遼寧鑫達滑石集団有限公司——曹心愚

要約：

本研究は滑石固体廃棄物の資源化利用に焦点を当て、遼寧鑫達滑石グループ有限会社が開発した滑石固体廃棄物の光選択と浮選連動鉱物加工技術を詳しく紹介した。この技術はX線回折分析、インテリジェント鉱石選別機の予選、及び破砕篩分け、磨鉱と浮選プロセスを統合し、タルク固体廃棄物の効率的な回収を実現した。この技術は資源利用率を高め、生産コストを下げ、環境汚染を減らし、タルク固体廃棄物の総合利用に新たな道を提供し、タルク産業の持続可能な発展を推進する上で重要な意義がある。

キーワード：滑石固体廃棄、光選択と浮選が連動する、鉱物加工資源化利用

一、はじめに

我が国のタルク鉱は資源が豊富だが、良質なタルク鉱の資源は日増しに不足している。タルクの採掘と加工過程で大量の固体廃棄物が発生し、これらの固体廃棄物の堆積は環境に破壊をもたらし、有効な応用価値が不足している。従来の選鉱方法は低品位タルクの固体廃棄物を処理する上で効果がよくなく、特にタルク含有量が≦35%の部分は、有効な回収手段が不足している。そのため、効率的なタルク固体廃棄物の総合利用技術の開発が特に差し迫っている。

二、技術研究開発の背景と意義

2.1タルク資源の現状と問題

我が国のタルク資源は広く分布しているが、長期的な採掘を経て、良質なタルク鉱山資源は日増しに不足している。タルクの採掘と加工の過程で、タルクやマグネシウム鉱などの有価鉱物を一定量含む大量のタルク鉱の固体廃棄物が発生したが、有効利用されず、堆積は大量の土地を占用するだけでなく、環境にも深刻な汚染をもたらした。

2.2伝統的な選鉱方法の限界

現在、低品位滑石に対する選鉱方法は主に浮選、手選、静電選鉱、磁気選、光電検選、選択的破砕と篩分けなどがある。しかし、これらの方法はタルク含有量≦35%のタルク鉱の固体廃棄物を処理する際に明らかに不足している。例えば、浮選法で使用される浮選剤は自然分解できず、環境保護性が悪く、含有量の低いタルク鉱の固体廃棄処理効果が理想的ではない、ハンドセレクション法は効率が低く、大量の固体廃棄物を処理することが困難である、静電選鉱と磁気選法の適用範囲は限られているなど。

2.3新技術の開発の意義

滑石固体廃棄光選択と浮選連動鉱物加工技術の開発は重要な現実的意義を持っている。一方、この技術は利用価値のないタルク固体廃棄物から高品位のタルク精鉱とマグネシウム鉱を回収し、資源利用率を高め、我が国のタルク資源不足の圧力を緩和することができる、一方、タルク鉱の固体廃棄物の堆積を減少させ、環境への汚染を低減し、良好な環境保護効果を有する。また、選鉱プロセスとパラメータを最適化することにより、生産コストを削減し、企業の経済効果を高めた。

三、技術原理と設備

3.1技術原理

この技術は光選択と浮選の利点を結合し、タルクと脈石鉱物の物理的性質と化学的性質の違いを利用して、まず光選択によって初歩的に分離し、さらに浮選によって精製する。光選択は鉱物の外観特徴または特定の物理特性に基づいて予備的に濃縮し、浮選は鉱物表面の濡れ性の違いを利用して、気液−固三相界面システムで鉱物分離を行う。

3.2キーデバイス

X線回折分析計：原鉱に対して構造構造構造分析、主要化学成分分析、鉱物組成及び相対含有量測定を行い、後続の選鉱に根拠を提供する。

知能鉱石選別機：人工知能選別機またはX線知能選別機を用いて、タルク鉱の固体廃棄物を分類し、M 46 A級マグネシア鉱とタルク鉱の固体廃棄物を得ることができる。

破砕機：例えばロール破砕機、反撃式破砕機など、知能予選後のタルク鉱の固体廃棄物を破砕し、適切な粒度にする。

振動ふるい機：直線振動ふるい、円振動ふるいなどを含み、破砕後の材料をふるい分け、要求に合った粒度を得る。

縦型攪拌粉砕：縦型ジルコニアボールミルのように、篩分け後の材料を粉砕し、適切な濃度のタルク鉱固体廃棄鉱スラリーを得る。

浮選機：達夫可勒（噴射―圧気）式浮選機を用いて、タルク鉱の固体廃棄鉱スラリーを浮選し、タルク精鉱を得た。

四、プロセスフローと操作手順

プロセスフローチャート

4.1原鉱鉱物学的分析

光学顕微鏡、X線回折分析器などの実験設備を通じて、原鉱に対して詳細な分析を行い、その構造構造、主要化学成分、鉱物組成及び相対含有量を測定し、重要鉱物の布嵌合特徴、粒度分布特徴及び解離度を得て、後続の鉱山選択に基礎データを提供する。

4.2インテリジェント予選

スマート鉱石選別機を用いてタルク鉱の固体廃棄物を分類し、鉱物の異なる物理特性に基づいて、M 46 A級マグネシア鉱とタルク鉱の固体廃棄物に分けた。選別パラメータを絶えず最適化することにより、予選効果を確保し、後続の選鉱効率を高める。

4.3破砕ふるい分け

スマート予選後のタルク鉱の固体廃棄物を破砕し、適切な破砕機を用いて7 mm篩下に破砕した。破砕された材料は振動ふるい機でふるい分けられ、粒度が要求に合致することを確保する。このステップは、破砕原鉱の品位が安定するまで連続的に循環することができる。

4.4粉砕

破砕篩分後の材料を縦型攪拌粉砕を用いて粉砕し、0.074 mm篩下で65%の濃度の50%を占めるタルク鉱固形スラリーを得た。粉砕の過程で、タルクと他の鉱物が十分に解離することを確保し、後続の浮選のために良好な条件を創造する。

4.5浮選

粉砕後のタルク鉱固体廃棄鉱スラリーを攪拌槽に流入させ、ドデシルスルホン酸ナトリウム/トン鉱40 gを加えてスラリー調整を行った。スラリー調整後のスラリーは粗選浮選機に入ってタルク粗選を行い、タルク粗精鉱を得た。引き続き20 gのドデシルスルホン酸ナトリウム/トン鉱を掃引浮選機に添加して掃引選択を行い、タルク掃引中鉱と尾鉱を得て、掃引中鉱を粗選に戻して再選択した。タルク粗精鉱を3回精浮選し、タルク精鉱と精選中鉱を得て、タルク精鉱を最終製品として、精選中鉱と掃選中鉱を順次前回の浮選作業に戻した。

五、技術優勢と革新点

5.1リソース使用率の向上

この技術はタルク含有量≦35%のタルク鉱の固体廃棄物から高品位のタルク精鉱とマグネシア鉱を回収することができ、タルク精鉱の白度は92、酸溶鉄含有量≦0.5%、タルクの純品位≧91.3%、CaO含有量≦1%に達し、マグネサイトM 46 A級の指標は：MgO≧46%、CaO≦0.6%、SiO 2≦0.6%であった。タルク鉱の固体廃棄物の資源利用率を大幅に向上させ、資源の浪費を減少させた。

5.2生産コストの削減

浮選選鉱プロセスとパラメータを最適化することにより、エネルギー消費を削減し、生産コストを削減した。同時に、分解可能な浮選薬剤であるドデシルスルホン酸ナトリウムを用い、その使用量はシャンプー使用量の50分の1にすぎず、薬剤コストをさらに低減した。

5.3環境保護効果が顕著である

この技術はタルク鉱の固体廃棄物の総合利用率が65%に達し、タルク鉱の固体廃棄物の堆積による環境汚染の程度を減少させた。採用した浮選薬剤は自然分解でき、環境にやさしく、グリーン発展理念に合致する。

5.4革新点

本技術は革新的に光選択と浮選技術を結合し、2種類の選鉱方法の優位性を十分に発揮した。光選択技術は迅速かつ効率的にタルク鉱の固体廃棄物を初歩的に分類することができ、浮選技術はタルク精鉱をさらに精製し、製品の品質を高めた。また、プロセスに採用されたスマート鉱石選別機や分解性浮選剤なども、プロセスの革新性と先進性を体現している。

六、応用の将来性と展望

6.1応用の将来性

タルク資源の日増しに不足し、環境保護の要求が高まっていることに伴い、タルク固体廃棄光選択と浮選連動鉱物加工技術は広い応用の将来性を持っている。この技術はタルク鉱の固体廃棄物の処理に適用されるだけでなく、他の類似低品位鉱物の総合利用にも普及し、鉱物資源の持続可能な開発に新たな考え方と方法を提供することができる。

6.2展望

将来的には、この技術をさらに最適化し、安定性と適応性を高める必要があります。科学研究機構との協力を強化し、関連基礎研究を展開し、光選択と浮選の協同作用メカニズムを深く検討し、技術の改善に理論的支持を提供する。同時に、分解性浮選薬剤の研究開発に力を入れ、より環境に優しく、効率的な浮選薬剤を開発し、タルク固体廃棄物の総合利用をより高いレベルに発展させる。

七、結論

滑石固廃光選択と浮選連動鉱物加工技術は遼寧鑫達滑石集団有限公司の滑石鉱固廃総合利用における重要な革新成果である。この技術は光選択と浮選の有機結合を通じて、タルク鉱固体廃棄物の効率的な回収と総合利用を実現し、資源利用率を高め、生産コストを下げ、良好な環境保護効果を有する。技術の整備と普及・応用に伴い、この技術はタルク産業ひいては鉱物資源の総合利用分野全体で重要な役割を果たし、我が国の鉱物資源の持続可能な開発に積極的に貢献する。

参考文献

[1]遼寧鑫達グループ。タルク固体廃棄資源化技術報告書[R].海城：企業技術センター、2023.

[2] U.S. Geological Survey. Mineral Commodity Summaries 2023[Talc][R]. Reston: USGS, 2023: 172-173.

［3］李志偉、王振華.中国のタルク資源開発の現状と持続可能な発展戦略[J].鉱物の保護と利用、2022、42（3）：45-51.

［4］中国非金属鉱業協会。タルク選鉱技術白書[Z].北京：協会出版社、2021：28-30.

(5)中国非金属鉱業協会。2024年中国タルク産業発展報告書[R].北京、2024.

［6］遼寧鑫達滑石グループ。タルク固体廃棄光電選別-浮選連合プロセス：CN 114308356 A[P].2022-04-12.