使用官能化过滤器和薄膜进行矿物分离制造技术

本文公开了一种用于捕集浆料或尾矿中矿物颗粒的设备。所述设备可以采用过滤器、传送带或叶轮的形式，所述过滤器、传送带或叶轮将用于在处理器中捕集浆料中的矿物颗粒，或用于在尾矿库中捕集尾矿中的矿物颗粒。所述过滤器、传送带或叶轮具有由合成材料制成或涂有合成材料的捕集区域，所述合成材料具有官能团，所述官能团为阴离子或阳离子以粘附所述矿物颗粒。或者，所述合成材料具有使所述捕集区域具有疏水性的疏水性分子。当将浆料或尾矿中的矿物颗粒与捕集剂分子组合时，所述矿物颗粒也变得具有疏水性。疏水性矿物颗粒被吸引到疏水性捕集区域上。所述过滤器、传送带和叶轮可以具有多条通道以便增加接触表面。

Mineral separation using functionalized filters and membranes

An apparatus for capturing mineral particles in slurries or tailings is disclosed. The device can be used to filter, belt or impeller in the form of the filter, belt or impeller will be used to capture the mineral particles in the slurry in the processor, or for the collection of mineral particles in the tailings in tailings. The filter, belt or impeller has made of composite material or coated with synthetic material collecting area, the synthetic material having a functional group, the functional groups for anion or cation to the adhesion of mineral particles. Alternatively, the synthetic material has hydrophobic molecules that trap the trapping region. When the mineral particles in the slurry or tailings are combined with a collector molecule, the mineral particles become hydrophobic. Hydrophobic mineral particles are attracted to hydrophobic trapping regions. The filter, conveyor belt, and impeller may have a plurality of channels for increasing contact surfaces.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用官能化过滤器和薄膜进行矿物分离相关申请的交叉引用本申请对应于2012年5月25日提交的第PCT/US2012/039631号国际专利申请，其要求2011年5月25日提交的美国临时专利申请号61/489,893和2011年9月12日提交的美国临时专利申请号61/533,544的权益，所述申请均以引用的方式整体并入本文。本申请还涉及以下八项PCT申请，所述PCT申请都于2012年5月25日同时提交，并且都要求上述于2011年5月25日提交的美国临时专利申请号61/489,893和上述于2011年9月12日提交的美国临时专利申请号61/533,544的权益，并且都以引用的方式整体并入以便包括彼此的主题在内，所述PCT申请如下：PCT申请号PCT/US12/39528(代理人案号712-002.356-1)，名称为“Flotationseparationusinglightweightsyntheticbubblesandbeads”；PCT申请号PCT/US12/39524(代理人案号712-002.359-1)，名称为“Mineralseparationusingfunctionalizedpolymermembranes”；PCT申请号PCT/US12/39540(代理人案号712-002.359-2)，名称为“Mineralseparationusingsized,weightedandmagnetizedbeads”；PCT申请号PCT/US12/39576(代理人案号712-002.382)，名称为“Syntheticbubbles/beadsfunctionalizedwithmoleculesforattractingorattachingtomineralparticlesofinterest”；PCT申请号PCT/US12/39591(代理人案号712-002.383)，名称为“Methodandsystemforreleasingmineralfromsyntheticbubblesandbeads”；PCT申请号PCT/US/39596(代理人案号712-002.384)，名称为“Syntheticbubblesandbeadshavinghydrophobicsurface”；PCT申请号PCT/US12/39655(代理人案号712-002.386)，名称为“Mineralrecoveryintailingsusingfunctionalizedpolymers”；以及PCT申请号PCT/US12/39658(代理人案号712-002.387)，名称为“TechniquesfortransportingsyntheticbeadsorbubblesInaflotationcellorcolumn”。
本专利技术总体上涉及一种用于将混合物如矿浆浆料中有价值的材料与不需要的材料相分离的方法和设备。
技术介绍
在许多工业过程中，使用浮选法将有价值或所需的材料与不需要的材料相分离。举例来说，在这个过程中，将水、有价值的材料、不需要的材料、化学品以及空气的混合物放入浮选池中。使用所述化学品使所需的材料具有疏水性，而使用空气将所述材料携带到浮选池的表面。当疏水性材料与气泡相碰撞时，它们会彼此粘附。气泡会携带所需材料与之一起上升到表面。浮选池的性能取决于池中捕集区内的气泡表面积通量。气泡表面积通量取决于气泡的尺寸和空气注入速率。控制气泡表面积通量从传统上来讲十分困难。这是个多变量控制问题并且不存在用于控制的可靠的实时反馈机制。在工业中需要提供更好的方式将有价值的材料与不需要的材料(例如包括在这种浮选池当中的材料)相分离，从而解决在所述分离过程中与使用气泡相关联的问题。
技术实现思路
基本过滤设备根据本专利技术的一些实施方案，本专利技术可以提供至少部分地基于使用以下设备的矿物分离或过滤技术，所述设备的特点在于：捕集区域，所述捕集区域包括被配置成与包含水和有价值的材料的混合物相接触的捕集表面，所述有价值的材料包含多个矿物颗粒；以及合成材料，所述合成材料至少提供在捕集表面上，所述合成材料包含多个分子，所述分子包含被配置成将矿物颗粒吸引至捕集表面的官能团。根据本专利技术的一些实施方案，所述官能团可以包括用于使矿物颗粒与所述分子键合的化学官能团。根据本专利技术的一些实施方案，所述官能团可以包括离子基团，所述离子基团是阴离子或阳离子基团，包括其中官能团包括以下各项中的一种或多种离子：羧酸、硫酸盐、磺酸盐、黄原酸盐、二硫代磷酸盐、硫氨酯、硫脲、黄原、单硫代磷酸盐、氢醌以及聚胺。所述清单未必是详尽的。根据本专利技术的一些实施方案，合成材料可以选自由以下组成的组：聚酰胺、聚酯、聚氨基甲酸乙酯、苯酚-甲醛、脲-甲醛、三聚氰胺-甲醛、聚缩醛、聚乙烯、聚异丁烯、聚丙烯腈、聚(氯乙烯)、聚苯乙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(乙酸乙烯酯)、聚(偏二氯乙烯)、聚异戊二烯、聚丁二烯、聚丙烯酸酯、聚(碳酸酯)、酚醛树脂以及聚二甲基硅氧烷。所述清单未必是详尽的。根据本专利技术的一些实施方案，官能团可以被配置成使捕集表面具有疏水性，包括但不限于其中合成材料可以选自由以下组成的组：聚苯乙烯、聚(d,l-丙交酯)、聚(二甲基硅氧烷)、聚丙烯、聚丙烯酸物、聚乙烯、疏水改性乙基羟乙基纤维素、聚硅氧烷、烷基硅烷以及氟烷基硅烷，或包括其中矿物颗粒可以包括其上所粘附的一个或多个疏水性分子链段。根据本专利技术的一些实施方案，合成材料可以包括硅氧烷衍生物或聚硅氧烷，或羟基封端的聚二甲基硅氧烷。根据本专利技术的一些实施方案，混合物可以进一步包括多个捕集剂分子，并且每个捕集剂分子可以包括疏水性分子链段和与矿物颗粒键合的电离基团。根据一些实施方案，本专利技术可以采用如下方法的形式，所述方法的特点在于在过滤器构件上提供捕集区域，所述捕集区域包括被配置成与包含水和有价值的材料的混合物相接触的捕集表面，所述有价值的材料包含多个矿物颗粒；以及至少在捕集表面上提供合成材料，所述合成材料包含多个分子，所述分子包含被配置成使矿物颗粒结合至捕集表面的官能团。根据本专利技术的一些实施方案，所述方法还可以包括本文阐述的一个或多个其它特点。使用官能化薄膜的技术根据一些实施方案，本专利技术可以被配置成提供使用官能化薄膜的矿物分离或过滤技术。举例来说，本专利技术可以由用于从富含矿物的矿浆浆料中回收有价值的材料或矿物的新型机器和新型方法组成。这种浆料可为任何类型的浆料，例如是空气输送的经过研磨的矿物或水性混合物。可以使这种富含矿物的浆料与已经过设计来吸引目标矿物的官能化聚合物表面相接触。官能化聚合物表面可以采用合成气泡或珠粒的形式，这与专利申请序列号__________中所述内容相符，所述专利申请于__________提交，要求上述美国临时专利申请号61/489,893的权益，并且薄膜或薄膜结构可以采用叶轮、传送带、过滤器组件或平板的形式，这与上述美国临时专利申请号61/533,544中所述内容相符。可以洗掉不需要的材料而在官能化聚合物表面上仅留下需要的材料或矿物，或者可以将含有官能化聚合物表面的薄膜结构与不需要的材料相分离。可以通过与浮选、粒选、重力分离和/或磁力分离相关的技术进行这种分离。然后对富集的表面进行处理以便释本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于捕集矿物颗粒的设备，所述设备包括：捕集区域，所述捕集区域包括被配置成与包含水和有价值的材料的混合物相接触的捕集表面，所述有价值的材料包含多个矿物颗粒；以及合成材料，所述合成材料至少被提供于所述捕集表面上，所述合成材料包含多个分子，所述分子包含被配置成将所述矿物颗粒吸引到所述捕集表面上的官能团，其中所述官能团被配置成使所述捕集表面具有疏水性并且其中所述合成材料包含硅氧烷衍生物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.25 US 61/489,893;2011.09.12 US 61/533,5441.一种用于捕集矿物颗粒的设备，所述设备包括：捕集区域，所述捕集区域包括被配置成与包含水和有价值的材料的混合物相接触的捕集表面，所述有价值的材料包含多个矿物颗粒；以及合成材料，所述合成材料至少被提供于所述捕集表面上，所述合成材料包含多个分子，所述分子包含被配置成将所述矿物颗粒吸引到所述捕集表面上的官能团，其中所述官能团被配置成使所述捕集表面具有疏水性并且其中所述合成材料包含硅氧烷衍生物。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述官能团包含用于使所述矿物颗粒与所述分子键合的化学官能团。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述官能团包含离子，所述离子是阴离子或阳离子。4.根据权利要求3所述的设备，其中所述官能团包含以下各项中的一种或多种离子：羧酸、硫酸盐、磺酸盐、黄原酸盐、二硫代磷酸盐、硫氨酯、硫脲、黄原、单硫代磷酸盐、氢醌以及聚胺。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述硅氧烷衍生物包含聚二甲基硅氧烷。6.根据权利要求1所述的设备，其中所述合成材料选自由以下项组成的组：疏水改性乙基羟乙基纤维素、聚硅氧烷、烷基硅烷以及氟烷基硅烷。7.根据权利要求1所述的设备，其中所述矿物颗粒包含其上所附着的一个或多个疏水性分子链段。8.根据权利要求1所述的设备，其中所述硅氧烷衍生物包含聚硅氧烷或羟基封端的聚二甲基硅氧烷。9.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·J·罗思曼，M·R·费纳尔德，F·K·迪登，D·H·亚当森，
申请(专利权)人：锡德拉企业服务公司，
类型：发明
国别省市：美国,US