紫色の新星！フアテ・マグネト・パワーが蛍石選別工業生産ラインの高品質開発を後押し

【華特鉱業百科事典】紫​​の新星！華特磁力で蛍石選別工業生産ラインの高品質開発を加速

蛍石（フローライトとも呼ばれる）は、イットリウムを豊富に含むイットリウム蛍石です。結晶は立方体、正八面体、まれに菱形十二面体など様々な形をとります。自然界に広く分布する鉱物で、摩擦、加熱、紫外線照射などを受けると発光するものもあります。脆く柔らかいため、宝石としてはあまり用いられません。工業分野では、フッ素やフッ化水素酸などの様々な化合物の抽出・製造における主要な原料として利用されており、鮮やかな色彩と美しい結晶形を持つ蛍石は、コレクション、装飾、彫刻などに用いられます。

鉱石の特性と鉱物構造

蛍石は、フッ素48.67%、カルシウム51.33%、およびまれに希少元素を含むCaF2で構成されています。石英、方解石、重晶石、金属硫化物と共生することが多く、粒状または塊状の集合体として産出し、色は黄色や緑色、青色、紫色など様々で、無色であることはまれです。ガラス光沢があり、硬度は4、密度は3.18g/cm3で、加熱すると紫外線を照射すると蛍光を発します。蛍石は水に不溶で、硫酸、リン酸、熱塩酸、ホウ酸、次亜塩素酸に可溶で、水酸化カリウムや水酸化ナトリウムなどの強塩基とわずかに反応し、融点は1360℃です。

応用分野と技術指標

蛍石はハロゲン元素であるフッ素を含み、フッ素化合物の製造における主要な原料です。また、融点が低いため、製鉄、非鉄金属精錬、セメント、ガラス、セラミックスなど幅広い分野で利用されています。光学用蛍石と工芸用蛍石があります。

表1 蛍石の主な用途

技術指標の要件

冶金業界の基準では、蛍石製品は蛍石精鉱（FC）、蛍石塊（FL）、蛍石微粉（FF）の3種類に分類される。

表2 蛍石精鉱の化学組成

加工技術

選鉱と精製

蛍石と共生する鉱物としては、石英、方解石、灰重石、燐灰石、錫石、鉄マンガン鉱、黄鉄鉱、閃亜鉛鉱、ラピスラズリ、白雲母、方鉛鉱、黄銅鉱、菱マンガン鉱、ドロマイト、カリ長石、スピネル、重晶石などが挙げられる。蛍石中の共生鉱物の性質の違いに応じて、浮選、磁気分離、重力分離などの選鉱法によって分離・精製が行われる。

①浮選

浮選は蛍石選鉱において最も重要な方法です。一般的な工程は、粉砕後に脂肪酸を回収し、複数の選別工程を経て良質な蛍石精鉱を選別することです。また、随伴する硫化鉱物については、黄鉄鉱を選別し、随伴する重晶石、方解石、白雲母などを抑制剤で分離します。

②再選 – 株式公開

鉱石の品位が低い場合や、粗粒の結合体が多く含まれている場合は、重力選鉱と浮選を組み合わせたプロセスが一般的に用いられる。

③磁気分離－浮選

鉱石中に磁性鉄や酸化鉄が多く含まれている場合は、ドラム磁気分離機を使用して強磁性鉄を分離するか、垂直リング磁気分離機を使用して弱磁性酸化鉄を除去してから浮選工程を経ることができます。元の鉱石中の鉄鉱物が少ない場合でも、浮選蛍石精鉱の鉄含有量が基準値を超える場合は、垂直リング磁気分離機または電磁スラリー高勾配磁気分離機を使用して、強磁気分離により蛍石精鉱中の酸化鉄鉱物を除去し、精鉱の品質を向上させることができます。

油水複合冷却垂直リング高勾配磁気分離器

低温超伝導磁気分離器

ドラム式磁気分離器

フッ化水素酸の調製

フッ化水素酸は主要な化学製品です。フッ化水素酸は、いわゆる硫酸法と呼ばれる方法で、蛍石を硫酸で分解することによって得られます。非常に腐食性が高く、用途も多岐にわたります。金属鋳造における砂の除去、黒鉛灰の除去、金属洗浄、半導体製造、セラミック加工、ガラスのエッチング、石油触媒などによく用いられます。

蛍石鉱石除去試験

バヤンオボの希土類鉱滓の浮選によって得られた蛍石粗精鉱のCaF2含有量はわずか86.17%であり、これは良質な精鉱製品の要件とは大きく異なります。蛍石の他に、この粗精鉱には希土類元素や赤鉄鉱、褐鉄鉱、方解石、燐灰石、ナトリウム輝石、角閃石、黒雲母などの鉱物も含まれています。蛍石浮選で使用される脂肪酸石鹸捕集剤は、鉄含有鉱物に対して一定の捕集効果があります。これらの不純物鉱物のうち、赤鉄鉱、褐鉄鉱、ナトリウム輝石、角閃石、黒雲母はすべて弱磁性であり、強磁気分離によって除去することで蛍石精鉱の品質を向上させることができます。

粒度93.50%の-200メッシュ蛍石粗精鉱を、垂直リング＋電磁スラリー高勾配磁気分離器と垂直リング＋超伝導磁気分離器という2つの高強度磁気分離プロセスによる不純物除去と精製の比較試験に供した。

強磁性不純物除去の比較試験では、比較的高い比磁化率を持つ赤鉄鉱、褐鉄鉱、黒雲母などの鉱物は、垂直リングの強磁性分離によって効果的に除去でき、蛍石精鉱のCaF2品位は86.17%から向上することがわかった。次に、弱い磁性を持つ鉄含有鉱物を電磁スラリーおよび超伝導磁気分離器で除去したところ、蛍石精鉱のCaF2品位はそれぞれ93.84%と95.63%に向上し、いずれもFC-93およびFC-95の品質基準に達した。垂直リングおよび電磁スラリー高勾配磁気分離器と低温超伝導磁気分離器の選鉱効果はより顕著であり、これらの鉱物の強磁性不純物除去および精製のための信頼できる技術的基盤を提供することができる。

アプリケーション

垂直リング型高勾配磁気分離器は、内モンゴルにおける希土類元素の磁気分離プロジェクトで使用されている。

本プロジェクトでは、1.7Tの垂直リング型高勾配磁気分離器2基と5.0Tの低温超伝導磁気分離器1基を採用しており、蛍石精鉱の品位を効果的に向上させ、希土類元素の回収率を高め、生産量と効率を向上させることができる。

四川省における希土類選鉱のための強力磁気分離プロジェクトでは、希土類の分離・回収に1.4トンの垂直リング型高勾配磁気分離装置を8基使用しており、良好な効果が得られている。