PROCEDIMIENTO DE CLASIFICACIÓN DE MATERIAL EXTRAÍDO DE MINAS, Y APARATO CORRESPONDIENTE.
Procedimiento de clasificación de material extraído de minas, y aparato correspondiente, para separar el material extraído de minas en por lo menos dos categorías, conteniendo por lo menos una categoría partículas de material extraído de minas que son más sensibles a la energía de microondas, y conteniendo otra categoría partículas de material extraído de minas que son menos sensibles a la energía de microondas, dicho procedimiento estando caracterizado porque comprende exponer las partículas del material extraído de minas a energía de microondas y calentar las partículas dependiendo de la sensibilidad del material en las partículas;
analizar térmicamente las partículas utilizando las temperaturas de las partículas como base para el análisis para indicar las diferencias de composición entre las partículas; y clasificar las partículas basándose en los resultados del análisis térmico; comprendiendo además el procedimiento compensar las variaciones de temperatura en el material extraído de minas que se suministra al procedimiento.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/AU2009/001199.
Solicitante: TECHNOLOGICAL RESOURCES PTY. LIMITED.
Nacionalidad solicitante: Australia.
Dirección: 120 COLLINS STREET MELBOURNE, VICTORIA 3000 AUSTRALIA.
Inventor/es: HARDING,Damien, WELLWOOD,Grant.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- B07B13/00 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B07 SEPARACION DE SOLIDOS; CLASIFICACION. › B07B SEPARACION DE DIFERENTES SOLIDOS ENTRE SI POR CRIBADO, TAMIZADO, CERNIDO O POR MEDIO DE CORRIENTES DE GAS; SEPARACION POR OTROS METODOS SECOS DE MATERIALES A GRANEL, p. ej. PARA ARTÍCULOS SUELTOS ADECUADOS PARA SER MANIPULADOS COMO MATERIAL A GRANEL (procedimientos de separación por vía húmeda, clasificación por procedimientos utilizando materiales que fluyen como los líquidos B03; combinaciones de aparatos de separación por vía seca con aparatos por vía húmeda B03B; mediante la utilización de líquido B03B, B03D; clasificación por separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación por campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrífugos o de vértice para la realización de procedimientos físicos B04; clasificación manual, clasificación postal, clasificación por sistemas de agujas o por otros sistemas que funcionen en respuesta a la detección o a la medida de las características de los objetos o de las muestras del material B07C). › Clasificación o selección de materiales sólidos por vía seca no prevista en otro lugar; Clasificación distinta que la hecha por dispositivos controlados indirectamente.
- B07C5/34 B07 […] › B07C CLASIFICACION POSTAL; CLASIFICACION DE OBJETOS INDIVIDUALES O DE UN MATERIAL A GRANEL MANIPULABLE PIEZA POR PIEZA COMO OBJETOS INDIVIDUALES (especialmente adaptada a un fin determinado previsto en otra clase, ver la clase apropiada, p. ej. A43D 33/06, B23Q 7/12). › B07C 5/00 Clasificación según una característica o una particularidad de los objetos o del material a clasificar, p. ej. clasificación controlada por un dispositivo que detecta o mide esta característica o particularidad; Clasificación con ayuda de dispositivos manuales, p. ej. sistemas de agujas (clasificación exclusivamente manual B07C 7/00; separación de diferentes sólidos unos de otros por cribado, tamizado o utilización de corrientes de gas, u otra separación por vía seca para materiales a granel B07B; selección de monedas G07D). › Clasificación en función de otras propiedades particulares.
- G01N22/00 FISICA. › G01 METROLOGIA; ENSAYOS. › G01N INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION DE SUS PROPIEDADES QUIMICAS O FISICAS (procedimientos de medida, de investigación o de análisis diferentes de los ensayos inmunológicos, en los que intervienen enzimas o microorganismos C12M, C12Q). › Investigación o análisis de materiales por la utilización de microondas (G01N 3/00 - G01N 17/00, G01N 24/00 tienen prioridad).
Fragmento de la descripción:
La presente invención se refiere a un procedimiento y a un aparato para clasificar material extraído de minas.
La presente invención se refiere, en particular, aunque en modo alguno de manera exclusiva, a un procedimiento y a un aparato para clasificar material extraído de minas para su procesamiento posterior con el fin de recuperar el material valioso, tal como metales valiosos, del material extraído de minas.
La presente invención se refiere asimismo a un procedimiento y a un aparato para recuperar el material valioso, tal como metales valiosos, de material extraído de minas que se ha clasificado.
El material extraído de minas puede ser cualquier material extraído de minas que contenga material valioso, tal como metales valiosos, tal como metales valiosos en forma de minerales que comprenden óxidos o sulfuros metálicos.
La expresión material "extraído de minas" en la presente memoria incluye (aJ material extraído de minas y (b) material extraído de minas que se ha sometido a trituración primaria o una reducción de tamaño similar tras extraer el material de la mina y antes de clasificarse.
Un ámbito particular de interés para el solicitante es el material extraído de minas en forma de menas extraídas de minas que incluyen minerales, tales como calcopirita que contienen metales valiosos, tal como cobre, en forma de sulfuro.
La presente invención puede aplicarse, en particular, aunque no de manera exclusiva, a clasificar material de baja ley extraído de minas.
El término "baja" ley en la presente memoria significa que el valor económico del material valioso, tal como un metal, en el material extraído de minas sólo es ligeramente mayor que los costes para explotar minas y recuperar y transportar el material valioso hasta un cliente.
En cualquier situación dada, las concentraciones que se consideran como
"baja" ley dependerán del valor económico del material valioso y de la explotación de
minas y otros costes para recuperar el material valioso en un punto de tiempo
particular. La concentración del material valioso puede ser relativamente alta y
5 considerarse todavía como "baja" ley. Éste es el caso con las menas de hierro.
En el caso de material valioso en forma de minerales de sulfuro de cobre,
actualmente las menas de "baja" ley son menas sacadas de minas que contienen
menos del 1, 0% en peso, normalmente menos del 0, 6% en peso, de cobre en la
menas. La separación de menas que presentan tales concentraciones bajas de cobre
1 O de las partículas estériles es una tarea complicada desde un punto de vista técnico, en
particular en situaciones en las que existe la necesidad de clasificar cantidades muy
grandes de mena, normalmente por lo menos 10.000 toneladas por hora, y en las que
las partículas estériles representan una proporción más pequeña de la mena que la
mena que contiene cobre recuperable de manera rentable.
15 La expresión partículas "estériles", cuando se utiliza en el contexto de las
menas que contienen cobre, en la presente memoria que significa partículas sin cobre
o con cantidades muy pequeñas de cobre que no pueden recuperarse de manera
rentable de las partículas.
La expresión partículas "estériles" cuando se utiliza en un sentido más general
20 en el contexto de los materiales valiosos, se entiende en la presente memoria que
significa partículas sin material valioso o cantidades de material valioso que no pueden
recuperarse de manera rentable de las partículas.
La presente invención se basa en la comprensión de que exponer material
extraído de minas a energía de microondas y calentar las partículas que contienen
25 minerales de cobre hasta temperaturas superiores que las partículas estériles (como
consecuencia de los minerales de cobre) y posteriormente, analizar térmicamente las
partículas utilizando las temperaturas másicas promedio de las partículas que se
expusieron a energía de microondas como base para el análisis es un procedimiento
eficaz para separar las partículas que contienen cobre de las partículas estériles. En
30 este contexto, las partículas que contienen cobre pueden describirse como partículas
que son más sensibles a la energía de microondas y las partículas estériles pueden
describirse como partículas que son menos sensibles a la energía de microondas yque no se calentarán en el mismo grado que las partículas que contienen cobre
cuando se exponen a energía de microondas.
La presente invención también se basa en compremder que utilizar las
temperaturas másicas promedio de las partículas que se expusieron a energía de
5 microondas como base para clasificar las partículas significa que habrá a menudo
diferencias de temperatura relativamente pequeñas, por ejemplo del orden de 5 a
1 0°C, entre las partículas que contienen cobre y las partículas estériles, en particular
cuando se estén procesando menas de baja ley. Por consiguiente, es importante que
se minimice el "ruido" de temperatura de las partículas, de modo que puedan
1 O identificarse fácilmente los cambios de temperatura en las partículas que se deben a la
exposición a energía de microondas en el análisis térmico aguas abajo de las
partículas. Un ejemplo de "ruido" de temperatura son las variaciones en la temperatura
de base de las partículas en el material de alimentación para el procedimiento de
clasificación. Estas variaciones de temperatura pueden tener un impacto significativo
15 en el análisis térmico y pueden distorsionar los resultados del análisis.
Específicamente, el análisis térmico de las partículas puede atribuir cambios de
temperatura aparentes en las partículas al calentamiento de las partículas debido a la
exposición a energía de microondas, en lugar de a cambios que se deben a los
cambios en la temperatura de base de las partículas en el material de alimentación ..
20 Las variaciones en la temperatura de base pueden deberse a varios factores-
operacionales y relacionados con el clima. Por ejemplo, un lote del material de
alimentación puede tomarse de una reserva que se ha expuesto a clima cálido durante
varias semanas y presenta una temperatura de base relativamente alta y un lote
sucesivo del material de alimentación puede recibirse directamente de una mina y
25 estar a una temperatura inferior. A modo de ejemplo adicional, pueden existir
diferencias en la temperatura de base como consecuencia de la energía de trituración
requerida para reducir el tamaño de la mena extraída de minas hasta un tamaño de
partícula requerido para el procedimiento de clasificación.
En particular, la presente invención se basa en el hallazgo del solicitante en
30 relación con las menas que contienen cobre referente a que:
(a) como consecuencia de la alta sensibilidad de los minerales de cobre a la
energía de microondas, incluso concentraciones pequeñas de mineralesde cobre en partículas de material extraído de minas pueden producir
aumentos detectables o medibles, aunque pequeños, en la temperatura de
las partículas, en comparación con los aumentos en las temperaturas en el
otro material extraído de minas que comprende partículas estériles y es
5 menos sensible a la energía de microondas, y
(b) es importante compensar las variaciones en la temperatura del material de
alimentación para el procedimiento de clasificación.
La compensación de las variaciones en la temperatura del material de
1 O alimentación para el procedimiento de clasificación mejora la clasificación, en
particular desde el punto de vista de que es menos probable que el análisis térmico
identifique incorrectamente las partículas.
Según la presente invención, se proporciona un procedimiento de clasificación
de material extraído de minas, tal como mena extraída de minas, para separar el
15 material extraído de minas en por lo menos dos categorías, conteniendo por lo menos
una categoría partículas de material extraído de minas que son más sensibles a la
energía de microondas, y conteniendo por lo menos otra categoría partículas de
material extraído de minas que son menos sensibles a la energía de microondas,
comprendiendo el procedimiento las etapas siguientes:
20
(a) exponer las partículas del material extraído de minas a energía de
microondas y calentar las partículas dependiendo de la sensibilidad del
material en las partículas;
(b) analizar térmicamente las partículas utilizando las temperaturas de las
25 partículas...
Reivindicaciones:
5 1 O 1. Procedimiento de clasificación de material extraído de minas, tal como mena extraída de minas, para separar el material extraído de minas en por lo menos dos categorías, conteniendo por lo menos una categoría partículas de material extraído de minas que son más sensibles a la energía de microondas, y conteniendo por lo menos otra categoría partículas de material extraído de minas que son menos sensibles a la energía de microondas, dicho procedimiento estando caracterizado porque comprende las etapas siguientes:
15 a) b) e) exponer las partículas del material extraído de minas a energía de microondas y calentar las partículas dependiendo de la sensibilidad del material en las partículas; analizar térmicamente las partículas utilizando las temperaturas de las partículas como base para el análisis destinado a indicar las diferencias de composición entre las partículas; y clasificar las partículas basándose en los resultados del análisis térmico; y
20 comprendiendo además el procedimiento temperatura en el material extraído de procedimiento. compensar las variaciones minas que se suministra de al
25 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la compensación de temperatura comprende precalentar el material de alimentación hasta una temperatura de fondo dada antes de suministrar el material extraído de minas que va a exponerse a energía de microondas en la etapa (a) .
30 3. Procedimiento según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque la compensación de temperatura comprende ejecutar la etapa (a) para suministrar suficiente energía de microondas al material extraído de minas para compensar las variaciones de temperatura en el material extraído de minas que se suministra al procedimiento.
4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la compensación de temperatura comprende monitorizar la temperatura del material extraído de minas que va a suministrarse a la etapa (a) y tener en cuenta las variaciones de temperatura en el material extraído de minas cuando se analizan los datos obtenidos en la etapa (b) .
5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
O caracterizado porque la compensación de temperatura comprende utilizar agua para reducir la temperatura del material de alimentación que va a suministrarse a la etapa (a) .
6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque la compensación de temperatura comprende almacenar el material extraído de minas en condiciones de temperatura controlada y utilizar el material almacenado como material de alimentación para el procedimiento.
7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque, en una situación en la que el material valioso es cobre y el cobre está contenido, por ejemplo como mineral de sulfuro en partículas en menas, la etapa (a) comprende exponer las menas extraídas de minas a energía de microondas y calentar las partículas que contienen cobre hasta un grado mayor que las partículas estériles.
8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la etapa (b) comprende mover las partículas pasada la superficie de fondo, con una cámara de infrarrojos u otro aparato de detección térmica colocado para ver las partículas, y estando la superficie de fondo en la línea de visión del
aparato de detección térmica.
9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende seleccionar la longitud de onda u otras características de la energía de microondas basándose en facilitar una respuesta térmica diferente de las partículas de modo que se utilicen las diferentes temperaturas de las partículas, que son indicativas de diferentes composiciones, como base para clasificar las partículas en la etapa (e) .1O. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende dejar tiempo suficiente para que el calor generado en las partículas mediante la exposición a energía de microondas se transfiera a través de las partículas, de tal modo que la temperatura de cada partícula sobre la superficie 1 O de la partícula sea una medida de la temperatura másica promedio a través de la partícula.
11. Procedimiento según la reivindicación 1 O, caracterizado porque, en caso de menas que contienen cobre de baja ley que presentan tamaños de partícula del
orden de 15-30 mm, la cantidad de tiempo requerida es de por lo menos 5 segundos, más típicamente de por lo menos 1 O segundos, y la diferencia de temperatura requerida es típicamente de por lo menos 2°C, y más normalmente por lo menos 5-
100C.
12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende procesar las partículas separadas de la etapa de clasificación (e) para recuperar el material valioso de las partículas.
13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque comprende reducir el tamaño de las partículas separadas de la etapa de clasificación (e) que contienen niveles superiores de material valioso para facilitar la recuperación mejorada del material valioso de las partículas.
14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
30 caracterizado porque comprende la trituración u otra reducción de tamaño adecuada del material extraído de minas antes de la etapa (a) .15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende tamizar o separar de otra forma los finos del material extraído de minas de modo que no haya finos en el material extraído de minas que se suministra a la etapa (a) .
16. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material extraído de minas está en forma de menas en las que el material valioso está en una forma mineralizada tal como un óxido o sulfuro metálico.
17. Aparato para clasificar material extraído de minas, tal como mena extraída de minas, caracterizado porque comprende:
a) una estación de tratamiento por microondas para exponer las partículas del material extraído de minas a energía de microondas;
b) una estación de análisis térmico para detectar diferencias térmicas entre las partículas que indican las diferencias de composición entre las partículas que pueden utilizarse como base para clasificar partículas;
e) un sistema de análisis térmico para analizar los datos de la estación de análisis térmico para determinar diferencias de composición entre las partículas y tomar decisiones sobre la clasificación de las partículas en categorías basándose en la composición; y
d) un clasificador para clasificar las partículas basándose en el análisis térmico; y
e) un sistema para compensar las variaciones de temperatura en el material de alimentación que va a suministrarse a la estación de tratamiento por microondas.
18. Aparato según la reivindicación 17, caracterizado porque el sistema de compensación de temperatura comprende un conjunto para precalentar el material de alimentación hasta una temperatura de fondo dada antes de suministrar el material extraído de minas a la estación de tratamiento por microondas.19. Aparato según la reivindicación 17 o la reivindicación 18, caracterizado
porque el sistema de compensación de temperatura comprende unos sensores para
monitorizar la temperatura del material extraído de minas que va a suministrarse a la
estación de tratamiento por microondas y el sistema de análisis térmico está
5 configurado para tener en cuenta las variaciones de temperatura en el material
extraído de minas cuando se analizan los datos de la estación de análisis térmico.
20. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, caracterizado
porque la estación de análisis térmico está dispuesta en relación con la estación de
1 O tratamiento por microondas, de tal modo que las partículas tengan tiempo suficiente
para que el calor generado en las partículas mediante la exposición a energía de
microondas en la estación de tratamiento por microondas se transfiera a través de las
partículas de tal modo que la temperatura de cada partícula sobre la superficie de la
partícula sea una medida de la temperatura másica promedio a través de la partícula.
15
21. Procedimiento para recuperar material valioso, tal como un metal valioso, a
partir de material extraído de minas, tal como mena extraída de minas, caracterizado
porque comprende clasificar el material extraído de minas según el procedimiento
definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16 y procesar posteriormente las
20
partículas que contienen material valioso y recuperar el material valioso.
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