專利名稱：分選開采材料的制作方法
分選開采材料 本發(fā)明涉及一種用于分選開采材料的方法及設(shè)備。本發(fā)明具體但不是僅涉及用于分選開采材料以用于進(jìn)行后續(xù)處理以便從開采材 料中回收貴重材料如貴重金屬的方法及設(shè)備。本發(fā)明還涉及一種用于從已經(jīng)被分選的開采材料中回收貴重材料如貴重金屬的 方法及設(shè)備。開采材料可為包含貴重材料如貴重金屬的任何開采材料，貴重金屬例如為包含金 屬氧化物或金屬硫化物的礦物形式的貴重金屬。術(shù)語“開采”材料在本文中理解為包括(a)原礦材料和(b)在材料開采之后且在 分選之前已經(jīng)過初級(jí)粉碎或類似破碎的原礦材料。申請(qǐng)人:所關(guān)注的具體領(lǐng)域?yàn)殚_采的礦石形式的開采材料，所述開采材料包括諸如 黃銅礦的礦物，所述礦物包含硫化物形式的貴重金屬，如銅。本發(fā)明具體但不是僅適用于分選低等級(jí)開采材料。術(shù)語“低”等級(jí)在本文中理解成意思為開采材料中諸如金屬的貴重材料的經(jīng)濟(jì)價(jià) 值僅勉強(qiáng)大于開采和回收貴重材料以及將貴重材料運(yùn)輸至客戶的成本。在任何給定的情形中，被認(rèn)作是“低”等級(jí)的精礦將取決于貴重材料的經(jīng)濟(jì)價(jià)值以 及在特定時(shí)間點(diǎn)回收貴重材料的開采成本和其它成本。貴重材料的濃度可相對(duì)較高，但仍 被認(rèn)作是“低”等級(jí)。這是鐵礦的情況。在貴重材料為硫化銅礦物形式的情況下，當(dāng)前“低”等級(jí)的礦石為礦石中包含的銅 小于1.0%重量、典型小于0.6wt. %的原礦石。從貧瘠顆粒中分選出具有這種低濃度的銅 的礦石從技術(shù)觀點(diǎn)來看是很有挑戰(zhàn)性的工作，尤其是在需要分選很大量的礦石、典型至少 10, 000噸每小時(shí)的礦石的情形中，以及在貧瘠顆粒表現(xiàn)出比包含可經(jīng)濟(jì)地回收的銅的礦石 更小的礦石比例的情形中。術(shù)語“貧瘠”顆粒在用于含銅礦石的上下文中時(shí)，在這里應(yīng)當(dāng)理解為表示顆粒沒有 銅，或有不能從顆粒中經(jīng)濟(jì)地回收的很少量的銅。術(shù)語“貧瘠”顆粒在用于貴重材料的上下文中的更為普遍的意義時(shí)，在這里應(yīng)理解 為表示沒有貴重材料，或有不能從顆粒中經(jīng)濟(jì)地回收的貴重材料的量。本發(fā)明基于的現(xiàn)實(shí)情況為使開采材料暴露于微波能并將包含銅礦物的顆粒加熱 至比貧瘠顆粒更高(由于銅礦物)的溫度，且隨后使用暴露于微波能的顆粒的質(zhì)量平均溫 度作為分析基礎(chǔ)來對(duì)顆粒進(jìn)行熱分析，這是一種用于從貧瘠顆粒中分選出含銅顆粒的有效 方法。在此背景下，含銅顆?？擅枋鰹閷?duì)微波能較敏感的顆粒，而貧瘠顆?？擅枋鰹閷?duì)微波 能較不敏感的顆粒，且在暴露于微波能時(shí)將不會(huì)被加熱至與含銅顆粒相同的程度。本發(fā)明還基于的現(xiàn)實(shí)情況為使用暴露于微波能的顆粒的質(zhì)量平均溫度作為分選 顆粒的基礎(chǔ)，其意思是含銅顆粒與貧瘠顆粒之間通常存在相對(duì)較小的溫度差異，例如，大約 5°C至10°C，尤其是在處理低等級(jí)礦石時(shí)。因此，重要的是最大限度地減小顆粒的溫度“噪 音”，以使得顆粒中由于暴露于微波能而造成的溫度變化可在顆粒的下游的熱分析中容易 識(shí)別出來。溫度“噪音”的一個(gè)實(shí)例為分選方法的進(jìn)給材料中的顆粒的基礎(chǔ)溫度的變化。這些溫度變化可對(duì)熱分析具有顯著影響，且可使分析結(jié)果失真。具體而言，顆粒的熱分析可 將顆粒的表觀溫度變化歸因于由于暴露在微波能下的顆粒的加熱，而非由進(jìn)給材料中的顆 粒的基礎(chǔ)溫度變化造成的變化。基礎(chǔ)溫度的變化可由許多氣候相關(guān)的因素和工作因素造 成。例如，一批進(jìn)給材料可從已經(jīng)暴露在較熱天氣下數(shù)星期的料堆中獲得，且具有相對(duì)較高 的基礎(chǔ)溫度，且連續(xù)的一批進(jìn)給材料可直接從礦山獲得，且處于較低的溫度。通過進(jìn)一步舉 例，由于使所開采的礦石破碎至分選方法所需的顆粒尺寸的粉碎能量，基礎(chǔ)溫度可存在差
已 升。更具體而言，本發(fā)明基于申請(qǐng)人關(guān)于含銅礦石的以下發(fā)現(xiàn)(a)由于銅礦物對(duì)微波能的高敏感性，故相比于包括貧瘠顆粒且對(duì)微波能較不敏 感的其它開采材料中的溫度升高，開采材料的顆粒中的銅礦物甚至很小的濃度也可導(dǎo)致雖 然很小但可檢測(cè)到或可測(cè)量到的顆粒溫度的升高，以及(b)重要的是對(duì)分選方法的進(jìn)給材料的溫度變化進(jìn)行補(bǔ)償。對(duì)分選方法的進(jìn)給材料的溫度變化進(jìn)行補(bǔ)償改善了分選，特別是從熱分析不太可 能不正確地識(shí)別顆粒的觀點(diǎn)來看。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種分選諸如所開采的礦石的開采材料以將開采材料分成至 少兩個(gè)種類的方法，其中至少一個(gè)種類包含對(duì)微波能較敏感的開采材料顆粒，而至少另一 個(gè)種類包含對(duì)微波能較不敏感的開采材料顆粒，所述方法包括以下步驟(a)將開采材料顆粒暴露在微波能下，且取決于顆粒中材料的敏感性來對(duì)顆粒進(jìn) 行加熱；(b)使用顆粒溫度作為分析基礎(chǔ)來對(duì)顆粒進(jìn)行熱分析，以指出顆粒之間的成分差 異，以及(c)基于熱分析的結(jié)果來分選顆粒；并且所述方法還包括對(duì)供給到該方法的開采材料中的溫度變化進(jìn)行補(bǔ)償。溫度補(bǔ)償可包括在供應(yīng)在步驟(a)中將被暴露在微波能下的開采材料之前，將 進(jìn)給材料預(yù)熱至給定背景溫度。溫度補(bǔ)償可包括執(zhí)行步驟(a)以將足夠的微波能供給開采材料，以對(duì)供給到所 述方法的開采材料中的溫度變化進(jìn)行補(bǔ)償。溫度補(bǔ)償可包括對(duì)將供給到步驟(a)的開采材料的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且在分析 于步驟(b)中所獲得的數(shù)據(jù)時(shí)考慮開采材料中的溫度變化。溫度補(bǔ)償可包括使用水來降低將供給步驟(a)的進(jìn)給材料的溫度。溫度補(bǔ)償可包括在受控溫度條件下堆存開采材料，并且將堆存材料用作所述方 法的進(jìn)給材料。步驟(b)中的熱分析基礎(chǔ)可為開采材料包含具有較高水平的如銅的貴重材料的 顆粒，所述顆粒在暴露于微波能時(shí)熱反應(yīng)將不同于較貧瘠顆粒，所述貧瘠顆粒即是沒有貴 重材料或具有不可經(jīng)濟(jì)地回收的貴重材料的濃度的顆粒，不同的程度達(dá)到不同熱反應(yīng)可用 作分選顆粒的基礎(chǔ)。步驟(b)中的熱分析基礎(chǔ)可為對(duì)微波能較敏感的開采材料的顆粒，相比于對(duì)微 波能較不敏感的開采材料的其余部分，為較不貴重的材料，不同的程度達(dá)到能將不同熱反 應(yīng)用作分選顆粒的基礎(chǔ)。這種情形的實(shí)例為包含不需要的金屬硫化物的煤。金屬硫化物比煤對(duì)微波能更敏感。步驟(b)中的熱分析例如可使用基于紅外線檢測(cè)器的公知的熱分析系統(tǒng)來執(zhí)行， 所述紅外線檢測(cè)器可定位成觀察分析區(qū)域，如開采材料的顆粒所經(jīng)過的區(qū)域。這些熱分析 系統(tǒng)通常用于諸如監(jiān)測(cè)體溫、檢查如子站中的電連接以及監(jiān)測(cè)箱體和管路的領(lǐng)域中，且現(xiàn) 在具有足夠的精確度來檢測(cè)較小的(即，< 2°C )溫度差異。舉例來說，在貴重材料為銅且銅例如包含在礦石顆粒的硫化物礦物中的情況下， 典型含銅顆粒將被加熱，而貧瘠顆粒將完全不被加熱或不被加熱至接近相同程度的任何溫 度點(diǎn)。因此，在此情形中，分選步驟(C)包括從較冷的顆粒中分離出較熱的顆粒。在此情形 中，熱分析涉及直接地或間接地檢測(cè)顆粒之間的溫度差異。應(yīng)當(dāng)注意的是，可存在由于貧瘠 顆粒包含其它敏感材料而將貧瘠顆粒加熱至比含銅顆粒的溫度高的情況。在任何給定的情形中，微波能的波長或其它特征的選擇將基于促進(jìn)顆粒的不同熱 反應(yīng)，以使得表示不同成分的顆粒的不同溫度可用作分選顆粒的基礎(chǔ)。所述方法可包括容許足夠時(shí)間用于使通過暴露在微波能下而在在顆粒中產(chǎn)生 的熱量傳遞到顆粒各處，以使每個(gè)顆粒的顆粒表面的溫度為顆粒各處的質(zhì)量平均溫度的量 度。這確保了在顆粒內(nèi)具有銅礦物的至少大致所有顆粒都可檢測(cè)到，這是因?yàn)橛晌⒉芙?觸產(chǎn)生的熱量具有足夠的時(shí)間來加熱每個(gè)顆粒的整體。熱傳遞所需的時(shí)間量將取決于大量因素，舉例來說，包括顆粒成分、顆粒尺寸和涉 及的溫度，且包括在可與貴重材料顆粒和不貴重的材料顆粒等同的更敏感的顆粒與較不敏 感的顆粒之間進(jìn)行區(qū)別所需的溫度差異。例如，在低等級(jí)含銅礦石具有大約15mm至30mm的顆粒尺寸的情況下，所需的時(shí)間 量典型為至少5秒，更典型的是至少10秒，且所需的溫度差異典型的是至少2°C，且更典型 的是至少5°C至10°C，且較大的顆粒尺寸典型需要較長的時(shí)間周期和較大的溫度差異。所述方法可包括對(duì)從分選步驟(c)分離出來的顆粒進(jìn)行處理，以從顆粒中回收貴 重材料。應(yīng)當(dāng)注意的是，可存在分選的所有開采材料都“貴重”的情況。在最廣的意義中， 本發(fā)明的方法為基于開采材料成分對(duì)微波能的敏感性來分離開采材料的有效選擇。暴露在 微波能中將響應(yīng)于材料成分的敏感性來加熱材料。在可存在的情形中，開采材料具有對(duì)微 波能敏感的“貴重材料”，以及對(duì)微波能不敏感但仍為“貴重材料”的其它材料。上述含不需 要的金屬硫化物的煤是一個(gè)實(shí)例。金屬硫化物在煤進(jìn)行市場(chǎng)銷售的情況下可為不需要的， 但在與煤分離時(shí)仍然可為有價(jià)值的。所述方法可包括對(duì)從分類步驟(C)所分離出來的包含較高水平的貴重材的顆粒 進(jìn)行破碎，以改善從顆粒中的貴重材料的回收。分離顆粒的進(jìn)一步處理可為任何適合的一個(gè)或多個(gè)步驟，僅舉例來說，包括堆攤 浸出、壓力氧化浸出和熔煉步驟中的任何一個(gè)或多個(gè)。所述方法還可包括步驟(a)之前對(duì)開采材料進(jìn)行粉碎或其它適合的破碎。步驟(a)的適合選擇的一個(gè)實(shí)例為使用高壓磨輥。所述方法還可包括從開采材料中篩分或以另外的方式分離細(xì)粒，以使供給到步驟 (a)的開采材料中沒有細(xì)粒。在含銅礦石的情況下，術(shù)語“細(xì)粒”應(yīng)當(dāng)理解為意指尺寸小于 13mm的顆粒。
典型地，可處理的顆粒尺寸分布為顆粒具有的主要尺寸在大約13mm至IOOmm的范 圍內(nèi)的一種尺寸分布?？砂匆髞磉x擇顆粒尺寸分布。選擇顆粒尺寸分布的一個(gè)相關(guān)因素可為顆粒表面 的溫度成為顆粒質(zhì)量平均溫度的量度所需的時(shí)間。另一相關(guān)因素可以是針對(duì)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(dá)到的程度。顆粒尺寸分布，特別是分布 的下端，在考慮較大礦石生產(chǎn)量的礦石分選時(shí)特別重要。術(shù)語“微波能”在本文中理解成意思為具有在0. 3GHz至300GHz范圍內(nèi)的頻率的
電磁輻射。步驟(a)可包括使用脈沖或連續(xù)微波能來加熱開采材料。步驟(a)可包括在開采材料顆粒中導(dǎo)致細(xì)微開裂。盡管在一些情況下特別期望步驟(a)導(dǎo)致開采材料顆粒的細(xì)微開裂，但優(yōu)選的是 步驟(a)不會(huì)在那時(shí)導(dǎo)致顆粒的顯著破裂。步驟(a)可包括用于將開采礦石暴露在微波能下的任何適合的一個(gè)或多個(gè)步驟。一種選擇在于容許開采礦石自由下落至經(jīng)過微波能發(fā)生器的傳送槽，如以本申 請(qǐng)人名義的國際公布W003/102250中所述。另一種選擇但不是唯一其它的選擇在于使礦石經(jīng)過在水平設(shè)置的傳送帶或其它 適合的材料移動(dòng)床上的微波腔體。移動(dòng)床可為混合移動(dòng)床，其中，微波發(fā)生器定位成將礦石暴露在微波下，如以本申 請(qǐng)人名義的國際公布W006/034553中所述。術(shù)語“移動(dòng)混合床”理解為表示以下的床所述床當(dāng)顆粒移動(dòng)經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)微波 暴露區(qū)域時(shí)使礦石顆?；旌?，從而在顆粒移動(dòng)經(jīng)過所述一個(gè)或多個(gè)區(qū)時(shí)使得顆粒相對(duì)于其 它顆粒和入射微波能改變位置。分選步驟(C)可為用于基于熱分析的結(jié)果來分選顆粒的任何適合的一個(gè)或多個(gè)步驟。例如，步驟(C)可包括使用流體射流如空氣或水射流來使向下流動(dòng)的顆粒流偏 轉(zhuǎn)。開采材料可為礦石形式，其中，貴重材料為礦物化形式，如金屬硫化物或金屬氧化 物。申請(qǐng)人:特別關(guān)注含銅礦石，其中，銅表現(xiàn)為硫化物礦物。申請(qǐng)人:還關(guān)注含鉬礦石，其中，鉬表現(xiàn)為硫化物礦物。申請(qǐng)人:還關(guān)注含鎳礦石，其中，鎳表現(xiàn)為硫化物礦物。申請(qǐng)人:還關(guān)注含鈾礦石。申請(qǐng)人:還關(guān)注含有鐵礦物的礦石，其中，鐵礦物中的一些具有不成比例的較高水 平的不需要的雜質(zhì)。申請(qǐng)人:還關(guān)注金剛石礦石，其中，礦石具有含金剛石礦物和諸如石英的金剛石貧 瘠的礦物的混合物。根據(jù)本發(fā)明，還提供了用于分選諸如所開采的礦石的開采材料的設(shè)備，所述設(shè)備 包括(a)微波處理站，所述微波處理站用于使開采材料顆粒暴露在微波能下；
(b)熱分析站，所述熱分析站用于檢測(cè)來自于微波處理站的顆粒之間的熱差異，所 述熱差異表示能用作用于分選顆粒的基礎(chǔ)的顆粒之間的成分差異；(c)熱分析系統(tǒng)，所述熱分析系統(tǒng)用于分析來自于熱分析站的數(shù)據(jù)，以確定顆粒之 間的成分差異，且基于成分作出關(guān)于將顆粒分選成種類的決定；以及(d)分選機(jī)，所述分選機(jī)基于熱分析來分選顆粒；以及(e)用于對(duì)將供給到微波處理站的進(jìn)給材料中溫度變化進(jìn)行補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)。溫度補(bǔ)償系統(tǒng)可包括在將開采材料供給到微波處理站之前將進(jìn)給材料預(yù)熱至給 定背景溫度的組件。溫度補(bǔ)償系統(tǒng)可包括用于對(duì)將供給到微波處理站的開采材料的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)的 傳感器，且熱分析系統(tǒng)可構(gòu)造成用以在分析來自于熱分析工作站的數(shù)據(jù)時(shí)考慮開采材料中 的溫度變化。溫度補(bǔ)償系統(tǒng)可包括噴水器或其它適合裝置，用于使進(jìn)給材料潤濕以降低進(jìn)給材 料的溫度。熱分析站可與微波處理站關(guān)聯(lián)布置，使得顆粒具有足夠的時(shí)間來用于使通過在微 波處理工作站暴露在微波能下而在顆粒中產(chǎn)生的熱量傳遞至顆粒各處，以使每個(gè)顆粒的表 面的溫度為顆粒各處的質(zhì)量平均溫度的量度。所述設(shè)備可包括如傳送帶或帶的組件，用于將開采材料的顆粒從微波處理站輸送 至熱分析站。根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種用于從開采材料如所開采的礦石中回收貴重材料如貴 重金屬的方法，所述方法包括根據(jù)上述方法來分選開采材料，且以及隨后對(duì)包含貴重材料 的顆粒進(jìn)行處理和回收貴重材料。


本發(fā)明還參照附圖以舉例的方式進(jìn)行了進(jìn)一步描述，附圖為簡(jiǎn)圖，示出了根據(jù)本 發(fā)明的分選方法的一個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例是以從低等級(jí)的含銅礦石中回收為銅的形式的貴重金屬的方法為背景描 述的，其中，銅表現(xiàn)為銅礦物，如黃銅礦。典型地，礦石包含30wt. %至40wt. %的貧瘠顆粒。 在該實(shí)施例中，本方法的目的在于分離貧瘠顆粒和含銅顆粒。含銅顆粒然后可按要求處理 以從顆粒中回收銅。在下游的回收步驟之前分離含銅顆粒會(huì)顯著地提高這些步驟處理的材 料的平均等級(jí)。應(yīng)當(dāng)注意的是，本發(fā)明不限于這些礦石和作為待回收的貴重材料的銅。參看附圖，具有IOcm至25cm的顆粒尺寸的礦石顆粒3形式的進(jìn)給材料通過傳送 機(jī)5 (或其它適合的傳送裝置)供給到微波能處理站7，且移動(dòng)經(jīng)過微波能發(fā)生器9，并暴露 在為連續(xù)微波或脈沖微波形式的微波能中。如下文更為詳細(xì)描述的那樣，采用了一個(gè)或多個(gè)步驟來確保在所述方法中解決進(jìn) 給材料的溫度變化。取決于顆粒的成分，微波能引起顆粒的局部加熱。具體而言，取決于顆粒是否包含對(duì)微波能敏感的銅礦物，如黃銅礦，將顆粒加熱至不同程度。如上文所述，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)具 有典型小于0. 5wt. %的較小銅濃度的顆粒通過銅對(duì)微波能的高敏感性而被加熱至雖然小 但卻可檢測(cè)或可測(cè)量的程度。這是關(guān)于低等級(jí)礦石的重要發(fā)現(xiàn)，這是因?yàn)槠湟馕吨w粒中 相對(duì)較低的銅濃度能夠產(chǎn)生可檢測(cè)到或可測(cè)量到的溫度升高。然而，如上文所述，申請(qǐng)人還 發(fā)現(xiàn)存在時(shí)間效應(yīng)，所述時(shí)間效應(yīng)涉及在顆粒中產(chǎn)生的熱量在何時(shí)將變?yōu)榭捎蔁岱治鰴z測(cè) 到。該時(shí)間效應(yīng)為銅礦物是位于顆粒內(nèi)還是位于表面上和顆粒尺寸的函數(shù)。具體而言，申 請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)上述顆粒尺寸需要至少5秒、典型至少5秒至10秒的時(shí)間周期，來容許在每個(gè)顆 粒內(nèi)的熱傳遞，以使得存在大致均勻即平均的顆粒(包括顆粒表面)質(zhì)量溫度，因此，熱分 析提供了關(guān)于顆粒的準(zhǔn)確信息。換言之，顆粒的表面溫度為顆粒的質(zhì)量平均溫度。在該實(shí)施例中，熱分析的基礎(chǔ)為包含較高水平的銅礦物的顆粒將變得比貧瘠顆粒 更熱。顆粒能在傳送帶5上形成為相對(duì)較深的床。床的深度和帶的速度與微波發(fā)生器的 功率及微波頻率相互關(guān)聯(lián)。關(guān)鍵的要求在于使顆粒充分暴露在微波能中，以將顆粒中的銅 礦物加熱至容許這些顆粒從貧瘠顆粒中熱識(shí)別出來所需的程度。盡管并未總是這樣，但典 型的是貧瘠顆粒包括比銅礦物敏感度小的材料，且在暴露在微波能中時(shí)如果不是完全未被 加熱，也是未被顯著地加熱。次要要求在于在包含銅的顆粒內(nèi)產(chǎn)生顯著的溫度變化，以便導(dǎo) 致顆粒的細(xì)微開裂，而不在此階段使顆粒破裂。細(xì)微開裂在顆粒的下游處理時(shí)會(huì)是特別有 利的。例如，細(xì)微開裂使得浸出液在下游浸出處理中可以更好地接近顆粒，以便從顆粒中除 去銅。此外，例如，細(xì)微開裂使得在任何下游破碎步驟中可以更好地使顆粒破裂。要點(diǎn)在于， 細(xì)微開裂趨于出現(xiàn)在顆粒內(nèi)的溫度梯度為最高的位置，在顆粒的銅礦物與脈石材料之間的 交界面處。結(jié)果，當(dāng)?shù)V石隨后被磨碎時(shí)(為下游處理的典型情況)，鑒于交界面處的細(xì)微開 裂，銅礦物與脈石材料的分離就更為容易，從而產(chǎn)生了分散的銅礦物和脈石顆粒。這種優(yōu)選 的釋出對(duì)下游處理是有利的。經(jīng)過微波處理站7的顆粒從傳送帶5的端部下落到下方傳送帶15上，且在該帶上 被輸送經(jīng)過紅外輻射檢測(cè)站11，在該紅外輻射檢測(cè)站11處，通過紅外照相機(jī)13 (或其它適 合的熱檢測(cè)設(shè)備)觀察顆粒，并對(duì)顆粒進(jìn)行熱分析。傳送帶15以比傳送帶5更快的速度工 作，以容許顆粒沿帶15散開。這在顆粒的下游處理這方面很有幫助。站7和11之間的間距基于傳送帶的速度進(jìn)行選擇，以容許典型為至少5秒的足夠 的時(shí)間用于使顆粒在每個(gè)顆粒內(nèi)被均勻地加熱。有利的是，上游處理?xiàng)l件被選擇為使顆粒具有足夠的保持熱量來用于熱分析，而 不需要對(duì)顆粒另外的加熱。如果需要另外的加熱，則其能由任何適合的方式提供。在一種操作模式中，熱分析基于高于閾值溫度和低于閾值溫度的顆粒之間的區(qū) 別。顆粒然后能被分類為“較熱”的顆粒和“較冷”的顆粒。顆粒的溫度與顆粒中的銅礦物 的量有關(guān)。因此，如果顆粒包含至少“y”wt. %的銅，則具有給定顆粒尺寸范圍和在給定條 件下加熱的顆粒將具有達(dá)到高于閾值溫度“X”度的的溫度升高。閾值溫度最初能基于經(jīng)濟(jì) 因素選擇，且隨這些因素的變化而進(jìn)行調(diào)整。貧瘠的顆粒通常在暴露于微波能時(shí)不會(huì)被加 熱至閾值溫度以上的溫度。一旦由熱分析識(shí)別出，則較熱的顆粒就與較冷的顆粒分離，且較熱的顆粒隨后經(jīng) 處理來從顆粒中回收銅。取決于環(huán)境，較冷的顆粒可在與較熱顆粒不同的工藝流程中處理，以便從較冷的顆粒中回收銅。當(dāng)顆粒沿自帶15上的自由下落軌跡移動(dòng)時(shí)，通過從傳送帶15的端部被投出且由 壓縮空氣射流(或其它適合的流體射流，如水射流)有選擇地偏轉(zhuǎn)來將顆粒分離，從而分成 兩股流17、19。就此而論，熱分析識(shí)別傳送帶15上每個(gè)顆粒的位置，且空氣射流在將顆粒分 析為將被偏轉(zhuǎn)的顆粒之后啟動(dòng)預(yù)設(shè)時(shí)間。取決于具體的情形，脈石顆?？赏ㄟ^空氣射流偏轉(zhuǎn)，或包含高于閾值濃度的銅的 顆?？赏ㄟ^空氣射流偏轉(zhuǎn)。較熱的顆粒變?yōu)榫V進(jìn)給流17，且被轉(zhuǎn)移以用于下游處理，下游處理典型包括磨 碎、浮選來形成精礦，且然后進(jìn)一步處理來從顆粒中回收銅。較冷的顆粒可變?yōu)楦碑a(chǎn)品廢物流19，且以適合的方式進(jìn)行處置。并非總是這樣的 情況。較冷的顆粒具有較低濃度的銅礦物，且可對(duì)于回收而言有足夠的價(jià)值。在此情況下， 較冷的顆?？奢斔椭吝m合的回收處理，如浸出。如上文所述，使用暴露于微波能的顆粒的質(zhì)量平均溫度作為分選顆粒的基礎(chǔ)，其 意思是含銅顆粒與貧瘠顆粒之間通常存在相對(duì)較小的溫度差異，例如，大約5°C至10°C，尤 其是在處理低等級(jí)礦石時(shí)。因此，重要的是最大限度地減小顆粒的溫度“噪音”，以便顆粒中 由于暴露于微波能而造成的溫度變化可在顆粒的下游熱分析中容易識(shí)別出來。溫度“噪音” 的一個(gè)實(shí)例為分選方法的進(jìn)給材料中的顆粒的基礎(chǔ)溫度的變化。這些溫度變化可對(duì)熱分析 具有顯著影響，且可使分析結(jié)果失真。具體而言，顆粒的熱分析可將顆粒的表觀溫度變化歸 因于由于暴露在微波能下的顆粒的加熱，而非由進(jìn)給材料中的顆粒的基礎(chǔ)溫度變化造成的 變化?；A(chǔ)溫度的變化可由許多氣候相關(guān)的因素和工作因素造成。例如，一批進(jìn)給材料可 從已經(jīng)暴露在較熱天氣下數(shù)星期的料堆中獲得，且具有相對(duì)較高的基礎(chǔ)溫度，且連續(xù)的一 批進(jìn)給材料可直接從礦山獲得，且處于較低的溫度。通過進(jìn)一步舉例，由于使開采礦石破碎 至分選方法所需顆粒尺寸的粉碎能量，基礎(chǔ)溫度可存在差異。因此，所述方法包括對(duì)供給到所述方法的開采材料中的溫度變化進(jìn)行補(bǔ)償。溫度 補(bǔ)償可包括在供應(yīng)將暴露于微波能下的開采材料之前，將進(jìn)給材料預(yù)熱至給定的背景溫 度。作為備選，溫度補(bǔ)償可包括有選擇地將足夠的微波能供給開采材料，以對(duì)供給到所述方 法的開采材料中的溫度變化進(jìn)行補(bǔ)償。溫度補(bǔ)償?shù)牧硪坏皇俏ㄒ坏钠渌x擇為對(duì)供給 到所述方法的開采材料的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且在分析在熱分析步驟中獲得的數(shù)據(jù)時(shí)考慮進(jìn) 給材料的溫度變化。溫度補(bǔ)償?shù)牧硪坏皇俏ㄒ坏钠渌x擇為在可能是需要時(shí)，使將供給 到所述方法的開采材料潤濕以冷卻進(jìn)給材料。溫度補(bǔ)償?shù)牧硪坏皇俏ㄒ坏钠渌x擇為 在受控溫度條件下堆存開采材料，將所述堆存材料用作所述方法的進(jìn)給材料。可在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對(duì)上述本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行一些修改。舉例來說，盡管實(shí)施例包括使用在水平設(shè)置的傳送帶15上位于加熱礦石顆粒上 方的紅外照相機(jī)進(jìn)行熱分析，但本發(fā)明并不限于此，且本發(fā)明擴(kuò)展至照相機(jī)的其它可能布 置，以及擴(kuò)展至使用其它種類的熱成像分析。一個(gè)這樣的布置包括容許加熱顆粒向下自由 下落，且布置紅外照相機(jī)用來觀察向下飛行通路的部分。通過進(jìn)一步舉例，盡管實(shí)施例包括使用空氣和水射流來使顆粒有選擇地偏轉(zhuǎn)，但 本發(fā)明并不限于此，且本發(fā)明擴(kuò)展至使用其它類型空氣和水的偏轉(zhuǎn)裝置和用于使顆粒偏轉(zhuǎn) 的其它選擇。
通過進(jìn)一步舉例，盡管實(shí)施例包括使用兩個(gè)傳送帶5、15來輸送礦石經(jīng)過微波處 理站7和熱分析站7，其中下方的帶與上方的帶相比以較高的速度行進(jìn)，以便分離帶上的顆 粒，從而促進(jìn)對(duì)顆粒進(jìn)行更清楚的熱分析，但本發(fā)明并不限于此，且本發(fā)明擴(kuò)展至任何適合 的備選布置。
權(quán)利要求
1.一種分選諸如所開采的礦石的開采材料以將所述開采材料分成至少兩個(gè)種類的方 法，其中至少一個(gè)種類包含對(duì)微波能較敏感的開采材料的顆粒，而至少另一個(gè)種類包含對(duì) 微波能較不敏感的開采材料的顆粒，所述方法包括以下步驟(a)將所述開采材料顆粒暴露在微波能下，且取決于所述顆粒中的材料的敏感性來對(duì) 所述顆粒進(jìn)行加熱；(b)使用顆粒的溫度作為分析基礎(chǔ)來對(duì)所述顆粒進(jìn)行熱分析，以指出顆粒之間的成分 差異；以及(c)基于熱分析的結(jié)果來分選所述顆粒；并且所述方法還包括對(duì)被供給所述方法的所述開采材料的溫度變化進(jìn)行補(bǔ)償。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，溫度補(bǔ)償包括在供應(yīng)于步驟(a)中將被暴露在 微波能下的所述開采材料之前，將進(jìn)給材料預(yù)熱至給定背景溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，溫度補(bǔ)償包括執(zhí)行步驟(a)以將足夠的微 波能供給所述開采材料，以對(duì)被供給所述方法的所述開采材料的溫度變化進(jìn)行補(bǔ)償。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，溫度補(bǔ)償包括對(duì)將供給步驟(a) 的所述開采材料的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且在分析于步驟(b)中獲得的數(shù)據(jù)時(shí)考慮所述開采材 料中的溫度變化。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，溫度補(bǔ)償包括使用水來降低將被 供給到步驟(a)的進(jìn)給材料的溫度。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，溫度補(bǔ)償包括在受控溫度條件 下堆存所述開采材料，并且將所述堆存材料用作給所述方法的進(jìn)給材料。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，在貴重材料為銅且所述銅例如以 硫化物礦物的形式而被包含在礦石顆粒中的情況下，步驟(a)包括將所開采的礦石暴露在 微波能下，且將含銅顆粒加熱至與貧瘠顆粒相比更大的程度。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，步驟(b)包括使所述顆粒移動(dòng)經(jīng) 過背景表面，其中紅外照相機(jī)或其它熱檢測(cè)設(shè)備被定位成用以觀察所述顆粒，且所述背景 表面處在所述熱檢測(cè)設(shè)備的視線中。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，包括基于促進(jìn)所述顆粒的不同熱反應(yīng)來 選擇所述微波能的波長或其它特征，以使得將表示不同成分的所述顆粒的不同溫度用作在 步驟(c)中分選所述顆粒的基礎(chǔ)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，包括容許足夠的時(shí)間用于使通過暴露 在微波能下而在所述顆粒中產(chǎn)生的熱量傳遞到所述顆粒的各處，以使每個(gè)顆粒的顆粒表面 的溫度為顆粒的各處的質(zhì)量平均溫度的量度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，在低等級(jí)含銅礦石具有大約15mm至30mm的顆 粒尺寸的情況下，所需的時(shí)間量為至少5秒，更典型的是至少10秒，且所需溫度差異典型為 至少2°C，且更典型的是5°C至10°C。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，包括對(duì)從分選步驟(c)分離出來的顆 粒進(jìn)行處理，以從所述顆粒中回收貴重材料。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，包括對(duì)從分選步驟(c)所分離出 來的包含較高水平的貴重材料的顆粒進(jìn)行破碎，以改善從所述顆粒中的貴重材料的回收。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，包括在步驟(a)之前對(duì)所述開采材料 進(jìn)行粉碎或其它適合的破碎。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，包括從所述開采材料中篩分或以另外 的方式分離細(xì)粒，以使得供給到步驟(a)的所述開采材料中沒有細(xì)粒。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，所述開采材料為礦石形式，其中， 所述貴重材料為礦物化的形式，如金屬硫化物或金屬氧化物。
17.一種用于分選諸如所開采的礦石的開采材料的設(shè)備，所述設(shè)備包括(a)微波處理站，所述微波處理站用于使所述開采材料的顆粒暴露在微波能下；(b)熱分析站，所述熱分析站用于檢測(cè)顆粒之間的熱差異，所述熱差異表示能用作用于 分選顆粒的基礎(chǔ)的顆粒之間的成分差異；(c)熱分析系統(tǒng)，所述熱分析系統(tǒng)用于分析來自于所述熱分析站的數(shù)據(jù)，以確定顆粒之 間的成分差異，且基于成分作出關(guān)于將所述顆粒分選成種類的決定；以及(d)分選機(jī)，所述分選機(jī)基于熱分析來分選所述顆粒；以及(e)用于對(duì)將供給到所述微波處理站的進(jìn)給材料中溫度變化進(jìn)行補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中，溫度補(bǔ)償系統(tǒng)包括用于在將所述開采材料供 給所述微波處理站之前將所述進(jìn)給材料預(yù)熱至給定背景溫度的組件。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的設(shè)備，其中，溫度補(bǔ)償系統(tǒng)包括用于對(duì)將供給到所述 微波處理站的所述開采材料的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)的傳感器，且熱分析系統(tǒng)被構(gòu)造成用以在分析 來自于所述熱分析站的數(shù)據(jù)時(shí)考慮所述開采材料中的溫度變化。
20.根據(jù)權(quán)利要求17至19中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述熱分析站與所述微波處 理站關(guān)聯(lián)布置，以使所述顆粒具有足夠的時(shí)間來用于使通過在所述微波處理站中暴露在微 波能下而在所述顆粒中產(chǎn)生的熱量傳遞到顆粒的各處，以使得每個(gè)顆粒的顆粒表面的溫度 為顆粒的各處的質(zhì)量平均溫度的量度。
21.一種用于從諸如所開采的礦石的開采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至16中任何一項(xiàng)所述的方法來分選開采材料，以及隨后 對(duì)含有貴重材料的顆粒進(jìn)行處理和回收貴重材料。
全文摘要
公開了一種分選開采材料以將開采材料分成至少兩個(gè)種類的方法。所述方法包括將所述開采材料的顆粒暴露在微波能下，且取決于所述顆粒中的材料的敏感性來對(duì)顆粒進(jìn)行加熱。所述方法還包括使用顆粒的溫度作為分析基礎(chǔ)來對(duì)顆粒進(jìn)行熱分析，以指出顆粒之間的成分差異，然后基于熱分析的結(jié)果來分選顆粒。所述方法還包括對(duì)被供給所述方法的開采材料的溫度變化進(jìn)行補(bǔ)償。
文檔編號(hào)G01N22/00GK102076431SQ200980125332
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)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(dá)米安·哈丁 申請(qǐng)人:技術(shù)資源有限公司