北米における採掘と重要な鉱物の加工の機会

過去 20 年間に拡大したグローバル化した貿易への対応として、北米の政府と企業は現在、原材料の供給源に対してより多くの関心と関心を払い始めています。 これは、ネットゼロ経済に必要な構成要素である戦略的金属や鉱物に特に当てはまります。 ニッケル、リチウム、グラファイト、コバルト、銅などの環境に優しい材料は、大型の充電式電池やインフラストラクチャにますます必要とされ、その量を達成するのは困難であり、おそらく電気自動車の大衆受け入れのボトルネックとなるでしょう。 銅の需要は現在の年間約 2,500 万トンから 2030 年までに年間 4,000 万トンに増加し、同じ期間にニッケルの需要も 44% 増加すると予測されています。

過去20年間にわたり、中国はコバルトのコンゴ民主共和国やニッケルのインドネシアなど、世界中で電池前駆体金属の採掘と加工を含む電池製造技術において支配的な地位を築いてきた。 これらの資源の中には、政府の透明性や規制の欠如、また、硫化ニッケルと比較してニッケルラテライトの採掘や加工など、処理にはるかに多くのエネルギー使用を必要とする資源があるため、新たに精査されている。 オタワとワシントンはいずれも、北米におけるグリーンメタルの採掘と加工を「陸上」で行う強力な行動を示唆している。 米国のグリーンメタルプロジェクトを支援するというバイデン大統領の大統領令と、外国国有企業が保有する一部のカナダ鉱山会社の所有権を売却するという最近の連邦政府の発表は、いずれもこの傾向の一環である。

その結果、北米の鉱業ではすでに活動と投資が復活しつつあります。 これは、エネルギーインフラの電化とエネルギー自給率の向上への取り組みによって推進されています。 これに加えて、環境に最も効率的かつ持続可能な方法でこれらの材料を抽出および処理するための重要な推進力が必要になります。 ここでエリーズのような企業が登場します。

採掘後の材料生産の最初のステップは濃縮器であり、基本的な濃縮器のフローシートは過去 50 年間あまり変わっていません。 カットオフグレード以上の鉱石は採掘作業によって特定され、バルクフロス浮遊選鉱を可能にするために適切なサイズに破砕および粉砕され、続いて精製および/または精錬用の最終精鉱を生成するためのアップグレードクリーナーステップが行われます。 この間ずっと、粉砕の終点と消費エネルギーは、従来の浮選法に基づいて鉱物を浮遊させるのに必要な粒子サイズによって決まります。 典型的な斑岩銅鉱石の場合、従来の浮遊選鉱は 200 ミクロンを超える粒子、場合によっては大幅に小さい粒子には実用的ではありません。そのため、粉砕操作の終点はこの範囲内になければなりません。その結果、過剰な粉砕が発生し、脱水のため水の回収に重大な課題が生じます。固体が細かくなるほど困難になります。 従来のプラントでは、この問題に対処する通常の方法は、尾部を厚くしてから、沈下のために貯水池にポンプで送ることです。 このシナリオでは、蒸発によりかなりの量の水が失われます。 水の損失は、濃縮器内の水を閉ループで動作させることができず、常に新鮮な水が必要であることを意味します。 他の脱水戦略も存在しますが、それらはエネルギーと資本を大量に消費します。

エリーズは、HydroFloat セルによる粗粒子浮遊選鉱 (CPF) の商業化を先駆けて行いました。これは、水とエネルギーの両方に大きな影響を与える重要な破壊的技術であり、両方を節約するための重要な戦略となります。 鉱石粒子が浮遊できるサイズを通常 2 ～ 3 倍に大きくすることで、必要な粉砕エネルギーが大幅に減少し、潜在的には 30% ～ 50% 削減されます。 また、浮遊尾部は非常に粗いため、脱水が容易で、滞留水が少なくなります。

エリーズは、約 10 年前に、リオ ティント、ニュークレスト、アングロ アメリカンなどの主要卑金属メーカーと共同で、HydroFloat 粗粒子浮遊選鉱装置を導入しました。 初期のアプリケーションは、従来の濃縮装置の尾流から「失われた」粗金属ユニットを回収することに焦点を当てていました。 これは通常、コーステールの少なくとも 60% と全体的な回収率の 2% ～ 6% の改善に相当します。

現在は、HydroFloat を鉱石選別機として工場回路内に組み込むことに重点が置かれています。 このタイプの最初のアプリケーションは、2021 年にアングロ アメリカンのエル ソルダードで成功裡に実証され、現在はフル稼働しています。 CPF のこの構成により、粉砕エネルギーと従来の浮選能力を大幅に削減でき、簡単に脱水したり従来のテールと組み合わせたりできる粗いテールが生成されます。 アングロ・アメリカン社は、FutureSmartMining テクノロジーファミリーの一環として、独自の方法で粗いテールと従来のテールを混合し、水を含まないドライスタックテールを製造する技術を試験的に導入しています。 エリーズ氏は、粗粒子浮遊選鉱によって商業的に可能となった、低エネルギー水回収や水のない貯水池などの最近の技術に興奮しています。

コンセントレータの効率を高めるために導入されたもう 1 つのエリーズ テクノロジーは、2 段階原理を使用する高速機械セルである StackCell です。 最初の段階では、気泡と供給スラリーの高せん断混合が行われ、気泡粒子の収集が最適化されます。 第 2 段階では、第 1 段階から隔離されており、気泡粒子の凝集体は、気泡粒子の剥離と落下を最小限に抑える低乱流および低エネルギー対流の流体環境内で浮力によって浮遊することができます。 2 段階浮選技術は、気泡粒子の接触と浮力分離が同じ流体環境で発生する従来の機械式タンクセルとは対照的であり、両方のプロセスに対して同時に最適化することはできません。 StackCell は現在、いくつかの国で商用浮選用途で稼働しています。 多くのシナリオにおいて、StackCell は従来技術に必要な滞留時間の 4 分の 1 以下で、インペラのエネルギーを 40% 削減して動作できることが検証されています。 これはすべて、エネルギー使用量が少ない小型のコンセントレータを意味します。

両製品は、北米で進行中の重要かつ戦略的な鉱物の採掘における持続可能な拡大をサポートする上で重要な役割を担うと位置付けられています。

Eric Wasmund はエリーズのグローバル浮選事業担当副社長、Asa Weber はエリーズのグローバル StackCell 製品マネージャー、Jose Concha はエリーズのグローバル HydroFloat 製品マネージャーです。

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