处理水悬浮液制造技术

一种方法，其中包括在水介质中分散的颗粒材料的悬浮液以流体的形式输送到沉积区域，然后允许其静置并且硬化，并且其中通过在输送期间将硬化数量的处理体系与悬浮液结合，在输送期间保持悬浮液的流动性的同时改进了硬化，所述处理体系包括ｉ）水溶性的合成聚合物，和ｉｉ）水溶性的天然或者半天然聚合物。可以获得改进的硬化，包括剂量效率，特别是关于所需的合成聚合物的数量。另外，可以获得从悬浮液释放的液体的透明度的改进。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利说明处理水悬浮液 本专利技术涉及处理颗粒状材料的悬浮液，特别是废弃的矿物浆料。本专利技术特别适用于处置源于矿物加工和选矿过程的尾矿和其它废弃材料，包括以均质混合物的形式共同处置粗和细固体。颗粒状矿物材料包括各种其中存在矿物材料的基材。这将包括例如红泥，来自各种矿物加工操作的尾矿，和油砂尾矿的加工。 处理矿物矿石以便提取矿物有用成分的方法将通常产生废弃材料。通常，废弃材料由以下组成包括颗粒状矿物材料的含水浆料或污泥，例如与水混合的粘土、页岩、砂、砂砾、金属氧化物等。 在有些情况，废弃材料如矿山尾矿可以便利地在地下开采的矿山中进行处置来形成回填料。通常，回填料废弃物包括高比例的粗的大尺寸的颗粒以及其它较小尺寸的颗粒并且以浆料的形式被泵送到矿山，在那里允许进行脱水而在适当的位置留下沉降的固体。通常的做法是使用絮凝剂通过使细材料絮凝来促进这一过程，从而增加了沉降速率。然而，在这一情况下，相比于絮凝的细材料，粗材料将通常以更快的速率沉降，产生粗和细固体的非均质的沉积。 南非专利6900472和美国专利3508407描述了下述技术，其用于将细物，特别是水泥，保留在地下开采的矿山回填料中。合成物和共聚物被建议可以单独地或者共同地使用，尽管使用两种类型并非是优选的。 US 4399039描述了在池塘(ponds)表面之下在尾矿的沉降层的脱水中使用淀粉，其中水向上移动。据说改进了层的粘度和变化性以便支撑更多的砂。没有指出这样的处理助剂将可用于硬化悬浮液，使得可以形成堆叠物。 对于其它应用，未必能够在矿山中处置废弃物。在这些情况下，通常的做法是通过将含水浆料泵送到池沼(lagoons)、堆场(heaps)或堆叠物(stacks)并且通过沉降、排泄和蒸发的作用使其逐渐脱水来处置这种材料。 存在着许多环境压力来最小化用于处置目的的新的土地的分配并且更有效地利用现有的采空区。一个方法是将多层的废弃物堆放在一片区域上而由此形成较高的废弃物的堆叠物。然而，这表现出确保以下方面的困难废弃材料仅仅能够在可接受的边界内在先前硬化的废弃物的表面上流动，使其硬化而形成堆叠物，以及将废弃物充分压实而支撑多层硬化材料却没有坍陷或滑动的危险。因此，对于为堆叠而提供具有恰当特性等级的废弃材料的要求完全不同于其他形式的处置所要求的那些，如在相对封闭区域中进行回填。 在典型矿物加工操作中，在含水工艺中将废弃固体与包含矿物有用成分的固体分离。废弃固体的水悬浮液常常包含粘土和其它矿物，并且通常称为尾矿。在各种包括来自油砂的尾矿的矿物固体中的确如此。在稠化器中，这些固体常常通过絮凝工艺来浓缩而得到较高密度底流稠泥并且回收一些工艺用水。通常将底流稠泥泵送到表面容纳区域，常常称为尾矿池或尾矿坝。一旦在这种表面容纳区域沉积，水将继续从水悬浮液中释放，导致在一段时间内固体的进一步浓缩。一旦已经收集足够体积的水，这通常被泵送回到矿物加工装置。 尾矿坝常常具有有限的尺寸以便最小化对环境的影响。另外，提供较大的尾矿坝可能是昂贵的，因为运土和建筑拦集壁的成本高。这些尾矿坝往往具有逐渐倾斜的底部，其允许任何从固体中释放的水收集在一个区域中并且因此能够泵送回到所述装置。往往发生的问题是当固体的微细颗粒随着流出水带走时，因此污染了水并且对水的后续使用具有有害影响。 在许多矿物加工操作中，例如矿砂选矿过程，通常还产生了第二种废弃物物流，其主要包括粗(>0.1mm)矿物颗粒。特别令人期望的是以均匀混合物的形式处置粗和细的废弃的颗粒，因为这改进了脱水固体的机械性能，大大降低了修复土地最终所要求的时间和成本。然而，这通常不是可行的，因为即使粗的废弃材料充分混入细的废弃材料的水悬浮液，然后在处置区域中沉积，相比于细的材料，粗的材料将快得多地沉淀，导致在脱水固体中的分带。此外，当粗材料相比于细材料的数量较高时，粗材料的快速沉降可能产生过度的坡面角，这促进了含高比例的细颗粒的含水废弃物的流掉，进一步污染了所回收的水。结果，一旦脱水过程完成的话，常常需要单独地处理粗和细的废弃物物流，并通过机械再作用将这些材料重组。 已经尝试通过使用混凝剂或絮凝剂来处理尾矿坝的进料来解决全部上述问题，从而提高沉降的速率和/或改进所释放的水的透明度。然而，这没有成功，因为这些处理以常规的剂量施加并且在细废弃材料的压实速率或者所回收的水的透明度方面这产生了极小益处或者没有产生益处。 在从铝土矿回收氧化铝的拜耳法中，在含水碱液中消化铝土矿而形成铝酸钠，其与不溶残渣分离。这种残渣由以下组成砂和主要为氧化铁的细颗粒。后者的水悬浮液称为红泥。 在铝酸钠溶液与不溶残渣的基本分离后，砂(粗的废弃物)与红泥分离。上层清液被进一步加工来回收铝酸盐。红泥然后在多个顺序的洗涤阶段中洗涤，其中红泥与洗液接触并且然后通过添加絮凝剂来絮凝。在最终的洗涤阶段后，红泥浆料尽可能地变稠并随后被处置。在本说明书范围内的变稠是指红泥的固体含量增加。最终的变稠阶段可以包括仅仅絮凝浆料的沉降，或者有时候，包括过滤步骤。可选地或者另外地，泥可经受在池沼中的延长的沉降。在任何情况下，这种最终的变稠阶段受到将变稠的水悬浮液泵送到处置区域的要求的限制。 所述泥可以被处置和/或经受进一步的干燥以便随后在泥堆叠区域上进行处置。为适于泥堆叠，泥应当具有高固体含量，并且当堆叠时，不应当流动但应当是比较刚性的，以便堆叠角度应当尽可能的高，使得所述堆叠物对于给定的体积占据尽可能小的面积。对高固体含量的要求与对使材料以流体形式保持可泵送的要求是冲突的，使得尽管也许可能产生具有用于堆叠的期望的高固体含量的泥，但这可能使得泥是不可泵送的。 从残渣中除去的砂级分还被洗涤并且转移到用于独立的脱水和处置的处置区域。 EP-A-388108描述了在进行泵送前，向包括具有分散的颗粒状固体的含水液体的材料中添加吸水性、不溶于水的聚合物，然后对所述材料进行泵送，使所述材料静置并然后使其硬化并且变为可堆叠的固体。聚合物吸收了浆料的含水液体，这有助于颗粒状固体的粘结以及因此的材料固化。然而，这种方法具有缺点，即它需要高剂量的吸收性聚合物以便获得恰当的固化。为了获得足够硬化的材料，常常需要使用高达10-20千克/公吨的泥的剂量。虽然用于硬化材料的水溶胀性吸收性聚合物的使用可能看起来提供了固体的显然增加，但是实际上含水液体被保持在吸收性聚合物中。这表现出的缺点在于，因为含水液体实际上没有从硬化材料中除去并且在一定条件下含水液体可能随后被释放出来，并且这可能危及废弃材料的再流体化，因而具有不可避免的所述堆叠物失稳的危险。 WO-A-96/05146描述了堆叠颗粒状固体的含水浆料的方法，其包括混合分散在连续油相中的水溶性聚合物的乳液与浆料。优选地，用稀释剂稀释乳液聚合物，并且其优选地在烃的液体或气体中并且其不会转化乳液。因此，该方法要求的是不将聚合物添加到水溶液形式的浆料中。没有公开通过添加聚合物的水溶液可以获得足以形成矿物材料堆叠物的脱水和硬化。 WO-A-0192167描述了一种方法，其中将包括颗粒状固体的悬浮液的材料以流体的形式泵送并随后使其静置并且硬化。通过引入到水溶性聚合物的悬浮液颗粒中而获得硬化，所述聚合物的特性粘数为至少3dl/g。这种处理能够使得材料保持其流动性同时被泵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其中包括在水介质中分散的颗粒材料的悬浮液以流体的形式输送到沉积区域，然后允许其静置并且硬化，并且其中通过在输送期间将硬化数量的处理体系与悬浮液结合，在输送期间保持悬浮液的流动性的同时改进了硬化，所述处理体系包括：　ｉ）水溶性 的合成聚合物，和　ｉｉ）水溶性的天然或者半天然聚合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B戴蒙德，J兰佩德，A贝弗里奇，
申请(专利权)人：西巴控股有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]