1トンの金鉱石の中で、金の含有量は往々にして数グラムしかなく、残りはすべて廃石である。この数グラムの金をトンになった石から「選び出す」には、物理的な方法だけでは十分ではなく、化学薬剤の力を借りなければならない。
黄金選鉱では、薬剤たちは分業が明確で、それぞれの役割を担っている。今日はこの「薬剤家族」の重要なメンバーをいくつか見てみましょう。
金鉱石は粉末に磨かれて水に注ぎ、ほとんどの鉱物粒子の表面は親水性である--水の中にいるのが好きで、浮きたくない。
それは金鉱物を含む表面に選択的に吸着し、鉱物粒子の外に疎水性の膜を「包む」。これは金鉱含有物に「水着」を着せて、気泡の上に寄りかかり、水面に浮上したくなるようなものです。
金浮選で最もよく使われる捕捉剤は黄薬(学名キサントゲン酸塩、外観が淡黄色であることから名付けられた)。炭素鎖の長さの違いによって、黄薬は異なる型番に分けられる:短鎖の比較的に温和で、長鎖の捕収能力はより強く、選択しにくい鉱石に対応するのに適している。黒薬他の一般的な捕捉剤であり、黄薬と組み合わせて使用することもあり、単独で使用するよりも効果が高い。
「水着」を着た鉱物粒子が水面に浮くには、輸送手段である気泡も必要だ。
発泡剤の役割は、水の表面張力を低下させ、水に充填された空気が微細な気泡を形成しやすくし、これらの気泡が破裂しにくいようにすることです。よく使われる発泡剤はトール油(2号油とも呼ばれる)、浮選職場でよく見られる。
捕捉剤と発泡剤には「協力」関係もある:両者は鉱物粒子の表面に共同吸着し、鉱物が気泡によりスムーズに付着し、浮上を完了するのを助ける。
捕捉剤と発泡剤が舞台の前の「俳優」であるならば、調整剤は舞台裏の「総調整」である。それは直接金をつかむことには関与しないが、浮選過程全体のために最適な条件を作る責任がある。
調整剤の家族は多く、それぞれが異なる役割を担う:
pH調整剤:スラリーの酸塩基度を調節する。石灰、炭酸ナトリウム、硫酸はすべて常用して、金を選ぶ時最も常用したのは石灰と硫酸です。
かっせいざい:標的鉱物が「押さえつけ」られて浮きにくい場合、活性化剤はそれを「覚醒」させ、捕捉剤との作用能力を高めるのを助けることができる。
よくせいざい:いくつかの鉱物(例えば一緒に上がらせたくない不純物)は浮遊性が良すぎて、抑制剤はそれらを金と一緒に浮上させないように「押す」ことができます。
凝集剤と分散剤:微粒子鉱物は塊になりやすいか、どこにでも漂っているが、凝集剤はそれらの「抱団」の沈降を加速させ、分散剤は逆に散開を助ける。
浮選薬剤のほかに、金選鉱にはもう一つの大きな種類がある。浸出薬剤は、金を鉱石から「溶かす」ために用いられる。伝統的な浸出薬剤はシアン化ナトリウムであり、浸漬金の効果がよく、コストが低いが、それは猛毒化学品に属し、輸送、貯蔵、使用には厳格な規制があり、一旦漏れた結果は深刻である。
近年、環境に配慮した選鉱剤が伝統的なシアン化ナトリウムの代わりになりつつある。このような製品の技術的考え方は:シアノ根を含む無機物の代わりにシアノ基を含む有機物を用い、分子構造設計によりシアノ基を「ロック」し、通常の条件下で遊離した猛毒成分を放出しにくいが、金を浸漬する際に金を効果的に溶解することができる。
環境保護型選鉱剤の核心的な利点は:毒性が大幅に低下し、一般貨物輸送に属する、シアン化ナトリウムの直接代替使用ができ、既存の設備や技術を改造する必要がない、。
一つの薬剤は一つの作用だけではないことが多い。例えば、黒薬は捕収能力と発泡作用があり、水ガラスは脈石鉱物を抑制し、分散作用もある。石灰はpH調整剤であり、黄鉄鉱を抑制することもできる。
薬剤間にも相互制約の関係がある。例えば、硫酸は黄薬を分解する、水ガラスはスラリーの酸塩基度を変える。そのため、薬剤の種類選択、使用量、添加順序、添加位置は、具体的な鉱石の性質に応じて調整する必要があり、これは選鉱技師がよく言う「薬剤制度」である。
鉱山によって鉱石の成分は千差万別で、甲鉱の効果が高い薬剤処方は、乙鉱になると効かなくなる可能性がある。そのため、最適な薬剤案を確定するには、専門的な選鉱試験を通じて模索する必要があることが多い。
選鉱薬剤の核心的な任務は、希少な金を大量の廃石から効率的に分離することである。捕捉剤は金に「水着を着る」ことを担当し、発泡剤は「輸送気泡」の製造を担当し、調整剤は「作業環境」全体の調整を担当し、それぞれの役割を担い、協力して、「点石成金」の任務を共同で達成した。