希土類鉱石の回収を最適化する鉱物処理方法はどれですか？

2025年11月10日

希土類鉱石の回収を最適化するためには、希土類元素（REE）の独自の物理的および化学的特性に対処する特定の鉱物処理法を採用する必要があります。これらのプロセスには、一般に分離を強化し、回収を最大化し、環境への影響を最小限に抑えるための戦略が含まれます。以下に一般的な方法を示します：

1. 粉砕と前濃縮

粉砕および研磨

希土類鉱石は通常、岩に埋め込まれた微細な鉱物として採掘されます。REE鉱物の十分な解放を確保することが重要であり、これらは周囲のマトリックスから物理的に解放される必要があります。

• 最適化:エネルギー効率の良い粉砕システム、例えば高圧粉砕ロール（HPGR）は、エネルギー消費を削減しながら解放効率を向上させることができます。

前濃縮

前濃縮技術（重力選別、磁気選別、またはセンサーによる選別）は、処理の初期段階で廃棄物を減少させ、下流の精製コストを低下させます。

• 関連する方法：
  • 重力選鉱:スパイラル濃縮器のような方法は、粗粒のREE鉱鉱に対して機能します。
  • 磁力選鉱:強磁性を持つREE鉱物、例えばモナジトに対して効果的です。
  • 鉱石選別:鉱鉱センサーを利用して、鉱物豊富な鉱石を廃岩から区別します。

2. 浮遊選鉱

浮遊選鉱は、希土類鉱石の最も重要な選鉱方法の一つです。これは、表面化学の違いを利用してREE鉱物を混じり物から分離します。

• フローテーションの最適化：
  • 選択性：特定の希土類元素鉱物に合わせて設計されたカスタマイズされたコレクターと抑制剤を使用し、正確な分離を確保します。
  • pH調整:REE表面との適切な試薬相互作用を確保するためにpHレベルを調整する。
  • 微細粒子処理：希土類鉱物はしばしば微細な粒子として存在するため、スライムや極度の微細さ（例：分散剤）を管理する方法が重要です。

3. 磁気および静電気分離

希土類鉱物であるモナザイト、バストナサイト、ゼノタイムは、しばしば磁気的または電気的特性を示します。

• 磁気分離:フェロ磁性ランタン系元素（REE）と材料を分離します。高勾配磁気セパレーターは、より細かい材料に効果的です。
• 静電分離：導電性の違いに基づいて粒子を分離するのに効果的です。例えば、バストナサイトは、周囲の鉱石鉱物と比べてその導電性の違いにより分離することができます。

4. リーチングと水冶金

水メタルロジー法は、化学反応を利用して濃縮物や鉱石から希土類元素（REE）を抽出するために重要です。

• 酸浸出強酸（例：硫酸や塩酸）は、鉱物マトリックスから希土類元素（REE）を溶解します。
• アルカリプロセス:代替方法では、選択的溶解のために水酸化ナトリウムを使用します。
• 選択的浸出温度と酸度の最適化は、不純物の溶解を最小限に抑えつつ、希土類元素の選択的回収を確保します。

5. 溶媒抽出またはイオン交換

REEが浸出後に溶液中に溶解すると、分離と精製のために溶媒抽出またはイオン交換法が使用されます。

• 溶媒抽出有機抽出剤（例：トリブチルリン酸エステルまたは有機リン化合物）を使用することで、個々の希土類元素（REE）の選択的な分離が確保されます。
• イオン交換樹脂：希土類元素（REE）の分離に役立ち、特に低濃度の溶液で効果的です。

6. 尾鉱処理

希土類鉱採掘は、しばしば放射性または環境に敏感な物質（例：ウラン、トリウム）を含みます。

• 最適化:尾鉱のリサイクルまたは安全な封じ込めは、環境への害を最小限に抑え、微量な希土類元素を回収します。

7. 新興の方法

生物浸出

微生物を利用してレアアース元素を溶解させるバイオリーチングは、特定の鉱石に対して環境に優しい可能性を提供します。

先進技術

人工知能、機械学習、およびプロセス自動化を利用して、回復を最適化し、非効率を減少させる。

希土類元素の効率的な回収は、しばしば特定の鉱石特性に合わせてこれらの方法の組み合わせを調整し、経済的な実現可能性と環境的な持続可能性のバランスを取ることが必要です。

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