蛍石鉱物処理技術: ランオブ鉱山鉱石から高品位精鉱までの完全な選鉱フローシート

24/07/2026

蛍石鉱物処理技術：原鉱から高品位濃縮物までの完全選鉱フローシート

要旨

原鉱（ROM）蛍石は、一般的にCaF₂の品位が低く、石英、方解石、重晶石などの脈石鉱物と密接に共生しています。破砕と浮選は、酸グレード、セラミックグレード、冶金グレードの蛍石濃縮物を生産するための主要な選鉱技術です。高度な複合抑制剤は、蛍石と方解石の分離という世界的な技術的ボトルネックを効果的に解決し、新エネルギーおよび半導体産業からの高純度フッ素化学原料の需要拡大を支えています。本稿では、粗製ROM鉱石から高付加価値蛍石製品への技術的変革を詳細に説明し、完全な蛍石選鉱回路について体系的に解説します。

1 蛍石選鉱の概要と基本原理

1.1 主要目標

蛍石選鉱は、精製と品位分類を目的としています。物理的および化学的分離方法を用いて脈石を除去し、CaF₂を濃縮し、CaF₂純度と厳格な不純物閾値によって分類された標準化された蛍石濃縮物を製造します。工業用蛍石濃縮物は、以下の3つの主要な商業グレードに分類されます。

酸グレード（化学グレード）蛍石濃縮物

CaF₂ ≥ 97%、SiO₂ ≤ 1.0%。フッ化水素酸（HF）および下流のフッ素化学製品製造の主要原料。
セラミックグレード蛍石濃縮物

CaF₂ 85%～96%。セラミック釉薬、ガラス溶融、セメントクリンカー製造に広く応用。
冶金グレード（融剤グレード）蛍石

CaF₂ 70%～85%。製鉄および製鋼におけるスラグ流動化剤として使用され、スラグの流動性を向上させ、脱硫・脱リン効率を高めます。

1.2 基本設計ルール

選鉱フローシートのレイアウトは、鉱石の鉱物学的特性、特に鉱物の微細な分散度と蛍石と脈石との共生関係に基づいて完全にカスタマイズされます。鉱石の前選鉱鉱物学的試験 + パーソナライズされたプロセス設計は、安定した蛍石分離性能のための黄金律です。

2 完全蛍石選鉱フローシートの内訳

標準的な全工程蛍石濃縮プラントは、以下の4つの連続した主要セクションで構成されます：破砕・篩分け → 粉砕・分級 → 浮選分離 → 濃縮・脱水・乾燥。その中でも、浮選は高純度酸グレードおよびセラミックグレード蛍石濃縮物を製造するための主要なコア技術です。

2.1 前処理セクション：破砕・篩分け

ROM蛍石鉱石は塊状で搬入され、粉砕に適した供給粒度にするために段階的なサイズ削減が必要です。成熟した工業構成では、二段破砕 + 閉回路篩分け回路を採用しています：

一次破砕（顎砕機）

塊状のROM鉱石を200～300 mm以下の粒度に削減。
二次破砕（円錐砕石機/衝撃砕石機）

粗い破片を50～70 mmにさらに破砕。
振動閉回路篩分け

振動スクリーンで破砕された材料を分級します。適格な微細画分は粉砕に進み、過剰な粗粒子は二次破砕機に戻されて再破砕されます。

このセクションは、後続の粉砕効率を安定させ、過剰なスライム生成を回避するために、均一な粒度の供給を提供します。

2.2 主要分離セクション：粉砕、分級、浮選

2.2.1 粉砕・閉回路分級

破砕された供給は、効率的な浮選分離を可能にするために、完全な鉱物解放度（通常 -0.074 mm / -200 メッシュ）まで粉砕されます：

粉砕ユニット：ボールミルまたはロッドミルが衝撃力と摩耗力を加えて鉱石粒子を微粉砕します。
分級ユニット：スパイラル分級機またはハイドロサイクロンがミル排鉱を2つの流れに分離します：浮選用のオーバーフロー微細解放パルプ、再粉砕のためにミルに戻されるアンダーフロー粗未解放サンド。

閉回路分級は、解放度をバランスさせ、浮選選択性と回収率を低下させる過剰なスライム生成を回避します。

2.2.2 浮選分離（コア選鉱ユニット操作）

浮選は、鉱物表面の物理化学的特性の差異を利用します。目的の蛍石粒子は、浮選試薬によって選択的に疎水化され、空気泡に付着して浮上し、分離のために泡層に達します。パルプと試薬の正確な制御が、濃縮物の品位と回収率を決定します。

ステップ1 パルプ調整と試薬添加

粉砕されたパルプは調整タンクに移され、パルプ密度を調整し、固定された順序で段階的に浮選試薬を添加します：

抑制剤（コア技術剤）
- ケイ酸ナトリウム（水ガラス）：ケイ酸塩脈石（石英）の標準的な抑制剤。石英表面に親水性膜を形成して浮選を抑制します。
- 複合有機抑制剤（ケブラコエキス、タンニン酸、リグノスルホン酸塩）：方解石/ドロマイト含有鉱石に必須。これらの試薬は炭酸カルシウム表面に選択的に吸着し、蛍石の疎水性を維持しながら方解石の浮選をブロックします。蛍石と方解石の分離は、同一のCa²⁺表面活性サイトのため、世界的に古典的な鉱物処理の課題であり続けています。
捕集剤

蛍石粒子の表面を疎水化し、泡の付着を促進します。
- 従来の試薬：オレイン酸、酸化パラフィン石鹸。低コストだが、低温パルプ条件下での溶解性が低く、選択性も中程度。
- 現代の工業用代替品：新しい濃縮プラントで広く採用されている、低温適応性と分離精度に優れた高効率複合脂肪酸捕集剤。
pH調整剤

ソーダ灰（炭酸ナトリウム）は、弱アルカリ性パルプ（pH 8～10）を維持するための普遍的な調整剤であり、抑制剤と捕集剤の性能を最大化するための最適な範囲です。

ステップ2 多段浮選回路操作

調整されたパルプは、粗選、精選、掃気セルを含む段階的な浮選回路に入ります：

粗選浮選

高濃度の捕集剤と中程度の抑制剤添加により、粗濃縮物を生成するために、容易に浮上する脈石とともに塊状の蛍石を浮上させます。主な目標は、全体の蛍石回収率を最大化することです。
多段精選浮選（標準で3～7段階）

粗濃縮物は、夾雑脈石不純物を除去するために、低用量の抑制剤を段階的に追加して繰り返し再浮選されます。精選段階が多いほど、CaF₂濃縮物の品位は高くなりますが、単一段の回収率はわずかに低下します。
掃気浮選（1～2段階）

粗選尾鉱は掃気セルに入り、残存する未解放の蛍石を回収し、最終尾鉱のCaF₂損失を低減し、全回路回収率を向上させます。

2.3 最終製品処理セクション：濃縮、ろ過、乾燥

浮選濃縮物は高湿度のスラリーとして排出され、保管および輸送のために段階的な脱水が必要です：

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