセパレーター（ＣＬＡＳＳＩＦＩＣＡＴＩＯＮ＆ＦＬＯＴＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ，ＩＮＣ社製）に投入して沈降分離処理を行った。

【0053】

（比重分離処理工程）
上記の沈降分離工程で得たスラリーを、スパイラルコンセントレーター（ＯＵＴＯＴＥＣ社製、ＭＣ７０００）に投入し、比重分離処理を行った。各回の処理の実施毎に、投入するスラリーの比重を、下記表２に記す通り、比重１．２～１．５の範囲で変動させて複数回実施した。各回の実施時におけるスパイラルコンセントレーターの内側のスラリー分離柵（図４におけるスラリー分離柵１２１）の位置は、濃縮物流域帯（図４における濃縮物流域帯１２３）のスラリー流路の全幅に対する比率が２４％となるように固定して各回の処理を行った。

【0054】

（磁力選鉱工程）
上記の比重分離処理工程において濃縮物流域帯から得たスラリーを１５００Ｏｅの磁力選鉱機で鉄分を取り除き最終製品となるクロム鉄鉱石を得た。

【0055】

表２には、比重分離処理工程を行ったスパイラルコンセントレーターに投入するスラリーの比重を変動させて行なった各回の比重分離工程の実施後の濃縮物流域帯から回収されたスラリー中の細粒（粒度４５μｍ未満の粒子）の存在割合（％）及びＣｒ／Ｆｅ比を記した。

【0056】

又、同じく表２には、比重分離処理工程を行った上記のスパイラルコンセントレーターから回収された各スラリーを用いて、磁力選鉱工程を行った後の最終製品となるクロム鉄鉱石の成分中のＣｒ／Ｆｅ比も併せて記した。

【0057】

【表2】

【0058】

スパイラルコンセントレーターにおいては、表２に示す結果から分かる通り、投入するスラリー比重を小さくするとＣｒ濃度が低下してＦｅ濃度は増加し、Ｃｒ／Ｆｅ比も低下してしまう。しかし、比重分離工程において回収されるスラリーのＣｒ／Ｆｅ比は、投入スラリーの比重の調整によって、調整することができる。表２に示す通り、スラリー比重が１．３未満であるときは、Ｃｒ／Ｆｅ比が１．１（最終製品となるクロム鉄鉱石で１．１相当）と低いのに対し、この比重を１．３以上にすることによってＣｒ／Ｆｅ比を１．２以上（最終製品となるクロム鉄鉱石で１．３以上）にすることができている。従って、本発明によれば、スラリー比重の調整作業のみによって、スパイラルコンセントレーターにおいて分離回収される濃縮物のＣｒ／Ｆｅ比を、１．２以上に維持することにより、複数段階の物理的な分離処理によって、ニッケル酸化鉱石と水との混合物である鉱石スラリーからクロム鉄鉱石を分離回収する工程において、クロムの分離回収率を安定的に向上させることができる。

【符号の説明】

【0059】

１ スパイラルコンセントレーター
１１ スラリー流路
１２ スラリー流路末端部
１２１、１２２ スラリー分離柵
１２３ 濃縮物流域帯
１２４ 中間物流域帯
１２５ テーリング流域帯
Ｓ１ 鉱石処理工程
Ｓ２ 鉱石スラリー処理工程（クロム鉄鉱石回収工程）
Ｓ３ 浸出工程
Ｓ４ 固液分離工程
Ｓ５ 中和工程
Ｓ６ 亜鉛除去工程
Ｓ７ 硫化工程
Ｓ８ 最終中和工程
Ｓ２１ 分級工程
Ｓ２２ 沈降分離工程
Ｓ２３ 比重分離工程
Ｓ２４ 磁力選鉱工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】