P29

近年、鉱物処理は大きく進化し、鉱山会社は低品位の鉱石やより困難な鉱石に取り組むことが可能になりました。 しかし、その多くは、破砕、浮選、濃縮、濾過など、何十年、場合によっては1世紀以上にわたって存在してきた基本的に同じ基本プロセスをより洗練された設計にすることで効率を高めることによって達成されています。 まったく新しいソリューションという点で、鉱物加工業界に大きな変化が見られることはあまりありません。

しかし、CiDRA Minerals は、銅の原子番号 29 にちなんで名付けられた新しい P29 Technology™ プラットフォームでそれを実現したようです。これは、当初の可能性と焦点の多くが銅鉱山業界にあるためです。 この技術は最近マッキンゼーの「銅供給ギャップの橋渡し」というタイトルの記事で言及されており、次のように述べられています。さらに下流で効果を発揮するシステムとは異なり、粉砕回路粗引きは、ボールミルの再循環負荷を直接低減する可能性を提供し、ボールミルのスループットを一度に 20% も向上させることができます。一定の粉砕サイズ。」 さらに、「オペレーターは、ボールミルの効率向上による配当をどのように受け取るかを決定する必要があるが、これはスループットを向上させるか、粉砕サイズを減らして一定のスループットで回収率を高める機会とみなすことができる。最適な選択は、鉱体の特性と処理プラントの既存の構成は影響しますが、P29 によって引き出される精鉱のさらなる洗浄を考慮し、他の一般的なシステムのボトルネックを考慮したとしても、研削回路の粗加工により 120 万から 460 万トンの鉱石が追加される可能性があります。 2032年までに年間銅生産量を増やす。」

メディアを基材として使用する

では、具体的にはどのように機能するのでしょうか? テクノロジー、手法、可能性については、CiDRA が投稿したばかりの新しいホワイトペーパーで詳しく説明されています。私はまた、CiDRA の最高商業責任者であるボブ・マロン氏にこの技術とその可能性についての詳細を尋ねました。「従来の浮遊選鉱に代わるものを探すことから始まりました。泡を使った現在の浮遊選鉱技術よりも粒子をうまく捕捉するにはどうすればよいでしょうか。 100 年以上前から存在していますか? 基材としてメディアを使用します。私たちは球体から始めましたが、12.5 mm 立方体のオープンセル ポリウレタン フォームを使用するように進化しました。基材には疎水性コーティングが施されており、泡と同じように疎水性粒子を引きつけます。ただし、その作用は泡よりもはるかに強く、泡のように破裂しません。また、連続気泡フォームであるため、単位体積あたりの表面積は次のようになります。私たちが使用する基材フォームは小さな立方体の形で、回転ドラム内で鉱石スラリーと混合されます。スラリーはフォームの周囲および内部に浸透し、フォーム表面と試薬化学物質に接触します。浮遊作用があり、疎水性粒子を引き付けます。」

マロン氏は、依然として空気と水の混合物を使用する高密度媒体の分離とも大きく異なると述べています。P29 には個別の空気 (または水) の入力がなく、コーティングされた発泡媒体とスラリーのみが使用されます。 「この媒体基材を工学的にコーティングしたものを使用することにより、粒子の輸送と放出とは別に、粒子の吸引と保持を制御することができます。これは、粒子を引き付けて、それを失わずに輸送する必要がある浮遊気泡とは対照的です」 、最後に解放します。これはすべて、気泡のもろさの影響を受けます。引力はそれほど大きくないため、気泡は壊れる可能性があります。粒子が落下する可能性があり、粒子が過負荷になると気泡の浮力も制限されます。 . 浮選プロセスでは、下流の処理要件に重大な影響を与える可能性がある遊離脈石粒子の水力同伴も問題となります. P29 では、これらの浮遊選別の制限がすべて排除されます. これは、吸引力が非常に強いためであり、損失することなく簡単に輸送できることも意味します最終的な分離は、疎水性引力を破壊する生分解性の非イオン性界面活性剤によって行われます。P29 は、エンジニアリング レバーを使用して鉱物分離プロセスの各ステップを個別に制御および最適化する機能を提供します。 また、細かい粒子と粗い粒子の両方を回収することもできますが、浮遊選鉱ではこれらの別々の役割にさまざまな種類のセルが使用されます。」

粗挽きの挽き方

銅の世界的な需要と「より環境に優しい鉱物」への取り組みを考慮すると、現在 P29 に対するより高い価値提案は、現在浮遊選鉱で回収できる粒子よりもはるかに粗い、最大 3 mm の非常に粗い粒子を回収することです。 したがって、この技術は理論的には浮遊選鉱に代わる可能性を秘めていますが、CiDRA Minerals は、顧客に最高の価値をもたらすことができる最も即時的な応用に取り組むことから始め、Grind Circuit Rougher™ (GCR) と呼ばれる新しい鉱物分離ソリューションを開発しました。これは、P29 Technology™ プラットフォーム (P29) を活用しています。

これにより、液体サイクロンのアンダーフローから大量の粗粒子の流れを得ることができ、通常はボールミルに戻り、貴重なミネラル含有量を含む粒子を非常に低い銅グレードに至るまで回収します。 その後、残りの脈石は除去され、銅を含む粒子は軽い再粉砕を経て、最終精鉱に移されます。 工場を通過する材料の量を節約できるため、エネルギーを大幅に節約できます。 工場の飼料から取り出した原料の 10 ～ 20% を、新鮮な飼料に置き換えることができます。 また、これは、浮遊選鉱に向かう流れが少し細くなるため、浮遊選鉱プラントの効率が向上し、回収率が高くなるということも意味します。

OZ Minerals と CiDRA は最近、CiDRA の Grind Circuit Rougher テクノロジーをカラパテナ鉱山で本格的に導入するためのフロントエンド エンジニアリングおよび設計 (FEED) 調査を委託しました。これにより、粉砕回路の循環負荷から粗大物質が除去され、プラントのスループットの向上が可能になります。 世界的なプロジェクトデリバリおよび資産サービスプロバイダーである Worley は、プロジェクトにフロントエンドエンジニアリング設計サービス (FEED) を提供します。 OZ Minerals は、GCR にとって理想的な主要顧客であり、鉱山会社はイノベーションに対してオープンであることで長年知られています。 追加の合意には、他の鉱山労働者が訪問して確認できる OZ Minerals の実証プラントが含まれています。 CiDRA はまた、P29 が鉱山の処理量を増加させ、回収量を最大化するのにどのように役立つかに熱心に取り組んでいる銅メジャー数社と協力しています。

マロン氏はさらに次のように付け加えた。「私たちは数年にわたり、多くの鉱山経営者を対象に臨床検査のキャンペーンを行ってきました。チリの銅産業の規模を考えると、その多くはチリにあります。GCR は実験室規模と現場の両方で実証されています。パイロット規模ではありますが、成功したフィールドパイロットはたまたま P29 もうまく機能するスカベンジャー用途にありましたが、より大きな価値提案は GCR での使用にあるというだけです。」

私はまた、現在は CiDRA アプリケーション開発担当副社長を務めていますが、以前は世界的な鉱山会社として 22 年間のキャリアを持ち、リオ ティントで数多くの鉱物処理の卓越性と革新的な役割を担っていたマーク ホールズワース氏にも話を聞きました。 彼は P29 について次のようにコメントしました。「P29 は浮遊選鉱に代わるものであり、鉱物分離の新たな分野であると言っても過言ではありません。また、収集、輸送、回収を個別に最適化できるように設計されています。立ち上げられた GCR アプリケーションには、次のような機能があります。」このような大きな粗粒子を回収できるため、粉砕エネルギーを最大 50% 削減できます。P29 プロセスは、保持時間が非常に短く、質量収率が低く、アップグレード率が高いです。将来の道に関しては、現在、あらゆる用途に合わせて調整されています。硫化物浮遊選鉱によって回収できますが、これは事実上固体と固体の界面であるため、現在浮遊選鉱では回収できない鉱物の回収を可能にする化学の研究開発を行う可能性があり、したがって以前は不経済だった鉱体のロックを解除することができます。 P29 には、多くの主要な鉱床で銅に関連する有害な鉱物の同伴を選択的に回収または大幅に減少させる可能性があります。 P29が将来の濃縮装置の重要な部分になると言っても、飛躍ではありません。エネルギーの削減、水の削減、水の回収率の向上、そして今日経済的ではない鉱物に結合した金属の回収メカニズムの設計が可能になります。」

この新しい技術は、鉱業が直面する多くの重要な課題に対処できるように特別に設計されており、コア P29 技術とその応用分野の広範な特許ポートフォリオによってカバーされています。 ヘッドグレードの低下、より硬い鉱石、エネルギーコストの上昇、水の不足、ベースメタルの供給不足の予測、そしてより環境に優しい鉱山への動きにより、業界は調整を余儀なくされています。 P29 には、世界が必要とする銅の可能性、特にバッテリー電力による電力供給の可能性が秘められています。

フォーム基材はさまざまな細孔サイズで設計でき、媒体は特定の用途の粒子サイズ分布に合わせて調整できます。 媒体の細孔サイズは、鉱物の付着に利用できる表面積を定義し、泡浮選における泡の表面積に似ています。 ミネラル収集メカニズムとしての人工発泡メディアの利点は、メディアの形状とサイズだけでなく、耐久性、表面エネルギー、コンプライアンス、柔軟性についても最適化できることです。 工業用網状フォームは、業界標準のプロセスを通じてコーティングおよび硬化されます。 硬化したフォームシートは立方体に切断され、出荷のために真空パックされます。

コンタクターは、鉱物スラリーを収集媒体と接触させるように設計された単純な混合装置です。 接触器の実施形態は、サンプ／ポンプおよびパイプまたは水平回転ドラムである。 回路構成は、供給スラリーの鉱物学、レオロジー、および適用スペースの関数になります。ロードされた媒体は、水平ドラム接触器の端に取り付けられたスクリーン、または独立した振動スクリーンとしてのスクリーンを介してスラリーから分離されます。 媒体から同伴脈石を除去するために、リサイクル水のすすぎが使用され、その結果、高いアップグレード率と低い質量回収率が得られます。 培地は、ミネラル除去段階の前に、振動スクリーンまたは「低重力」バスケット遠心分離機のいずれかを使用して脱水されます。 充填された媒体と離型剤を一連のディスクポンプに通すことによって、鉱物が媒体から除去されます。 鉱物除去段階で使用された離型剤は、遠心分離段階またはナノ濾過段階を使用して回収されます。 再生された離型剤はプロセスに戻されます。

CiDRA P29 テクノロジー プロセスの簡単なフローシート。各単位操作は業界標準の機器を使用して実行されます。

その潜在的な応用スペースも印象的です。 P29 は、現在のあらゆる泡浮選用途に適用でき、重要なことに、泡浮選ベースの技術よりも広い操作範囲で動作し、最も注目すべきは、飼料の準備を必要としない非常に粗い粒子サイズです。 この多用途性の操作性により、GCR を使用した既存の操業だけでなく、ブラウンフィールド拡張、粗浮遊選別、浮遊選鉱尾部の掃去、クリーナー掃気および尾滓の再処理の一部としても、幅広い応用範囲を備えた ESG フレンドリーな技術プラットフォームが可能になります。 最小限の飼料の準備で、高固形分で幅広い粒径を処理できます。 グリーンフィールド鉱山では、設置面積、水の使用量、および電力要件を根本的に削減でき、粗いテールに加えて限界鉱床が利益をもたらします。

最終的に、P29 は、現在鉱業全体に設置されている既存の研削回路資産を使用して、年間 300 万トンの銅を追加で供給できる可能性があり、これは 2030 年に予測される供給不足の約 50% に相当します。 これは、従来の浮遊選鉱で粉砕回路の循環負荷から粗大粒子を回収する P29 の能力によって実現され、粉砕回路内のエネルギーを解放してスループットの向上や粉砕サイズの縮小に利用できるため、粉砕比エネルギーと炭素が削減されます。 1トンの金属が生産されたフットプリント。 廃棄粗粒子テールストリームによる粗粒子回収により、プラント尾鉱からの水回収量が増加し、鉱山に必要な水の量が大幅に削減されます。 また、より粗い尾滓により、尾滓貯留場での新しくて安全な設計が可能になり、グリーンフィールド用途では尾滓を乾式で積み上げることができ、尾滓ダムの必要性がなくなりました。 生産される金属 1 トン当たりのエネルギーと水の必要量が削減されることで、二酸化炭素排出量が削減される可能性があり、グリーンフィールド用途では、研削回路の目安となるエネルギー要件を現在の設計よりも最大 50% 低く抑えることができます。