專利名稱：對(duì)開采材料進(jìn)行分類的制作方法
對(duì)開采材料進(jìn)行分類 本發(fā)明涉及一種用于對(duì)開采材料進(jìn)行分類的方法及設(shè)備。本發(fā)明具體但絕對(duì)不是以排他的方式涉及用于對(duì)開采材料進(jìn)行分類以用于進(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被分類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，如包含金屬氧化物或金 屬硫化物的礦物化形式的貴重金屬。術(shù)語(yǔ)“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 分類之前已經(jīng)過(guò)初級(jí)粉碎或類似破碎的原礦材料。申請(qǐng)人:所感興趣的具體領(lǐng)域?yàn)橐验_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)明具體但不是排他地適用于對(duì)低等級(jí)開采材料進(jìn)行分類。術(shù)語(yǔ)“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(concentrations)將取決于貴 重材料的經(jīng)濟(jì)價(jià)值以及在特定點(diǎn)及時(shí)回收貴重材料的開采和其它成本。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。從貧瘠顆粒中分類出具有這種低濃度的 銅的礦石從技術(shù)觀點(diǎn)來(lái)看是很有挑戰(zhàn)性的工作，尤其是在需要對(duì)很大量的礦石、典型大于 10, 000噸每小時(shí)的礦石進(jìn)行分類的情形中，以及在貧瘠顆粒表現(xiàn)出比包含經(jīng)濟(jì)上可回收的 銅的礦石更小的礦石比例的情形中。術(shù)語(yǔ)“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(méi)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(yǔ)“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(méi)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)明基于以下現(xiàn)實(shí)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(由于銅礦物)更高的溫度，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(lái)對(duì)顆粒進(jìn)行熱分析，這是一種用于從貧瘠顆粒中分類出含銅顆粒的有效方 法。在此上下文中，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)明還基于以下現(xiàn)實(shí)將在熱分析設(shè)備的視線中的背景表面選擇性地加熱至不 同于顆粒的溫度的溫度，這通過(guò)使在(a)背景表面及(b)完全未被加熱或僅通過(guò)微波能略 微加熱的顆粒與由微波能加熱的顆粒之間更為清楚地進(jìn)行熱區(qū)分成為可能，而能夠改善設(shè) 備與背景表面之間的視線中的顆粒的熱分析。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)量到的顆粒的溫度升高，以及(b)具有背景表面，該背景表面處在熱分析設(shè)備的視線中，且具有與顆粒相同或接 近于相同的溫度，這使得很難在背景表面與顆粒之間進(jìn)行熱區(qū)分，且這使得很難熱“觀察”， 并且然后很難分離貧瘠顆粒和含有銅礦物的顆粒。通過(guò)選擇性地加熱在熱檢測(cè)設(shè)備的視線中的背景表面，使得有可能在背景表面與 顆粒之間進(jìn)行熱比較，且這改善了分類，尤其是從顆?，F(xiàn)在可更容易熱觀察和然后進(jìn)行分 類的觀點(diǎn)來(lái)看。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種對(duì)諸如所開采的礦石的開采材料進(jìn)行分類以將開采材料 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(lái)對(duì)顆粒進(jìn) 行加熱；(b)使用顆粒溫度作為分析基礎(chǔ)來(lái)對(duì)顆粒進(jìn)行熱分析，以指出顆粒之間的成分差 異，熱分析步驟包括相對(duì)于背景表面對(duì)顆粒進(jìn)行熱評(píng)估，所述熱分析步驟還包括將背景表 面加熱至不同于顆粒的溫度的溫度，以提供顆粒與背景表面之間的熱對(duì)比；以及(c)基于熱分析的結(jié)果來(lái)對(duì)顆粒進(jìn)行分類。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，這些顆粒在暴露于微波能時(shí)熱反應(yīng)將不同于較貧瘠顆粒，所述較貧瘠顆粒即是沒(méi)有 貴重材料或具有不可經(jīng)濟(jì)地回收的貴重材料濃度的顆粒，不同的程度使得不同的熱反應(yīng)可 被用作分離顆粒的基礎(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，不同的程度使得能將不同的熱反 應(yīng)用作分類顆粒的基礎(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(lái)執(zhí)行， 所述熱分析系統(tǒng)可定位成用以觀察分析區(qū)域，如開采材料顆粒經(jīng)過(guò)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，且其現(xiàn) 在具有足夠的精確度來(lái)檢測(cè)小的(即，< 2°C )溫度差異。舉例來(lái)說(shuō)，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 點(diǎn)。因此，在此情形中，分類步驟(C)包括從較冷的顆粒中分離出較熱的顆粒。在此情形中， 熱分析涉及的是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。熱分析將包括熱觀察顆粒，且必然這將涉及使顆粒移動(dòng)經(jīng)過(guò)背景表面，其中，紅外 照相機(jī)或其它熱檢測(cè)設(shè)備定位用以成觀察顆粒，而背景表面處在熱檢測(cè)設(shè)備的視線中。因 此，熱圖像將包括背景表面的熱圖像。背景表面可為傳送帶，顆粒在傳送帶上運(yùn)送。
另一種情形但不是唯一的其它選擇為背景表面為定位在位于顆粒自由下落區(qū)域 相對(duì)側(cè)上的紅外線熱檢測(cè)設(shè)備或其它熱檢測(cè)設(shè)備的視線中的表面。熱分析步驟(b)可包括通過(guò)任何適合的方式將背景表面加熱至任何適合的溫度。 可在任何給定情形中關(guān)于開采材料的成分而容易地確定適合的溫度。在任何給定的情形中，微波能的波長(zhǎng)或其它特征的選擇將基于促進(jìn)顆粒的不同熱 反應(yīng)，以使得將表示不同成分的顆粒的不同溫度可用作對(duì)顆粒進(jìn)行分類的基礎(chǔ)。所述方法可包括容許足夠時(shí)間用于使通過(guò)暴露在微波能下而在顆粒中產(chǎn)生熱 量傳遞到顆粒的各處，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。這確保了在顆粒內(nèi)具有銅礦物的至少大致所有的顆粒都可被檢測(cè)到，這是因?yàn)橛晌⒉?能接觸產(chǎn)生的熱量具有足夠的時(shí)間來(lái)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(lái)說(shuō)，包括顆粒成分、顆粒尺寸和涉 及的溫度，且包括在等同于貴重材料顆粒和不貴重的材料顆粒的較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，更典型是至少10秒，且所需的溫度差異典型為至少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更長(zhǎng)的時(shí)間周期和更大的溫度差異。所述方法可包括對(duì)從分類步驟(C)所分離出來(lái)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，可存在進(jìn)行分類的所有開采材料都“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(lái)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(lái)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)微波能不敏感的其它材料，但其仍為“貴重材料”。上 述含有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)銷售的情況下可能 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(lái)的包含較高水平的貴重材料的顆 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(lái)說(shuō)，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)粉，以使供給步驟 (a)的開采材料中沒(méi)有細(xì)粉。在含銅礦石的情況下，術(shù)語(yǔ)“細(xì)粉”應(yīng)當(dāng)理解為意思是尺寸小 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)的一種分布?？砂匆髞?lái)選擇顆粒尺寸分布。選擇顆粒尺寸分布的一個(gè)相關(guān)因素可為顆粒表面 的溫度成為顆粒的質(zhì)量平均溫度的量度所需的時(shí)間。另一相關(guān)因素可為針對(duì)特定顆粒尺寸 分布來(lái)可能“調(diào)節(jié)”微波能的特征(即頻率等)所達(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)量的礦石分類時(shí)特別重要。
術(shù)語(yǔ)“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(lái)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(guò)微波能發(fā)生器的傳送槽，如以本申 請(qǐng)人名義的國(guó)際公布號(hào)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(guò)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(guó)際公布號(hào)W006/034553中所述。術(shù)語(yǔ)“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(guò)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(guò)所述一個(gè)或多個(gè)區(qū)域時(shí)使得顆粒相對(duì)于 其它顆粒和入射微波能改變位置。分類步驟(C)可為用于基于熱分析的結(jié)果來(lái)對(duì)顆粒進(jìn)行分類的任何適合的一個(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(lái)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，貴重材料為礦物化的形式，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)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，還提供了用于對(duì)諸如所開采的礦石的開采材料進(jìn)行分類的設(shè)備，所 述設(shè)備包括(a)用于使用開采材料顆粒暴露在微波能下的微波處理站；(b)用于從微波處理站檢測(cè)顆粒之間的熱差異的熱分析站，所述熱差異表示能被 用作對(duì)顆粒進(jìn)行分類的基礎(chǔ)的顆粒之間的成分差異，所述熱分析站包括定位成觀察移動(dòng)經(jīng) 過(guò)背景表面的顆粒的熱檢測(cè)器，且熱分析站包括用于將背景表面加熱至預(yù)定溫度以提供與 顆粒的適當(dāng)熱對(duì)比的系統(tǒng)；以及(c)基于熱分析來(lái)對(duì)顆粒進(jìn)行分類的分類機(jī)。熱分析站可與微波處理工作站關(guān)聯(lián)布置，使得顆粒具有足夠的時(shí)間來(lái)用于使通過(guò)在微波處理站暴露在微波能下而在顆粒中產(chǎn)生的熱量傳遞至顆粒的各處，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。所述設(shè)備可包括如傳送帶的組件，用于將開采材料的顆粒從微波處理站輸送至熱 分析站。熱分析站可包括用于將開采材料顆粒輸送經(jīng)過(guò)上述站的傳送帶，其中熱檢測(cè)器定 位成用以觀察傳動(dòng)帶上的顆粒，由此傳送帶形成背景表面，且用于背景表面的加熱系統(tǒng)包 括用于加熱傳送帶的系統(tǒng)。熱分析站可包括定位在顆粒自由下落區(qū)域的一側(cè)上的熱檢測(cè)器，且背景表面為定 位在所述區(qū)域相對(duì)側(cè)上的壁。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(lái)對(duì)開采材料進(jìn)行分類，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)明的分類方法的一個(gè)實(shí)施例。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。含銅顆粒然后可如要求處理來(lái) 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，已經(jīng)由初級(jí)粉碎機(jī)(未示出)粉碎至IOcm至25cm的顆粒尺寸的礦石 顆粒3形式的進(jìn)給材料通過(guò)傳送帶5 (或其它適合的傳送裝置)供給到微波能處理站7，并 移動(dòng)經(jīng)過(guò)微波能發(fā)生器9，且暴露在為連續(xù)微波或脈沖微波形式的微波能中。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. %的較小的銅濃度的顆粒通過(guò)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)生的熱量將變?yōu)榭捎蔁岱治鰴z測(cè)到的時(shí) 間。該時(shí)間效應(yīng)為銅礦物是位于顆粒內(nèi)或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)對(duì)于上述顆粒尺寸，需要至少5秒，典型至少5秒至10秒的時(shí)間周期，以容許在每個(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。顆粒能形成為傳送帶5上相對(duì)較深的床。床的深度和帶的速度和微波發(fā)生器的功 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，以便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(lái)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，而不是在此階段使顆粒破碎。細(xì)微開裂在顆粒的下游加工時(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碎。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上，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)(典型為下游處理的情況)，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)下游處理而言是有利的。經(jīng)過(guò)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，且在該傳送 帶上被輸送經(jīng)過(guò)紅外輻射檢測(cè)站11，在該紅外輻射檢測(cè)站11處，通過(guò)紅外照相機(jī)13(或其 它適合的熱檢測(cè)設(shè)備)觀察顆粒，且對(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之間的間距選擇與帶速度有關(guān)，以便容許典型為至少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件被選擇為以便使顆粒具有足夠的保持熱量來(lái)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”和“較冷”的顆粒。顆粒的溫度與顆粒中的銅礦物的量相關(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”度的溫度升高。閾值溫度最初能基于經(jīng)濟(jì)因素選擇，且隨著這 些因素的變化而進(jìn)行調(diào)整。貧瘠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。在這種布置中，傳送帶15為背景表面。更具體而言，由紅外線照相機(jī)13觀察的傳 送帶15的部分為背景表面，且變?yōu)檎障鄼C(jī)熱圖像的一部分。為了提供背景表面與由紅外照 相機(jī)13觀察的顆粒之間的熱對(duì)比，傳送帶15由適合的加熱組件21加熱至在“較熱”的顆 粒和“較冷”的顆粒之間的溫度。由加熱傳送帶15提供的熱對(duì)比使得可以清楚地識(shí)別較熱 的顆粒和較冷的顆粒。具體而言，加熱的傳送帶15使得可以相對(duì)于傳送帶識(shí)別出較冷的顆 粒。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(lái)從顆粒中回收銅。取決于環(huán)境，較冷的顆?？稍谂c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)顆粒沿自由下落軌跡從帶15上移動(dòng)時(shí)，通過(guò)從傳送帶15的端部處投出且被壓 縮空氣射流(或其它適合的流體射流，如水射流)選擇性地偏轉(zhuǎn)而將顆粒分離，且從而將顆 粒分類成兩股流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，脈石顆粒可通過(guò)空氣射流偏轉(zhuǎn)，或包含高于閾值濃度的銅的 顆粒可通過(guò)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(lái)形成精礦，且然后進(jìn)一步加工來(lái)從顆粒中回收銅。較冷的顆?？勺?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?？赊D(zhuǎn)移至適合的回收處理，如浸出?？稍诓幻撾x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)行許多變型。舉例來(lái)說(shuō)，盡管實(shí)施例包括加熱背景表面，用以熱對(duì)比背景表面和貴重顆粒和貧 瘠顆粒，但本發(fā)明并不限于此，且本發(fā)明擴(kuò)展至加熱背景表面，以熱比較背景表面與貴重顆 粒和貧瘠顆粒中的一種或另一種。舉例來(lái)說(shuō)，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)來(lái)觀察向下飛行通路的部分。有利的是，該布置包括面對(duì)照相機(jī)的 背景表面。在使用中，照相機(jī)觀察向下移動(dòng)的顆粒和背景表面。將背景表面選擇性地加熱 來(lái)改善表面與顆粒之間的熱對(duì)比。通過(guò)進(jìn)一步舉例，盡管實(shí)施例包括使用空氣射流來(lái)使顆粒選擇性地偏轉(zhuǎn)，但本發(fā) 明并不限于此，且本發(fā)明擴(kuò)展至使用其它類型的空氣偏轉(zhuǎn)裝置和用于使顆粒偏轉(zhuǎn)的其它選 擇。通過(guò)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(lái)輸送礦石經(jīng)過(guò)微波處 理站7和熱分析站7，其中，下方的帶以高于上方的帶的速度行進(jìn)，以便分離帶上的顆粒，以 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
1.一種對(duì)諸如所開采的礦石的開采材料進(jìn)行分類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)將所述開采材料顆粒暴露在微波能下，且取決于所述顆粒中材料的敏感性來(lái)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(lái)對(duì)所述顆粒進(jìn)行熱分析，以指出顆粒之間的成分 差異，熱分析步驟包括相對(duì)于背景表面對(duì)顆粒進(jìn)行熱評(píng)估，所述熱分析步驟還包括將所述 背景表面加熱至與所述顆粒的溫度不同的溫度，以提供所述顆粒與所述背景表面之間的熱 對(duì)比；以及(c)基于所述熱分析的結(jié)果來(lái)對(duì)所述顆粒進(jìn)行分類。
2.根據(jù)權(quán)利要求1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，所述步驟(a)包括將所述開采礦石暴露在微波能 下，且將含銅顆粒加熱至比貧瘠顆粒更大的程度。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，所述步驟(b)包括使所述顆粒移 動(dòng)經(jīng)過(guò)所述背景表面，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。
4.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(lái) 選擇所述微波能的波長(zhǎng)或其它特征，以使得將表示不同成分的所述顆粒的不同的溫度用作 在所述步驟(c)中對(duì)所述顆粒進(jìn)行分類的基礎(chǔ)。
5.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(guò)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 溫度為所述顆粒的各處的質(zhì)量平均溫度的量度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5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，且所需的溫度差異典型為 至少2°C，且更典型的是至少5°C至10°C。
7.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)從分類步驟(c)所分離出來(lái)的顆 粒進(jìn)行處理，以從所述顆粒中回收貴重材料。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，包括減小從分類步驟(c)所分離出來(lái)的 包含較高水平的貴重材料的顆粒的尺寸，以便于改善從所述顆粒中的貴重材料的回收。
9.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。
10.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)粉，以使供給步驟(a)的所述開采材料中沒(méi)有細(xì)粉。
11.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。
12.一種用于對(duì)諸如所開采的礦石的開采材料進(jìn)行分類的設(shè)備，所述設(shè)備包括(a)用于使所述開采材料顆粒暴露在微波能下的微波處理站；(b)用于從所述微波處理站檢測(cè)顆粒之間的熱差異的熱分析站，所述熱差異表示能用 作對(duì)顆粒進(jìn)行分類的基礎(chǔ)的顆粒之間的成分差異，所述熱分析站包括定位成觀察移動(dòng)經(jīng)過(guò)背景表面的顆粒的熱檢測(cè)器，且所述熱分析站包括用于將所述背景表面加熱至預(yù)定溫度以 提供與所述顆粒的適當(dāng)熱對(duì)比的系統(tǒng)；以及(C)基于所述熱分析來(lái)對(duì)所述顆粒進(jìn)行分類的分類機(jī)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，所述熱分析站和所述微波處理站布置成使所 述顆粒具有足夠的時(shí)間來(lái)用于使通過(guò)在所述微波處理站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所述顆粒的各處的 質(zhì)量平均溫度的量度。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的設(shè)備，包括諸如傳送帶的組件，用于將所述開采材料 的顆粒從所述微波處理站輸送至所述熱分析站。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述熱分析站包括用于將所 述開采材料的顆粒輸送經(jīng)過(guò)所述站的傳送帶，其中所述熱檢測(cè)器定位成用以觀察所述傳送 帶上的顆粒，由此所述傳送帶形成了所述背景表面，且用于所述背景表面的所述加熱系統(tǒng) 包括用于加熱所述傳送帶的系統(tǒng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述熱分析站包括定位在 顆粒的自由下落區(qū)域的一側(cè)上的所述熱檢測(cè)器，以及定位在所述區(qū)域的相對(duì)側(cè)上的所述背 景表面。
17.一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11中任何一項(xiàng)所述的方法對(duì)開采材料進(jìn)行分類，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
公開了一種對(duì)開采材料進(jìn)行分類以分離開采材料的方法。所述方法包括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(lái)對(duì)所述顆粒進(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(lái)對(duì)顆粒進(jìn)行熱分析，以指出顆粒之間的成分差異。熱分析步驟包括相對(duì)于背景表面來(lái)對(duì)顆粒進(jìn)行熱評(píng)估。熱分析步驟還包括將背景表面加熱至與顆粒的溫度不同的溫度，以提供顆粒與背景表面之間的熱對(duì)比。所述方法還包括基于所述熱分析的結(jié)果來(lái)對(duì)顆粒進(jìn)行分類。
文檔編號(hào)B07C5/344GK102143809SQ200980125406
公開日2011年8月3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