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Summary: 鉱物処理における重力分离の完全ガイド。振せん台、ジグ、スパイラルなどを含む多段阶物理鉱物処理配置について学びましょう。

重力分离法とは何ですか？

有効粒子サイズ范囲の境界

• 粗鉱 25尘尘（ヘビーミディアム分离、大型ジグ）
• 中程度の鉱石: 2–25 mm (conventional jig, spiral chute)
• 良质鉱石： 0.1–2 mm (shaking table, spiral concentrator)
• Slime: 0.1 mm未満（分離効率が低い、通常は遠心重力濃縮機と併用される）

効果的な分离のための重要な条件

重力分离が経済的かつ技术的に実行可能であるためには、次の条件を満たしている必要があります：

完全な3段阶重力分离プロセス

完全な重力分离プロセスは通常、3つの主要な段阶から构成されています： 準备, 选鉱（分离）和 製品処理.

準备段階

準备段階の目的は、分離プロセスの効率を最大化するために鉱石を調整することです。主要なステップは以下の通りです：

• 粉砕と挽き廻し 粒度の缩小は、価値のある鉱物を不纯物から解放するために不可欠です。最适な粉砕サイズは、鉱石の特性および目的とする鉱物の粒径に依存します。
• 洗浄とスリム化： 粘土やコロイド状物質を多く含む鉱石については、これらの微細な不純物を除去するために洗浄が行われます。これにより、分離工程の妨げとなることを防ぎます。これは、多くの場合、スクラバーやロッグ washers で行われます。
• スクリーニングおよび分类： 砕かれた鉱石は、ふるいや水力分类によって异なるサイズの范囲（例：粗粒、中粒、细粒）に分离されます。これにより、それぞれの特定のサイズ范囲に最适化された异なる设备や操作条件の使用が可能になります。

2. 品質改善段階

これは、贵重な鉱物ととんぼ玉を実际に分离するコア段阶です。鉱石は、じぐ、振动テーブル、スパイラル、远心浓缩机などの重力分离ユニットを1つ以上通过します。

一般的な设定：

• シンプルな回路： 粗くて简単に分离できる鉱石の场合は、重力装置（例えばジャイグ）を一度通すだけで十分なことがあります。
• 复雑な回路： For ores with unevenly disseminated valuable minerals, a multi-stage “stage separation” process is often used. This involves:
  • Roughing: 尾山の大部分を取り除くための最初の通过。
  • Cleaning: 粗别段阶の浓缩物をアップグレードするための二次通过。
  • Scavenging: 粗选后の尾鉱から残存する贵重な鉱物を回収するための叁次选鉱。

3. 濃縮?尾鉱後処理段階

この段阶は、最终製品（浓缩物および尾鉱）の取り扱いに関係します。

重力浓缩脱水
粗粒/中粒浓缩物は鉱山斜面の自然浸透排水だけで済みますが、微细マイクロ浓缩物にはフィルタープレスによる脱水が必要です。パッケージされた溶铣の纳入には乾燥设备が必要です。

廃矿処理
粗の尾鉱はトラックで直接运搬されて採掘の埋戻しに使用されます；细の尾鉱は尾鉱池に汲み上げるか、乾式积み出しシステムで処理されて环境规制に适合させます。

重力分离方法の种类

媒介の运动形态と操业目的に基づき、重力分离法は分类、重媒介分离、ジギング、振动テーブル、スパイラル、远心分离、気体分离、洗浄などいくつかのカテゴリーに分类できる。これらの中で、重媒介分离、ジギング、振动テーブル、スパイラルは、产业用鉱物処理において最も広く使用されている四つの技术である。

重中密分离（贬惭厂）／密度媒介分离（顿惭厂）

重中分离は、分离される二つの鉱物の密度の间にある密度の流体媒体を用いた静的分离方法です。

プロセス： 原鉱石は浓厚な流体悬浊液（通常、水に细かいフェロシリコンや磁鉄鉱を混ぜたもの）に浸されます。軽い不纯物の岩石は表面に浮かび上がり、重い価値のある鉱物は底に沉みます。

最适な用途： 粗粒粒子の事前浓缩（石炭洗浄、ダイヤモンド回収、およびコストのかかる粉砕回路の前に廃石を除去して颁补辫贰虫を节约）

2. ジグ濃度（ジギング）

ジギングは、垂直な脉动する流动层の中で异なる比重を持つ鉱物を分离するダイナミックなプロセスです。

プロセス： 鉱石は穴あきのスクリーンの上に置かれ、仕掛けが水を縦に上下にパルスさせる。上向きの水のストロークは粒子层を拡大（层别化）し、下向きのストロークは粒子を沉殿させる。重い粒子は速く沉殿し、底层に堆积し、軽い粒子は上部に留まり流されてしまう。

最适な用途： 粗粒から中粒の材料（10 mmから0.5 mmまで）は、一般的に鉄鉱石、マンガン、重晶石、タングステン濃縮に使用されます。

3. 振動台濃縮

振动台（またはウィルフリー台）は、倾斜したリブ付きのデッキを持ち、非対称に横方向に振动するフィルムサイズの浓缩装置です。

プロセス： 倾斜したテーブルの表面を薄い水の膜が流れながら、デッキは前后に揺れます。高比重の粒子は沟（ライフル）に沉殿し、揺れの动きによって水平方向に运ばれ、浓缩槽へと送られます。軽い脉石（ガングー）粒子は水膜に漂ったまま残り、下端を通って尾かなとして洗い流されます。

最适な用途： 细粒材料（0.5尘尘から0.037尘尘まで）。非常に高い浓缩比を実现し、手工芸および大规模金採掘の両方で最终浓缩物を生产するための普遍的な标準となっています。

4. スパイラル濃縮

スパイラルコンセントレーターは、远心力と重力を利用した垂直のヘリカルスルースチャネルを备えた连続式の装置です。

プロセス： スラリーはらせんの上部に供给されます。循环运动の中で下方へ流れると、摩擦力と抵抗力によってより重い粒子はらせんの低速内侧チャネルに向かって移动します。軽い粒子は远心力によって外侧の縁に飞ばされます。底部の调整可能なスプリッターが流れを浓缩物、中间物、尾鉱に分割します。

最适な用途： 微細な鉱石（2mmから0.074mmまで）で、大量の処理能力が必要なもの。例としては、 石英砂の精製、クロマイト鉱、ジルコン、および鉄鉱の細粒など。

完全重力分离装置の比较

重力分离性能に影响を与える主要な要因

叁つの核心决定要因カテゴリー：鉱石鉱物の性质、分离媒材、设备モデルと操作パラメータ。

鉱石の特性（主要要因）

• 価値ある鉱物と脉石の密度差：差が大きいほど层别化が良くなり、回収率が高くなる。
• 2. 酸化鉄粒子の粒径分布：均一な分類給料は粗粒?細粒の干渉を防ぐ；粉砕しすぎたスライムは金属損失を引き起こす。
• 3. 粘土および泥分：過剰なスライムは中程度の粘度を増加させ、密度層化を弱めるため、事前に泥除去を行う必要があります。
• 4. 鉱物分散形態：粗大なモノマー分散鉱物は、細かい集合鉱に比べてはるかに優れた比重効果を得る。

分离媒介の性能

媒质（通常は水）は、システムの有効密度に影响します。水が标準ですが、媒质の密度は変更することができます。

• 空気（乾式分离） 中程度の密度が低いため最も効率が悪い。乾燥地域や特定の鉱石に使用される。
• Water: 标準の媒体；効率的で安価です。
• 重液体／悬浊液（贬惭厂）： 最も効率的ですが、高価であり、试薬の取り扱いに注意が必要です。

设备の种类と运転条件

各设备には、粒子のサイズ、容量、供给密度の最适な动作范囲があります。制御すべき重要な要素は次のとおりです：

• 给仕速度： 高すぎると过负荷や分离の丧失を引き起こす可能性があります。低すぎると机器の効率が低下します。
• 固形物の密度: Affects the viscosity of the pulp; must be maintained within the equipment’s optimal range.
• 水の流量（スパイラル、テーブル用） 流动化作用と粒子の阶层化を正しく行うために重要です。
• 振动周波数と振幅（ジグ用） 粒子の沉殿や层化の仕方に影响します。
• 远心力（浓缩器用） Determines the “effective gravity” and the recovery of fine particles.

鉱石タイプ别の実用例

典型的な鉱石と产业での重力分离の用途

贵金属鉱石（砂金および脉金）

天然金は石英鉱石と比べて極端に密度が異なる。ジグ＋遠心濃縮器＋電子スライド式選鉱盤の組み合わせ流れは、粗粒の遊離金の回収率を93%以上にし、アフリカや東南アジアの placer（金砂）金鉱で広く用いられている。脈鉱金については、重力プリコンセンテレーションにより、シアン化処理や浮選前の粉砕負荷を軽減することができる。

2. タングステンおよびスズ鉱脈鉱石

ボルフラム石とスズ石は、代表的な高比重酸化物鉱物です。多段階ジグ粗選と振動板洗浄は、福建、江西、中国および東南アジアの tin 採鉱の tungsten-tin 分離の標準的な主流プロセスです。

3. 鉄性および弱磁性鉱石

磁鉄鉱、褐鉄鉱、クロム鉱石は、磁気分离の指標が良くない場合、ジグ及びスパイラル重力选别を採用します。重曹選別は、塊鉄鉱の浪費岩石を事前に除外します。

4. ビーチ＆リバーのヘビー鉱物砂

ジルコン、ルチル、モナザイトの鉱床砂は、らせん型チューブによる粗选と振盪テーブルの重力洗浄を使用して、価値のある希少な重鉱物を石英砂から分离します。

5. 石炭洗浄産業

重中间セパレーターとジグ机械は、主要な炭素精製装置であり、密度の差によって无烟炭を砾岩から分离します。

6. 建設廃材および鉱山の排溜り（二次回収）

重力分离は、解体廃弃物や旧鉱山の尾鉱から残留した重金属の凝集块を回収し、循环型鉱物资源利用を実现します。

リアル?グローバル?重力分离鉱山プロジェクト事例

ケース1：東アフリカ 500トン/日 プレーサーゴールド重力選鉱プラント

• 翱谤别の特徴： Coarse native gold 0.1–1 mm, low clay content, local water shortage
• プロセスフロー： 二段階ジグ粗加工 + 远心浓缩机 + 振動 table 最終洗浄 + 循環水システム
• 操作インデックス： 金回収率 93.38%、最終濃縮物の金品位 85%、水リサイクル率 86%、従来工程に比べて水使用量を40％削減

ケース2：2000トン/日のウルフラマイト脉鉱重力プラント

• 翱谤别の特徴： 长石-石英脉タイプ、不均一に散在するテンツワイト
• プロセスフロー： ステージグラインダー + マルチジグ粗削り + マルチグループ振動テーブル洗浄
• 操作インデックス： タングステン浓度66％、総タングステン回収率82％、粗粉砕段阶で不要な尾鉱65％を捨てて、粉砕エネルギーを节约。

ケース 3：1200 TPH ビーチ重 minerais砂分離ライン

• 翱谤别の特徴： 混合したジルコン、ルチル、石英砂
• プロセスフロー： らせん浓缩机のバルク粗选と振动式选鉱盘による高纯度洗浄
• 操作インデックス： 重鉱物総回収率88%、化学薬品の消费ゼロ、低い日々の运営コスト

プラント设计のベストプラクティス

重力分离は、现代の鉱物処理において基本的で非常に効果的な技术です。その强みは、その単纯さ、低い运転コスト、环境适合性にあります。ただし、成功するためには、适切な设备を适切な鉱石の种类や粒径に适用することが重要です。

植物设计者、エンジニア、运転者にとって、以下の原则は不可欠です：

1. 详细な鉱石の特性评価は譲れない条件です。 鉱物学、解放サイズ、密度の违いをテストする。
2. 2. 粒子サイズに合わせて机器を選択する 粗い材料にはジグを、 中程度の材料にはスパイラルを、 細かい材料にはテーブルを使用してください。 細かい遊離金には远心浓缩机を使用してください。
3. 3. ステージ分離を検討する: 鉱物が不均一に分散している鉱石の场合、多段阶の回路の方が一度で処理するよりもはるかに効果的です。
4. 4. 操作変数の制御： 送り速度、水流、および中密度は、慎重に监视し、制御する必要があります。
5. 5. アドレススライム： 微细スライム（0.1尘尘未満）は重力分离にとって有害です。脱泡洗浄により除去し、必要に応じて他の方法（例：フローテーション）で処理すべきです。

重力分离に関するよくある质问

重力分离は超微细スライムの処理に使用できますか？

A: 従来の重力机器（ジグやスパイラル）は、74マイクロン（200メッシュ）以下では効率が低下します。これは、水の表面抵抗力が重力を上回るためです。しかし、高度な遠心重力濃縮機はスラリーを高速で回転させ、60G以上の力を生み出すことができるため、重い鉱物を最大10マイクロンまで効率的に回収することが可能です。

重力分离は浮选を完全に置き换えることができますか？

A：濃度基準が十分に高い場合に限ります。顕微鏡レベルで価値ある鉱物が脈礦と密接に結合している複雑で微細に分散した硫化物鉱石の場合、浮選は依然として不可欠です。ただし、現代のプラントではハイブリッド回路を頻繁に使用しています。最初に重力选别で粗鉱物を早期に回収し、その後に浮選で超微細な残留物を回収します。

重力分离の効率に影响を与える主な要因は何ですか？

础：重力分离の効率は、3つの重要なパラメーターに依存します：ターゲット鉱物と脉石（バインダー）の比重差（差が大きいほど分离が容易になります）、给饵粒子の粒度分布（厳密な分类によって重なり合う层化を防止します）、および水流速度やスラリーの浓度制御を含む流体ダイナミクスが、装置の表面上での流れを管理します。

Q: なぜ重力分離は小規模から中規模の環境に優しい鉱山に強く推奨されるのですか？

A：重力分離は純粋に物理的な beneficiation 方法であり、化学薬品を一切必要としません。これにより、高価な化学薬品の投入を完全に排除し、環境への尾鉱汚染を防ぎ、全体の運転コスト（Opex）を削減し、大きな投資回収を迅速に行うことができます。これは粗粒のフリー?ミリング鉱物を即座に捕捉することにより実現します。

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