用于控制金属浮选工艺中pH的组合物和方法技术

描述了用于调节海水的pH以用于金属浮选工艺的组合物，以及利用这种组合物的方法。当使用常规的CaO和/或Ca(OH)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制金属浮选工艺中pH的组合物和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2018年7月30日提交的美国临时申请号为62/712119的专利的优先权。这些和其他所有引用的外部资料均通过引用的方式全部并入本文中。如果通过引用的方式并入的参考文献中术语的定义或使用与本专利技术提供的该术语的定义不一致或相反，则本专利技术提供的该术语的定义被认为具有控制性。
本专利技术的领域是通过浮选、特别是使用海水从矿石中分离出富含金属的部分。
技术介绍
以下描述包括在理解本专利技术中可能有用的信息。并非承认本专利技术提供的任何信息是现有技术或与目前要求保护的专利技术有关，或并非承认明确地或含蓄地引用的任何出版物是现有技术。浮选工艺通常用于从相对低品位的矿石(如次生矿体或低品位的原生矿体)中回收商业上有价值的金属。这种浮选工艺利用疏水性的差异，将含矿物质的微粒与通过向微粒矿石的水性悬浮液中喷射空气引入的气泡相结合。通常添加表面活性剂和其他化合物以增强这种效果。所得的富含金属的泡沫在容易收集的悬浮液的顶部收集。贫化的溶液通常要经过额外的浮选处理，以便回收额外的金属，并且在一些情况下，将这样收集的富含金属的泡沫返回至初级浮选步骤，以回收金属。在这样提取之后，将低金属含量的剩余微粒丢弃或用于其他目的。这组方法被称为浮选回路。这种水性浮选回路一般需要维持高于11的pH，以便有效地浮选金属元素。在这些回路中，用来提高pH的选择的材料是氢氧化钙或氧化钙(例如石灰)源。历史上，使用的水源是淡水源。然而，淡水始终处于高需求，并且迅速成为稀缺资源。这已经迫使许多采矿作业调整它们的工艺以利用海水，海水中含有大量的可能使某些金属的回收变得困难的盐和pH缓冲物质。然而，在实践中，使用传统的工业优质的石灰/熟石灰很难将海水的pH提高到10.5以上。已经提出了各种解决方案，包括海水的淡化或部分淡化(CisternasandGalvez,MineralprocessingandExtractiveMetallurgyReview,2017年10月)。然而，淡化所需的能源可能有显著的负面环境影响。虽然部分淡化需要较少的能源，但它仍未得到有效地实施。本专利技术中指出的所有出版物都通过引用并入，其引用的程度如同每个单独的出版物或专利申请被明确地且单独地指明通过引用并入。当并入的参考文献中术语的定义或使用与在本专利技术提供的该术语的定义不一致或相反时，则适用本专利技术中提供的该术语的定义，而不适用参考文献中的该术语的定义。除了在海水中存在抵抗pH提高的缓冲物质之外，海水中存在的氯化镁可以起到有效地阻止石灰溶解的作用。氢氧化钙(Ca(OH)2)在水中的溶解度有限。当将氢氧化钙引入含有氯化镁的溶液(如海水)中时，会产生不溶性氢氧化镁。这个反应在海水和含氢氧化钙的石灰颗粒的界面快速发生，有效地在石灰颗粒的表面周围形成不溶性Mg(OH)2壳。这种包覆的石灰颗粒不再有效地有助于浮选水的pH改性。因此，仍然需要允许在金属浮选方法中使用海水的组合物和方法。
技术实现思路
本专利技术的主题提供了装置、系统和方法，其中，将纯化的CaO/Ca(OH)2或者将不反应的颗粒和纯化的CaO/Ca(OH)2和/或低品质石灰结合后与海水混合，以将pH提高到高于或为约10.5、11或更高，以便支持在矿石处理中使用的浮选回路。虽然已经证明了低品质石灰在提高海水pH方面是无效的，但专利技术人出乎意料地发现使用纯化的CaO/Ca(OH)2或者使用不反应的颗粒和纯化的CaO/Ca(OH)2和/或低品质石灰结合，可以有效且经济地做到这一点。附加的实施方案包括相关的组合物和浮选回路。本专利技术构思的实施方案包括一种用于将海水的pH调节至碱性范围(如高于或为约pH10.5、pH11或更高)的组合物，该组合物包含多个包含碱性化合物的第一微粒(如平均直径为约5μm至约500μm的微粒)，和多个与海水不反应的第二微粒，其中多个第二微粒以相对于第一微粒至少1:1、10:1或100:1w/w的比例存在。合适的碱性化合物包括第I族金属氧化物和/或氢氧化物、氮基碱性化合物或有机胺、以及第II族金属氧化物和/或氢氧化物(如石灰或包含纯度为70％至95％或更高的CaO或Ca(OH)2的组合物)。本专利技术构思的另一个实施方案是一种将海水的pH调节至高于或为约pH10.5、pH11或更高的方法，其在不存在额外的pH调节剂的情况下，通过将海水与95％CaO、Ca(OH)2或其混合物接触，生成pH为约10.5、11或更高的pH调节后的海水，其中95％CaO、Ca(OH)2或其混合物以每公吨海水0.5kg或更多的量提供。本专利技术构思的另一个实施方案是一种将海水的pH调节至高于或为约pH10.5、pH11或更高的方法，其在不存在额外的pH调节剂的情况下，通过将海水与多个包含碱性化合物的第一微粒和多个与海水不反应的第二微粒在第二微粒相对于第一微粒至少为1:1、10:1或100:1w/w比例下接触，生成pH为约10.5、11或更高的pH调节后的海水。在一些这样的实施方案中，海水基本上同时与第一微粒和第二微粒接触。在其他实施方案中，在施用第一微粒之前，将海水与第二微粒接触。合适的碱性化合物包括第I族金属氧化物和/或氢氧化物、氮基碱性化合物或有机胺、以及第II族金属氧化物和/或氢氧化物(如石灰或包含纯度为70％至95％或更高的CaO或Ca(OH)2的组合物)。本专利技术构思的另一个实施方案是一种用于从矿石中浓缩富含金属的微粒的浮选回路，该浮选回路包括调节器(810)，所述调节器(810)具有上部和下部，并且与海水源流体连通。浮选回路还包括初级泡沫分样器(fractioner)(820)，所述初级泡沫分样器(820)具有上部和下部，并且与调节器(810)的下部流体连通。用于源自矿石的初级浓缩物的第一收集导管(conduit)可以与初级泡沫分样器(820)的上部流体连通。这种浮选回路还包括包含碱的第一微粒源，其中第一微粒源与调节器(810)和初级泡沫分样器(820)中的至少一个流体连通。在一些实施方案中，浮选回路包括与调节器(810)流体连通的矿石源，并且可以包括位于矿石源与调节器(810)之间的调整大小的装置。在一些实施方案中，浮选回路可以包括与海水不反应的第二微粒源，其中第二微粒源与调节器(810)和初级泡沫分样器(820)中的至少一个流体连通。在浮选回路的一些实施方案中，初级泡沫分样器(820)的下部与次级泡沫分样器(830)流体连通，所述次级泡沫分样器(830)具有上部和下部。在这种实施方案中，次级泡沫分样器(830)的上部可以与调节器(810)流体连通。与次级泡沫分样器(830)的下部流体连通的第二收集导管可用于收集源自矿石的尾矿。本专利技术构思的另一个实施方案是一种从矿石中回收金属的方法，该方法通过将矿石与包含海水和多个包含碱性化合物的第一微粒的提取混合物接触，以形成矿石悬浮液，其中提取混合物的pH至少为10.5、11或更高。合适的碱性化合物包括第I族金属氧化物和/或氢氧化物、氮基碱性化合物或有机胺、以及第II族金属氧化物和/或氢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将海水的pH调节至碱性范围的组合物，包含：/n多个包含碱性化合物的第一微粒；和/n多个与海水不反应的第二微粒，/n其中所述多个第二微粒以相对于所述第一微粒至少1:1w/w的比例存在。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180730 US 62/712,1191.一种用于将海水的pH调节至碱性范围的组合物，包含：
多个包含碱性化合物的第一微粒；和
多个与海水不反应的第二微粒，
其中所述多个第二微粒以相对于所述第一微粒至少1:1w/w的比例存在。


2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述碱性化合物为第I族金属氧化物或氢氧化物。


3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述碱性化合物为氮基碱性化合物或有机胺。


4.根据权利要求1所述的组合物，其中所述碱性化合物为第II族金属氧化物或氢氧化物。


5.根据权利要求4所述的组合物，其中所述碱性化合物为石灰或包含纯度至少为70％的CaO或Ca(OH)2的组合物。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的组合物，其中所述碱性化合物包含纯度至少为95％的CaO或Ca(OH)2。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的组合物，其中所述第一微粒的平均直径为约5μm至约500μm。


8.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第二微粒以相对于所述第一微粒至少10:1w/w的比例存在。


9.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第二微粒以相对于所述第一微粒至少100:1w/w的比例存在。


10.一种将海水的pH调节至pH10.5或更高的方法，包括在不存在额外的pH调节剂的情况下，将海水与95％CaO、Ca(OH)2或其混合物接触，产生pH为10.5或更高的pH调节后的海水，其中95％CaO、Ca(OH)2或其混合物以每公吨海水0.5kg或更多的量提供。


11.根据权利要求11所述的方法，其中所述pH调节后的海水的pH为约11。


12.一种将海水的pH调节至pH10.5或更高的方法，包括在不存在额外的pH调节剂的情况下，将海水与多个包含碱性化合物的第一微粒以及多个与海水不反应的第二微粒接触，产生pH为10.5或更高的pH调节后的海水，其中所述第二微粒以与所述第一微粒至少1:1w/w的比例存在。


13.根据权利要求12所述的方法，其中海水与所述第一微粒和第二微粒同时接触。


14.根据权利要求12所述的方法，其中在施用所述第一微粒之前，将海水与所述第二微粒接触。


15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中所述pH调节后的海水为pH11或更高。


16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其中所述第二微粒以与所述第一微粒至少10:1w/w的比例存在。


17.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其中所述多个第二微粒以与所述第一微粒至少100:1w/w的比例存在。


18.根据权利要求12至17中任一项所述的方法，其中所述碱性化合物为第I族金属氧化物或氢氧化物。


19.根据权利要求12至17中任一项所述的方法，其中所述碱性化合物为氮基碱性化合物或有机胺。


20.根据权利要求12至17中任一项所述的方法，其中所述碱性化合物为第II族金属氧化物或氢氧化物。


21.根据权利要求20所述的方法，其中所述碱性化合物为石灰或包含纯度至少为70％的CaO、Ca(OH)2或其组合的组合物。


22.根据权利要求21所述的方法，其中所述碱性化合物包含纯度至少为95％的CaO、Ca(OH)2或其组合。


23.一种用于从矿石中浓缩富含金属的微粒的浮选回路，包括：
包括上部和下部的调节器(810)，其中所述调节器(810)与海水源流体连通；
与所述调节器(810)的下部流体连通的初级泡沫分样器(820)，其中所述初级泡沫分样器(820)包括上部和下部；和
包含碱的第一微粒源，其中所述第一微粒源与所述调节器(810)和所述初级泡沫分样器(820)中的至少一个流体连通。


24.根据权利要求23所述的浮选回路，还包括与所述调节器(810)流体连通的矿石源。

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·D·怀尔斯塔，
申请(专利权)人：里克希维亚有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US