專利名稱：分選采礦材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于分選采礦材料的方法和設(shè)備。本發(fā)明特別地、但決非排他地涉及一種用于為后續(xù)處理而分選采礦材料以從采礦 材料中回收諸如貴重金屬的貴重材料的方法和設(shè)備。本發(fā)明還涉及一種用于從已分選的采礦材料中回收諸如貴重金屬的貴重材料的 方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
采礦材料可以是包含貴重材料的任何采礦材料，貴重材料諸如為貴重金屬，諸如 包括金屬氧化物或金屬硫化物的礦物形式的貴重金屬。貴重材料的其它示例是鹽。術(shù)語“采礦”材料在此處理解為包括(a)原礦材料和(b)在材料已被開采之后并 且在分選之前已經(jīng)過預(yù)破碎或類似的粉碎的原礦材料。本申請人特別關(guān)注的領(lǐng)域是已開采的礦石形式的采礦材料，所述礦石包括諸如黃 銅礦的礦物，所述礦物包含硫化物形式的貴重金屬，諸如銅。本發(fā)明可特別地、但非排他地應(yīng)用于分選低等級采礦材料。術(shù)語“低”等級在此處理解為意指采礦材料中的貴重材料，諸如金屬的經(jīng)濟價值僅 稍大于開采和回收貴重材料并將該貴重材料運輸?shù)较M者的成本。在任意給定的情形中，被認為是“低”等級的精礦將取決于在特定的時間點貴重材 料的經(jīng)濟價值以及回收貴重材料的開采和其它成本。貴重材料的濃度可相對高，而仍被認 為是“低”等級。鐵礦石就是這樣的情形。在硫化銅礦物形式的貴重材料的情形中，目前的“低”等級礦石是礦石中的銅的重 量含量小于1.0%，通常小于0.6%的原礦石。從技術(shù)觀點上看，特別是在需要分選很大量 的礦石，通常至少10000噸/小時的情形中，從貧瘠顆粒中分選具有此低銅含量的礦石是充 滿挑戰(zhàn)性的任務(wù)，并且這里所述貧瘠顆粒表示比包含在經(jīng)濟上可回收的銅的礦石更小的礦 石比例。當在含銅礦石的情形中使用時，術(shù)語“貧瘠”顆粒在此處理解為意指這樣的顆粒， 即所述顆粒沒有銅或具有很小量的在經(jīng)濟上不能從顆粒中回收的銅。當在更通常的意義上在貴重材料的情形中使用時，術(shù)語“貧瘠”顆粒在此處理解為 意指這樣的顆粒，即所述顆粒沒有貴重材料或具有在經(jīng)濟上不能從顆粒中回收的貴重材料的量。本發(fā)明基于以下認識使采礦材料暴露于微波能量并將包含銅礦的顆粒加熱到比 貧瘠顆粒(由于銅礦)更高的溫度并隨后使用暴露于微波能量的顆粒的質(zhì)量平均溫度作為 分析的基礎(chǔ)來對顆粒進行熱分析，這是一種用于從貧瘠顆粒中分選含銅顆粒的有效方法。 在此情形中，含銅顆粒能描述為對微波能量較敏感的顆粒，而貧瘠顆粒能描述為對微波能 量較不敏感的顆粒并且當暴露于微波能量時，貧瘠顆粒將不被加熱到與含銅顆粒相同的程 度。
此外本發(fā)明基于以下認識使用暴露于微波能量的顆粒的質(zhì)量平均溫度作為用 于分選顆粒的基礎(chǔ)，這意味著在含銅顆粒與貧瘠顆粒之間將經(jīng)常具有相對小的溫度差，例 如5-10°C的量級，特別是當對低等級礦石進行處理時。因此，顆粒暴露于微波能量所處的 站與顆粒的熱分析所處的站之間的溫度變化由于顆粒暴露于大氣而能對熱分析的完整性 (integrity)具有顯著的影響。因此，需要控制這些站之間的溫度分布。溫度變化在顆粒的 表面處將是直接明顯的，所以由于暴露于大氣而導(dǎo)致的此溫度變化問題是特別相關(guān)的，并 將對集中在顆粒表面的熱分析具有直接的影響。特別的，本發(fā)明基于本申請人對于含銅礦石的以下發(fā)現(xiàn)(a)由于銅礦對微波能量的高敏感性，所以與包括貧瘠顆粒且對微波能量較不敏 感的其它采礦材料的溫度增加相比，即使采礦材料的顆粒中的銅礦的小含量也能導(dǎo)致顆粒 溫度的可檢測或可測量，盡管小的溫度增加，以及(b)當顆粒在顆粒暴露于微波能量所處的站與顆粒的熱分析所處的站之間移動 時，控制顆粒的溫度是重要的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種分選諸如所開采的礦石的采礦材料以將采礦材料分成至少 兩類的方法，其中至少一類包含對微波能量較敏感的采礦材料的顆粒，而至少另一類包含 對微波能量較不敏感的采礦材料的顆粒，該方法包括以下步驟(a)使采礦材料的顆粒暴露于微波能量并根據(jù)顆粒中的材料的敏感性來加熱所述 顆粒；(b)使用顆粒的溫度作為分析的基礎(chǔ)來對顆粒進行熱分析，以指示顆粒之間的成 分差別；以及(c)基于熱分析的結(jié)果分選顆粒；并且所述方法還包括當顆粒在顆粒暴露于微波能量所處的站與顆粒進行熱分析所處 的站之間移動時，控制顆粒的溫度。通常，溫度控制的目的是將熱損失減到最小或最低限度以控制顆粒在站之間移動 時顆粒的熱損失。溫度控制可包括在顆粒在站之間的移動方向上建立空氣或其它適當氣體或氣體 混合物的流，以充當顆粒與環(huán)境大氣之間的交界面。空氣或其它適當氣體或氣體混合物的流可以達到或接近顆粒在站之間移動的速度?？諝饣蚱渌m當氣體或氣體混合物的流可處在與顆粒的溫度相匹配的溫度。步驟(b)中的熱分析的基礎(chǔ)可在于采礦材料包含具有較高等級的貴重材料諸如 銅的顆粒，當暴露于微波能量時，所述顆粒與較貧瘠的顆粒，即沒有貴重材料或具有在經(jīng)濟 上不可回收的貴重材料含量的顆粒將具有不同的熱響應(yīng)，不同的程度以致于不同的熱響應(yīng) 能用作分選顆粒的基礎(chǔ)。步驟(b)中的熱分析的基礎(chǔ)可在于對微波能量較敏感的采礦材料的顆粒是比對 微波能量較不敏感的采礦材料的剩余物的價值更低的材料，以致于不同的熱響應(yīng)能用作分 選顆粒的基礎(chǔ)。作為此情形的示例是包含不想要的金屬硫化物的煤。金屬硫化物對微波能量比煤更敏感。步驟(b)中的熱分析可例如使用已知的基于紅外探測儀的熱分析系統(tǒng)來執(zhí)行，所 述紅外探測儀能定位成用以觀察分析區(qū)，諸如采礦材料的顆粒所通過的區(qū)域。這些熱分析 系統(tǒng)通常用于諸如監(jiān)控體溫、檢查諸如變電站中的電連接以及監(jiān)測罐和管線的領(lǐng)域中，并 且目前具有足夠的精度來檢測較小的(即< 2V)溫度差。作為示例，在貴重材料是銅并且銅例如包含在礦石的顆粒中的硫化物礦物中的情 形中，通常含銅顆粒將被加熱，而貧瘠顆粒將根本不被加熱或幾乎不被加熱。因此，在此情 形中，分選步驟(C)包括將較熱的顆粒與較冷的顆粒分離。在此情形中，熱分析與直接或間 接地檢測顆粒之間的溫度差有關(guān)。注意的是可具有這樣的情形，即貧瘠顆粒被加熱到比含 銅顆粒更高的溫度，這是因為貧瘠顆粒包含其它敏感材料。熱分析步驟(b)可包括相對于背景表面對顆粒進行熱評估并將背景表面加熱到 與顆粒的溫度不同的溫度以在顆粒與背景表面之間提供熱對比。作為背景，熱分析將包括用熱的方法觀察顆粒，必然地，這將包括使顆粒移動經(jīng)過 某一形式的背景表面，而紅外攝像機或其它熱檢測設(shè)備定位為觀察顆粒和背景表面。因此， 熱圖像將包括背景表面的熱圖像。背景表面可以是傳送帶，顆粒在該傳送帶上傳輸。另一、盡管不是唯一的另外方案在于背景表面是定位在紅外或其它熱檢測設(shè)備 的視線中的表面，該紅外或熱檢測設(shè)備定位在用于顆粒的自由下落區(qū)的相對側(cè)。熱分析步驟(b)可包括通過任意適當?shù)难b置將該背景表面加熱到任意適當?shù)臏?度。在考慮到采礦材料的成分的任意給定情形中，能容易地確定適當?shù)臏囟?。在任意給定的情形中，微波能量的波長或其它特征的選擇將基于促進顆粒的不同 熱響應(yīng)，使得指示不同成分的顆粒的不同溫度能用作用于分選顆粒的基礎(chǔ)。所述方法可包括允許充足的時間用于使通過在步驟(a)中暴露于微波能量而在 顆粒中產(chǎn)生的熱傳遞通過所述顆粒的各處，使得每個顆粒在顆粒表面上的溫度是顆粒的各 處的質(zhì)量平均溫度的量度。因為通過微波能量接觸產(chǎn)生的熱具有充足的時間來加熱每個顆 粒的全部，所以這確保能對顆粒內(nèi)具有銅礦的至少基本所有的顆粒進行檢測。熱傳遞所需的時間量將取決于許多因素，作為示例包括顆粒的成分、顆粒的尺寸 和所涉及的溫度，所涉及的溫度包括區(qū)別較敏感和較不敏感顆粒所需的溫度差，較敏感和 較不敏感的顆粒可等同于貴重的和不貴重的材料的顆粒。例如，在顆粒尺寸的量級為15_30mm的低等級含銅礦石的情形中，所需的時間 量通常為至少5秒、更通常至少10秒，而所需的溫度差通常為至少2°C、并且更通常至少 5-10°C，并且對于較大的顆粒尺寸，通常需要更長的時間段和更大的溫度差。所述方法可包括處理來自分選步驟(C)的分離顆粒以從顆粒中回收貴重材料。注意的是可具有這樣的情形，即所分選的采礦材料全部是“貴重的”。在最廣泛的 意義上，本發(fā)明的方法是基于采礦材料的成分對微波能量的敏感性來分離采礦材料的一種 有效方案。對微波能量的暴露響應(yīng)于材料成分的敏感性而加熱材料?？删哂羞@樣的情形， 即采礦材料具有對微波能量敏感的“貴重”材料和對微波能量不敏感、然而仍是“貴重”材 料的其它材料。上文提及的包含不想要的金屬硫化物的煤是一個示例。金屬硫化物在煤的 可銷售性方面是不想要的，然而當與煤分離時可能是貴重的。
所述方法可包括減小來自分選步驟(C)的包含較高等級的貴重材料的分離顆粒 的尺寸以促進貴重材料從顆粒中的改進的回收。分離顆粒的進一步處理可以是任意適當?shù)牟襟E，僅作為示例，包括堆攤浸出、壓力 氧化浸提和熔煉步驟。所述方法可包括采礦材料在步驟(a)之前的破碎或其它適當?shù)姆鬯?。用于步驟(a)的適當方案的一個示例是使用高壓磨輥。此外所述方法可包括從采礦材料中篩選或以其它方式分離細粒，使得在供應(yīng)到步 驟(a)的采礦材料中沒有細粒。在含銅礦石的情形中，術(shù)語“細?！崩斫鉃橐庵赋叽绮坏?13mm的顆粒。通常，可處理的顆粒尺寸分布是顆粒的主要尺寸在13-100mm的范圍內(nèi)的顆粒的 一種尺寸分布。顆粒尺寸分布可根據(jù)需要進行選擇。選擇顆粒尺寸分布的一個相關(guān)因素可以是顆 粒表面的溫度成為顆粒的質(zhì)量平均溫度的量度所需的時間。另一相關(guān)因素可以是針對特定 的顆粒尺寸分布“調(diào)節(jié)”微波能量特征(即，頻率等)所能達到的程度。當考慮到對較大生 產(chǎn)量的礦石進行礦石分選時，顆粒尺寸分布，特別是分布的下端的問題是特別重要的。術(shù)語“微波能量”在此處理解為意指頻率在0. 3-300GHZ范圍內(nèi)的電磁輻射。步驟(a)可包括使用脈沖或連續(xù)的微波能量來加熱采礦材料。步驟(a)可包括在采礦材料的顆粒中產(chǎn)生微裂。盡管在一些情形中特別期望的是步驟(a)產(chǎn)生采礦材料的顆粒的微裂，但優(yōu)選步 驟(a)不導(dǎo)致顆粒在此時的明顯破裂。步驟(a)可包括任何用于使礦石暴露于微波能量的適當?shù)牟襟E。一個方案是允許礦石沿著傳送槽經(jīng)過微波能量發(fā)生器自由下落，諸如以本申請人 的名義在國際公布W003/102250中描述的。另一、盡管不是唯一的另外方案是使礦石通過材料的水平布置傳送帶或其它適當 移動床上的微波腔。移動床可以是具有微波發(fā)生器的混合移動床，該微波發(fā)生器定位為使礦石暴露于 微波能量，諸如以本申請人的名義在國際公布W006/034553中描述的。術(shù)語“移動混合床”理解為意指這樣的床，即隨著顆粒移動通過微波暴露區(qū)，床混 合礦石顆粒，并由此隨著顆粒移動通過所述區(qū)，改變顆粒相對于其它顆粒和相對于入射微 波能量的位置。分選步驟(c)可以是任何用于基于熱分析的結(jié)果來分選顆粒的適當步驟。例如，步驟(C)可包括使用諸如空氣或水的流體、射流來使顆粒的向下流動的流 偏轉(zhuǎn)。采礦材料可以是礦石的形式，其中貴重材料是礦物化的形式，諸如金屬硫化物或
金屬氧化物。本申請人特別關(guān)注的是其中銅作為硫化物存在的含銅礦石。本申請人同樣關(guān)注的是其中鉬作為硫化物存在的含鉬礦石。本申請人同樣關(guān)注的是其中鎳作為硫化物存在的含鎳礦石。本申請人同樣關(guān)注的是含鈾礦石。
本申請人同樣關(guān)注的是包含鐵礦的礦石，其中鐵礦中的一些具有不成比例地較高 等級的不想要的雜質(zhì)。本申請人同樣關(guān)心的是金剛石礦石，其中礦石具有包含礦物的金剛石和諸如石英 的金剛石貧礦的混合物。根據(jù)本發(fā)明，還提供一種用于分選采礦材料，諸如礦石的設(shè)備，該設(shè)備包括(a)微波處理站，用于使采礦材料的顆粒暴露于微波能量；(b)熱分析站，用于檢測來自該微波處理站的顆粒之間的熱差異，所述熱差異指示 顆粒之間的成分差別，其能用作用于分選顆粒的基礎(chǔ)；以及(c)分選器，用于基于熱分析分選顆粒；以及(d)用于當顆粒在微波處理站與熱分析站之間移動時控制顆粒的溫度的系統(tǒng)。溫度控制系統(tǒng)可包括用于建立空氣或其它適當氣體或氣體混合物的流的組件，該 流沿著顆粒在微波處理站與熱分析站之間的移動路徑以充當顆粒與環(huán)境大氣之間的交界空氣或其它適當氣體或氣體混合物的流可以達到或接近顆粒在站之間移動的速度?？諝饣蚱渌m當氣體或氣體混合物的流可處在與顆粒的溫度相匹配的溫度。溫度控制組件可包括外殼，該外殼用以將在微波處理站與熱分析站之間移動的顆 粒與外殼外部的大氣隔離。溫度控制組件可包括用于在外殼內(nèi)建立溫度分布的裝置，以將來自顆粒的溫度損 失減到最小程度。溫度控制裝置可包括泵，該泵用于使空氣經(jīng)由外殼的上游端處的入口循環(huán)進入外 殼并通過外殼到達外殼的下游端處的出口以及用于使空氣返回到入口。熱分析站可與微波處理站相關(guān)地布置，使得顆粒具有充足的時間用于使通過暴露 于微波處理站中的微波能量而在顆粒中產(chǎn)生的熱傳遞通過所述顆粒的各處，使得每個顆粒 在顆粒表面上的溫度是顆粒的各處的質(zhì)量平均溫度的量度。所述設(shè)備可包括諸如傳送帶的組件，用于將采礦材料的顆粒從微波處理站傳輸?shù)?熱分析站。熱分析站可包括熱探測器，該熱探測器定位為觀察移動經(jīng)過背景表面的顆粒，并 且熱分析站可包括用于將該背景表面加熱到預(yù)定溫度以為顆粒提供適當熱對比的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，還提供一種用于從諸如礦石的采礦材料中回收諸如貴重金屬的貴重 材料的方法，所述方法包括根據(jù)上文所述的方法分選采礦材料以及在此之后對包含貴重材 料的顆粒進行處理并回收貴重材料。


參照附圖通過示例對本發(fā)明進行進一步描述，該附圖是示出根據(jù)本發(fā)明的一種分 選方法的一個實施例的示意圖。
具體實施例方式在一種從作為銅礦諸如黃銅礦的其中存在銅的低等級含銅礦石中回收銅形式的貴重金屬的方法中，對實施例進行描述。通常，礦石包含重量百分比為30-40%的貧瘠顆粒。 此實施例中的方法的目的是將貧瘠顆粒與含銅顆粒分離。然后能根據(jù)需要對含銅顆粒進行 處理以從顆粒中回收銅。在下游回收步驟之前分離含銅顆粒明顯增加了在這些步驟中進行 處理的材料的平均等級。注意的是本發(fā)明不限于這些礦石并且不限于將銅作為待回收的貴重材料。參照附圖，已通過預(yù)破碎機(未示出)破碎成10-25cm的顆粒尺寸的礦石顆粒3 形式的進給材料經(jīng)由輸送機5 (或其它適當?shù)膫魉脱b置)供應(yīng)到微波能量處理站7并移動 經(jīng)過微波能量發(fā)生器9并且暴露于連續(xù)或脈沖的微波形式的微波能量。微波能量取決于顆粒的成分而使顆粒的局部加熱。特別地，取決于顆粒是否包含 對微波能量敏感的銅礦，諸如黃銅礦，顆粒被加熱到不同的程度。如上文指出的，本申請人 已發(fā)現(xiàn)由于高敏感性，具有相對小的銅含量，通常小于重量百分比0. 5%的顆粒通過微波能 量加熱到可檢測或可測量的、盡管小的程度。這是與低等級礦石有關(guān)的明顯發(fā)現(xiàn)，因為這意 味著顆粒中的相對低的銅含量能產(chǎn)生可檢測或可測量的明顯溫度增加。然而，如上文指出 的，本申請人還發(fā)現(xiàn)對于顆粒中產(chǎn)生的熱將在何時變得可通過熱分析進行檢測具有時間效 應(yīng)。此時間效應(yīng)取決于銅礦是在表面上還是在顆粒內(nèi)以及顆粒的尺寸。特別地，本申請人 已發(fā)現(xiàn)對于上述的顆粒尺寸，要實現(xiàn)每個顆粒內(nèi)的熱傳遞，至少5秒、通常至少5-10秒的時 間段是必需的，以使得具有顆粒的明顯均勻的，即平均質(zhì)量溫度(包括在顆粒的表面處)， 因此熱分析提供關(guān)于顆粒的精確信息。換句話說，顆粒的表面溫度是顆粒的質(zhì)量平均溫度。在此實施例中，熱分析的基礎(chǔ)在于包含較高等級的銅礦的顆粒將變得比貧瘠顆粒 更熱。顆粒能作為相對深的床而形成在微波處理站7上游的傳送帶5上。床的深度和傳 送帶的速度以及微波發(fā)生器的功率是相互聯(lián)系的。關(guān)鍵需求是使顆粒能夠充分暴露于微波 能量以將顆粒中的銅礦加熱到所需的程度，從而能用熱的方法將這些顆粒與貧瘠顆粒區(qū)別 開。盡管不總是這樣的情形，但是通常貧瘠顆粒包括這樣的材料，即當暴露于微波能量時， 該材料不比銅礦敏感并且即使被加熱的話，也不被明顯加熱。次要需求是在包含銅的顆粒 內(nèi)產(chǎn)生充分的溫度變化，從而致使顆粒微裂，而不使顆粒在此階段下破裂。在顆粒的下游處 理中，微裂能夠是特別有益的。例如，微裂使浸提液能在下游的浸提處理中更好地進入顆粒 中以從顆粒中移除銅。此外，例如，在任意的下游粉碎步驟中，微裂使顆粒能夠更好地破裂。 重要的一點在于微裂往往出現(xiàn)在銅礦與顆粒中的脈石材料之間的界面處，在此處顆粒內(nèi)的 溫度梯度是最高的。由此，當隨后對礦石進行研磨(這是典型的在下游處理中的情形)時， 考慮到交界面處的微裂，銅礦更容易與脈石分離，從而產(chǎn)生離散的銅礦和脈石顆粒。此優(yōu)選 的釋出對于下游處理是有利的。通過微波處理站7的顆粒從傳送帶5的端部落到較低的傳送帶15上并在此傳送 帶上傳輸通過紅外輻射探測站11，在紅外輻射探測站11處，通過紅外攝像機13 (或其它適 當?shù)臒崽綔y設(shè)備)對顆粒進行觀察并進行熱分析。如上文指出的，顆粒的質(zhì)量平均溫度是 分析的基礎(chǔ)。傳送帶15以比傳送帶5更快的速度運行以使顆粒能沿傳送帶15散開。這在 顆粒的下游處理方面是有益的。站7與11之間的間距基于傳送帶的速度進行選擇以提供充足的時間，通常至少5 秒用于使這些顆粒在每個顆粒內(nèi)均勻加熱。這確保顆粒的外表面是顆粒的平均質(zhì)量溫度的指示。應(yīng)該認識的是，使用暴露于微波能量的顆粒的質(zhì)量平均溫度作為用于分選顆粒的 基礎(chǔ)意味著在含銅顆粒與貧瘠顆粒之間將經(jīng)常具有相對小的例如5-10°C的量級的溫度差， 特別是當對低等級礦石進行處理時，并且因此，微波處理站7與紅外輻射探測站11之間的 溫度變化，例如溫度的損失能對熱分析的完整性具有顯著的影響并因此需要控制這些站之 間的溫度。特別地，期望避免這樣的情形包含可回收量的銅礦的顆粒的質(zhì)量平均溫度下降 到在熱分析中不將這些顆粒識別為貴重材料的程度。就涉及允許至少5秒的時間段用于顆 粒內(nèi)的熱傳遞的方法的此實施例而言，這是特別的情況。在顆粒沿指定路徑移動，而環(huán)境空 氣靜止的情況下，這也是特別的情況。在外部溫度具有明顯變化的情況下，這也是特別的情 況。考慮到上述情形，傳送帶15被基本封裝在外殼25內(nèi)，以將輸送機15上的移動顆 粒與外部大氣隔離并且控制外殼25內(nèi)的溫度以將來自顆粒的溫度損失減到最小程度。應(yīng) 注意的是，外殼本身和移動通過外殼的顆粒的溫度提供一定程度的溫度控制。此外，溫度控 制包括在傳送帶15上的顆粒的移動方向上以預(yù)定溫度和預(yù)定流速建立空氣的層流。空氣 流將用于從顆粒到空氣的對流熱傳遞的推動力(draving force)減到最小程度?？諝饬魍?過包括泵27的系統(tǒng)建立，該泵27使空氣經(jīng)由外殼25的上游端處的入口四循環(huán)進入外殼 并通過外殼25到達外殼25的下游端處的出口 31并使空氣返回入口。有利地，空氣流速選 擇為與傳送帶15的速度基本相同，并且將溫度控制為與傳送帶上的顆粒的溫度一致，以將 向空氣的熱損失減到最小程度。在一種操作模式中，熱分析基于閾值溫度之上和之下的顆粒之間的區(qū)別。然后能 將顆粒分為“較熱”和“較冷”顆粒。顆粒的溫度與顆粒中的銅礦的量有關(guān)。因此，如果具 有給定顆粒尺寸范圍并在給定條件下加熱的顆粒含有重量百分比“y” ％的銅，則所述顆粒 將具有達到閾值溫度“X”度之上的溫度的溫度增加。閾值溫度最初能基于經(jīng)濟因素進行選 擇并隨這些因素改變而進行調(diào)節(jié)。在暴露于微波能量時，貧瘠顆粒將通常不會被加熱到閾 值溫度之上的溫度。在此配置中，傳送帶15是背景表面。更具體地，傳送帶15的通過紅外攝像機13 觀察到的部分是背景表面并成為該攝像機的熱圖像的一部分。為了在背景表面與通過紅外 攝像機13觀察的顆粒之間提供熱對比，通過適當?shù)募訜峤M件21將傳送帶15加熱到“較熱” 顆粒與“較冷”顆粒之間的溫度。通過被加熱的傳送帶15提供的熱對比能夠清楚地識別出 較熱和較冷顆粒。特別地，被加熱的傳送帶15能識別出傳送帶上的較冷顆粒。一旦通過熱分析進行了識別，就將較熱顆粒與較冷顆粒分離并在此之后對較熱顆 粒進行處理以從顆粒中回收銅。根據(jù)情況，較冷顆?？稍谂c較熱顆粒不同的工藝流程中進 行處理以從較冷顆粒中回收銅。通過將顆粒從傳送帶15的端部投出并在顆粒從傳送帶15沿自由下落的軌跡移動 時通過壓縮空氣射流(或其它適當?shù)牧黧w射流，諸如噴射水流)使顆粒選擇性地偏轉(zhuǎn)并因 此分成兩股流17、19，從而將顆粒分離。在這一點上，熱分析識別傳送帶15上的顆粒的每一 個的位置并在將顆粒分析為待偏轉(zhuǎn)的顆粒之后，啟動空氣射流，持續(xù)預(yù)設(shè)時間。根據(jù)特定情形，脈石顆?？赏ㄟ^空氣射流偏轉(zhuǎn)或者包含閾值含量之上的銅的顆粒 可通過空氣射流偏轉(zhuǎn)。
較熱顆粒變?yōu)榫V進給流17并被傳送用于通常包括研磨、浮選的下游處理以形 成精礦，然后進一步處理以從顆粒中回收銅。較冷顆粒可變?yōu)楦碑a(chǎn)品廢物流19并以適當?shù)姆绞教幚?。可能不總是這樣的情形。 較冷顆粒是具有較低銅礦含量的顆粒并且可能是有充分回收價值的。在此情形中，可將較 冷顆粒傳送到諸如浸提的適當回收過程。在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對上文所述的本發(fā)明的實施例作出許 多修改。作為示例，盡管實施例包括使用定位在水平布置的傳送帶15上的被加熱的礦石 顆粒上方的紅外攝像機進行熱分析，但是本發(fā)明不是如此限制的，而是擴展到攝像機的其 它可能配置以及其它類型的熱成像分析的使用。一個此配置包括允許受熱顆粒向下自由下 落并將紅外攝像機布置為觀察向下飛行路徑的一部分。有利地，此配置包括面向攝像機的 背景表面。在使用中，攝像機觀察向下移動的顆粒和背景表面。對背景表面進行選擇性地 加熱以改進表面與顆粒之間的熱對比。
權(quán)利要求
1.一種分選諸如所開采的礦石的采礦材料以將所述采礦材料分成至少兩類的方法，其 中至少一類包含對微波能量較敏感的采礦材料的顆粒，而至少另一類包含對微波能量較不 敏感的采礦材料的顆粒，所述方法包括以下步驟(a)使所述采礦材料的顆粒暴露于微波能量并根據(jù)所述顆粒中的材料的敏感性來加熱 所述顆粒；(b)使用所述顆粒的溫度作為用于分析的基礎(chǔ)來對所述顆粒進行熱分析，以指示顆粒 之間的成分差別；以及(c)基于熱分析的結(jié)果分選所述顆粒；并且所述方法還包括當所述顆粒在顆粒暴露于微波能量所處的站與顆粒進行熱分析所處 的站之間移動時，控制顆粒的溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中溫度控制包括在所述顆粒在所述站之間的移動方 向上建立空氣或其它適當?shù)臍怏w或氣體混合物的流，以充當所述顆粒與環(huán)境大氣之間的交 界面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中空氣或其它適當?shù)臍怏w或氣體混合物的所述流達 到或接近所述顆粒在所述站之間移動的速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中空氣或其它適當?shù)臍怏w或氣體混合物的所述流處 在與所述顆粒的溫度相匹配的溫度。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中在貴重材料是銅并且銅例如以硫化物 礦物的形式而被包含在礦石的顆粒中的情形中，步驟(a)包括使所述礦石暴露于微波能量 并將含銅顆粒加熱到比貧瘠顆粒高的程度。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中步驟(b)包括使所述顆粒移動經(jīng)過背 景表面，而紅外攝像機或其它的熱探測設(shè)備定位為用以觀察所述顆粒，并且所述背景表面 處于所述熱探測設(shè)備的視線中。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，包括基于促進所述顆粒的不同熱響應(yīng)來選 擇所述微波能量的波長或其它特征，使得指示不同成分的所述顆粒的不同溫度被用作在步 驟(c)中用于分選所述顆粒的基礎(chǔ)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，包括允許充足的時間用于使通過暴露于微 波能量而在所述顆粒中產(chǎn)生的熱傳遞通過所述顆粒的各處，使得每個顆粒在顆粒表面上的 溫度是所述顆粒的各處的質(zhì)量平均溫度的量度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中在顆粒尺寸的量級為15-30mm的低級含銅礦石的 情形中，所需的時間量通常為至少5秒、更通常至少10秒，而所需的溫度差通常為至少2°C、 并且更通常至少5-10°C。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，包括處理來自分選步驟(c)的已分離的 顆粒以從所述顆粒中回收貴重材料。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，包括減小來自分選步驟(C)的包含較高 等級的貴重材料的分離顆粒的尺寸，以促進貴重材料從所述顆粒中的改進的回收。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，包括所述采礦材料在步驟(a)之前的破 碎或其它適當?shù)姆鬯椤?br> 13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，包括從所述采礦材料中篩選或以其它方式分離細粒，使得在供應(yīng)到步驟(a)的所述采礦材料中沒有細粒。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述采礦材料是礦石的形式，其中所 述貴重材料是礦物化的形式，諸如金屬硫化物或金屬氧化物。
15.一種用于分選諸如所開采的礦石的采礦材料的設(shè)備，所述設(shè)備包括(a)微波處理站，用于使所述采礦材料的顆粒暴露于微波能量；(b)熱分析站，用于檢測來自所述微波處理站的顆粒之間的熱差異，所述熱差異指示顆 粒之間的成分差別，其能用作用于分選顆粒的基礎(chǔ)；以及(c)分選器，用于基于熱分析分選所述顆粒；以及(d)用于當所述顆粒在所述微波處理站與所述熱分析站之間移動時控制顆粒的溫度的 系統(tǒng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中溫度控制系統(tǒng)包括用于建立空氣或其它適當?shù)?氣體或氣體混合物的流的組件，所述流沿著所述顆粒在所述微波處理站與所述熱分析站之 間的移動路徑，以充當所述顆粒與環(huán)境大氣之間的交界面。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中溫度控制組件包括外殼，所述外殼用以將在所 述微波處理站與所述熱分析站之間移動的顆粒與所述外殼外部的大氣隔離。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中溫度控制組件包括用于在所述外殼內(nèi)建立溫度 分布的裝置，以將溫度損失減到最小程度。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中溫度控制裝置包括泵，所述泵用于使空氣經(jīng)由 所述外殼的上游端處的入口循環(huán)進入殼體并通過所述外殼到達所述外殼的下游端處的出 口，以及用于使空氣返回到所述入口。
20.根據(jù)權(quán)利要求16到19中任一項所述的設(shè)備，包括諸如傳送帶的組件，用于將所述 采礦材料的所述顆粒從所述微波處理站傳輸?shù)剿鰺岱治稣尽?br> 21.一種用于從諸如所開采的礦石的采礦材料中回收諸如貴重金屬的貴重材料的方 法，所述方法包括根據(jù)權(quán)利要求1到15中任一項所述的方法分選采礦材料以及在此之后對 包含貴重材料的所述顆粒進行處理并回收貴重材料。
全文摘要
公開了一種分選采礦材料以分離采礦材料的方法。所述方法包括使采礦材料的顆粒暴露于微波能量并根據(jù)顆粒中的材料的敏感性來加熱所述顆粒。所述方法還包括使用顆粒的溫度作為用于分析的基礎(chǔ)來對所述顆粒進行熱分析，以指示顆粒之間的成分差別，并基于熱分析的結(jié)果分選顆粒。所述方法還包括當顆粒在顆粒暴露于微波能量所處的站與顆粒進行熱分析所處的站之間移動時，控制顆粒的溫度。
文檔編號B07C5/344GK102076432SQ200980125333
公開日2011年5月25日 申請日期2009年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月11日
發(fā)明者格朗特·韋爾伍德, 達米安·哈丁 申請人:技術(shù)資源有限公司