特開 2023-17330 ニッケル酸化鉱石の前処理方法

(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】P2023017330

(43)【公開日】2023-02-07

(54)【発明の名称】ニッケル酸化鉱石の前処理方法

(51)【国際特許分類】

   C22B 23/00 20060101AFI20230131BHJP

   C22B 1/00 20060101ALI20230131BHJP

【ＦＩ】

C22B23/00 101

C22B1/00 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021121533

(22)【出願日】2021-07-26

(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】100136825

【弁理士】

【氏名又は名称】辻川 典範

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(72)【発明者】

【氏名】福家 知尚

【テーマコード（参考）】

4K001

【Ｆターム（参考）】

4K001AA19

4K001BA02

4K001CA02

4K001CA03

(57)【要約】

【課題】 シックナーにおいて濃縮した後の高濃度鉱石スラリーのスラリー濃度を安定化させることが可能な前処理方法を提供する。
【解決手段】 湿式製錬法によりニッケルコバルト混合硫化物を生成する際の原料として用いるニッケル酸化鉱石の前処理方法であって、複数種類の該ニッケル酸化鉱石に水を加えて所定の目開きを有するスクリーンで湿式分級を行う分級工程と、該スクリーンの篩下側に回収されるニッケル酸化鉱石を含んだ低濃度鉱石スラリーを沈降濃縮することで高濃度鉱石スラリーを得る濃縮工程とからなり、該複数種類のニッケル酸化鉱石に鉄品位５０質量％以上のものが含まれる場合は、該低濃度鉱石スラリーに添加する凝集剤に陰イオン性凝集剤及び非イオン性凝集剤を使用する。
【選択図】 図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

湿式製錬法によりニッケルコバルト混合硫化物を生成する際の原料として用いるニッケル酸化鉱石の前処理方法であって、複数種類の該ニッケル酸化鉱石に水を加えて所定の目開きを有するスクリーンで湿式分級を行う分級工程と、該スクリーンの篩下側に回収されるニッケル酸化鉱石を含んだ低濃度鉱石スラリーを沈降濃縮することで高濃度鉱石スラリーを得る濃縮工程とからなり、前記複数種類のニッケル酸化鉱石に鉄品位５０質量％以上のものが含まれる場合は、前記低濃度鉱石スラリーに添加する凝集剤に陰イオン性凝集剤及び非イオン性凝集剤を使用することを特徴とするニッケル酸化鉱石の前処理方法。

【請求項2】

前記鉄品位５０質量％以上のニッケル酸化鉱石が含まれる場合は、前記複数種類のニッケル酸化鉱石からそれぞれ採取した代表サンプルの各々に対して、測定した鉄品位及び等電点に基づいて陰イオン性凝集剤及び非イオン性凝集剤のいずれが有効であるかを判断し、前記複数種類のニッケル酸化鉱石の合計に対する各種類のニッケル酸化鉱石の質量の割合に応じて添加する陰イオン性凝集剤及び非イオン性凝集剤の比率を決定することを特徴とする、請求項１に記載のニッケル酸化鉱石の前処理方法。

【請求項3】

前記鉄品位が５０質量％で且つ前記等電点が７.８以下のニッケル酸化鉱石には非イオン性凝集剤を使用し、それ以外のニッケル酸化鉱石には陰イオン性凝集剤を使用することを特徴とする、請求項２記載のニッケル酸化鉱石の前処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ニッケル湿式製錬の原料鉱石として用いるニッケル酸化鉱石の前処理方法に関し、特にニッケル酸化鉱石を湿式篩を用いてスクリーニングする分級工程と、該分級工程で得た低濃度鉱石スラリーを凝集剤と共にシックナーに導入して沈降濃縮する濃縮工程とからなる前処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ニッケル酸化鉱石を原料とするニッケル湿式製錬の分野においては、高温高圧下で硫酸により酸浸出処理を行う高圧酸浸出法（ＨＰＡＬ法）により低ニッケル品位鉱からニッケル等の有価金属を効率的に回収する技術が実用化されている。このＨＰＡＬ法では、前処理を行う鉱石予備処理工程において、ニッケル酸化鉱石を湿式篩によって水を導入しながらスクリーニングすることで、粒度の揃った鉱石スラリーが調製される。この鉱石スラリーは、そのままではスラリー濃度が低すぎて上記の酸浸出処理が非効率になるので、例えば特許文献１、２に開示されているように、凝集剤を添加したうえでシックナーに導入することで、該鉱石スラリーを濃縮することが一般的に行なわれている。

【0003】

ところで、ニッケル酸化鉱石は、上記のようにして鉱石スラリーの形態に調製してシックナーに導入したとき、その沈降性に影響を及ぼす性状が採掘場所ごとに異なる場合が多く、これに応じてシックナーの運転条件を調整する必要が生じることがあった。例えば上記の沈降性に影響を及ぼすニッケル酸化鉱石の性状には、鉱石成分や電荷等を挙げることができ、採掘予定鉱区の代表サンプルを事前に採取できる場合は、これらの性状について予め測定を行うことにより、シックナーの好適な運転条件についてある程度把握しておくことが可能になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－０３３６０２号公報

【特許文献2】特開２０１９－０４４２０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来は鉱石予備処理工程において、１種類の凝集剤を用いて調製を行っていたため、鉱石スラリーの性状の変動に対応することができず、シックナーの底部から抜き出される濃縮スラリーのスラリー濃度が大きく低下する事態が発生することがあった。この場合は、後工程の酸浸出工程において単位時間当たりに処理されるニッケル酸化鉱石の処理量が低下するので、ニッケル湿式製錬プラントの生産効率が著しく低下することになる。

【0006】

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、分級したニッケル酸化鉱石に水を加えて調製した鉱石スラリーをシックナーに供給したときの沈降性に影響を及ぼす性状が異なる複数種類のニッケル酸化鉱石を原料として用いる場合であっても、該シックナーにおいて濃縮した後の高濃度鉱石スラリーのスラリー濃度を安定化させることが可能な前処理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】

【0007】

本発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、分級したニッケル酸化鉱石に水を加えて調製した鉱石スラリーのシックナー内での沈降性に影響を及ぼす性状を事前に把握し、これに基づいて凝集剤の種類や添加量を定めることで、該シックナーで濃縮した後の高濃度鉱石スラリーのスラリー濃度を安定化できることを見出し、本発明を完成するに至った。

【0008】

すなわち、本発明に係るニッケル酸化鉱石の前処理方法は、湿式製錬法によりニッケルコバルト混合硫化物を生成する際の原料として用いるニッケル酸化鉱石の前処理方法であって、複数種類の該ニッケル酸化鉱石に水を加えて所定の目開きを有するスクリーンで湿式分級を行う分級工程と、該スクリーンの篩下側に回収されるニッケル酸化鉱石を含んだ低濃度鉱石スラリーを沈降濃縮することで高濃度鉱石スラリーを得る濃縮工程とからなり、前記複数種類のニッケル酸化鉱石に鉄品位５０質量％以上のものが含まれる場合は、前記低濃度鉱石スラリーに添加する凝集剤に陰イオン性凝集剤及び非イオン性凝集剤を使用することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、シックナーにおいて沈降濃縮することで得られる濃縮後の高濃度鉱石スラリーのスラリー濃度を安定化することが可能になるので、ニッケル湿式製錬プラントの生産効率を安定化させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態の前処理方法及びこれにより得られる鉱石スラリーを原料とするニッケル湿式製錬法の工程フロー図である。

【図2】ニッケル酸化鉱石の鉄品位と、該ニッケル酸化鉱石に水を加えることで調製した低濃度鉱石スラリーをシックナーで沈降濃縮したときの濃縮後の高濃度鉱石スラリーの固形分濃度との関係を示すグラフである。

【図3】ニッケル酸化鉱石に水を加えることで調製した低濃度鉱石スラリーに２種類の凝集剤を別々に添加したときの固液界面高さの経時変化を示すグラフである。

【図4】本発明の実施形態の前処理方法において、有効な凝集剤の種類を定める際に利用するフローチャートの一具体例である。

【図5】本発明の実施例において、ニッケル酸化鉱石の鉄品位と、該ニッケル酸化鉱石に水を加えることで調製した低濃度鉱石スラリーをシックナーで沈降濃縮したときの濃縮後の高濃度鉱石スラリーの固形分濃度との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

１．ニッケル湿式製錬法
本発明に係るニッケル酸化鉱石の前処理方法で前処理が施された後の鉱石スラリーは、ニッケル湿式製錬法の原料として好適に用いられるので、先ずＨＰＡＬ（Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ａｃｉｄ Ｌｅａｃｈｉｎｇ）法によりニッケルコバルト混合硫化物を製造するニッケル湿式製錬法について図１を参照しながら説明する。

【0012】

この図１に示すニッケル湿式製錬法は、原料鉱石としてのニッケル酸化鉱石に対して後述する本発明の実施形態の前処理方法により調製した高濃度鉱石スラリーを硫酸と共にオートクレーブに装入し、更に高圧蒸気を吹き込んで高温高圧下で浸出処理を施すことで有価金属のニッケル及びコバルトを浸出させる酸浸出工程Ｓ１と、酸浸出工程Ｓ１で得た該有価金属を含む浸出スラリーにｐＨ調整剤を添加してｐＨを所定範囲内に調整する予備中和工程Ｓ２と、該ｐＨ調整された浸出スラリーを連続するシックナー群の先頭に導入して向流で流れる洗浄水により多段洗浄しながらニッケル及びコバルトを含む浸出液を浸出残渣から分離する固液分離工程Ｓ３と、該浸出液に中和剤を添加することで該浸出液に含まれる不純物元素を中和澱物として分離除去する中和工程Ｓ４と、中和工程Ｓ４で得たニッケル及びコバルトを含む中和終液に低圧で硫化剤を添加することで該中和終液に含まれる亜鉛を亜鉛硫化物として分離除去する脱亜鉛工程Ｓ５と、脱亜鉛工程Ｓ５で得たニッケル及びコバルトを含むニッケル回収用母液に高圧で硫化剤を添加することでニッケルコバルト混合硫化物を生成するニッケル回収工程Ｓ６とから主に構成される。次に、図１の一点鎖線で囲んだ本発明の実施形態の前処理方法について詳細に説明する。

【0013】

２．前処理方法
本発明の実施形態の前処理方法は、原料鉱石としてのニッケル酸化鉱石を所定の目開きを有するスクリーンに水と共に供給して湿式分級する分級工程と、該スクリーンの篩下側に回収した低濃度鉱石スラリーを重力沈降で濃縮することにより高濃度鉱石スラリーを得る濃縮工程とから構成される。具体的には、先ず原料として用意したニッケル酸化鉱石に対して目開き１００ｍｍ程度の固定篩を用いて大塊を除外し、最終的に目開き１ｍｍ程度のスクリーンで湿式分級するまで固定篩や振動篩による分級を複数段経由させる。これにより、該スクリーンの篩下側に、所定の粒度を有するニッケル酸化鉱石を含む固形分濃度（スラリー濃度とも称する）１０～２０質量％程度の低濃度鉱石スラリーが回収される。

【0014】

該低濃度鉱石スラリーの比重や固形分濃度を必要に応じて測定した後、該低濃度鉱石スラリーをスラリーポンプを介してシックナーのフィードウェルに導入して沈降濃縮させる。この低濃度鉱石スラリーには、撹拌機を備えた溶解槽内において水を加えて所定の時間撹拌することで濃度調整した凝集剤を凝集剤ポンプを用いて添加する。その際、所定の設定流量で凝集剤が供給されるように、上記凝集剤ポンプの吸込側又は吐出側に設けた流量計で流量を測定しながら添加する。

【0015】

上記凝集剤と共に導入された低濃度鉱石スラリーに含まれる固形分は、シックナーの沈降分離槽内において重力沈降により該沈降分離槽の底面上に堆積した後、該底面に沿って回転するレーキにより中央部にかき集められて濃縮した高濃度鉱石スラリーとして底部中央から排出される。一方、該固形分が分離された上澄み液は、該沈降分離槽の上端部からオーバーフローにより排出される。

【0016】

このようにして底部中央から抜き出される高濃度鉱石スラリーは、定期的に又は必要に応じてサンプリングされ、その比重と固形分濃度がそれぞれ測定される。この測定結果から把握されるシックナーの運転状態に基づいて、凝集剤の添加量の上記設定流量の変更を行う。例えば低濃度鉱石スラリーの固形分濃度に変動がないにも変わらず高濃度鉱石スラリーの固形分濃度が低下する傾向にある場合は、凝集剤の流量設定値を高めに変更することで管理する。

【0017】

上記のシックナーに添加する凝集剤の濃度は、０.０１０～０.０５０質量％程度が好ましい。この濃度が０.０１０質量％未満では、シックナーの沈降分離槽に導入される総液量（すなわち、水で希釈された凝集剤及び低濃度鉱石スラリーの合計量）が多くなりすぎ、十分な滞留時間が得られなくなるおそれがある。逆に、この濃度が０.０５０質量％より高くなると、低濃度鉱石スラリー中に含まれるニッケル酸化鉱石粒子と凝集剤とが出会う機会が減少するので好ましくない。

【0018】

ところで、他の成分と結合していない純粋な二酸化ケイ素からなる遊離シリカは、一般的に沈降性が悪いため、鉱石原料としての上記ニッケル酸化鉱石にケイ素が遊離シリカの形態で含まれているのであれば、その品位が高くなると上記のように鉱石スラリーに調製してシックナーに導入したときにその沈降性が悪くなると考えられる。しかしながら、鉱石原料中のケイ素は必ずしも遊離シリカの形態を有しているわけではないので、ケイ素品位で鉱石の沈降性を一義的に決めることはできなかった。

【0019】

そこで、鉱石原料に含まれる様々な成分のうち、ケイ素以外の他の成分について調べたところ、図２に示すように鉱石原料に含まれる鉄（Ｆｅ）は、その品位が５０質量％以上になると、これを用いて調製した鉱石スラリーをシックナーに導入して沈降濃縮したときにシックナーの底部から抜き出される濃縮スラリーの固形分濃度が大きく低下し始めることが認められた。すなわち、鉱石原料は鉄品位５０質量％を境にその鉱石スラリーの沈降性が顕著に悪化することが分かった。なお、ニッケル酸化鉱石を含む鉱石スラリーの沈降分離では一般的に凝集剤として陰イオン性凝集剤を使用しており、図２の測定に用いたシックナーにおいても陰イオン性凝集剤を使用した。また、一般的にニッケル酸化鉱石の鉄品位の上限は５５質量％程度である。

【0020】

上記のように鉄品位の高い鉱石は一般に、表層に比較的近い場所に存在していることから、風化により粒径の小径化が進んでいると考えられ、これが沈降性の悪化に影響していると推定される。現に、このような沈降性の悪い鉱石は、沈降性の良好なものと比較してメジアン径が小さいことが確認できている。そこで、鉄品位が５０質量％以上の鉱石を用いて調製した鉱石スラリーの沈降分離では、凝集剤によるフロック形成を促進させることで沈降性を改善できると考えられる。

【0021】

凝集剤による粒子の凝集作用としては、該粒子の表面電荷とは反対符号のイオン性凝集剤を添加することで電荷を中和して凝結を促進する作用と、高分子凝集剤の場合はその接着剤的な作用によって粒子同士に物理的な橋かけ吸着を行う作用とが考えられる。これらのうち、前者の凝結作用に影響する鉱石スラリー中の微細粒子の表面電荷はゼーター電位で表わされる。

【0022】

すなわち、ゼーター電位とは、溶媒中で粒子表面に吸着したイオン対により形成される電気二重層付近の電位であり、その値の絶対値が大きくなるほど粒子同士に強い静電気的反発力が発生するので凝集しにくくなり、沈降性が低下するといわれている。従って、ゼーター電位の絶対値の大きさで沈降性を評価することができる。また、ゼーター電位の絶対値が零となるｐＨ値として表されるいわゆる等電点（等電位点）において粒子間の静電気的反発力が解消されるので、沈降速度が最も向上することが推察される。

【0023】

なお、ゼーター電位の測定には種々の方法があるが、本発明の実施形態の前処理方法で取り扱う鉱石スラリーのように、比較的濃厚なスラリーの場合は超音波による測定法が好ましい。また、超音波による測定法では、ニッケル酸化鉱石のように様々な鉱石成分が含まれており、かつ数十質量％のスラリー濃度に調製される鉱石スラリーにおいても良好にゼーター電位を測定することができる。例えばリモナイト鉱では、鉱物種等の組成により鉱石スラリーに調製したときのｐＨは５～８程度であるが、ゼーター電位は＋２００ｍＶ～－１５０ｍＶと大きく変動するので等電点もｐＨ値で５～９と大きく変動する。

【0024】

上記の知見に基づき、ニッケル湿式製錬の前処理方法において調製した鉱石スラリーをシックナーで濃縮する場合に適した凝集剤の種類及び等電点等の条件を把握すべく、ニッケル湿式製錬の原料として一般的に使用するニッケル酸化鉱石のロットから一部を採取して前処理方法と同様の条件で処理することで、低濃度鉱石スラリーの試料を調製した。そして、この低濃度鉱石スラリー試料の等電点をゼーター電位の超音波測定法により求めたところ、等電点が中性付近の７.８であることが確認できた。また、上記の低濃度鉱石スラリーを複数のビーカーに小分けして、いわゆるジャーテストを行ったところ、陰イオン性凝集剤よりも非イオン性凝集剤の方が効果的にフロック形成を促進させることができ、結果的に沈降性を向上できることが分かった。なお、このニッケル酸化鉱石の鉄品位を蛍光Ｘ線分析法で測定したところ５２質量％であった

【0025】

すなわち、上記の低濃度鉱石スラリーに適した凝集剤の種類及びその添加量を決定するため、上記の低濃度鉱石スラリーを複数のビーカーに等量ずつ小分けして入れ、それぞれに様々な凝集剤をそれらの添加量が段階的に増加する条件で添加して撹拌した後、静置させた。そして、フロックのでき方、フロックの大きさ、及びフロックの沈降性を目視で観測した。その際、固液界面の高さが時間の経過に伴って低下する様子を測定した。

【0026】

その結果、図３に示すように、非イオン性の凝集剤を用いた方が陰イオン性の凝集剤に比べて固液界面の高さが所定のレベルに達するまでの時間が早く、沈降性に優れていることが分かった。更に、鉄品位が４８～５２質量％の範囲内でばらつきを有する様々なニッケル酸化鉱石のロットから試料を採取して上記と同様のジャーテストを行ったところ、鉄品位が５０質量％以上のニッケル酸化鉱石については、等電点が６.５～７.８程度の中性の場合は、陰イオン性凝集剤に比べて非イオン性凝集剤を用いる方が沈降性改善に対して効果的であることが分かった。

【0027】

但し、ニッケル湿式製錬の実プラントでは、複数の採掘場所から供給される複数ロットの鉱石原料を混ぜ合わせて処理することが多く、この場合は上記した鉄品位や低濃度鉱石スラリーに調製したときの等電点等の性状が異なる複数種類の鉱石原料を用いて調製した低濃度鉱石スラリーをシックナーに導入して沈降分離が行われる。従って、上記の低濃度鉱石スラリーのシックナーでの濃縮に常に非イオン性凝集剤を用いればよいわけではなく、鉱石原料の特性に応じて非イオン性凝集剤と陰イオン性凝集剤との添加比率を調整するのが好ましい。

【0028】

具体的には、複数種類の鉱石原料を混ぜてニッケル湿式製錬プラントで処理する場合は、事前にそれら鉱石原料の採掘エリアの代表サンプルをそれぞれ採取して各々の鉄品位と等電点とを測定し、陰イオン性か非イオン性の凝集剤のいずれが有効であるかを判断しておく。この判断は、例えば図４のフローチャートに沿って行うことができる。すなわち、等電点が７.８以下の場合は中性と判断して非イオン性凝集剤を使用し、等電点が７.８を超える場合は陰イオン性凝集剤を使用する。なお、一般的には非イオン性凝集剤を使用する場合の等電点の下限は６.５程度であり、等電点が６.５未満の場合は陽イオン性凝集剤を使用するのが効果的な場合が多い。他方、陰イオン性凝集剤を使用する場合の等電点の上限は９.０程度である。

【0029】

そして、添加する陰イオン性凝集剤及び非イオン性凝集剤の比率は、質量見合いに基づいて、すなわち実プラントで処理されるそれら複数種類の鉱石原料の合計質量に対する各種類の鉱石原料の質量の割合に応じて決定する。例えば実プラントにおいて２種類の鉱石原料Ａ及びＢを質量基準でＷ_Ａ：Ｗ_Ｂの配合割合で混ぜて使用する場合において、それらの鉄品位と等電点の測定結果により、鉱石原料Ａ及びＢにはそれぞれ陰イオン性凝集剤及び非イオン性凝集剤を使用することが好ましいことが分かったときは、上記２種類の鉱石原料を混合して調製した低濃度鉱石スラリーを沈降濃縮させるシックナーには、陰イオン性凝集剤１質量部に対して非イオン性凝集剤Ｗ_Ｂ／Ｗ_Ａ質量部の割合となるようにこれら凝集剤を添加する。

【0030】

上記の陰イオン性凝集剤及び非イオン性凝集剤は、それぞれ別々のホッパーから所定の質量割合となるように前述した撹拌機を備えた溶解槽に切り出して、混合した凝集剤の形態で凝集剤ポンプを介してシックナーに供給してもよいし、撹拌機を備えた溶解槽及び凝集剤ポンプからなる供給設備を２セット設け、これら供給設備のそれぞれから陰イオン性凝集剤及び非イオン性凝集剤を別々にシックナーに供給してもよい。もしくはホッパーに所定の比率になるように凝集剤を投入し、撹拌機を用いた溶解槽にて溶解・混合する。

【0031】

上記のいずれの場合においても、シックナーに供給する低濃度鉱石スラリーに含まれる鉱石１トン当たり、陰イオン性凝集剤及び非イオン性凝集剤の合計を１８０ｇ以上の割合で添加するのが好ましく、２００ｇ以上の割合で添加するのがより好ましい。この添加量が１８０ｇより少ない場合は、微細粒子を十分に粗大化させることができず、沈降速度が低下するおそれがある。

【0032】

上記陰イオン性凝集剤及び非イオン性凝集剤には、いずれも分子量が８×１０^６～２０×１０^６程度のいわゆる高分子凝集剤を使用するのが好ましい。この凝集剤の分子量が８×１０^６未満では、凝集の効果が低くなってシックナー内で重力沈降に時間がかかりすぎるおそれがある。逆にこの分子量が２０×１０^６を超えると、凝集による濃縮の効果が高くなりすぎて、適切な粘度範囲に収まらなくなるおそれがある。

【0033】

このような高分子凝集剤の例としては、限定するものではないが、例えば陰イオン性凝集剤では、ポリアクリル酸ナトリウム、マレイン酸共重合物塩、ポリアクリルアミド部分加水分解物塩等を挙げることができ、非イオン性凝集剤では、ポリアクリルアミド、ポリオキシエチレン等を挙げることができる。次に、本発明のニッケル酸化鉱石の前処理方法について、実施例及び比較例を挙げて具体的に説明するが、本発明は下記の実施例によって何ら限定されるものではない。

【実施例0034】

（実施例）
ＨＰＡＬ法によるニッケル湿式製錬プラントの原料として用いる高濃度鉱石スラリーを調製するため、図１に示す分級工程及び濃縮工程により前処理を行った。具体的には、ニッケル酸化鉱石を目開き１.４ｍｍのスクリーンを用いて湿式分級することで篩下側に粒径１.４ｍｍ以下のニッケル酸化鉱石を含む鉱石スラリーを得た。この鉱石スラリーに水を加えてスラリー比重１１２０～１１４０ｋｇ／ｍ^３に調整し、１０００～１２００ｍ^３／ｈの流量で低濃度鉱石スラリーとしてシックナーに供給したところ、シックナー底部からの高濃度鉱石スラリーとしての抜き出し流量は４００～４７０ｍ^３／ｈとなった。

【0035】

上記のニッケル酸化鉱石には採掘場所が異なる２種類の鉱石原料を用いたので、事前にそれらの採掘エリアから代表サンプルを入手して性状を測定したところ、いずれも鉄品位は５２～５４質量％の範囲内に収まっていた。また、等電点については、それぞれ７.２及び８.５であり、それらをおおよそ質量基準で２：１の比率で混合して原料として用いた。そこで、図４のフローチャートに従って等電点７.２のニッケル酸化鉱石用としては非イオン性凝集剤を用い、他方、等電点８.５のニッケル酸化鉱石用としては陰イオン性凝集剤を用いた。

【0036】

そして、これら非イオン性凝集剤及び陰イオン性凝集剤の配合割合を、上記の２種類の鉱石原料の混合比率に合わせて質量基準で２：１とした。また、これら両凝集剤は、シックナーに供給する鉱石スラリー中の鉱石１トン当たり合計で２００～２２０ｇの割合となるように添加した。なお、これら凝集剤にはいずれも栗田工業株式会社製の高分子凝集剤を使用し、それらに水を加えて濃度０.３６質量％に調整した。

【0037】

また、比較例として、陰イオン性凝集剤のみ使用した以外は上記と同様の条件で操業した。上記の実施例及び比較例の操業の際、低濃度鉱石スラリー中の鉄品位と、シックナーによる濃縮後の高濃度鉱石スラリーの固形分濃度とを定期的に測定した。この測定結果をプロットしたグラフを図５に示す。この図５のグラフから分かるように、非イオン性凝集剤及び陰イオン性凝集剤を混合して添加した場合は、陰イオン性凝集剤のみを添加した比較例の場合と比べて高濃度鉱石スラリーの固形分濃度が約０.５質量％向上した。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】