プロジェクト事例：南米における日処理能力1,000トンの金CIL処理プラントの納入
南米のアンデス山脈には、地球上で最も豊富な金鉱床が存在する一方で、冶金学的に最も複雑な鉱床も含まれています。これらの高地で操業する鉱山会社は、難処理鉱石、深刻な物流のボトルネック、そして世界でも最も厳しい環境規制やシアン化物取り扱い規制など、絶え間ない課題に直面しています。
2022年、ある老舗鉱業グループが、この地域にある歴史あるものの、業績不振に陥っていた資産を買収しました。前運営会社は、従来の重力選鉱および槽浸出プラントによる金回収率がわずか45%という惨憺たる結果に留まっていたため、この鉱山を放棄していました。 新たな所有者は、OreSolutionに対し、大規模なEPC（設計・調達・建設）契約を委託しました。その内容は、可溶性銅による深刻な汚染を受けた鉱石にもかかわらず、回収率90％の壁を突破できる、近代的な日産1,000トン（TPD）の金CIL（カーボン・イン・リーチ）プラントの設計、製造、および試運転を行うというものでした。
この包括的なケーススタディでは、OreSolutionが、複雑な銅-シアン化物化学反応や高地での建設という課題を乗り越え、極めて収益性の高いターンキー方式の金CIL生産ラインを実現するために、いかに冶金プロセスの転換を成し遂げたかを詳しく解説しています。
のハイライトOreSolutionは、カスタマイズされた浸出前洗浄回路を設計し、高度なZadra溶出システムを導入することで、プラント全体の金回収率を45%から92.8%へと持続的に向上させました。 1日あたり1,000トンを平均原鉱品位3.2 g/tで処理することで、この技術的アップグレードにより、毎月1,500オンス以上の追加の金が生産され、操業開始から11ヶ月以内にEPCの設備投資全額を回収しました。
フェーズ1：冶金診断（実験室試験）
OreSolutionのすべてのEPCプロジェクトの基盤は、実証データにあります。設計図を1枚も描く前に、当社は代表的なボーリングコア2トンを当社の冶金研究所へ搬送しました。この診断により、以前の運営者が失敗した正確な原因が明らかになりました。
| 鉱石特性 | 実験室パラメータ | 技術的影響と課題 |
|---|---|---|
| 原鉱品位 | 3.2 g/t Au、15 g/t Ag | 回収率が85%を超えれば、非常に収益性が高い。 |
| 粉砕性 | 結合作業指数（BWI）＝18.5 kWh/t | 極めて硬い岩石。標準的なボールミルでは詰まってしまう。頑丈な2段式破砕・粉砕回路が必要。 |
| 「キラー」不純物 | 可溶性銅（0.4% Cu） | シアン化物消費要因。金が溶解する前に銅がシアン化液に溶け出し、試薬コストを急騰させ、金から浸出用化学薬品を奪っていた。 |
| 前処理を阻害する炭素 | 中程度の活性を持つ黒鉛質炭素 | 即時の吸着が求められた。天然の炭素に勝るよう、CIP（パルプ内炭素）ではなくCIL（浸出液内炭素）の採用を決定した。 |
フェーズ2：フローシート設計 - 銅による悪影響の克服
実験データをもとに、当社のエンジニアリングチームは、高銅含有量および硬岩という課題を解消するために特注のフローシートを設計しました。
1. 破砕・粉砕戦略
BWI（硬度）が高いため、一次ジョークラッシャーと2基のコーンクラッシャーを用いた堅牢な3段破砕回路を設計し、鉱石を均一な-12mmまで破砕した。
粉砕回路では、ハイドロサイクロンと閉回路で稼働する大型の一次ボールミルを採用しました。石英マトリックスから微細な金を完全に遊離させるため、P80 = 74ミクロン（200メッシュ）という極めて厳密な粉砕粒度を目標としました。
2. 浸出前銅洗浄（ゲームチェンジャー）
シアン化銅の消費量問題を解決するため、OreSolutionはシアン化処理の前に弱酸洗浄および濃縮工程を導入しました。スラリーは高効率センタードライブ濃縮機へ送られ、そこで可溶性銅がオーバーフロー水として洗い出され（別途回収されました）。 濃縮された清浄なアンダーフロー（固形分45%）は、その後CILタンクへ送られ、これによりシアン化物消費量を即座に60%削減しました。
3. CIL（カーボン・イン・リーチ）タンクのカスケード
プラントの中核を成すのは、8基の巨大な機械撹拌式浸出タンクであった。最初の2基のタンクには、単なる圧縮空気ではなく高純度酸素を注入した。これにより浸出反応が加速され、必要な滞留時間は36時間から24時間に短縮された。
活性化したココナッツ殻炭をタンク8からタンク1へと向流で送り込み、スポンジのように作用させて溶解した金を瞬時に吸着させ、鉱石が本来持つ「プレグ奪取」特性を効果的に打ち消しました。
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第3段階：脱着、電解精錬および製錬
タンク1内の活性炭が金で完全に飽和状態（約3,500 g/t Au）に達すると、活性炭は取り出され、ゴールドルームへ送られました。
OreSolution社は、高温高圧のZadra溶出システムを製造・設置しました。150°C、0.5 MPaの条件下で、高温の苛性シアン化物溶液がわずか14時間でカーボンから金を溶出させました。 金含有溶液は電解精錬セルに流れ込み、そこで直流電流によって金鋼綿陰極上に金が析出されました。得られた「金泥」は酸洗浄、乾燥を経て、高周波誘導炉で溶融され、純度85%以上のドーレ金地金が現場で直接鋳造されました。
フェーズ4：エコマイニングとシアン化物の無害化
南米の環境規制では、シアン化物の排出に関して厳格な「無害化」方針が義務付けられている。最終CILタンクから排出されるスラリーは、単に尾鉱ダムに投棄することはできなかった。
そこで、当社は自動化されたINCO製SO2/空気脱毒回路を設計しました。尾鉱スラリーにメタ重亜硫酸ナトリウム（SMBS）と硫酸銅を添加することで、毒性の極めて高い遊離シアン化物およびWAD（弱酸解離性）シアン化物を、無害なシアネートへと急速に酸化させました。 その後、無害化されたスラリーはプレート・アンド・フレーム式フィルタープレスに送られ、安全に乾式積み上げ処分できる乾燥した積み上げ可能なフィルターケーキが生成されました。
フェーズ5：物流、建設、試運転
海抜 3,500 メートルでの 1,000 TPD EPC プロジェクトの実施には、軍事レベルのロジスティクスが必要となります。
| プロジェクトのフェーズ | 期間 | 達成されたマイルストーン |
|---|---|---|
| 製造・輸送 | 第1～5ヶ月 | OreSolutionの工場で80個以上の輸送用コンテナが製造され、曲がりくねった山道を登り、高地にある現場へと運ばれました。 |
| 土木・機械据付 | 6～10ヶ月 | タンク基礎のための大規模なコンクリート打設。CILタンクは現場で溶接。ボールミルを位置合わせし、固定。 |
| 配管、電気、PLC | 11～12ヶ月 | 5kmを超えるスラリー配管の設置。自動集中制御のためのSCADA（監視制御・データ収集）システムの全配線完了。 |
| 試運転および初金生産 | 13ヶ月目 | 水通しの実施、試薬の較正、そして待望の初回のドレ金塊の鋳造。 |
FAQ：将来の金鉱山EPC投資家への教訓
A: 分析の結果、鉱石中に「プレグ・ロビング（金奪取）」を引き起こす黒鉛質炭素が含まれていることが判明しました。CIPでは、まず浸出が行われ、その後で炭素による吸着が行われます。この時間差の間に、天然の炭素が溶出した金を奪ってしまうのです。CIL（Carbon-in-Leach）では、シアン化物と同時に活性炭を添加します。市販の活性炭が天然の炭素よりも優位に立ち、金が確実に回収されるようにします。
A: 標高3,500メートルでは、空気は希薄です。シアン化処理（エルスナーの式）では、金を溶解させるために溶存酸素が厳密に必要とされます。 標準的な空気圧縮機では十分な酸素を供給できず、浸出プロセスが停滞してしまいます。OreSolutionは専用のPSA（圧力スイング吸着）酸素発生装置を統合し、純度90%以上の酸素をCILタンクに直接注入することで、標高にかかわらず強力な浸出反応を確実に実現しています。
A: Zadraシステムで金が抽出された後、「無活性」となった活性炭の微細な細孔は、カルシウムや有機油で詰まってしまいます。そこで当社は活性炭再生炉を設置しました。活性炭は酸洗浄によりカルシウムを除去した後、700°Cで焼成して有機物を燃焼させ、元の活性の95%を回復させてからタンク8へ再循環させます。適切な再生処理により、大幅な運用コスト（OPEX）の削減が可能となります。
結論：過酷な環境下でのターンキー成功
この日産1,000トンの金CILプラントの納入および試運転の成功は、真のEPCパートナーシップがもたらす計り知れない価値を浮き彫りにしています。OreSolutionは、実験段階の早い段階で銅およびプレグの浸出リスクを特定し、的を絞った機械的・化学的ソリューションを設計することで、かつて失敗し放棄されていた鉱山を、この地域で最高水準の生産性を誇る金鉱山資産へと変貌させました。
OreSolutionでは、お客様の回収率に対して最終的な責任を負います。初期の破砕回路から最終的なシアン化物脱毒フィルタープレスに至るまで、当社の設計・製造・建設の統合チームが、プロジェクトを期日通り、予算内、かつ所定の品位で確実に納入します。
新規の金鉱山開発プロジェクトを進めているか、あるいは既存プラントでの回収率の低さに悩まされていませんか？今すぐOreSolutionにご連絡ください。鉱石の鉱物組成についてご相談いただき、当社のターンキーEPCサービスがどのように貴社の金生産量を保証できるかをご確認ください。