Извлечение минералов из отходов с использованием функционализированных полимеров

Извлечение минералов из отходов с использованием функционализированных полимеров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестные ссылки на родственные заявки на патенты

Настоящая заявка соответствует международной заявке на патент с порядковым № PCT/US2012/039655, поданной 25 мая 2012 г., которая испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США № 61/489893, поданной 25 мая 2011 г., и предварительной заявки на патент США № 61/533544, поданной 12 сентября 2011 г., которые обе полностью включены сюда по ссылке.

Настоящая заявка также родственна следующим восьми PCT заявкам, которые все были одновременно поданы 25 мая 2012 г. и которые все испрашивают приоритет вышеупомянутой предварительной заявки на патент США № 61/489893, поданной 25 мая 2011 г., и вышеупомянутой предварительной заявки на патент США № 61/533544, поданной 12 сентября 2011 г., которые все полностью включены сюда по ссылке с тем, чтобы включать следующие объекты друг друга:

РСТ заявка № РСТ/US12/039528 под названием «Флотационное разделение с применением легких синтетических шариков или пузырьков»;

РСТ заявка № РСТ/US12/039534 под названием «Разделение минералов с применением функционализированных мембран»;

РСТ заявка № РСТ/US12/039540 под названием «Разделение минералов с применением калиброванных, взвешенных или магнитных полимерных пузырьков или шариков»;

РСТ заявка № РСТ/US12/039576 под названием «Синтетические шарики/пузырьки, функционализированные молекулами для притяжения и присоединения к интересующим минеральным частицам»;

РСТ заявка № РСТ/US12/039591 под названием «Способ и система извлечения минерала из синтетических пузырьков и шариков»;

РСТ заявка № РСТ/US12/039596 под названием «Синтетические пузырьки или шарики с гидрофобной поверхностью»;

РСТ заявка № РСТ/US12/039631 под названием «Разделение минералов с применением функционализированных фильтров и мембран»; и

РСТ заявка № РСТ/US12/039658 под названием «Способы транспортировки синтетических шариков или пузырьков во флотационную камеру или колонку».

Предпосылки изобретения

1. Область техники

Настоящее изобретение относится, главным образом, к способу и устройству для отделения ценного материала от бросового материала в смесях, таких как отходы флотационного процесса.

2. Описание известного уровня техники

Флотация во многих промышленных процессах применяется для извлечения ценных или нужных материалов из бросовых материалов. Например, в данном процессе смесь воды, ценного материала, ненужного материала, химикатов и воздуха помещают во флотационную камеру. Химикаты применяют для того, чтобы сделать нужный материал гидрофобным, а воздух используют для переноса материала на поверхность флотационной камеры. Когда гидрофобный материал и пузырьки воздуха сталкиваются, они присоединяются друг к другу. Пузырьки поднимаются на поверхность, перенося с собой нужный материал.

Производительность флотационной камеры зависит от площади поверхности потока пузырьков в зоне сбора камеры. Площадь поверхности потока пузырьков зависит от размера пузырьков и скорости введения воздуха. Управление площадью поверхности потока пузырьков обычно является очень сложным. Это задача с переменными параметрами, и для осуществления контроля нет зависимых механизмов обратной связи в реальном времени.

Флотация вспениванием представляет собой процесс селективного извлечения веществ из состава с высоким сродством к воде. Процесс был адаптирован и применяется к разнообразным материалам, которые подлежат разделению, а также к дополнительным коллекторным реагентам, включая поверхностно-активные вещества (ПАВ) и синтетические соединения, принятые для различных случаев применения. Процесс флотации используется для разделения широкого спектра сульфидов, карбонатов и окислов перед их дальнейшей очисткой. Также методом флотации обогащаются (очищаются) уголь и фосфаты. Пенная флотация начинается с раздробления (то есть уменьшения и перемалывания), что необходимо для увеличения площади поверхности руды для дальнейшей переработки. Руда содержит полезные минералы и ненужные вещества, известные как пустая порода. Процесс измельчения руды в мелкий порошок известен как «выделение в свободном состоянии». Мелкий порошок руды затем смешивают с водой, и образуется жидкая масса. Нужный минерал становится гидрофобным за счет добавления ПАВ или коллекторного химического вещества. Выбор химического вещества определяется тем, какой минерал извлекается. Эта масса (обычно именуемая пульпой) из гидрофобных частиц минерала и гидрофильных частиц породных примесей помещается затем во флотационную колонку или в горизонтальный трубопровод, в котором концентрированный минерал отделяется от отходов, содержащих породу. Для эффективности работы с данной взвесью выбираются флотореагенты, исходя из их селективного свойства смачивать те частицы, которые подлежат извлечению. Хороший флотореагент будет адсорбировать, как физически, так и химически, один или два вида частиц. Во флотационную цепочку для концентрации минералов к водной смеси руды (называемой шламом) добавляют разные флотационные реагенты в емкости для кондиционирования. Скорость потока и размер емкости определяется таким образом, чтобы дать время для активизации минералов. Пульпа из емкости для кондиционирования поступает в накопитель, состоящий из более крупных камер, которые выводят большую часть минералов в виде концентрата. Грубая пульпа проходит к накопителю очистной флотационной машины, куда можно вводить дополнительные реагенты. Пена очистной камеры возвращается в камеры с более грубой пульпой для дополнительной обработки, но в некоторых случаях может отправляться в специальные очистные машины. Перечистная пульпа обычно достаточно бесполезна и отбраковывается как отходы. Более сложные флотационные схемы имеют несколько наборов очистных и перечистных камер, а также промежуточное перемалывание или концентрирование. Типичная система переработки пульпы показана на Фиг.1. Как показано на Фиг.1, взвесь 8 проходит через множество флотационных камер 10, а отходы 12 удаляются в шламонакопитель или отстойник 100. Если переработанную пульпу 9 еще можно подвергнуть переработке по извлечению минералов, то можно использовать еще одну флотационную камеру 10 и повторить процесс. Когда переработанная пульпа 9 обрабатывается в последней флотационной камере 10, то обычно пенная флотация уже неэффективна, так же как и сам процесс сбора минералов. Из-за множества других факторов целых 15% от высвобожденных минералов выбрасывается как ненужная порода в накопитель или отстойник 100.

Существует промышленная необходимость в лучшем способе извлечения ценных материалов из отходов и выбрасываемых отходов.

Сущность изобретения

Способ

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, настоящее изобретение может рассматриваться, как способ, содержащий этапы обеспечения устройства для сбора, функционализированного синтетическим материалом, состоящим из множества молекул, имеющих функциональную группу, сформированную для того, чтобы собирать частицы соответствующих минералов на поверхности собирающего устройства; и заставляющего это устройство для сбора контактировать с отходами, в которых имеются частицы соответствующих минералов, например, включающих отходы процесса флотации.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения в функциональную группу могут входить ионы или заряженные частицы для связывания частиц соответствующих минералов и молекул. В функциональную группу могут входить, но не ограничиваться ими, один или более ионов карбоксильных веществ, сульфатов, сульфонатов, ксантатов, дитиофосфатов, тионокарбонатов, тиомочевины, ксантогенов, тионотиофосфатов, гидрохинонов и полиаминов. Синтетический материал может отбираться из группы, состоящей из полиамидов, полиэфиров, полиуретанов, фенол-формальдегидов, мочевиноформальдегидов, меламин-формальдегида, полиацетата, полиэтилена, поли-изобутилена, полиакрилонитрила, поливинилхлорида, полистирола, полиметилметакрилатов, поливинилацетата, поливинилиденхлорида, полиизопрена, полибутадиена, полиакрилатов, поликарбоната, феноло-альдегидного полимера и полидиметилсилоксана. Список не является полным.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения функциональная группа может формироваться для того, чтобы сделать поверхность коллекторного устройства водоотталкивающей. Например, синтетический материал может отбираться из группы, содержащей полистирол, поли(д,л-лактид), поли(диметилсилоксан), полипропилен, полиакрил, полиэтилен, гидрофобно-модифицированный гидроксиэтил целлюлозы, полисилосонаты, алкисилан и фторалкилсилан. Список не является исчерпывающим. Частицы соответствующих минералов могут иметь один или более водоотталкивающих молекулярных сегментов. Кроме того, способ может также содержать накопительные молекулы в отходах при этом каждая накопительная молекула может содержать первый и второй конец, при этом первый конец может иметь функциональную группу, сформированную так, чтобы крепиться к частицам соответствующих минералов, а второй конец содержать водоотталкивающий молекулярный сегмент, включающий ксантаты там, где молекулами собирателя являются ксантатами. Синтетический материал может содержать производные силоксана или полисилоксаны или полидиметилсилоксаны с концевыми гидроксильными группами.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения способ может состоять из выгрузки отходов в область разгрузки и взаимодействие устройства с отходами до и после того, как отходы будут слиты в отстойник.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения устройство для сбора может содержать множество проходных каналов на накопительном участке, где в перепускных каналах могут быть поверхности, контактирующие с синтетическим материалом, способ может также заключаться в том, чтобы хотя бы часть отходов двигалась через перепускные каналы так, чтобы частицы соответствующих минералов соприкасались с молекулами на накопительных поверхностях в перепускных каналах. Например, перепускные каналы могут содержать множество волокон, создающих поверхности для накопления.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения устройство сбора содержит накопительную пластину, накопительная поверхность которой выполнена из синтетического материала, и способ может также заключаться в том, что, по меньшей мере, часть отходов движется по накопительной пластине, при этом частицы соответствующего минерала контактируют с молекулами на накопительной поверхности.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения устройство для сбора может содержать множество твердофазных тел для создания поверхностей сбора, сформированных из синтетического материала.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения устройство сбора может быть выполнено так, чтобы соприкасаться с отходами некоторый период времени для обеспечения обогащения поверхности сбора, содержащей частицы минералов, также способ может состоять в отведении коллекторного устройства от отходов и извлечении частиц соответствующих минералов с обогащенной накопительной поверхности. Например, этап извлечения может включать контакт с обогащенной накопительной поверхностью с помощью жидкости, величина рН которой находится в диапазоне от 0 до 7, или хотя бы частично погружая обогащенные поверхности сбора в жидкость и воздействуя ультразвуковыми волнами в жидкости для создания ультразвукового возбуждения на обогащенной накопительной поверхности.

Система

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, настоящее изобретение может рассматриваться, как система, характеризующаяся наличием коллекторного процессора для получения отходов флотации, при этом отходы имеют частицы соответствующего минерала и, по меньшей мере, одно собирательное устройство, которое расположено на коллекторном процессоре, при этом собирательное устройство содержит накопительную поверхность, выполненную с функционализированным полимером, содержащим множество молекул с функциональной группой для притяжения частиц соответствующего минерала к накопительной поверхности.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения функциональная группа может содержать ионизирующую связь для связывания частиц соответствующего минерала к молекулам. Например, синтетический материал может отбираться из группы, содержащей полиамиды, полиэфиры, полиуретаны, феноформальдегид, мочевиноформальдегид, меланинформальдегид, полиацетал, полиэтилен, полиизобутилен, полиакрилонитрил, поливинилхлорид, полистирол, полиметилметакрилат, поливинилацетат, поливинилиден хлорид, полиизопрен, полибутадиен, полиакрилаты, поликарбонат, феноло-альдегидный полимер и полидиметил ксилосан.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения функциональная группа может быть выполнена так, чтобы собирательная поверхность была водоотталкивающей. Например, синтетический материал может состоять из группы, содержащей полистирол, поли(d,1-лактид), полипропилен, полиакрил, полиэтилен, гидрофобно-модифицированный этил гидроксиэтил целлюлоза полисилосонаты, алкислан и фторалкилсилан. Более того, частицы соответствующего минерала могут иметь один или более гидрофобных молекулярных сегментов, а отходы могут иметь множество молекул, при этом каждая собирающая молекула может иметь первый и второй конец, при этом первый конец может иметь функциональную группу, сформированную так, чтобы крепиться к частицам соответствующих минералов, а второй конец может содержать водоотталкивающий молекулярный сегмент. Синтетический материал может содержать производное вещество силоксана или полисилоксаны или полидиметилсилоксаны с концевыми гидроксильными группами

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, накопительная поверхность может быть выполнена так, чтобы контактировать с отходами некоторый период времени для обеспечения обогащения накопительной поверхности в устройстве для сбора, содержащей частицы соответствующих минералов, и система далее может состоять из процессора сброса, выполненного так, чтобы принимать устройство для сбора с обогащенной накопительной поверхностью, при этом процессор сброса выполнен так, чтобы обеспечивать среду высвобождения для извлечения частиц соответствующего минерала с обогащенной накопительной поверхности. Например, среда высвобождения может иметь жидкость, которая, при контакте с обогащенной поверхностью коллектора, имеет величину рН от 0 до 7. Среда высвобождения может также быть средой, составленной для контакта с обогащенной накопительной поверхностью, и система может также с источник ультразвука, выполненного так, что воздействовать ультразвуковыми волнами на обогащенную собирательную поверхность для извлечения частиц соответствующего минерала с обогащенной накопительной поверхности.

Варианты осуществления на основе, по меньшей мере, частично функционализированных полимеров.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения настоящее изобретение предлагает способы разделения с помощью функционализированных полимеров. Например, настоящее изобретение может быть осуществлено в виде новой машины и процесса для извлечения ценных материалов или минералом из отходов с помощью таких функционализированных полимеров. В частности, для притяжения ценных материалов или частиц соответствующих материалов из отходов могут использоваться разнообразные функционализированные полимеры, соответствующие тем, что изложены в данном документе. Отходы могут находиться в контакте с функционализированной полимерной поверхностью, которая так выполнена, что притягивает нужные минералы. Функционализированная поверхность может быть представлена, например, синтетическим пузырьком или шариком, что соответствует тому, что изложено в патентной заявке №_______, зарегистрированной ______, заявляющей приоритет вышеупомянутой предварительной заявки на патент США № 61/489893, а также выполнена в виде мембраны или мембранной поверхности, которая может быть в форме лопасти, ленточного конвейера, фильтра в сборке или плоской пластины, что соответствует тому, что изложено в вышеупомянутой предварительной заявке на патент США № 61/533544.

Ненужный материал может вымываться, а нужный материал или минерал оставаться на поверхности функционализированного полимера, или же мембранная структура, содержащая поверхность из функционализированного полимера может отделяться от ненужного материала. Такое отделение может производиться по технологии, родственной флотации, сортировке по величине, гравиметрической сепарации и/или магнитной сепарации. Обогащенная поверхность затем обрабатывается так, чтобы извлекать и собирать минерал. Затем функционализированная полимерная поверхность может использоваться повторно.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения функционализированная полимерная поверхность может быть выполнена на элементе, покрытом функционализированным полимером. Элемент, покрытый функционализированным полимером, может быть выполнен в виде конвейерной ленты, покрытой функционализированным полимером, предназначенной для прохождения от процессора извлечения к процессору сброса. Конвейерная лента, покрытая функционализированным полимером, может быть выполнена из сетчатого материала. В процессоре извлечения конвейерная лента, покрытая функционализированным полимером, выполнена так, чтобы увеличить контакт между отходами и функционализированным полимером.

Элемент, покрытый функционализированным полимером, может быть выполнен в виде коллекторного фильтра, покрытого функционализированным полимером, устанавливаемого в процессоре извлечения или для перемещения в процессоре извлечения для создания большей площади контакта с отходами и функционализированным полимером. Элемент, покрытый функционализированным полимером, может быть в виде мембраны или тонкого гибкого листа или слоя.

Элемент, покрытый функционализированным полимером, может быть выполнен в форме накопительной пластины, покрытой функционализированным полимером, для того, чтобы помещать ее в процессор извлечения или перемещать в процессоре извлечения для увеличения контакта между отходами и функционализированным полимером. Элемент, покрытый функционализированным полимером, может быть выполнен в виде гибкого листа или жесткой пластины.

Элемент, покрытый функционализированным полимером, может быть выполнен в виде лопастного колеса для размещения в процессоре извлечения или двигаться между процессором извлечения и зоной высвобождения.

Комбинированные накопительные/гидрофобные пузырьки/шарики.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения часть поверхности синтетических пузырьков или шариков может быть выполнена так, чтобы закреплять на себе молекулы, где молекулы становятся коллекторами

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения часть поверхности синтетических пузырьков или шариков может быть выполнена так, чтобы к ней присоединялись молекулы, при этом молекулы становятся коллекторами, а другая часть поверхности синтетических пузырьков или шариков может быть выполнена гидрофобной.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения часть поверхности синтетических пузырьков может быть выполнена так, чтобы быть гидрофобной.

Краткое описание чертежей

Обращаясь теперь к чертежам, которые выполнены без учета масштаба, изложенное далее и другие характеристики и преимущества настоящего изобретения будут более понятны благодаря следующему подробному описанию демонстрационных примеров осуществления вместе с сопутствующими чертежами, на которых одинаковые элементы одинаково пронумерованы

Фиг.1 иллюстрирует системы переработки суспензии на уровне техники, известном до даты приоритета заявленного изобретения.

Фиг. 2a-2d иллюстрируют диаграммы общей схемы переработки отходов в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3a иллюстрирует схему процессора, предназначенного для извлечения и выполненного с конвейерной лентой, покрытой функционализированным полимером и работающей вместе с процессором по высвобождению минералов в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3b иллюстрирует схему процессора для извлечения минералов, выполненного с множеством фильтров с функционализированными полимерными поверхностями для сбора ценного материала в процессе циклической переработки в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3c иллюстрирует схему процессора для извлечения минералов, выполненного с множеством накопительных пластин с фуикционализированными полимерными поверхностями для сбора ценного материала в процессе циклической переработки в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 иллюстрирует схему процессора сброса в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5a иллюстрирует секцию конвейерной ленты в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5b иллюстрирует фильтр в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения

Фиг.5c иллюстрирует накопительную пластину в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 6a-6d иллюстрируют различных свойств накопительной пластины в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 7a-7f иллюстрируют различные свойства фильтра и конвейерной ленты в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.8a иллюстрирует множество функциональных групп, присоединенных к фильтру для притяжения частиц минералов в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.8b иллюстрирует множество гидрофобных молекул, прикрепленных к волокну для притяжения частиц минералов в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.8c иллюстрирует множество гидрофобных молекул, прикрепленных к волокну для притяжения частиц неминерального происхождения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.9a иллюстрирует множество гидрофобных молекул, прикрепленных к поверхностям частиц минералов в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.9b иллюстрирует множество гидрофобных молекул, прикрепленных к краям или поверхностям частиц минералов в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.9c иллюстрирует множество гидрофобных молекул, прикрепленных к краям или поверхностям частиц неминералов в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.10a иллюстрирует фильтр с множеством синтетических шариков или пузырьков для сбора ценного материала из отходов процесса флотации в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения

Фиг.10b иллюстрирует накопительную пластину с множеством синтетических шариков или пузырьков для сбора ценного материала из отходов флотационного процесса в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.10c иллюстрирует мешок с синтетическими шариками, которые могут применяться в качестве фильтра для сбора ценного материала из отходов флотационного процесса в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения

Фиг.11a иллюстрирует синтетический шарик, функционализированный для притяжения гидрофобных частиц в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.11b иллюстрирует часть поверхности синтетического шарика, функционализированного для привлечения смоченных частиц минералов в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.11c иллюстрирует увеличенную часть поверхности синтетического шарика, функционализированного для привлечения гидрофобных частиц минералов в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.12a иллюстрирует синтетический шарик с функциональной группой для притяжения частиц минералов в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.12b иллюстрирует увеличенную часть поверхности синтетического шарика, функционализированного для притяжения частиц минералов в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.13 иллюстрирует отстойник для отходов, в котором находится множество функционализированных поверхностей, покрытых полимерами для притяжения ценного материала из отстойника в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.14 содержит Фиг.14a, которая является боковым частичным срезом в форме схемы сепараторного процессора, выполненного с двумя камерами, емкостями или колонками с функционализированным лопастным колесом, покрытым полимером, установленным внутри в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения и включает Фиг.14b, который является видом сверху в разрезе на схеме функционализированного, покрытого полимером лопастного колеса, перемещающегося в обогащенной среде, содержащейся в присоединенной камере, емкости или колонке, а также перемещающегося в обогащенной среде, содержащейся в камере, емкости или колонке в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.15 иллюстрирует схему процесса, выполненного с двумя камерами, емкостями или колонками с функционализированной конвейерной лентой, установленной внутри, покрытой полимером, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.16 иллюстрирует схему сепараторного процессора, выполненного с функционализированным фильтром в сборке для перемещения между двумя камерами, емкостями или колонками в полунепрерывном циклическом процессе в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.17a иллюстрирует крупную частицу минерала, притягиваемую к множеству функциональных групп на поверхности фильтра в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.17b иллюстрирует крупную частицу минерала, притягиваемую к множеству функциональных групп на остове молекулы в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.17c иллюстрирует крупную частицу минерала, притягиваемую к множеству гидрофобных молекул на поверхности фильтра в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.18a иллюстрирует частицы минерала, одновременно притягиваемой к некоторому числу гораздо меньших по размеру синтетических шариков в одно и то же время в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.18b иллюстрирует, как частица минерала притягивается к некоторому числу немного больших по размеру шариков в одно и то же время в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.19a иллюстрирует, как смоченная частица минерала прикрепляется одновременно к некоторому числу гораздо более мелких гидрофобных синтетических шариков в одно и то же время в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения

Фиг.19b иллюстрирует, как смоченная частица минерала прикрепляется одновременно к некоторому числу гораздо более крупных гидрофобных синтетических шариков в одно и то же время в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Фиг. 2a-2d: Переработка отходов

Например, отходы флотационного процесса могут перерабатываться в отстойнике или в месте между конечным местом флотационного процесса и отстойником. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения способ или технология по извлечению ценных материалов или соответствующих частиц минералов или того, что составляет их часть, отходов с помощью коллекторного устройства, которое может быть функционализировано синтетическим материалом, состоящим из множества молекул функциональной группы, сформированной таким образом, чтобы притягивать соответствующие частицы минералов к поверхности коллекторного устройства. Способ или технология заключается в том, чтобы коллекторное устройство соприкасалось с отходами, имеющими множество частиц соответствующего минерала, включая отходы флотационного процесса. В настоящем документе изложены многочисленные технологии или способы для того, чтобы коллекторное устройство находилось в контакте с отходами.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения функциональная группа может содержать ионизирующую связь для связывания частиц минералов к молекулам. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения функциональная группа может обеспечивать, чтобы площадка или поверхность была гидрофобной для притяжения гидрофобных частиц соответствующих минералов. В настоящем описании выражения «функционализированный синтетический материал», «синтетический материал» и «функционализированный полимер» взаимозаменяемы.

В варианте осуществления, показанном на Фиг.2а, после выгрузки отходов 12 из последней флотационной камеры 10 в отстойник 100, функционализированный полимер 20 может быть помещен в отстойник для сбора соответствующего ценного материала из отстойника.

В варианте осуществления, показанном на Фиг.2b, функционализированный полимер 30 может быть использован в процессоре для извлечения 50, расположенного закрыты к последней флотационной камере 10 для переработки отходов 12 для сбора ценного соответствующего материала в процессоре для извлечения 50. Обработанные отходы 14 затем транспортируются в шламонакопитель или отстойник 100.

В варианте осуществления, показанном на Фиг.2c, процессор для извлечения 50 может помещаться рядом с шламонакопителем/отстойником 100. В процессоре для извлечения 50 может использоваться функционализированный полимер 30 для переработки отходов 12. Переработанные отходы 14 могут затем быть выгружены в шламонакопитель или отстойник 100.

В варианте осуществления, показанном на Фиг.2d, функционализированный полимер 30 может использоваться для сбора частицы соответствующего минерала в процессоре извлечения 50, а функционализированный полимер 20 может использоваться в отстойнике 100.

Например, функционализированный полимер 20, 30 может содержать площадки или поверхности для сбора, покрытые функционализированным полимером как показано на Фиг. 3a-3c, 5a-5c, 6a-6d, 7a-7f, 8a-9c, 11a, 12a.

Фиг. 3a-3c: функционализированный полимер в процессоре для извлечения

Например, на коллекторном устройстве в процессоре для извлечения может предусматриваться функционализированный полимер 30 (Фиг.2c-2d) в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения. Коллекторное устройство может содержать площадку или поверхность, покрытую функционализированным полимером. Коллекторное устройство может принимать разные формы, но объем изобретения не ограничивается каким-либо конкретным видом или типом, как еще не известным, так и разработанным в будущем. Например, коллекторное устройство может принимать форму конвейерной ленты, фильтра и накопительной пластины.

В варианте осуществления, показанном на Фиг.3a, одна или обе стороны конвейерной ленты 120 могут быть покрыты функционализированным полимером или сделаны из него. Поскольку отходы 12 могут быть получены в процессоре для извлечения 50, отходы вступают в контакт с поверхностями конвейерной ленты 120, которая движется в непрерывной цепи между процессором для извлечения 50 и процессором для сброса 70. Ценный материал или частицы соответствующего минерала, отложенные на поверхностях конвейерной ленты 120 в процессоре для извлечения 50, будут извлекаться из конвейерной ленты 120 в процессор для сброса 70 посредством среды с низким показателем рН и/или посредством ультразвукового возбуждения. Как показано на Фиг.3a, может быть предусмотрен один или два источника ультразвука 72 в процессоре для извлечения 70 с тем, чтобы вызывать ультразвуковое возбуждение на поверхности конвейерной ленты. Величина рН в процессоре сброса может быть в диапазоне 0-7. После переработки в процессоре для извлечения 50, переработанные отходы 14 могут быть перевезены в хранилище отходов или непосредственно выгружены в отстойник. В качестве альтернативы переработанные отходы 14 могут быть приняты еще одним процессором для извлечения 50 для дальнейшей переработки.

В варианте осуществления, показанном на Фиг.3b, некоторое число фильтров 220 могут применяться в групповом исполнении. Каждый из фильтров 220 может иметь множество перепускных каналов (см. Фиг. 7a-7e) для того, чтобы по ним проходили отходы 12. Перепускные каналы можно использовать для обеспечения площадок или поверхностей (см. Фиг. 8a-9c), выполненных так, чтобы контактировать с отходами во время их прохождения через перепускные каналы. Накопительные площадки или поверхности в перепускных каналах могут быть покрыты функционализированным полимером. При прохождении отходов от одного конца процессора для извлечения 50 до другого конца через фильтры 220, молекулы функционализированного полимера притягивают частицы соответствующего минерала из отходов. Когда фильтры 220 соберут определенное количество частиц соответствующего минерала, в нужное время один или несколько фильтров 220 могут сниматься с процессора для извлечения 50 для того, чтобы высвобождать минеральные частицы, скопившиеся на фильтрах.

В варианте осуществления, показанном на Фиг.3c, некоторое количество накопительных пластин 320 могут быть установлены в определенном порядке для увеличения контакта между отходами в процессоре для извлечении 50 и накопительными пластинами 320. Все накопительные пластины 320 могут быть покрыты функционализированным полимером или сделаны из него. Когда отходы движутся от одного конца процессора для извлечения 50 к другому концу через накопительные пластины 320, молекулы функционализированного полимера формируются так, чтобы притягивать частицы соответствующего минерала из отходов. Когда накопительные пластины 320 соберут определенное количество частицы соответствующего минерала, одну или несколько накопительных пластин 320 можно снять с процессора для извлечения 50 в нужное время для того, чтобы высвободить частицы минерала, скопившиеся на накопительной пластине. Частицы минералов, осевшие на фильтры 220 или накопительные пластины 320, могут быть высвобождены разными способами. Например, они могут быть высвобождены в среде с низким показателем рН, ультразвуковым возбуждением, микроволнами, ультрафиолетовым светом или термически. Например, фильтр 220 или накопительная пластина 320 с накопленными частицами минералов могут приниматься на станции сброса частиц 400, как показано на Фиг.4. Фильтр 200 или накопительная пластина могут помещаться в устройстве для высвобождения 410 для промывки смесью кислоты и воды из контейнера с водой 424 и контейнера с кислотой 422. Для встряхивания, чтобы освободить прикрепленные частицы минералов с фильтра 422 и собирательной пластины 230 можно использовать один или более источников ультразвука 432 и. Оборотная вода 427 может быть возвращена назад для повторного использования. Концентрат минерала 440 можно извлекать из устройства для сброса 410.

Фиг. 5a, 5b и 5c: Конвейерные ленты, фильтры и накопительные пластины

Например, конв