使用光学测量的用于泡沫浮选过程的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及在泡沫浮选过程中包括的泡沫浮选物质(10)的参数的光学测量方法，所述泡沫浮选物质(10)具有收集剂分子，所述方法包括以下步骤：以预定量将指示剂分子添加到泡沫浮选物质(10)，其中所述指示剂分子适于特异性结合到所述收集剂分子，所述结合包括所述指示剂分子的光学吸收光谱的可检测变化；其后借助于测量光测量所述光学吸收光谱；和其后由所述指示剂分子的光学吸收光谱的测量部分测定所述泡沫浮选物质(10)中的残留收集剂分子的量或浓度。而且，本发明专利技术涉及所述泡沫浮选物质(10)本身，涉及用于执行所述方法的系统(1)，且涉及所述方法和系统用于控制所述泡沫浮选过程的用途，例如，通过将收集剂分子添加到所述泡沫浮选物质(10)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及根据权利要求1的泡沫浮选物质的参数的光学测量方法，涉及用于进行所述方法和用于基于所述测量参数控制所述浮选过程的系统，和涉及这种泡沫浮选物质。现有技术泡沫浮选为矿物加工工业中用于从矿石浓缩特定矿物同时抑制不想要的材料(脉石)的广泛使用的方法。所述方法允许低品位和复合矿体的采矿，否则这些矿体将会由于缺乏收益性而被忽视。在普通浮选池中，粉矿作为水性矿浆进料到容器中，在该容器中具有叶轮。气泡鼓吹通过矿浆且上升到液体表面。矿物的底层分离基于物理化学方法，基于矿物表面的润湿性。通过将充当收集剂的化学试剂添加到矿浆，选择性使期望的矿物颗粒疏水。收集剂提高目标表面的天然疏水性，提高疏水和亲水颗粒的可分离性。矿浆中的疏水矿物颗粒将优先附着到气泡，气泡继而使它们上升到液体表面。在那里，泡沫层积聚，随后撇去以收获浓缩物，而润湿的脉石材料剩余在液体矿浆相中。该程序通常使用浮选池管线和管线的组合连续以数个步骤应用到浮选回路以提高产率。收集剂分子的化学剂量在这种方法中为至关紧要的，且不附着到矿物颗粒的收集剂分子(即，残留收集剂)的浓度的量为用于自动控制以优化分离过程的有价值的过程参数，特别地通过降低过量的化学品。为了运行和控制浮选回路，可以优选排除将对该过程具有消极作用的扰动或使其影响最小化。泡沫浮选过程中包括的关于材料的定量组成的准确知识是重要的，因为无法保证供应具有恒定矿物组成的矿物。重要过程参数在这方面为特定矿物的质量含量和总固体分数，其通常通过使用线上X射线荧光分析仪(XRF)监控。除了该分析参数以外，还监控其它性质，例如空气流速、泡沫水平和厚度、回路中的特定位置的浆料和/或收集剂流速。这种信息通常用作输入以控制和优化浮选回路。然而，对于控制常规泡沫浮选设备，可得到的关于固体/液体混合物的化学组成的原位测量信息很少。例如，浮选过程的效率取决于所加入的化学品的量和类型。对于过程控制，有利的是矿浆的化学性质可以线上直接(例如，残留收集剂浓度)或间接(例如，浮选溶液的表面张力)测量。在WO2012/110284A2中，公开了含有与高级控制系统组合的原位传感器(表面张力计)的泡沫浮选系统。对于以最佳方式的控制浮选过程，关于矿浆即泡沫浮选物质的化学性质的快速和可靠的信息是关键的。这些化学性质可以为收集剂浓度、表面张力或pH。通常，这些参数通过周期性对浆料取样且在实验室中分析样品获得。这种线下方法的问题在于其高成本和耗时(大约几小时)。现有线上分析方法例如XRF和LIBS(激光诱导分解光谱学)也高成本；它们需要高实现努力、高度熟练的人员和加强维护。对于矿物分析，特别在泡沫浮选过程的领域中，仍存在无法得到用于测量重要参数的低成本、稳健的线上分析仪的问题。专利技术概述因此本专利技术的一个目的在于进一步优化泡沫浮选过程的操作效率。具体而言，泡沫浮选物质的有价值的控制参数通过本专利技术可得到，以优化整个泡沫浮选过程的可控制性。该目的通过具有根据权利要求1的特征的方法实现。因此，该目的通过泡沫浮选过程中包括的泡沫浮选物质的参数的光学测量方法解决，所述泡沫浮选物质包含收集剂分子，所述收集剂分子适于结合到在泡沫浮选物质内包含的矿物颗粒以提高所述矿物颗粒的表面的疏水性，所述方法包括以下步骤：(a)以预定量将指示剂分子添加到所述泡沫浮选物质的至少部分，所述指示剂分子优选为收集剂物质着色染料，其中所述指示剂分子适于特异性结合到所述泡沫浮选物质内的收集剂分子，且其中选择所述指示剂分子使得所述指示剂分子和所述收集剂分子之间的结合反应包括所述指示剂分子的光学吸收光谱的可检测变化(例如光谱位移)；其后(b)借助于来自光发射单元的测量光测量所述泡沫浮选物质内的指示剂分子的光学吸收光谱的至少部分；和其后(c)由所述指示剂分子的光学吸收光谱的测量部分测定所述泡沫浮选物质中的残留收集剂分子的量或浓度。所述泡沫浮选物质中的残留收集剂分子的这种量或浓度可以优选用于所述浮选过程的过程控制。术语“预定量”理解为使根据本专利技术的测量可行的量。术语“收集剂分子”指通常用于改进泡沫浮选过程的总产率的一种或多种化学添加剂，特别地通过化学改性矿物颗粒即粉矿体的疏水性。术语“指示剂分子”指适于特异性结合到收集剂分子，同时当结合到目标物质时所述指示剂分子的光学吸收光谱的至少部分经历可检测变化的一种或多种化学添加剂。术语“泡沫浮选物质”指过程液体，且取决于上下文，包含粉矿、溶剂、收集剂分子和可能其它的化学添加剂，和/或指示剂分子。术语“可检测变化”指吸收光谱中的变化，其可借助于已知光学仪器检测。其可以涉及光谱的最大值位移、光谱的权重从光谱的一部分向另一部分的位移、整个光谱的位移或光谱中的光谱密度的整体或局部损失或增益，或其任何组合。术语“残留收集剂分子”指不与具体的矿物颗粒关联但保持自由悬浮在矿浆中(即在泡沫浮选物质中)的收集剂分子。这些残留收集剂分子可以视为过量的化学品；因此，为了优化浮选过程，有利的是保持残留收集剂分子的量在合适的最小值，以达到最好的过程性能。因此，本专利技术的一方面在于为了优化泡沫浮选过程的效率和/或可控制性，利用所述指示剂分子和所述收集剂分子之间的吸收光谱位移结合过程，泡沫浮选过程的可控制性设计用于从泡沫浮选物质浓缩目标矿物。换言之，本专利技术的一方面在于提供优选连续或准连续的光学测量和监控矿浆的残留收集剂浓度(在线或线上)。测量系统基于添加到浆料和特异性结合到残留收集剂分子的指示剂分子特别是染料分子的光学吸收。结合反应随后涉及指示剂分子的光学吸收的光谱位移。测量沿着光学路径透射通过矿浆样品的任选至少部分颗粒清除的测量区域的光强度。优选使用具有特定波长范围的光，使得指示剂分子的吸收光谱中的光谱吸收变化为显著的且产生代表残留收集剂浓度的可检测信号。优选地，在所述加入步骤(a)之后或期间且在所述测量步骤(b)之前，将所述泡沫浮选物质在第一时间间隔期间的(混合)步骤(al)中混合，优选搅拌，所述第一时间间隔足够长以获得指示剂分子在泡沫浮选物质中的预定分布，且使所述指示剂分子和所述收集剂分子之间的结合反应有效。合适的混合，例如用已知的搅拌装置，进一步确保可靠的测量结果，且同时，高效使用任何加入的化学试剂和浆料组分。第一时间间隔的长度取决于在指示剂和收集剂分子之间涉及的结合过程。而且，所述长度或持续时间还取决于借助于步骤(al)获得期望的均质程度所花费的时间，所花费的时间取决于所述泡沫浮选物质的体积和稠度。因此，本领域技术人员可以基于特定情形针对文中所述目的确定合适的值或材料。例示地，作为矿物颗粒的火成磷酸盐矿石(来自AkzoNobel的Berol867)，其为具有氨基酸官能团的长链肌氨酸盐(参见下文)，可以用作收集剂分子。在这种情况下关于指示剂分子，发现Coomassie®BrilliantBlueG-250(参见下文)为合适的指示剂分子。第一时间间隔可以为30秒-1小时范围，优选1分钟-30分钟，更优选1.5分钟-15分钟。如果具有矿物颗粒的矿浆对根据本专利技术的光测量太不透明，则在步骤(b)之前，矿物颗粒的至少部分可以选择性远离泡沫浮选物质内的测量区域和/或从测量区域除去，所述测量区域中包含测量光的光学路径。这允许测量光的至少部分沿着光学路径通过泡沫浮本文档来自技高网...

【技术保护点】
在泡沫浮选过程中包括的泡沫浮选物质(10)的参数的光学测量方法，所述泡沫浮选物质(10)包含收集剂分子，所述收集剂分子适于结合到泡沫浮选物质(10)内包含的矿物颗粒以提高所述矿物颗粒的表面的疏水性，所述方法包括以下步骤：(a) 以预定量将指示剂分子添加到所述泡沫浮选物质(10)的至少部分，所述指示剂分子优选为收集剂物质着色染料，其中所述指示剂分子适于特异性结合到所述泡沫浮选物质(10)内的收集剂分子，且其中选择所述指示剂分子使得所述指示剂分子和所述收集剂分子之间的结合反应包括所述指示剂分子的光学吸收光谱的可检测变化；其后(b) 借助于来自光发射单元(31)的测量光测量所述泡沫浮选物质(10)内的指示剂分子的所述光学吸收光谱的至少部分；和其后(c) 由所述指示剂分子的光学吸收光谱的测量部分测定所述泡沫浮选物质(10)中的残留收集剂分子的量或浓度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.06 EP 14171471.71.在泡沫浮选过程中包括的泡沫浮选物质(10)的参数的光学测量方法，所述泡沫浮选物质(10)包含收集剂分子，所述收集剂分子适于结合到泡沫浮选物质(10)内包含的矿物颗粒以提高所述矿物颗粒的表面的疏水性，所述方法包括以下步骤：(a)以预定量将指示剂分子添加到所述泡沫浮选物质(10)的至少部分，所述指示剂分子优选为收集剂物质着色染料，其中所述指示剂分子适于特异性结合到所述泡沫浮选物质(10)内的收集剂分子，且其中选择所述指示剂分子使得所述指示剂分子和所述收集剂分子之间的结合反应包括所述指示剂分子的光学吸收光谱的可检测变化；其后(b)借助于来自光发射单元(31)的测量光测量所述泡沫浮选物质(10)内的指示剂分子的所述光学吸收光谱的至少部分；和其后(c)由所述指示剂分子的光学吸收光谱的测量部分测定所述泡沫浮选物质(10)中的残留收集剂分子的量或浓度。2.根据前述权利要求的测量方法，其中，在步骤(a)之后和在步骤(b)之前，在第一时间间隔期间的步骤(al)中将所述泡沫浮选物质(10)混合，优选搅拌，所述第一时间间隔足够长以获得所述指示剂分子在所述泡沫浮选物质(10)中的预定分布且使所述指示剂分子和所述收集剂分子之间的结合反应有效。3.根据前述权利要求中任一项的测量方法，其中，在步骤(b)之前，所述矿物颗粒的至少部分选择性远离所述泡沫浮选物质(10)内的测量区域和/或从所述测量区域除去，在所述测量区域中包含通过所述泡沫浮选物质(10)的测量光的光学路径，例如以允许测量光的至少部分沿着所述光学路径通过所述泡沫浮选物质(10)到用于测量光的传感器单元(32)的有效透射率，其中分别优选所述使矿物颗粒远离所述测量区域通过用过滤或分离元件过滤和/或分离进行，和所述使矿物颗粒从所述测量区域的除去优选通过使用分离元件和/或通过在第二时间间隔期间沉积进行，所述第二时间间隔足够长以使泡沫浮选物质(10)中的悬浮矿物颗粒的沉积过程有效。4.根据前述权利要求中任一项的测量方法，其中为了由所述指示剂分子的光学吸收光谱的测量部分测定所述泡沫浮选物质(10)中的残留收集剂分子的量或浓度，在步骤(b)中测量且在步骤(c)中估计至少两个光波长范围，优选所述测量光的两个光波长。5.根据前述权利要求的测量方法，其中选择所述至少两个光波长范围的选定，例如以具有基本上在所述结合的指示剂分子的吸收光谱内的至少一个第一光波长范围，其中所述第一光波长范围和结合的指示分子的吸收光谱的最大值之间的差异优选小于50纳米，和/或具有基本上在未结合的指示剂分子的吸收光谱内的至少一个第二光波长范围，其中所述第二光波长范围和未结合的指示分子的吸收光谱的最大值之间的差异优选小于50纳米，和/或具有基本上在所述指示剂分子的吸收光谱外的至少一个第三光波长范围，后者的光波长范围测量可用于补偿并非由所述指示剂分子的吸收作用造成的吸收变化。6.根据前述权利要求中任一项的测量方法，其中所述光学测量为在线和/或线上测量，和/或其中测定所述测量光的透射率或反射率，由此测定所述泡沫浮选物质(10)中的收集剂分子的量或浓度。7.根据前述权利要求中任一项的测量方法，其中包含光发射单元(31)和传感器单元(32)和分析仪单元(33)的光学测量系统在进行光学测量之前优选用至少一种、优选至少两种或更多种试验物质校准，各种试验物质具有已知收集剂分子浓度且指示剂分子的量大于收集剂分子的量，以便提供用于由所述指示剂分子的光学吸收光谱的测量部分测定所述泡沫浮选物质(10)中的残留收集剂分子的量或浓度的参比。8.用于控制泡沫浮选过程的泡沫浮选池系统(1)，所述泡沫浮选池系统(1)包括：至少一个适于保持具有包含收集剂分子和指示剂分子的泡沫浮选物质(10)的泡沫浮选过...

【专利技术属性】
技术研发人员：A克拉梅，TA鲍尔，L德萨勒斯里菲霍，MR巴里奥斯，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH