特許 7449532 選鉱方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-06

(45)【発行日】2024-03-14

(54)【発明の名称】選鉱方法

(51)【国際特許分類】

   C22B 15/00 20060101AFI20240307BHJP

   C22B 1/11 20060101ALI20240307BHJP

   B03C 1/015 20060101ALI20240307BHJP

   B03C 1/00 20060101ALI20240307BHJP

   B03C 1/247 20060101ALI20240307BHJP

【ＦＩ】

C22B15/00

C22B1/11

B03C1/015

B03C1/00 B

B03C1/247

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020022456

(22)【出願日】2020-02-13

(65)【公開番号】P2021042458

(43)【公開日】2021-03-18

【審査請求日】2022-12-12

(31)【優先権主張番号】P 2019160830

(32)【優先日】2019-09-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成３１年度、独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構委託研究、銅原料中の不純物低減技術開発資事業「銅原料中の不純物低減技術開発」、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】504145342

【氏名又は名称】国立大学法人九州大学

(73)【特許権者】

【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】110001704

【氏名又は名称】弁理士法人山内特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】平島 剛

(72)【発明者】

【氏名】三木 一

(72)【発明者】

【氏名】笹木 圭子

(72)【発明者】

【氏名】黒岩 樹人

(72)【発明者】

【氏名】青木 悠二

【審査官】▲辻▼ 弘輔

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－００７０４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表平０６－５０４５８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０９５８９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０１９３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０４９３５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００３／００６６７８７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２２Ｂ １／００－６１／００

Ｂ０３Ｃ １／００－１／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄を含み砒素を含まない第１鉱物と砒素を含む第２鉱物とを含む原料を低酸素雰囲気下で加熱して、前記第１鉱物と前記第２鉱物との磁化率に差異を生じさせる加熱工程と、
前記加熱工程の後に、磁着物としての前記第１鉱物と、非磁着物としての前記第２鉱物とに分離する磁力選鉱工程と、を備え、
前記加熱工程において、前記原料を酸素濃度０．５％以上、２％以下の低酸素雰囲気下で加熱し、
前記第１鉱物は黄銅鉱および斑銅鉱のうちの少なくとも１つであり、
前記第２鉱物は砒四面銅鉱、硫砒銅鉱および硫砒鉄鉱のうちの少なくとも１つである
ことを特徴とする選鉱方法。

【請求項2】

前記加熱工程において、炉内温度を３６０℃以上、４００℃以下とする
ことを特徴とする請求項１記載の選鉱方法。

【請求項3】

前記加熱工程において、加熱時間を５分以上、３０分以下とする
ことを特徴とする請求項１または２記載の選鉱方法。

【請求項4】

前記加熱工程において、前記原料を転動炉で加熱する
ことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の選鉱方法。

【請求項5】

前記加熱工程の後、前記磁力選鉱工程の前に、前記原料中の凝集物を解砕する解砕工程を備える
ことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の選鉱方法。

【請求項6】

前記加熱工程の前に、前記原料に凝集抑制剤を添加する
ことを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の選鉱方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、選鉱方法に関する。さらに詳しくは、磁力選鉱による選鉱方法に関する。

【背景技術】

【0002】

銅精錬の分野では、銅を含有する銅鉱石、銅精鉱などの原料から銅を回収する様々な方法が提案されている。例えば、銅鉱石から銅を回収するには以下の処理が行なわれる。

【0003】

（１）選鉱工程
選鉱工程では、鉱山で採掘された銅鉱石を粉砕した後、水を加えてスラリーとし、浮遊選鉱を行なう。浮遊選鉱では、スラリーに抑制剤、起泡剤、捕収剤などで構成される浮選剤を添加し、空気を吹き込んで銅を含む鉱物を浮遊させつつ、脈石を沈降させて分離を行なう。これにより銅品位３０％前後の銅精鉱が得られる。

【0004】

（２）乾式製錬工程
乾式製錬工程では、選鉱工程で得られた銅精鉱を自溶炉などの炉を用いて熔解し、転炉および精製炉を経て銅品位９９％程度の粗銅にまで精製する。粗銅は次工程の電解工程で用いられるアノードに鋳造される。

【0005】

（３）電解工程
電解工程では、硫酸酸性溶液（電解液）で満たされた電解槽に前記アノードを挿入し、カソードとの間に通電して電解精製を行なう。電解精製によって、アノードの銅は溶解し、カソード上に純度９９．９９％の電気銅として析出する。

【0006】

ところで、銅は黄銅鉱、斑銅鉱などの硫化鉱物として硫化銅鉱石中に存在するものが多い。ポーフォリー型と呼ばれる銅鉱床をもつ鉱山では、鉱石中の黄銅鉱および斑銅鉱に砒四面銅鉱、硫砒銅鉱、硫砒鉄鉱などが随伴されている。

【0007】

砒四面銅鉱、硫砒銅鉱、硫砒鉄鉱などには砒素が含まれる。前述の乾式製錬工程で不純物である砒素を除去することは可能である。しかし、除去後の砒素を廃棄するには、別途処理が必要であり、コストがかかる。そのため、選鉱工程において砒四面銅鉱、硫砒銅鉱、硫砒鉄鉱など砒素を含有する鉱物を銅鉱石から除去しておくことが求められる。

【0008】

この点について、特許文献１には、原料を加熱することにより、砒素含有鉱物とそれ以外の鉱物との磁化率に差異を生じさせ、磁力選鉱により砒素含有鉱物を分離することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】特開２０１９－００７０４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかし、本願発明者は、特許文献１に開示された方法を実鉱石に適用した場合、砒素含有鉱物の分離効率が低くなるという知見を得た。

【0011】

本発明は上記事情に鑑み、より効率よく砒素を含有する鉱物を分離できる選鉱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】

【0012】

第１発明の選鉱方法は、鉄を含み砒素を含まない第１鉱物と砒素を含む第２鉱物とを含む原料を低酸素雰囲気下で加熱して、前記第１鉱物と前記第２鉱物との磁化率に差異を生じさせる加熱工程と、前記加熱工程の後に、磁着物としての前記第１鉱物と、非磁着物としての前記第２鉱物とに分離する磁力選鉱工程と、を備え、前記加熱工程において、前記原料を酸素濃度０．５％以上、２％以下の低酸素雰囲気下で加熱し、前記第１鉱物は黄銅鉱および斑銅鉱のうちの少なくとも１つであり、前記第２鉱物は砒四面銅鉱、硫砒銅鉱および硫砒鉄鉱のうちの少なくとも１つであることを特徴とする。
第２発明の選鉱方法は、第１発明において、前記加熱工程において、炉内温度を３６０℃以上、４００℃以下とすることを特徴とする。
第３発明の選鉱方法は、第１または第２発明において、前記加熱工程において、加熱時間を５分以上、３０分以下とすることを特徴とする。
第４発明の選鉱方法は、第１～第３発明のいずれかにおいて、前記加熱工程において、前記原料を転動炉で加熱することを特徴とする。
第５発明の選鉱方法は、第１～第４発明のいずれかにおいて、前記加熱工程の後、前記磁力選鉱工程の前に、前記原料中の凝集物を解砕する解砕工程を備えることを特徴とする。
第６発明の選鉱方法は、第１～第５発明のいずれかにおいて、前記加熱工程の前に、前記原料に凝集抑制剤を添加することを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、原料を低酸素雰囲気下で加熱することで、砒素を含む鉱物を効率よく分離できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係る選鉱方法の工程図である。

【図2】交流対極磁選機の説明図である。

【図3】炉内温度に対する磁着物回収率およびニュートン効率の関係を示すグラフである。

【図4】炉内温度３８０℃における、加熱時間に対する磁着物回収率およびニュートン効率の関係を示すグラフである。

【図5】炉内温度４００℃における、加熱時間に対する磁着物回収率およびニュートン効率の関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る選鉱方法は、（１）粉砕工程、（２）浮遊選鉱工程、（３）加熱工程、（４）磁力選鉱工程からなる。

【0016】

（１）粉砕工程
粉砕工程では、鉱山で採掘された鉱石を粉砕する。

【0017】

（２）浮遊選鉱工程
浮遊選鉱工程では、粉砕された鉱石に水を加えてスラリーとし、浮遊選鉱を行なう。浮遊選鉱により、鉱石に含まれる脈石を除去し、精鉱を得る。必要に応じてさらに種々の方法で選鉱を行なってもよい。また、浮遊選鉱に代えて、他の選鉱方法で脈石を除去し、精鉱を得てもよい。なお、次工程である加熱工程に装入される精鉱が、特許請求の範囲に記載の「原料」に相当する。

【0018】

精鉱には複数種類の鉱物が含まれる。鉱物としては、例えば、黄銅鉱（chalcopyrite：ＣｕＦｅＳ₂）、斑銅鉱（bornite：Ｃｕ₅ＦｅＳ₄）、砒四面銅鉱（tennantite：(Ｃｕ，Ｆｅ，Ｚｎ)₁₂(Ｓｂ，Ａｓ)₄Ｓ₁₃）、硫砒銅鉱（enargite：Ｃｕ₃ＡｓＳ₄）、硫砒鉄鉱（arsenopyrite：ＦｅＡｓＳ）が挙げられる。

【0019】

精鉱には有価金属をほとんど含まない脈石が含まれることがある。脈石には、石英、長石など、ケイ素を主成分とするものが多い。一般に、実操業で得られる精鉱には２０～３０重量％の脈石が含まれる。

【0020】

本明細書では、鉄を含む鉱物を第１鉱物と称する。第１鉱物には回収対象の金属、例えば銅が含まれる。また、第１鉱物には分離対象である砒素が含まれない。第１鉱物は、例えば、鉄を含む硫化銅鉱物である。このような第１鉱物として黄銅鉱および斑銅鉱が挙げられる。

【0021】

また、砒素を含む鉱物を第２鉱物と称する。第２鉱物には、鉄を含む鉱物と、鉄を含まない鉱物とが含まれる。鉄を含む第２鉱物として第１鉱物よりも熱分解温度が高い鉱物が選択される。このような第２鉱物として砒四面銅鉱、硫砒銅鉱、硫砒鉄鉱が挙げられる。

【0022】

精鉱は少なくとも第１鉱物と第２鉱物とを含む。精鉱は第１鉱物として黄銅鉱および斑銅鉱のうちの少なくとも１つを含んでもよい。また、精鉱は第２鉱物として砒四面銅鉱、硫砒銅鉱および硫砒鉄鉱のうちの少なくとも１つを含んでもよい。

【0023】

（３）加熱工程
加熱工程では、第１鉱物と第２鉱物とを含む精鉱を加熱して、第１鉱物に磁性体を生成させる。これにより、第１鉱物と第２鉱物との磁化率に差異を生じさせる。具体的には、第１鉱物の磁化率を第２鉱物の磁化率より高くする。例えば、黄銅鉱と硫砒銅鉱とを含む精鉱を加熱して、黄銅鉱のみに磁性体を生成させ、黄銅鉱の磁化率を高くする。なお、磁性体には常磁性体、反磁性体、強磁性体が含まれる。

【0024】

精鉱の加熱は低酸素雰囲気下で行なう。ここで、低酸素雰囲気とは、大気（酸素濃度約２０％）よりも酸素濃度が低い雰囲気を意味する。具体的には、酸素濃度を０．５％以上、２％以下とすることが好ましく、酸素濃度約１％がより好ましい。

【0025】

精鉱に含まれる鉱物の種類に応じて、加熱温度、加熱時間などの加熱条件を適切に設定し、第１鉱物と第２鉱物との磁化率に差異を生じさせる。具体的には、加熱温度は炉内温度で３６０℃以上、４００℃以下が好ましい。また、加熱時間は５分以上、３０分以下が好ましく、５分以上、１５分以下がより好ましい。これにより、後の磁力選鉱工程において第１鉱物と第２鉱物とを効率よく分離できる。

【0026】

精鉱を加熱する装置は特に限定されないが、例えば転動炉、電気炉、バーナー炉、熱風炉、管状炉などを用いることができる。これらのなかでも転動炉が好ましい。精鉱を加熱すると、精鉱中の粒子同士が凝集することがある。精鉱を転動炉で加熱すると、凝集物が解砕されるため、粒子同士の凝集が抑制される。

【0027】

加熱後の精鉱中に凝集物が見られる場合には、凝集物を解砕することが好ましい。この解砕工程は加熱工程の後、磁力選鉱工程の前に行なわれる。例えば、加熱後の精鉱に含まれる粗大粒子を篩別し、粗大粒子を解砕機で解砕すればよい。

【0028】

第１鉱物の粒子と第２鉱物の粒子とが一つの塊となって凝集物となっている場合、そのままでは磁力選鉱により第１鉱物と第２鉱物とを分離できない。予め凝集物を解砕しておくことで、第１鉱物の粒子と第２鉱物の粒子とが分離した状態となる。これにより、磁力選鉱工程において第１鉱物と第２鉱物とを効率よく分離できる。

【0029】

加熱工程の前に、精鉱に凝集抑制剤を添加することが好ましい。精鉱に凝集抑制剤を添加しておけば、第１鉱物の粒子と第２鉱物の粒子とが分離した状態を維持できる。そのため、磁力選鉱工程において第１鉱物と第２鉱物とを効率よく分離できる。

【0030】

凝集抑制剤は鉱物粒子の凝集を抑制できるものであればよい。鉱物粒子が凝集する一因として液体架橋力が挙げられる。すなわち、空気中に存在する液体が鉱物粒子間に保持されることで、鉱物粒子同士が付着し、凝集する。そのため、鉱物粒子の表面を疎水性にすれば凝集を抑制できる。このような機能を有する凝集抑制剤として疎水性シリカが挙げられる。

【0031】

疎水性シリカは微粒子状のものが好ましい。また、疎水性シリカの添加量は精鉱に対する重量比で０．２～１％が好ましい。

【0032】

（４）磁力選鉱工程
加熱工程の後、精鉱を磁着物と非磁着物とに分離する。加熱工程で磁化率が高くなった第１鉱物を磁着物として、第２鉱物を非磁着物として回収することで、第１鉱物と第２鉱物とを分離できる。より厳密にいえば、精鉱を精鉱よりも第１鉱物の割合が高い磁着物と、精鉱よりも第２鉱物の割合が高い非磁着物とに分離する。

【0033】

精鉱に含まれる鉱物の種類に応じて、磁束密度などの磁力選鉱工程の条件を設定することで、第１鉱物と第２鉱物とを効率よく分離できる。また、精鉱に含まれる鉱物の粒度を適切に設定することで、第１鉱物と第２鉱物とを効率よく分離できる。

【0034】

磁力選鉱に用いられる装置は特に限定されないが、例えば交流対極磁選機、ドラム型磁選機、ベルト型磁選機などを用いることができる。このうち交流対極磁選機は図２に示す構成を有する。交流対極磁選機１は、水平に対向させて配置された一対の電磁ドラム１１、１１を有する。この一対の電磁ドラム１１、１１の間に磁場を発生させる。精鉱を電磁ドラム１１、１１の間に流すと、磁着物は電磁ドラム１１に吸着され電磁ドラム１１の回転により運ばれて磁着物排出口１２から排出される。一方、非磁着物は電磁ドラム１１、１１の間をそのまま落下し非磁着物排出口１３から排出される。電磁ドラム１１、１１の間の磁束密度は設定により変更可能である。

【0035】

磁力選鉱工程は湿式で行なってもよいし、乾式で行なってもよい。精鉱に微細粉末が多く含まれる場合は、湿式で磁力選鉱工程を行なうことが好ましい。乾燥状態の微細粉末は凝集しやすく磁力選鉱の効率が低下する。スラリーとすれば微細粉末を分散させたまま維持できるため、磁力選鉱の効率を高く維持できる。また、精鉱の凝集を十分に抑制できる場合は、乾式で磁力選鉱工程を行なうことが好ましい。そうすれば、加熱工程後の精鉱をスラリー化する必要がなく、処理コストを低減できる。

【0036】

第１鉱物と第２鉱物とを分離することで、第２鉱物に含まれる砒素を精鉱から除去できる。精鉱の砒素含有率を低減できるので、その後の製錬工程で砒素を処理するコストを低減できる。

【0037】

ところで、本願発明者は、実鉱石から得られた精鉱を大気中で加熱した後、磁力選鉱を行なうと、砒素の除去効率が低くなるとの知見を得た。これに対して、精鉱を低酸素雰囲気下で加熱した後、磁力選鉱を行なえば、砒素の除去効率が高くなることが判明した。

【0038】

その理由は不明な点も多いが、つぎのとおりであると考えられる。
実鉱石から得られた精鉱には脈石が含まれている。脈石にはＳｉＯ₂、ＣａＯ、ＭｇＯなどが含まれる。脈石中のこれらの成分はフラックスとして働き、系の融点を低下させる。そのため、精鉱を加熱すると、鉱物本来の融点よりも低い温度であったとしても、鉱物粒子の表面が焼結初期の状態となる。すなわち、鉱物粒子の表面が部分的に融解または軟化した状態となる。

【0039】

精鉱を加熱すると、精鉱に含まれる砒素の一部が酸素と結合し、気体の砒素酸化物となって鉱物粒子から除去される。この砒素酸化物が融解または軟化した鉱物粒子の表面に付着する。そうすると、第１鉱物の表面が砒素酸化物で覆われた状態となり、第１鉱物に含まれる鉄の酸化が抑制される。酸化鉄を主成分とする焼結体、すなわちフェライトは強磁性を示す。これにより、第１鉱物の磁化率が高くなる。第１鉱物に含まれる鉄の酸化が抑制されるということは、第１鉱物の磁化が抑制されるということになる。このような原因により、第１鉱物と第２鉱物の磁化率にあまり差異が生じず、それらの分離効率が低くなる。

【0040】

これに対し、精鉱を低酸素雰囲気下で加熱すると、砒素酸化物の生成が抑制される。そのため、第１鉱物に含まれる鉄の酸化が進み、第１鉱物の磁化率が高くなる。その結果、第１鉱物と第２鉱物の磁化率に差異が生じ、それらの分離効率が高くなる。

【0041】

なお、酸化鉄の生成は砒素酸化物の生成より優先される。そのため、低酸素雰囲気とすると、まず、砒素酸化物の生成が抑制される。したがって、酸化鉄が生成され、かつ、砒素酸化物の生成が抑制される程度に、酸素濃度を低減すればよい。

【0042】

また、精鉱に含まれる砒素が揮発すると、鉱物粒子の表面が多孔質となり、他の鉱物粒子との接触面積が増加する。これに加え、鉱物粒子の表面が部分的に融解または軟化すると、鉱物粒子同士が凝集しやすくなる。第１鉱物の粒子と第２鉱物の粒子とが一つの塊となって凝集物となっている場合、そのままでは磁力選鉱により第１鉱物と第２鉱物とを分離できない。

【0043】

これに対し、精鉱を転動炉で加熱すると鉱物粒子同士の凝集が抑制される。また、加熱後に、精鉱中の凝集物を解砕してもよい。そうすれば、第１鉱物の粒子と第２鉱物の粒子とが分離した状態となる。そのため、磁力選鉱工程において第１鉱物と第２鉱物とを効率よく分離できる。

【0044】

精鉱に脈石が含まれない、または少ない場合でも、精鉱に含まれる砒素の一部が砒素酸化物となる。精鉱に多くの脈石が含まれる場合に比べて影響は少ないものの、砒素酸化物が鉱物粒子の表面に付着し、酸化鉄の生成が抑制される。したがって、精鉱に脈石が含まれない、または少ない場合でも、精鉱を低酸素雰囲気下で加熱すれば、砒素の除去効率が高くなると思われる。

【実施例】

【0045】

つぎに、実施例を説明する。
（共通の条件）
実鉱石から精鉱を得た。この精鉱の鉱物組成は表１に示す通りである。すなわち、精鉱は、第１鉱物として斑銅鉱と黄銅鉱とを含み、第２鉱物として砒四面銅鉱を含む。また、精鉱は脈石を含む。

【表1】

【0046】

精鉱を加熱する装置として、ラボ用ロータリーキルン（株式会社モトヤマ製ＲＫ－０３３０）を用意した。炉心管に精鉱５ｇを装入し加熱した。ここで、炉心管の回転数を６ｒｐｍとした。また、窒素と酸素の混合ガス（酸素濃度１％、窒素濃度９９％）を流量５００ｍＬ／分で炉心管に導入し、炉心管内部を低酸素雰囲気とした。炉内温度を、室温から目標温度まで１８分で昇温し、その後目標温度で所定の加熱時間維持した。

【0047】

ブロワにより炉内温度を室温まで低下させた後、精鉱を取り出し、磁力選鉱を行なった。磁力選鉱には交流対極磁選機（日本磁力選鉱株式会社製、型式：G－30+30型）を用いた（図２参照）。電磁ドラムの間の磁束密度を０．３４Ｔとした。交流対極磁選機により精鉱を磁着物と非磁着物とに分離した。

【0048】

得られた磁着物および非磁着物の重量を測定し、磁着物回収率を求めた。ここで、磁着物回収率とは交流対極磁選機に供給された精鉱（給鉱）に対する磁着物の重量割合を意味する。また、給鉱、磁着物および非磁着物それぞれの組成をＸＲＦ化学組成分析により測定した。給鉱および磁着物の重量および組成から、銅－砒素分離のニュートン効率を求めた。

【0049】

ニュートン効率は以下のとおり求められる。
ニュートン効率は砒素非含有銅鉱物と砒素含有銅鉱物との分離効率を示す。本実施例において、砒素非含有銅鉱物は斑銅鉱および黄銅鉱であり、砒素含有銅鉱物は砒四面銅鉱である。

【0050】

磁着物には砒素非含有銅鉱物と砒素含有銅鉱物とが含まれる。磁着物中の銅量Ｃｕ(mag)は、砒素非含有銅鉱物に由来する銅と、砒素含有銅鉱物に由来する銅とを合わせた量である。磁着物中の砒素量Ａｓ(mag)は砒素含有銅鉱物のみに由来する砒素の量である。したがって、磁着物中の砒素非含有銅鉱物のみに由来する銅の量Ｗは、以下の式（１）で求められる。
［式（１）］
Ｗ＝Ｃｕ(mag)－Ａｓ(mag)×（ｒ×Ａ_r(Ｃｕ)／Ａ_r(Ａｓ)）
＝Ｃｕ(mag)－Ａｓ(mag)×（３×６３．５／７４．９）

【0051】

ここで、ｒは砒素含有銅鉱物に含まれるＡｓに対するＣｕのモル比である。砒四面銅鉱の一般的な化学式は(Ｃｕ，Ｆｅ，Ｚｎ)₁₂(Ｓｂ，Ａｓ)₄Ｓ₁₃であるが、Ｃｕ₁₂Ａｓ₄Ｓ₁₃とみなすことができる。したがって、ｒ＝３とみなす。また、Ａ_r(Ｃｕ)はＣｕの原子量、Ａ_r(Ａｓ)はＡｓの原子量である。

【0052】

砒素非含有銅鉱物のみに由来する銅の回収率Ｒ(Ｃｕ)［％］は、以下の式（２）で求められる。ここで、Ｃｕ(feed)は給鉱中の銅量である。
［式（２）］
Ｒ(Ｃｕ)＝（Ｗ／Ｃｕ(feed)）×１００

【0053】

磁着物中の砒素含有銅鉱物に由来する砒素の量は、磁着物中の砒素量Ａｓ(mag)と等しい。したがって、砒素含有銅鉱物に由来する砒素の回収率Ｒ(Ａｓ)［％］は、以下の式（３）で求められる。ここで、Ａｓ(feed)は給鉱中の砒素量である。
［式（３）］
Ｒ(Ａｓ)＝（Ａｓ(mag)／Ａｓ(feed)）×１００

【0054】

ニュートン効率η［％］は、銅の回収率Ｒ(Ｃｕ)から砒素の回収率Ｒ(Ａｓ)を減じて得られる。
［式（４）］
η＝Ｒ(Ｃｕ)－Ｒ(Ａｓ)

【0055】

（実施例１）
精鉱の加熱条件を、炉内温度（目標温度）３００℃、加熱時間１５分とした。その結果、磁着物回収率は１０．２５％、ニュートン効率は２．９９％であった。

【0056】

（実施例２）
精鉱の加熱条件を、炉内温度（目標温度）３６０℃、加熱時間１５分とした。その結果、磁着物回収率は５２．２１％、ニュートン効率は５．５９％であった。

【0057】

（実施例３）
精鉱の加熱条件を、炉内温度（目標温度）３８０℃、加熱時間１５分とした。その結果、磁着物回収率は６２．７０％、ニュートン効率は８．８５％であった。

【0058】

（実施例４）
精鉱の加熱条件を、炉内温度（目標温度）４００℃、加熱時間１５分とした。その結果、磁着物回収率は６２．１３％、ニュートン効率は７．９８％であった。

【0059】

（実施例５）
精鉱の加熱条件を、炉内温度（目標温度）３８０℃、加熱時間５分とした。その結果、磁着物回収率は４４．５７％、ニュートン効率は１２．５４％であった。

【0060】

（実施例６）
精鉱の加熱条件を、炉内温度（目標温度）３８０℃、加熱時間３０分とした。その結果、磁着物回収率は６８．４２％、ニュートン効率は７．００％であった。

【0061】

（実施例７）
精鉱の加熱条件を、炉内温度（目標温度）４００℃、加熱時間５分とした。その結果、磁着物回収率は３４．９９％、ニュートン効率は１１．６７％であった。

【0062】

（実施例８）
精鉱の加熱条件を、炉内温度（目標温度）４００℃、加熱時間３０分とした。その結果、磁着物回収率は６８．７５％、ニュートン効率は３．４４％であった。

【0063】

（比較例１）
精鉱を加熱しなかったこと以外は、共通の条件に記載のとおりの操作を行なった。その結果、磁着物回収率は４．８５％、ニュートン効率は－３．４５％であった。

【0064】

以上の結果を表２にまとめる。

【表2】

【0065】

精鉱を低酸素雰囲気下で加熱した実施例１～８は、いずれも、比較例１に比べて磁着率回収率およびニュートン効率が高い。これより、精鉱を低酸素雰囲気下で加熱することで、効率よく砒素を含有する鉱物を分離できることが確認された。

【0066】

図３は、炉内温度に対する磁着物回収率およびニュートン効率の関係を示すグラフである。このグラフは、実施例１～４および比較例１の結果から作成した。なお、比較例１を炉内温度２５℃と仮定した。図３のグラフより、ニュートン効率は３００～４００℃の範囲で高いことが分かる。一方、磁着物回収率は３６０～４００℃の範囲で高いことが分かる。これより、炉内温度は３６０～４００℃が好ましいことが確認された。

【0067】

図４は、炉内温度３８０℃における、加熱時間に対する磁着物回収率およびニュートン効率の関係を示すグラフである。このグラフは、実施例３、５、６および比較例１の結果から作成した。また、図５は、炉内温度４００℃における、加熱時間に対する磁着物回収率およびニュートン効率の関係を示すグラフである。このグラフは、実施例４、７、８および比較例１の結果から作成した。なお、比較例１を加熱時間０分とした。

【0068】

図４および図５のグラフより、炉内温度が３８０℃の場合も、４００℃の場合も、加熱時間を５～３０分とすれば、磁着物回収率およびニュートン効率が高くなることが分かる。これより、加熱時間は５～３０分が好ましいことが確認された。しかし、ニュートン効率は、加熱時間が５分を超えて長くなるほど、低くなる傾向が見られる。これより、加熱時間は５～１５分がより好ましいことが確認された。

【0069】

（実施例９）
精鉱５ｇに対して疎水性フュームドシリカ（日本アエロジル株式会社製、ＡＥＲＯＳＩＬ Ｒ９７２ Ｐｈａｒｍａ）を０．０５ｇ添加し、乳鉢で混合、撹拌を２分間行なった。その後、精鉱をラボ用ロータリーキルンで加熱した。ここで、加熱条件を炉内温度（目標温度）３８０℃、加熱時間１５分とした。それ以外は、共通の条件に記載のとおりの操作を行なった。その結果、磁着物回収率は５５．７２％、ニュートン効率は３１．２２％であった。

【0070】

実施例９の条件は、精鉱に疎水性フュームドシリカを添加した以外は、実施例３と同じである。実施例３のニュートン効率が８．８５％であるのに対して、実施例９のニュートン効率は３１．２２％と大幅に高くなっている。これより、精鉱に疎水性シリカを添加すれば、より効率よく砒素を含有する鉱物を分離できることが確認された。

【符号の説明】

【0071】

１ 交流対極磁選機
１１ 電磁ドラム
１２ 磁着物排出口
１３ 非磁着物排出口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】