MX2014001261A - Procesamiento de mineral. - Google Patents
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Abstract
Se divulga un aparato para procesar material de extracción minera que incluye un conjunto de aplicadores (2). El conjunto de aplicadores incluye una pluralidad de aplicadores (12) para exponer un lecho móvil de fragmentos de material de extracción minera a radiación electromagnética a medida que el lecho de fragmentos se mueve a través del conjunto de aplicadores. Los aplicadores están dispuestos de tal modo que, durante el uso, existe un alto nivel de garantía de que la totalidad de los fragmentos en el lecho móvil recibirán por lo menos una exposición mínima a radiación electromagnética para el momento en el que los fragmentos alcanzan un extremo de salida (8) del conjunto de aplicadores.
Description
PROCESAMIENTO DE MINERAL
Campo de la técnica
La presente invención se refiere a un método y un aparato para procesar material de extracción minera.
La presente invención también se refiere a un aplicador para exponer fragmentos de material de extracción minera a radiación electromagnética para su uso en el método y aparato para procesar material de extracción minera .
Se entienden que, en el presente documento, la expresión material "de extracción minera" incluye material metalífero y material no metalífero. Las menas que contienen hierro y que contienen cobre son ejemplos de un material metalífero. El carbón es un ejemplo de un material no metalífero. Se entienden que, en el presente documento, la expresión material "de extracción minera" incluye, pero no se limita a, (a) material en bruto y (b) material en bruto que se ha sometido a por lo menos trituración primaria o una reducción de tamaños similar después de que el material se haya extraído y antes de clasificarse. El material de extracción minera incluye material de extracción minera que se encuentra en pilas de almacenamiento .
La presente invención se refiere en particular, aunque en modo alguno de manera exclusiva, a un método y un
aparato para procesar material de extracción minera para facilitar la recuperación subsiguiente de material valioso, tal como metales valiosos, del material de extracción minera .
La presente invención también se refiere a un método y un aparato para recuperar material valioso, tal como metales valiosos, a partir de material de extracción minera que se ha procesado tal como se ha descrito en lo que antecede .
La presente invención se refiere en particular, aunque en modo alguno de manera exclusiva, a un método y un aparato para procesar material de extracción minera de baja ley con altos rendimientos .
Técnica anterior
El solicitante de la presente invención está desarrollando un método y aparato de clasificación automatizado para material de extracción minera.
En términos generales, el método de clasificación de material de extracción minera que se está desarrollando por el solicitante de la presente invención incluye las siguientes etapas:
(a) exponer fragmentos de material de extracción minera a radiación electromagnética,
(b) detectar y evaluar los fragmentos sobre la base de la composición (que incluye la ley) o textura u otra característica de los fragmentos, y
(c) separar físicamente los fragmentos sobre la base de la evaluación en la etapa (b) .
La tecnología de clasificación de menas automatizada conocida por el solicitante de la presente invención se limita a los sistemas de bajo rendimiento. El enfoque general que se usa en estos sistemas de clasificación de bajo rendimiento es transportar fragmentos de mena a través de unos clasificadores sobre una correa horizontal. A pesar de que las correas transportadoras horizontales son un enfoque probado y efectivo para fragmentos más grandes que 10 mm con unos rendimientos de hasta aproximadamente 200 t / h, las correas transportadoras son incapaces de atender los rendimientos más grandes de 500-1000 t / h que se necesitan para conseguir las economías de escala que se requieren para muchas aplicaciones en la industria de la extracción minera tal como la clasificación de mena de baja ley que tiene unos tamaños de partícula más grandes que 10 mm.
El solicitante de la presente invención también está desarrollando un método y un aparato para formar microfracturas en fragmentos de material de extracción minera mediante la exposición de los fragmentos a radiación electromagnética. Las microfracturas en los fragmentos facilitan el procesamiento de aguas abajo de los fragmentos para recuperar material valioso, tal como metales valiosos, de los fragmentos. Las opciones de procesamiento de aguas
abajo incluyen, a modo de ejemplo, lixiviación en pilas, con las microfracturas permitiendo que el licor de lixiviación penetre en los fragmentos y mejore la recuperación de metales valiosos. Otra opción de procesamiento de aguas abajo incluye la trituración de los fragmentos y la formación de unos fragmentos más pequeños, el procesamiento de los fragmentos más pequeños en un circuito de flotación y la formación de un concentrado y la fusión del concentrado para la recuperación de metales valiosos. Como es el caso con la tecnología de clasificación de menas que se ha analizado en lo que antecede, la tecnología para formar microfracturas en fragmentos de material de extracción minera conocida por el solicitante de la presente invención se limita a los sistemas de bajo rendimiento.
Un problema para las sendas de desarrollo de tecnología del solicitante de la presente invención en los campos de la clasificación de fragmentos y la formación de microfracturas en fragmentos se refiere al procesamiento de material de extracción minera con altos rendimientos .
La descripción anterior no ha de entenderse como una admisión del conocimiento general común en Australia o en ninguna otra parte.
Sumario de la divulgación
En términos generales, la presente invención proporciona un aparato para procesar material de extracción
minera, tal como una mena de extracción minera, que incluye un conjunto de aplicadores que incluye una pluralidad de aplicadores para exponer un lecho móvil de fragmentos de material de extracción minera a radiación electromagnética a medida que el lecho de fragmentos se mueve a través del conjunto de aplicadores, con los aplicadores estando dispuestos de tal modo que, durante el uso, existe un alto nivel de garantía de que la totalidad de los fragmentos en el lecho móvil recibirán por lo menos una exposición mínima a radiación electromagnética para el momento en el que los fragmentos alcanzan un extremo de salida del conjunto de aplicadores .
La presente invención se basa en la comprensión de que la provisión de un conjunto de aplicadores que incluye múltiples aplicadores que están dispuestos a lo largo de una trayectoria de movimiento de un lecho móvil de fragmentos de material de extracción minera proporciona una oportunidad de procesar altos rendimientos de material de extracción minera con un alto nivel de garantía de que la totalidad de los fragmentos en el lecho móvil recibirán por lo menos una exposición mínima a radiación electromagnética que se requiere para el procesamiento de aguas abajo de los fragmentos. El solicitante de la presente invención ha comprendido que este alto nivel de garantía no puede ser posible con un único aplicador, en particular cuando se funciona con altos rendimientos de por lo menos 200
toneladas por hora. En cualquier situación dada, la "exposición mínima" es una función de los requisitos de procesamiento de aguas abajo para los fragmentos. En el contexto de la clasificación de menas en el presente documento se entiende que la expresión "exposición mínima" quiere decir la exposición mínima para realizar la detección y la evaluación de aguas abajo de la respuesta de los fragmentos a radiación electromagnética una indicación precisa de la característica o características de los fragmentos que son la base para evaluar los fragmentos. En el contexto de la microfracturación de fragmentos, en el presente documento se entiende que la expresión "exposición mínima" quiere decir la exposición mínima para formar microfracturas en los fragmentos que se requieren para los requisitos de procesamiento de aguas abajo, tal como operaciones de trituración y operaciones de lixiviación en pilas de aguas abajo.
En el presente documento se entiende que la expresión "fragmento" quiere decir cualquier tamaño adecuado de material de extracción minera teniendo en cuenta las capacidades de manejo y de procesamiento de materiales del aparato que se usa para llevar a cabo el método y los requisitos de procesamiento de aguas abajo. En el contexto de la clasificación de menas, los factores relevantes incluyen asuntos asociados con la detección de una información suficiente para realizar una evaluación precisa
del material de extracción minera en el fragmento. También se indica que algunos expertos en la materia pueden entender que la expresión "fragmento" tal como se usa en el presente documento se describe mejor como "partículas". La intención es usar ambas expresiones como sinónimos.
En el presente documento se entiende que la expresión "aplicador" quiere decir una cámara para recibir y retener la radiación electromagnética en el interior de la cámara.
En el presente documento se entiende que la expresión "lecho" quiere decir que fragmentos adyacentes en el lecho se encuentran uno en contacto con otro.
El aparato puede incluir una fuente independiente de radiación electromagnética para cada aplicador.
La radiación electromagnética puede ser una radiación electromagnética por impulsos o continua.
El conjunto de aplicadores puede estar adaptado para funcionar con cualquier radiación electromagnética adecuada. Por ejemplo, la radiación puede ser uno cualquiera o más de radiación de rayos X, de microondas y de radiofrecuencia.
En cualquier situación dada, la selección de la estructura de los aplicadores y la radiación electromagnética para los aplicadores, incluyendo la selección de la frecuencia y la densidad de potencia de la radiación, depende de un número de factores que incluyen, pero que no se limitan a, la mineralogía y la composición
del material de extracción minera, la distribución de tamaños de los fragmentos, el área en sección transversal en sentido transversal del lecho de fragmentos, la tasa de movimiento del lecho, la densidad de compactación en el lecho, el fin del aparato tal como para clasificar fragmentos o para microfracturar fragmentos o para una combinación de microfracturación y clasificación de fragmentos o para otro fin, la ruta de procesamiento de aguas abajo para los fragmentos (tal como lixiviación, fusión, etc.) y la característica o características de los fragmentos que han de evaluarse.
Pueden existir situaciones en las que sea deseable exponer fragmentos a radiación de radiofrecuencia inicialmente en uno o más de un aplicador y a radiación de microondas en uno o más de un aplicador de aguas abajo, y viceversa. En otras situaciones, puede ser deseable accionar cada aplicador con la misma frecuencia de radiación electromagnética. En otras situaciones, puede ser deseable accionar cada aplicador con diferentes frecuencias de radiación electromagnética dentro de la banda de radiación de microondas .
Además, en cualquier situación dada, la selección de la estructura de los aplicadores y la radiación electromagnética para los aplicadores, incluyendo la selección de la frecuencia y la densidad de potencia de la radiación para cada uno de los aplicadores, está regida por
el objetivo de proporcionar un alto nivel de garantía de que la totalidad de los fragmentos en el lecho móvil recibirán por lo menos una exposición mínima a radiación electromagnética que se requiere para el procesamiento de aguas abajo de los fragmentos.
Cada aplicador puede estar adaptado para exponer fragmentos que se mueven a través del conjunto a radiación electromagnética de tal modo que el efecto combinado del funcionamiento de los aplicadores es que la totalidad de los fragmentos en el lecho móvil, a lo largo del área en sección transversal en sentido transversal del lecho móvil en una salida del conjunto, han recibido por lo menos una exposición mínima predeterminada a radiación electromagnética .
Esta exposición mínima predeterminada a radiación electromagnética puede lograrse por una gama de diferentes opciones para los aplicadores y las densidades de potencia que se generan por los aplicadores en el lecho móvil de fragmentos .
Cada aplicador puede estar adaptado para funcionar a lo largo de la totalidad o una parte del área en sección transversal en sentido transversal del lecho móvil.
Los aplicadores pueden colocarse a intervalos separados a lo largo de la longitud del lecho móvil.
Con esta disposición, los aplicadores pueden encontrarse en diferentes orientaciones con respecto al
lecho móvil.
Los aplicadores pueden colocarse en una posición a lo largo de la longitud del lecho móvil, con cada aplicador estando adaptado para exponer una parte del lecho móvil en esa posición a radiación electromagnética.
Por ejemplo, cada aplicador puede estar adaptado para exponer fragmentos a una densidad de potencia uniforme mínima a lo largo de un área en sección transversal en sentido transversal del lecho de tal modo que el efecto combinado del funcionamiento de los aplicadores es que la totalidad de los fragmentos en el lecho móvil, a lo largo del área en sección transversal en sentido transversal del lecho móvil en una salida del conjunto, han recibido por lo menos una exposición mínima predeterminada a radiación electromagnética .
A modo de ejemplo adicional, cada aplicador puede estar adaptado para exponer fragmentos a un intervalo dedensidades de potencia a lo largo de un área en sección transversal en sentido transversal del lecho de tal modo que el efecto combinado del funcionamiento de los aplicadores es que la totalidad de los fragmentos en el lecho móvil, a lo largo del área en sección transversal en sentido transversal del lecho móvil en una salida del conjunto, han recibido por lo menos una exposición mínima predeterminada a radiación electromagnética.
A modo de ejemplo adicional, cada aplicador puede
estar adaptado para exponer fragmentos a una densidad de potencia uniforme mínima o a un intervalo de densidades de potencia a lo largo de una parte de un área en sección transversal en sentido transversal del lecho en lugar de a lo largo de la totalidad del área en sección transversal en sentido transversal de tal modo que el efecto combinado del funcionamiento de los aplicadores es que la totalidad de los fragmentos en el lecho móvil, a lo largo del área en sección transversal en sentido transversal del lecho móvil en una salida del conjunto, han recibido por lo menos una exposición mínima predeterminada a radiación electromagnética .
El conjunto de aplicadores puede incluir un tubo de aplicador para contener el lecho móvil de fragmentos, con el tubo de aplicador teniendo una entrada y una salida y estando dispuesto para extenderse a través de cada uno de los aplicadores a su vez de tal modo que existe una disposición en serie de aplicadores a lo largo de la longitud del tubo.
De hecho, una disposición de este tipo puede describirse como un tubo de aplicador que está colocado para extenderse a través de una serie de cavidades de aplicador de radiación de microondas, con el tubo de aplicador estando aislado con respecto a las cavidades en un sentido de manejo de materiales.
El conjunto de aplicadores puede incluir un tubo de
aplicador para contener el lecho móvil de fragmentos, con el tubo de aplicador teniendo una entrada y una salida y estando dispuesto para extenderse a través de cada uno de los aplicadores, con los aplicadores estando dispuestos en la misma posición a lo largo de la longitud del tubo.
Durante el uso, el material de extracción minera se procesa en el conjunto de aplicadores de una forma a granel - en contraposición a de una forma fragmento a fragmento. Más en particular, un material de extracción minera de alimentación tal como una mena de extracción minera se suministra a la entrada del tubo de aplicador y se mueve como un lecho de material de extracción minera, tal como un lecho compactado en el que los fragmentos se encuentran uno en contacto con otro, a través del tubo de aplicador hasta la salida del tubo. Los fragmentos se exponen a radiación electromagnética sucesivamente en cada aplicador a medida que los fragmentos se mueven desde la entrada hasta la salida del tubo de aplicador.
El tubo de aplicador puede ser un tubo resistente al desgaste .
El tubo de aplicador puede formarse a partir de un material resistente al desgaste.
El tubo de aplicador puede incluir un revestimiento interior de un material resistente al desgaste.
En el presente documento la expresión "resistente al desgaste" se entiende en el contexto del material de
extracción minera que se está procesando en el aparato.
El tubo de aplicador puede estar dispuesto en sentido horizontal .
El tubo de aplicador puede estar dispuesto en sentido vertical o con un ángulo con respecto a la vertical y tener una entrada superior y una salida inferior.
El ángulo puede encontrarse en un intervalo de hasta 30° con respecto a la vertical.
El tubo de aplicador puede ser de una anchura de por lo menos 80 mm en la entrada.
El tubo de aplicador puede ser de una anchura de por lo menos 150 mm en la entrada.
El tubo de aplicador puede ser de una anchura de por lo menos 200 mm en la entrada.
El tubo de aplicador puede ser de una anchura de por lo menos 500 mm en la entrada.
El tubo de aplicador puede ser de una longitud de por lo menos 250 mm.
El tubo de aplicador puede ser de una longitud de por lo menos 1 m.
El tubo de aplicador puede ser de una longitud de por lo menos 2 m.
El tubo de aplicador puede ser de una longitud de no más de 5 m.
El tubo de aplicador puede ser de cualquier perfil transversal adecuado. A modo de ejemplo, el tubo puede
tener una sección transversal en sentido transversal circular .
Los aplicadores pueden encontrarse en diferentes orientaciones con respecto al tubo de aplicador.
El conjunto de aplicadores puede estar adaptado para suministrar material de extracción minera al tubo de aplicador a través de una alimentación por gravedad.
El conjunto de aplicadores puede estar adaptado para suministrar material de extracción minera al tubo de aplicador a través de una alimentación forzada.
El conjunto de aplicadores puede incluir unos conjuntos de control de flujo aguas arriba de la entrada y aguas abajo de la salida para controlar el flujo de los fragmentos a y desde el tubo de aplicador. Los conjuntos de control de flujo pueden incluir válvulas rotativas, tal como una rueda en estrella giratoria, y compuertas deslizantes.
El conjunto de aplicadores también puede incluir unas bobinas de reactancia aguas arriba de la entrada y aguas abajo de la salida para evitar que la radiación electromagnética escape del tubo de aplicador.
El conjunto de aplicadores puede estar adaptado para funcionar de forma continua con un material de extracción minera que se mueve de forma continua a través del tubo de aplicador, por ejemplo en flujo de tipo pistón, y que está expuesto a radiación electromagnética a medida que este se
mueve a través del aplicador.
En una situación en la que un aplicador del conjunto de aplicadores está adaptado para funcionar con radiación de microondas, una sección del tubo de aplicador que se encuentra en el aplicador puede ser transparente a la radiación electromagnética.
En una situación en la que un aplicador del conjunto de aplicadores está adaptado para funcionar con radiación de radiofrecuencia, el aplicador puede incluir un primer electrodo en el interior del tubo de aplicador y un segundo electrodo en el exterior o que forma por lo menos una parte del tubo de aplicador o ambos electrodos en el exterior del tubo .
El área en sección transversal del tubo de aplicador puede ser uniforme a lo largo de la longitud del tubo.
El área en sección transversal del tubo de aplicador puede variar a lo largo de la longitud del tubo. Por ejemplo, el área en sección transversal del tubo de aplicador puede aumentar entre la entrada y la salida del tubo. A modo de ejemplo adicional, el área en sección transversal del tubo de aplicador puede ser uniforme para una primera sección del tubo que se extiende a partir de la entrada y, entonces, puede aumentar de forma continua a lo largo de la longitud del resto del tubo hasta la salida del tubo.
De acuerdo con la presente invención se proporciona un
aparato para clasificar material de extracción minera, tal como una mena de extracción minera, que incluye:
(a) un conjunto de aplicadores que incluye una pluralidad de aplicadores para exponer un lecho móvil de fragmentos a radiación electromagnética a medida que el lecho de fragmentos se mueve a través del conjunto de aplicadores, con los aplicadores estando dispuestos de tal modo que, durante el uso, existe un alto nivel de garantía de que la totalidad de los fragmentos en el lecho móvil recibirán por lo menos una exposición mínima a radiación electromagnética para el momento en el que los fragmentos alcanzan un extremo de salida del conjunto de aplicadores;
(b) un sistema de detección y de evaluación para detectar y evaluar una o más de una característica de los fragmentos, y
(c) unos medios de clasificación en forma de separador para separar los fragmentos en múltiples corrientes en respuesta a la evaluación del sistema de detección y de evaluación.
El conjunto de aplicadores puede tener los elementos distintivos que han descrito en lo que antecede.
El aparato puede incluir un conjunto de distribución de fragmentos para distribuir fragmentos a partir del conjunto de aplicadores de tal modo que los fragmentos se mueven hacia abajo y hacia afuera y se descargan a partir del conjunto de distribución como fragmentos individuales e
independientes que no se encuentran uno en contacto con otro. El conjunto puede tener una entrada superior y una salida inferior y una superficie de distribución que se extiende hacia abajo y hacia fuera sobre la que pueden moverse fragmentos desde la entrada superior hasta la salida inferior y que permiten que los fragmentos se distribuyan en fragmentos individuales e independientes para el momento en el que los fragmentos alcanzan la salida inferior. Durante el uso de esta disposición, los fragmentos a partir de la salida del tubo de aplicador se suministran a la entrada superior del conjunto de distribución de fragmentos. Los fragmentos se mueven, por ejemplo mediante deslizamiento y/o volteo, en sentido descendente por la superficie de distribución del conjunto. Los fragmentos se mueven hacia abajo y hacia fuera sobre la superficie de distribución desde la entrada superior hasta la salida inferior del conjunto de distribución. La superficie de distribución permite que los fragmentos se dispersen en un estado distribuido en el que los fragmentos no se encuentran en contacto con otros fragmentos y se mueven como fragmentos individuales e independientes y se descargan a partir del conjunto de distribución en este estado distribuido.
La superficie de distribución del conjunto de distribución puede ser una superficie cónica o un segmento de una superficie cónica que se extiende hacia abajo y
hacia fuera.
La superficie de distribución puede ser una superficie superior de un miembro cónico o un segmento de un miembro cónico o una superficie superior de un miembro troncocónico o un segmento de un miembro troncocónico que están dispuestos para extenderse hacia abajo y hacia fuera.
La superficie cónica puede definir cualquier ángulo de cono adecuado, es decir cualquier ángulo adecuado con respecto a un eje horizontal.
La superficie cónica puede definir un ángulo de por lo menos 30° con respecto a un eje horizontal.
La superficie cónica puede definir un ángulo de por lo menos 45° con respecto a un eje horizontal.
La superficie cónica puede definir un ángulo de menos de 75° con respecto a un eje horizontal.
La superficie de distribución del conjunto de distribución puede ser una superficie superior de una placa en ángulo, tal como una placa plana en ángulo.
La superficie de distribución del conjunto de distribución puede ser una superficie superior de un par de placas, tal como un par de placas planas o un par de placas curvas, que se extienden hacia fuera y hacia abajo una lejos de otra.
El conjunto de distribución puede incluir una cámara que se define en parte por la superficie de distribución.
La cámara puede ser una cámara cónica o troncocónica .
El conjunto de distribución puede estar adaptado para funcionar como un segundo conjunto de aplicadores de radiación electromagnética para exponer fragmentos a radiación electromagnética a medida que los fragmentos se mueven en sentido descendente por la superficie de distribución. En ese caso, el aparato puede incluir una fuente de radiación electromagnética para la cámara. Durante el uso de una disposición de este tipo, el material de extracción minera se expone a radiación electromagnética en dos conjuntos de aplicadores, a saber esta cámara, que es una forma de un aplicador, y los aplicadores en el conjunto de aplicadores de aguas arriba (en términos de la dirección de movimiento de material) .
Las mismas o diferentes condiciones de exposición pueden usarse en los dos conjuntos de aplicadores, dependiendo de los requisitos en cualquier situación dada. Por ejemplo, la radiación electromagnética en el aplicador de aguas arriba puede seleccionarse para dar lugar a la microfracturación de los fragmentos para romper los fragmentos en unos tamaños más pequeños y la radiación electromagnética en el conjunto de distribución de aguas abajo puede seleccionarse para facilitar la clasificación de los fragmentos. En esta disposición, las condiciones operativas en el conjunto de aplicadores de aguas arriba pueden seleccionarse, teniendo en cuenta las características del material de extracción minera de tal
modo que los fragmentos se fracturan para dar unos fragmentos más pequeños en el conjunto de aplicadores de aguas arriba y/o a medida que los fragmentos se mueven a través del conjunto de distribución de aguas abajo y/o en etapas de procesamiento de aguas abajo, tal como etapas de trituración convencional. A modo de ejemplo adicional, la radiación electromagnética en un conjunto de aplicadores puede seleccionarse para permitir la detección y la evaluación de una característica y el otro aplicador puede seleccionarse para permitir la detección y la evaluación de otra característica de los fragmentos.
El sistema de detección y de evaluación puede incluir un sensor para detectar la respuesta, tal como la respuesta térmica, de cada fragmento a la radiación electromagnética.
El sistema de detección y de evaluación puede incluir un sensor para detectar otras características del fragmento. El sensor puede incluir uno cualquiera o más de uno de los siguientes sensores: (i) sensores de espectroscopia casi infrarroja ("NIR", near-infrared spectroscopy) (para la composición) , (ii) sensores ópticos (para el tamaño y la textura) , (iii) sensores de ondas acústicas (para la estructura interna para las dimensiones de lixiviación y de molienda) , (iv) sensores de espectroscopia inducida por láser ("LIBS", láser induced spectroscopy) (para la composición) , y (v) sensores de propiedad magnética (para la mineralogía y la textura) ;
(vi) sensores de rayos X para la medición de componentes de ganga y mineral no sulfidico, tal como hierro o esquisto. Cada uno de estos sensores es capaz de proporcionar información acerca de las propiedades del material de extracción minera en los fragmentos, por ejemplo tal como se menciona en los paréntesis a continuación de los nombres de los sensores.
El sistema de detección y de evaluación puede incluir un procesador para analizar los datos para cada fragmento, por ejemplo usando un algoritmo que tiene en cuenta los datos detectados, y clasificar el fragmento para la clasificación y/o el procesamiento de aguas abajo del fragmento, tal como flotación, lixiviación en pilas y fusión .
La evaluación de los fragmentos puede ser sobre la base de la ley de un metal valioso en los fragmentos . La evaluación de los fragmentos puede ser sobre la base de otra característica (que también podría describirse como una propiedad) , tal como una cualquiera o más de la dureza, la textura, la mineralogía, la integridad estructural y la porosidad de los fragmentos. En términos generales, el fin de la evaluación de los fragmentos es facilitar la clasificación de los fragmentos y/o el procesamiento de aguas abajo de los fragmentos. Dependiendo de las circunstancias particulares de una mina, unas combinaciones particulares de propiedades pueden ser más o menos útiles
en la provisión de una información útil para la clasificación de los fragmentos y/o el procesamiento de aguas abajo de los fragmentos.
El sistema de detección y de evaluación puede estar adaptado para generar unas señales de control para activar de manera selectiva el separador en respuesta a la evaluación de fragmentos.
La salida inferior del conjunto de distribución puede estar adaptada para descargar fragmentos como una cortina que cae hacia abajo de fragmentos. La cortina de material es una forma conveniente para un análisis de alto rendimiento de los fragmentos.
El separador para separar los fragmentos en múltiples corrientes en respuesta a la evaluación del sistema de detección y de evaluación puede ser cualquier separador adecuado. A modo de ejemplo, el separador puede incluir una pluralidad de chorros de aire que pueden accionarse de manera selectiva para desplazar fragmentos con respecto a una trayectoria de movimiento.
El aparato puede estar adaptado para clasificar material de extracción minera con cualquier rendimiento adecuado. El rendimiento requerido en cualquier situación dada depende de una gama de factores que incluyen, pero que no se limitan a, requisitos operativos de las operaciones de aguas arriba y de aguas abajo.
El aparato puede estar adaptado para clasificar por lo
menos 100 toneladas por hora de material de extracción minera .
El aparato puede estar adaptado para clasificar por lo menos 250 toneladas por hora de material de extracción miner .
El aparato puede estar adaptado para clasificar por lo menos 500 toneladas por hora de material de extracción minera .
El aparato puede estar adaptado para clasificar por lo menos 1000 toneladas por hora de material de extracción minera .
El material de extracción minera puede ser cualquier material de extracción minera que contiene material valioso, tal como metales valiosos. Ejemplos de materiales valiosos son metales valiosos en minerales tales como los minerales que comprenden óxidos de metal o sulfuro de metal. Ejemplos específicos de materiales valiosos que contienen óxidos de metal son las menas de hierro y las menas de laterita de níquel. Ejemplos específicos de materiales valiosos que contienen sulfuro de metal son las menas que contienen cobre. Otros ejemplos de materiales valiosos son la sal y el carbón.
Áreas particulares, aunque no exclusivas, de interés para el solicitante de la presente invención son los materiales de extracción minera en forma de (a) menas que incluyen minerales que contienen cobre tal como
calcopirita, en formas de sulfuro y (b) mena de hierro.
La presente invención es aplicable en particular, aunque no de manera exclusiva, a la clasificación de material de extracción minera de baja ley.
En el presente documento se entiende que la expresión "baja" ley quiere decir que el valor económico del material valioso, tal como un metal, en el material de extracción minera solo es marginalmente más grande que los costes de extraer y recuperar y transportar el material valioso hasta un consumidor.
En cualquier situación dada, las concentraciones que se consideran como de "baja" ley dependerán del valor económico del material valioso y la extracción minera y otros costes para recuperar el material valioso del material de extracción minera en un instante particular en el tiempo. La concentración del material valioso puede ser relativamente alta y aún considerarse como de "baja" ley. Este es el caso con las menas de hierro.
En el caso de un material valioso en forma de minerales de sulfuro de cobre, en la actualidad las menas de "baja" ley son unas menas en bruto que contienen menos de un 1.0 % en peso, habitualmente menos de un 0.6 % en peso de cobre en las menas. La clasificación de menas que tienen tales concentraciones bajas de cobre procedentes de fragmentos improductivos es una tarea problemática desde un punto de vista técnico, en particular en situaciones en las
que existe una necesidad de clasificar unas cantidades muy grandes de mena, habitualmente por lo menos 10,000 toneladas por hora, y en las que los fragmentos improductivos representan una proporción más pequeña de la mena que la mena que contiene cobre que puede recuperarse de manera económica.
En el presente documento se entiende que la expresión fragmentos "improductivos", cuando se usa en el contexto de las menas que contienen cobre, quiere decir unos fragmentos sin cobre alguno o unas cantidades muy pequeñas de cobre que no puede recuperarse de manera económica de los fragmentos .
En el presente documento se entiende que la expresión fragmentos "improductivos", cuando se usa en un sentido más general en el contexto de los materiales valiosos, quiere decir unos fragmentos sin material valioso alguno o unas cantidades de material valioso que no puede recuperarse de manera económica de los fragmentos.
De acuerdo con la presente invención se proporciona un conjunto de aplicadores que incluye una pluralidad de aplicadores para exponer un lecho móvil de fragmentos a radiación electromagnética a medida que el lecho de fragmentos se mueve a través del conjunto de aplicadores, con cada aplicador estando adaptado para exponer fragmentos que se mueven a través del conjunto de aplicadores a una densidad de potencia mínima (que equivale a la energía
absorbida a lo largo de un periodo de tiempo) a lo largo de un área en sección transversal en sentido transversal del lecho de tal modo que el efecto combinado del funcionamiento de los aplicadores es que la totalidad de los fragmentos en el lecho móvil, a lo largo del área en sección transversal en sentido transversal del lecho móvil en una salida del conjunto, han recibido por lo menos una exposición mínima a radiación electromagnética.
Cada aplicador puede estar adaptado para exponer fragmentos que se mueven a través de una sección del conjunto de aplicadores a un intervalo de densidades de potencia a lo largo de un área en sección transversal en sentido transversal del lecho de tal modo que el efecto combinado del funcionamiento de los aplicadores es que la totalidad de los fragmentos en el lecho móvil, a lo largo del área en sección transversal en sentido transversal del lecho móvil en una salida del conjunto, han recibido por lo menos una exposición mínima a radiación electromagnética.
El conjunto de aplicadores puede incluir un tubo de aplicador para contener el lecho móvil de fragmentos, con el tubo de aplicador teniendo una entrada y una salida y estando dispuesto para extenderse a través de cada uno de los aplicadores a su vez de tal modo que existe una disposición en serie de aplicadores a lo largo de la longitud del tubo.
De acuerdo con la presente invención se proporciona un
método de procesamiento de material de extracción minera, tal como una mena de extracción minera, que incluye el movimiento de un lecho de fragmentos de material de extracción minera a través de cada uno de los aplicadores en el conjunto de aplicadores que ha descrito en lo que antecede y exponer los fragmentos a radiación electromagnética a medida que los fragmentos se mueven a través del conjunto de aplicadores de tal modo que existe un alto nivel de garantía de que la totalidad de los fragmentos en el lecho móvil recibirán por lo menos una exposición mínima a radiación electromagnética para el momento en el que los fragmentos alcanzan un extremo de salida del conjunto de aplicadores.
El método puede incluir accionar los aplicadores de tal modo que la totalidad de los fragmentos en el lecho móvil reciben por lo menos una exposición mínima a radiación electromagnética que se requiere para el procesamiento de aguas abajo de los f agmentos.
El método puede incluir mover los fragmentos en sentido horizontal a través del conjunto de aplicadores de radiación electromagnética.
El método puede incluir mover los fragmentos hacia abajo a través del conjunto de aplicadores de radiación electromagnética a través de una alimentación por gravedad.
El método puede incluir mover los fragmentos hacia abajo a través del conjunto de aplicadores de radiación
electromagnética a través de una alimentación forzada.
El método puede incluir mover los fragmentos a través del aplicador a una velocidad de por lo menos 0.5 m/s.
El método puede incluir mover los fragmentos a través del aplicador a una velocidad de por lo menos 0.6 m/s.
El método puede incluir la clasificación de material de extracción minera con un rendimiento de por lo menos 100 toneladas por hora.
El método puede incluir la clasificación de material de extracción minera con un rendimiento de por lo menos 250 toneladas por hora.
El método puede incluir la clasificación de material de extracción minera con un rendimiento de por lo menos 500 toneladas por hora.
El método puede incluir la clasificación de material de extracción minera con un rendimiento de por lo menos 1000 toneladas por hora.
De acuerdo con la presente invención se proporciona un método de clasificación de material de extracción minera, tal como una mena de extracción minera, que incluye las etapas de :
(a) mover un lecho de fragmentos de material de extracción minera a través de cada uno de los aplicadores en el conjunto de aplicadores de radiación electromagnética que ha descrito en lo que antecede y exponer los fragmentos a radiación electromagnética a medida que los fragmentos se
mueven a través del conjunto de aplicadores de tal modo que existe un alto nivel de garantía de que la totalidad de los fragmentos en el lecho móvil recibirán por lo menos una exposición mínima a radiación electromagnética para el momento en el que los fragmentos alcanzan un extremo de salida del conjunto de aplicadores,
(b) detectar una o más de una característica de los fragmentos ,
(c) evaluar la característica o características de los fragmentos, y
(d) clasificar los fragmentos en múltiples corrientes en respuesta a la evaluación de la característica o características de los fragmentos.
El método puede incluir el suministro de los fragmentos que se han expuesto a radiación electromagnética a un conjunto de distribución y permitir que los fragmentos se muevan hacia abajo y hacia fuera por encima de una superficie de distribución del conjunto desde una entrada superior hasta una salida inferior de tal modo que los fragmentos se distribuyen en fragmentos individuales e independientes y se descargan a partir del conjunto como fragmentos individuales e independientes.
El método puede incluir la exposición de los fragmentos a radiación electromagnética a medida que los fragmentos se mueven hacia abajo y hacia fuera por encima de la superficie de distribución del conjunto de
distribución .
La etapa de método (a) puede ser tal como se ha descrito en lo que antecede en relación con el método más general de procesamiento de material de extracción minera.
La etapa de detección (b) puede incluir la detección de la respuesta, tal como la respuesta térmica, de cada fragmento a la exposición a la radiación electromagnética.
La etapa de evaluación (c) puede incluir el análisis de la respuesta de cada fragmento para identificar material valioso en el fragmento.
La etapa de detección (b) no se limita a la detección de la respuesta de los fragmentos del material de extracción minera a la radiación electromagnética y se extiende a detectar características adicionales de los fragmentos. Por ejemplo, la etapa (b) también puede extenderse al uso de uno cualquiera o más de uno de los siguientes sensores: (i) sensores de espectroscopia casi infrarroja ("NIR") (para la composición), (ii) sensores ópticos (para el tamaño y la textura) , (iii) sensores de ondas acústicas (para la estructura interna para las dimensiones de lixiviación y de molienda) , (iv) sensores de espectroscopia inducida por láser ("LIBS", láser induced spectroscopy) (para la composición) , y (v) sensores de propiedad magnética (para la mineralogía y la textura) ; (vi) sensores de rayos X para la medición de componentes de ganga y mineral no sulfídico, tal como hierro o esquisto.
Cada uno de estos sensores es capaz de proporcionar información acerca de las propiedades del material de extracción minera en los fragmentos, por ejemplo tal como se menciona en los paréntesis a continuación de los nombres de los sensores.
El método puede incluir una etapa de procesamiento de aguas abajo de trituración del material clasificado como una etapa de pretratamiento para una opción de aguas abajo para recuperar el mineral valioso del material de extracción minera.
El método puede incluir una etapa de procesamiento de aguas abajo de combinación del material clasificado como una etapa de pretratamiento para una opción de aguas abajo para recuperar el mineral valioso del material de extracción minera.
El método puede incluir el uso de los datos detectados para cada fragmento como información de retroalimentación para los opciones de procesamiento de aguas arriba, tal como flotación y trituración, y como información de realimentación para las opciones de extracción minera y de procesamiento de aguas arriba.
Las opciones de extracción minera y de procesamiento de aguas arriba pueden incluir operaciones de perforación y de voladura, la ubicación de las operaciones de extracción minera, y operaciones de trituración.
De acuerdo con la presente invención también se
proporciona un método para recuperar material valioso, tal como un metal valioso, a partir de material de extracción minera, tal como una mena de extracción minera, que incluye el procesamiento de material de extracción minera de acuerdo con el método que se ha descrito en lo que antecede y, a continuación de lo anterior, el procesamiento adicional de los fragmentos que contienen material valioso y la recuperación de material valioso.
Las opciones de procesamiento adicional para los fragmentos procesado pueden ser cualesquiera opciones adecuadas, tal como opciones de fusión y de lixiviación.
Breve descripción de los dibujos
La presente invención se describe adicionalmente a modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos, de los cuales:
la figura 1 ilustra en forma de diagrama una sección transversal vertical de componentes clave de una realización de un aparato de clasificación de acuerdo con la presente invención, que incluye una realización de un conjunto de aplicadores de radiación electromagnética de acuerdo con la presente invención;
la figura 2 (a) es una vista en perspectiva de la realización del conjunto de aplicadores que se muestra en la figura 1,
la figura 2 (b) es un diagrama de la distribución de densidad de potencia a través de una sección transversal
vertical del conjunto de aplicadores que se muestra en las figuras 1 y 2 (a) , a lo largo de la anchura y a lo largo de la longitud del conjunto; y
la figura 3 es una vista en perspectiva de otra realización de un aparato para procesar material de extracción minera de acuerdo con la presente invención, con la presente realización concerniendo a la microfracturación de fragmentos de material de extracción minera en lugar de con la clasificación de material de extracción minera como es el caso con la realización de la figura 1.
Descripción de realizaciones
Las realizaciones se describen en el contexto del uso de radiación de microondas como la radiación electromagnética. No obstante, se indica que la invención no se limita al uso de radiación de microondas y se extiende al uso de otros tipos de radiación electromagnética, tal como radiación de radiofrecuencia y radiación de rayos X. Además, se indica que la presente invención se extiende a funcionar con unas combinaciones de frecuencias a lo largo del espectro de radiación electromagnética y no se limita a funcionar con lo que se describe como las bandas de radiación de microondas y de radiación de radiofrecuencia y de radiación de rayos X.
La realización del método de procesamiento de material de extracción minera que se muestra en las figuras 1 y 2 se describe como un método de clasificación de material de
extracción minera. Más en particular, la realización se describe en el contexto de un método y un aparato para recuperar un metal valioso en forma de cobre de una mena que contiene cobre de baja ley en la que el cobre se encuentra presente en minerales que contienen cobre tales como calcopirita y la mena también contiene ganga no valiosa. El objetivo del método en la presente realización es identificar fragmentos de material de extracción minera que contienen unas cantidades de minerales que contienen cobre por encima de una ley determinada y clasificar estos fragmentos con respecto a los otros fragmentos y procesar los fragmentos que contienen cobre según se requiera para recuperar cobre de los fragmentos.
Se indica que, a pesar de que la siguiente descripción no se centra en las opciones de procesamiento de aguas abajo, estas opciones son cualesquiera opciones adecuadas que varíen de fusión a lixiviación o trituración y flotación de los fragmentos.
También se indica que, a pesar de que la siguiente descripción se centra en la clasificación de material de extracción minera, la invención también se extiende a otras opciones de procesamiento, tal como la microfracturación de fragmentos de material de extracción minera.
También se indica que la presente invención no se limita a las menas que contienen cobre y a cobre como el material valioso que ha de recuperarse. En términos
generales, la presente invención proporciona un método de clasificación de cualesquiera minerales que muestren diferentes respuestas de calentamiento cuando se exponen a radiación electromagnética.
Con referencia a la figura 1, un material de alimentación en forma de fragmentos de mena que contiene cobre que se han triturado por una trituradora principal (que no se muestra) hasta dar un tamaño de fragmento de 10-25 cm se suministra bajo alimentación por gravedad a través de una tolva de transferencia vertical 3 (o otros medios de transferencia adecuados, tal como una correa transportadora que suministra material a una tolva por gravedad) a un conjunto de aplicadores de radiación de microondas que se identifica, en general, por el número 2.
El conjunto de aplicadores 2 incluye un tubo o canal de alimentación cilindrico vertical 4. La mena se expone a radiación de microondas de una forma a granel a medida que los fragmentos se mueven hacia abajo en un lecho, preferiblemente un lecho compactado en el que los fragmentos se encuentran en contacto moviéndose en flujo de tipo pistón, a través del tubo 4 desde una entrada superior 6 hasta una salida inferior 8 del tubo 4. El tubo 4 se forma a partir de un material resistente al desgaste e incluye un revestimiento de un material dieléctrico. A modo de ejemplo, el tubo 4 se forma a partir de un material de cerámica resistente al desgaste. Tal como se describe con
más detalle en lo sucesivo, las secciones del tubo son transparentes a la radiación de microondas y otras secciones del tubo no son transparentes a la radiación de microondas .
Tal como puede verse del mejor modo en la figura 2, el conjunto de aplicadores 2 también incluye una pluralidad de aplicadores de radiación de microondas 12, con los aplicadores 12 y el tubo 4 estando dispuestos de tal modo que el tubo 4 se extiende a través de cada uno de los aplicadores 12, mediante lo cual los aplicadores 12 están separados y en una disposición en serie a lo largo de la trayectoria de movimiento de los fragmentos a través del conjunto de aplicadores 2. La disposición es tal que las secciones del tubo 4 que son transparentes a la radiación de microondas están encerradas por los aplicadores 12 y las secciones del tubo 4 que se encuentran entre los aplicadores 12 no son transparentes a la radiación de microondas. Cada aplicador 12 incluye una guia de ondas 18 para transferir la radiación de microondas al aplicador 12. Cada aplicador 12 puede incluir cualquier número adecuado de guias de ondas.
En la figura 2 (a) las guias de ondas 18 se entienden en perpendicular con respecto al eje longitudinal del tubo 4. Las guias de ondas 18 podrían colocarse con cualquier ángulo adecuado con respecto al eje del tubo con el fin de optimizar el rendimiento del aparato. Por ejemplo, las
guias de ondas 18 podrían colocarse con ángulos adecuados, tales como el ángulo de Brewster, dependiendo de las propiedades dieléctricas del material de revestimiento para minimizar la reflexión de la radiación de microondas a partir del material de revestimiento. Además, el espesor del revestimiento dieléctrico puede seleccionarse para facilitar una mejor adaptación de potencia al material.
En la disposición que se muestra en la figura 2, cada aplicador 12 se extiende alrededor de la totalidad de la circunferencia de la sección de la longitud del tubo 4 en el que el aplicador se coloca y define de ese modo una cámara alrededor de esta sección del tubo. Se indica que la presente invención no se limita a esta disposición y uno o más de uno de estos aplicadores 12 podrían formarse para encerrar un segmento de la circunferencia de la sección de la longitud del tubo 4 y definir de ese modo una cámara en relación con este segmento de la sección del tubo. También podría haber disposiciones en las que existe una pluralidad de aplicadores independientes 12 en cada una de un número de posiciones a lo largo de la longitud del tubo 4, con cada uno de estos aplicadores 12 estando formado para encerrar un segmento de la circunferencia de una sección de la longitud del tubo 4 y definir de ese modo una cámara en relación con este segmento de la sección del tubo.
Tal como puede verse del mejor modo en la figura 2 (a) , los aplicadores 12 tienen diferentes formas y
diferentes orientaciones de las guias de ondas 18 con respecto a la circunferencia del tubo 4. La presente invención no se limita a estas formas y orientaciones de guias de ondas particulares de los aplicadores 12 o a este orden de formas de los aplicadores 12. Las formas y el orden de los aplicadores 12 y las orientaciones de guias de ondas y la frecuencia y otros parámetros operativos para las microondas para los aplicadores 12 y la selección del tubo de aplicador 4 es una función de una gama de factores que incluyen, pero que no se limitan a, la mineralogía y la composición del material de extracción minera, la distribución de tamaños de los fragmentos, el área en sección transversal en sentido transversal del lecho de fragmentos, la tasa de movimiento del lecho, el fin del aparato tal como para clasificar fragmentos o para microfracturar fragmentos o para una combinación de microfracturación y clasificación de fragmentos o para otro fin, la ruta de procesamiento de aguas abajo para los fragmentos (tal como lixiviación, fusión, etc.) y la característica o características de los fragmentos que han de evaluarse.
En la realización que se ha descrito, la selección de las formas y la disposición de los aplicadores 12 y las orientaciones de guías de ondas y la frecuencia y otros parámetros operativos de radiación de microondas y el tamaño y otros parámetros del tubo de aplicador 4 están
regidos por el objetivo de procesamiento de altos rendimientos de material de extracción minera de tal modo que la totalidad de los fragmentos en el lecho que se mueve a través del conjunto de aplicadores 2 reciben por lo menos una exposición mínima a radiación electromagnética que se requiere para la evaluación de aguas abajo fiable de características seleccionadas de los fragmentos y la clasificación de los fragmentos sobre la base de la evaluación .
La figura 2 (b) es un diagrama de la distribución de densidad de potencia a través de una sección transversal vertical del conjunto de aplicadores 2 que se muestra en las figuras 1 y 2 (a) , a lo largo de la anchura y a lo largo de la longitud del conjunto bajo un conjunto específico de condiciones de prueba. El diagrama ilustra la efectividad de la realización. El diagrama está sombreado para indicar las densidades de potencia a través del tubo 8 en esta sección transversal - véase la escala al lado derecho de la figura 2(b). Las densidades de potencia se traducen a velocidades de calentamiento de los fragmentos. Es evidente, a partir del diagrama, que diferentes secciones del tubo de aplicador 4 reciben unas densidades de potencia considerablemente más altas de radiación de microondas que otras secciones del tubo 4. Como consecuencia, los fragmentos que se mueven a través de estas secciones "más calientes" recibirán unas cargas de
calentamiento significativamente más altas que en otras secciones del tubo 4. También es evidente, a partir del diagrama, que la distribución de secciones "más calientes" a lo largo de la anchura y a lo largo de la longitud del tubo 4 es tal que cada fragmento que se mueve a través de esta sección transversal vertical del tubo 4 estará expuesto a una radiación de microondas de alta densidad de potencia para el momento en el que los fragmentos alcanzan el extremo de salida 8 del tubo 4. Como consecuencia, la totalidad de los fragmentos en el lecho móvil reciben por lo menos una exposición mínima a radiación electromagnética que se requiere para el procesamiento de aguas abajo de los fragmentos. En la presente realización el procesamiento de aguas abajo comporta realizar la detección y la evaluación de aguas abajo de la respuesta de los fragmentos a la radiación de microondas una indicación precisa de la característica o características de los fragmentos que son la base para evaluar los fragmentos.
Se indica que el diagrama que se muestra en la figura 2 (b) es representativo de la distribución de densidad de potencia en el tubo 4.
También se indica que el diagrama es ilustrativo de una de un número de disposiciones posibles de los aplicadores 12 y las condiciones operativas que logran el objetivo de procesamiento de altos rendimientos de material de extracción minera de tal modo que la totalidad de los
fragmentos en un lecho de material que se mueve a través del conjunto de aplicadores 2 reciben por lo menos una exposición mínima a radiación electromagnética que se requiere para el procesamiento de aguas abajo, en el presente caso para clasificar material. Más particularmente, se indica que existen varias disposiciones diferentes posibles de los aplicadores 12 y las condiciones operativas que podrían lograr el presente objetivo.
Con referencia adicional a la figura 1, las bobinas de reactancia 14, 16 para evitar que la radiación de microondas escape del tubo 4 se colocan aguas arriba de la entrada 6 y aguas abajo de la salida 8 del tubo 4. Las bobinas de reactancia 14, 16 se encuentran en forma de válvulas rotativas en forma de ruedas en estrella giratorias en el presente caso (tal como se muestra en forma de diagrama en la figura) que también controlan el suministro y la descarga de mena a y desde el tubo 4.
La salida 8 del tubo 4 está alineada en sentido vertical con una entrada de un conjunto de distribución de fragmentos. El conjunto de distribución se identifica, en general, por el número 7. La salida 8 suministra fragmentos que se han expuesto a radiación de microondas en el tubo 4 directamente al conjunto de distribución 7.
El conjunto de distribución 7 incluye una superficie de distribución 11 para los fragmentos. Los fragmentos se mueven hacia abajo y hacia fuera por encima de la
superficie de distribución 11, habitualmente en un movimiento de deslizamiento y/o uno de volteo, desde una entrada central superior 23 del conjunto de distribución 7 hasta una salida anular inferior 25 del conjunto 7. La superficie de distribución 11 permite que los fragmentos se dispersen desde el estado de lecho compactado en el que los fragmentos se encuentran uno en contacto con otro en el tubo 4 a un estado distribuido en el que los fragmentos no se encuentran en contacto con otros fragmentos y se mueven como fragmentos individuales e independientes y se descargan a partir de la salida 25 como fragmentos individuales e independientes.
El conjunto de distribución 7 comprende una pared interior que tiene una superficie cónica que forma la superficie de distribución 11. La superficie cónica es una superficie superior de un miembro de forma cónica.
La superficie de distribución 11 está envuelta por una pared exterior que tiene una segunda superficie cónica exterior concéntrica 15. El conjunto de distribución 7 también incluye las bobinas de reactancia 31, 33 en la entrada superior 23 y la salida inferior 25 del conjunto 7. Como consecuencia, si se requiere desde un punto de vista operativo, el conjunto 7 puede funcionar como un segundo aplicador para exponer adicionalmente los fragmentos a radiación electromagnética. La radiación electromagnética puede ser radiación de microondas o cualquier otro tipo
adecuado de radiación. Dependiendo de las circunstancias, el aparato puede incluir otra fuente de radiación electromagnética además de la que forma parte del conjunto de aplicadores 2. En el presente contexto, esta configuración del aparato tiene una ventaja particular en el caso de la radiación electromagnética en la banda de radiofrecuencia. Cuando se funciona con radiación de radiofrecuencia, la superficie de distribución 11 y la superficie cónica exterior 15 están eléctricamente aisladas y configuradas para formar electrodos paralelos de un aplicador de radiofrecuencia. Estos electrodos se identifican por los números 27, 29 en la figura 1.
Los fragmentos se detectan y se evalúan por un sistema de detección y de evaluación a medida que estos se mueven a través del conjunto de distribución 7.
De manera más especifica, mientras que pasa a través del conjunto de distribución 7, la radiación, más en particular la radiación de calor, a partir de los fragmentos como consecuencia de (a) la exposición a energía de microondas en el conjunto 2 y, de manera opcional, en el conjunto de distribución 7 y (b) las características (tal como la composición y la textura) de los fragmentos se detecta por unos generadores de imágenes térmicas en forma de generadores de imágenes de infrarrojos de alta resolución y de alta velocidad (que no se muestran) que capturan imágenes térmicas de los fragmentos. Mientras que
un generador de imágenes térmicas es suficiente, dos o más generadores de imágenes térmicas pueden usarse para una cobertura completa de la superficie del fragmento. Se indica que la presente invención no se limita al uso de tales generadores de imágenes de infrarrojos de alta resolución y de alta velocidad. También se indica que la presente invención no se limita a la detección de la respuesta térmica de los fragmentos a la energía de microondas y se extiende a detectar otros tipos de respuesta .
A partir del número de puntos calientes detectados (píxeles) , la temperatura, el patrón de su distribución y su área acumulativa, en relación con el tamaño de los fragmentos, puede realizarse una estimación de la ley de los fragmentos. Esta estimación puede estar soportada, y/o puede cuantificarse más contenido de mineral, mediante la comparación de los datos con unas relaciones establecidas con anterioridad entre propiedades térmicas inducidas por microondas de fragmentos clasificados por ley y dimensionados de manera específica.
Además, uno o más sensores ópticos, por ejemplo en forma de cámaras de luz visible (que no se muestran) capturan imágenes de luz visible de los fragmentos para permitir la determinación del tamaño de fragmento.
La presente invención también se extiende al uso de otros sensores para detectar otras características de los
fragmentos, tal como la textura.
Las imágenes captadas por los generadores de imágenes térmicas y las cámaras de luz visible (e información a partir de otros sensores que pueden usarse) son procesadas en el sistema de detección y evaluación por una computadora (indicada en la figura por la expresión "Sistema de Control") equipada con un soporte lóqico de procesamiento de imágenes, y de otro tipo, relevante. El soporte lógico está diseñado para procesar los datos detectados para evaluar los fragmentos para las opciones de clasificación y/o de procesamiento de aguas abajo. En cualquier situación dada, el soporte lógico puede diseñarse para ponderar diferentes datos dependiendo de la importancia relativa de las propiedades asociadas con los datos.
El sistema de detección y de evaluación genera unas señales de control para activar de manera selectiva unos medios de clasificación en respuesta a la evaluación de fragmentos .
De manera más especifica, los fragmentos caen libremente a partir de la salida 25 del conjunto de distribución 7 y se separan en unos recipientes de recogida anulares 17, 19 mediante unos medios de clasificación que comprenden unos chorros de aire comprimido (o otros chorros de fluido adecuados, tal como chorros de agua, o cualesquiera dispositivos mecánicos adecuados, tal como aletas mecánicas) que desvian de manera selectiva los
fragmentos a medida que los fragmentos se mueven en una trayectoria en caída libre a partir de la salida 25 del conjunto de distribución 7. Las toberas de chorro de aire se identifican por el número 13. Los chorros de aire desvían de manera selectiva los fragmentos a dos cortinas circulares de fragmentos que caen libremente al interior de los recipientes de recogida 17, 19. El análisis térmico identifica la posición de cada uno de los fragmentos y los chorros de aire se activan un tiempo establecido previamente después de que un fragmento se haya analizado como un fragmento que ha de desviarse.
Las posiciones de los generadores de imágenes térmicas y los otros sensores y la computadora y los chorros de aire pueden seleccionarse según se requiera. En conexión con esto, se reconoce que no se pretende que la figura sea otra cosa que un diagrama general de una realización de la invención .
La radiación de microondas puede encontrarse en forma de radiación o bien continua o bien por impulsos. La radiación de microondas puede aplicarse con un campo eléctrico por debajo de aquél que se requiere para inducir microfracturas en los fragmentos. En todo caso, la frecuencia de microondas y la intensidad de microondas y el tiempo de exposición de fragmentos y los otros parámetros operativos del conjunto 2 se seleccionan teniendo en cuenta la información que se requiere. La información requerida es
una información que se requiere para evaluar el material de extracción minera particular para la clasificación y/o el procesamiento de aguas abajo de los fragmentos. En cualquier situación dada, existirán combinaciones particulares de características, tal como la ley, la mineralogía, la dureza, la textura, la integridad estructural y la porosidad, que proporcionarán la información necesaria para realizar una decisión informada acerca de la clasificación y/o el procesamiento de aguas abajo de los fragmentos, por ejemplo, el conjunto de criterios de clasificación para adecuarse a una opción de procesamiento de aguas abajo particular.
Tal como se ha indicado en lo que antecede, puede existir una gama de otros sensores (que no se muestran) que no sean los generadores de imágenes térmicas y las cámaras de luz visible que se han mencionado en lo que antecede que se colocan en el interior y/o aguas abajo del conjunto 2 y el conjunto de distribución 7 para detectar otras características de los fragmentos dependiendo de la información requerida para clasificar los fragmentos para las opciones de clasificación y/o de procesamiento de aguas abajo.
En un modo de funcionamiento el análisis térmico se basa en distinguir entre los fragmentos que se encuentran por encima y por debajo de una temperatura umbral. Los fragmentos pueden categorizarse entonces como fragmentos
"más calientes" y "más fríos". La temperatura de un fragmento está relacionada con la cantidad de minerales de cobre en el fragmento. Por consiguiente, los fragmentos que tienen un intervalo de tamaños dado y se calientan bajo unas condiciones dadas tendrán un aumento de temperatura hasta una temperatura por encima de una temperatura umbral de "x" grados si los fragmentos contienen por lo menos un "y" % en peso de cobre. La temperatura umbral puede seleccionarse inicialmente sobre la base de factores económicos y ajustarse a medida que cambian esos factores. Los fragmentos improductivos no se calentarán en general con la exposición a radiación de radiofrecuencia a unas temperaturas por encima de la temperatura umbral.
En el presente caso, el conjunto de criterios de clasificación principal es la ley del cobre en el fragmento, con los fragmentos por encima de una ley umbral separándose en el recipiente de recogida 19 y los fragmentos por debajo de la ley umbral separándose en el recipiente de recogida 17. Los fragmentos valiosos en el recipiente 19 se procesan a continuación para recuperar cobre de los fragmentos. Por ejemplo, los fragmentos valiosos en el recipiente 19 se transfieren para el procesamiento de aguas abajo que incluye molienda y flotación para formar un concentrado y, a continuación, el procesamiento del concentrado para recuperar cobre.
Los fragmentos en el recipiente de recogida 17 pueden
volverse una corriente de desperdicios de productos secundarios y se desechan de una forma adecuada. Puede que este no sea siempre el caso. Los fragmentos tienen unas concentraciones más bajas de minerales de cobre y pueden ser lo bastante valiosos para su recuperación. En ese caso, los fragmentos más fríos pueden transferirse a un proceso de recuperación adecuado, tal como lixiviación.
Las ventajas de la presente invención incluyen las siguientes ventajas.
• Se ha descubierto que el procesamiento de fragmentos de mena en una forma a granel en el conjunto de aplicadores 2 mejora de manera drástica la eficiencia del suministro de energía en comparación con una disposición de correa horizontal con una mono- capa de material de extracción minera.
• El uso de un conjunto de aplicadores 2 que incluye múltiples aplicadores 12 que están dispuestos en serie a lo largo de una trayectoria de movimiento de un lecho móvil de fragmentos de material de extracción minera proporciona una oportunidad de procesar altos rendimientos de material de extracción minera con un alto nivel de garantía de que la totalidad de los fragmentos en el lecho móvil recibirán por lo menos una exposición mínima a radiación electromagnética que se requiere para un procesamiento de aguas abajo fiable, tal como una
exposición mínima que se requiere para la evaluación fiable de características seleccionadas de los fragmentos y la clasificación de los fragmentos sobre la base de la evaluación.
• El uso de múltiples aplicadores 12 simplifica el diseño del aparato. Existe una gama significativamente más grande de opciones de diseño para cumplir los diferentes desafíos de procesamiento presentados por diferentes tipos de material de extracción minera, en particular cuando se requiere un funcionamiento de alto rendimiento. Es probable que la selección de unas combinaciones de aplicadores más pequeños sea una opción mucho más rentable y fiable que diseñar aplicadores únicos significativamente más grandes en muchos casos .
La figura 3 es una vista en perspectiva de otra, aunque no la única otra posible, realización de un aparato para procesar material de extracción minera de acuerdo con la presente invención, con la presente realización concerniendo a la microfracturación de fragmentos de material de extracción minera para facilitar el procesamiento de aguas abajo de los fragmentos. El procesamiento de aguas abajo puede incluir la trituración de los fragmentos y la formación de unos fragmentos más pequeños, el procesamiento de los fragmentos más pequeños en un circuito de flotación y la formación de un
concentrado y la fusión del concentrado para la recuperación de metales valiosos. Otra opción de procesamiento de aguas abajo incluye lixiviación en pilas, con las microfracturas permitiendo que el licor de lixiviación penetre en los fragmentos y mejore la recuperación de metales valiosos.
Con referencia a la figura 3, un material de alimentación en forma de fragmentos de mena que contiene cobre que se han triturado por una trituradora principal (que no se muestra) hasta dar un tamaño de fragmento de 10-25 cm se suministra a través de un conjunto transportador horizontal 24 a una tolva de transferencia vertical 3 y, a continuación, hacia abajo bajo alimentación por gravedad a un conjunto de aplicadores de radiación de microondas que se identifica, en general, por el número 2. El conjunto de aplicadores 2 incluye un tubo cilindrico vertical 4 y dos aplicadores de radiación de microondas 12 que se colocan a lo largo de la longitud del conjunto 2. La mena se expone a radiación de microondas de una forma a granel a medida que los fragmentos se mueven hacia abajo en un lecho, preferiblemente un lecho compactado, a través del tubo 4 desde una entrada superior 6 hasta una salida inferior 8 del tubo 4. Las bobinas de reactancia 14, 16 para evitar que la radiación de microondas escape del tubo 4 se colocan aguas arriba de la entrada 6 y aguas abajo de la salida 8 del tubo 4. Las bobinas de reactancia 14, 16 se encuentran
en forma de válvulas rotativas - que también controlan el suministro y la descarga de mena a y desde el tubo 4. La mena que se descarga a partir de la salida inferior 8 del tubo 4 se transfiere sobre un transportador 26 u otra opción de transferencia adecuada para el procesamiento de aguas abajo.
Como es el caso con la realización que se ha descrito en relación con las figuras 1 y 2, la selección de las formas y la disposición de los aplicadores 12 y las orientaciones de las guias de ondas y la frecuencia y otros parámetros operativos de radiación de microondas y el tamaño y otros parámetros del tubo de aplicador 4 están regidos por el objetivo de procesamiento de altos rendimientos de material de extracción minera con un alto nivel de garantía de que la totalidad de los fragmentos en el lecho que se mueve a través del conjunto de aplicadores 2 reciben por lo menos una exposición mínima a radiación electromagnética que se requiere para el procesamiento de aguas abajo de los fragmentos.
Pueden realizarse muchas modificaciones a la realización de la presente invención que se ha descrito en lo que antecede sin alejarse del espíritu y el alcance de la presente invención.
A modo de ejemplo, la presente invención no se limita al uso de un tubo de aplicador 4 para contener el lecho móvil de fragmentos.
Además, la presente invención no se limita al uso de un tubo de aplicador 4 vertical.
Además, la presente invención no se limita a una detección y evaluación y clasificación, fragmento a fragmento, de material de extracción minera y se extiende a la evaluación y la detección y la clasificación a granel de material de extracción minera.
Además, en situaciones en las que existe una detección y evaluación y clasificación, fragmento a fragmento, de material de extracción minera, la presente invención no se limita al conjunto de distribución de fragmentos particular 7 que se muestra en la figura 1.
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.
Claims (26)
1. Un aparato para procesar material de extracción minera que incluye un conjunto de aplicadores que incluye un tubo de aplicador para contener un lecho móvil de fragmentos, extendiéndose el tubo de aplicador en sentido vertical o con un ángulo con respecto a la vertical y teniendo una entrada superior y una salida inferior y unas bobinas de reactancia aguas arriba de la entrada y aguas abajo de la salida para evitar que la radiación electromagnética escape del tubo de aplicador, una pluralidad de aplicadores para exponer el lecho móvil de fragmentos de material de extracción minera a radiación electromagnética a medida que el lecho de fragmentos se mueve a través del tubo de aplicador, y una fuente independiente de radiación electromagnética para cada aplicador, en el que cada aplicador está adaptado para exponer fragmentos que se mueven a través del conjunto a radiación electromagnética de tal modo que el efecto combinado del funcionamiento de los aplicadores durante el uso del conjunto de aplicadores es que la totalidad de los fragmentos en el lecho móvil, a lo largo del área en sección transversal en sentido transversal del lecho móvil, reciben por lo menos una exposición mínima predeterminada a radiación electromagnética para el momento en el que los fragmentos alcanzan el extremo de salida del tubo de aplicador .
2. El aparato que se define en la reivindicación 1, en el que el conjunto de aplicadores está adaptado para funcionar con una radiación electromagnética seleccionada de una cualquiera o más de radiación de rayos X, de microondas y de radiofrecuencia.
3. El aparato que se define en la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que cada aplicador está adaptado para funcionar a lo largo de la totalidad o una parte del área en sección transversal en sentido transversal del lecho móvil.
4. El aparato que se define en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los aplicadores se colocan a intervalos separados a lo largo de la longitud del lecho móvil.
5. El aparato que se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que los aplicadores se colocan en la misma posición a lo largo de la longitud del lecho móvil, con cada aplicador estando adaptado para exponer una parte del lecho móvil en esa posición a radiación electromagnética.
6. El aparato que se define en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el tubo de aplicador es un tubo resistente al desgaste.
7. El aparato que se define en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el tubo de aplicador es de una anchura de por lo menos 80 mm en la entrada.
8. El aparato que se define en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el tubo de aplicador es de una longitud de por lo menos 1 m.
9. El aparato que se define en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los aplicadores se encuentran en diferentes orientaciones con respecto al tubo de aplicador.
10. El aparato que se define en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el conjunto de aplicadores está adaptado para suministrar material de extracción minera al tubo de aplicador a través de una alimentación por gravedad.
11. El aparato que se define en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el conjunto de aplicadores está adaptado para suministrar material de extracción minera al tubo de aplicador a través de una alimentación forzada.
12. El aparato que se define en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el tubo de aplicador incluye unos conjuntos de control de flujo aguas arriba de la entrada y aguas abajo de la salida para controlar el flujo de los fragmentos que entran y salen del tubo de aplicador .
13. Un aparato para clasificar material de extracción minera que incluye: (a) un conjunto de aplicadores que incluye un tubo de aplicador para contener un lecho móvil de fragmentos, extendiéndose el tubo de aplicador en sentido vertical o con un ángulo con respecto a la vertical y teniendo una entrada superior y una salida inferior y unas bobinas de reactancia aguas arriba de la entrada y aguas abajo de la salida para evitar que la radiación electromagnética escape del tubo de aplicador, una pluralidad de aplicadores para exponer el lecho móvil de fragmentos a radiación electromagnética a medida que el lecho de fragmentos se mueve a través del tubo de aplicador, y una fuente independiente de radiación electromagnética para cada aplicador, en el que cada aplicador está adaptado para exponer fragmentos que se mueven a través del conjunto a radiación electromagnética de tal modo que el efecto combinado del funcionamiento de los aplicadores durante el uso del conjunto de aplicadores es que la totalidad de los fragmentos en el lecho móvil, a lo largo del área en sección transversal en sentido transversal del lecho móvil, reciben por lo menos una exposición mínima predeterminada a radiación electromagnética para el momento en el que los fragmentos alcanzan el extremo de salida del tubo de aplicador, (b) un sistema de detección y de evaluación para detectar y evaluar una o más de una característica de los fragmentos, y (c) unos medios de clasificación en forma de separador para separar los fragmentos en múltiples corrientes en respuesta a la evaluación del sistema de detección y de evaluación.
14. El aparato que se define en la reivindicación 13 incluye un conjunto de distribución de fragmentos para distribuir fragmentos a partir del conjunto de aplicadores de tal modo que los fragmentos se mueven hacia abajo y hacia fuera y se descargan a partir del conjunto de distribución como fragmentos individuales e independientes que no se encuentran uno en contacto con otro.
15. El aparato que se define en la reivindicación 14, en el que el conjunto de distribución tiene una entrada superior y una salida inferior y una superficie de distribución que se extiende hacia abajo y hacia fuera sobre la que pueden moverse fragmentos desde la entrada superior hasta la salida inferior y que permiten que los fragmentos se distribuyan en fragmentos individuales e independientes para el momento en el que los fragmentos alcanzan la salida inferior.
16. El aparato que se define en una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, en el que el sistema de detección y de evaluación incluye un sensor para detectar la respuesta, tal como la respuesta térmica, de cada fragmento a la radiación electromagnética.
17. El aparato que se define en una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, en el que el sistema de detección y de evaluación incluye un procesador para analizar los datos para cada fragmento y clasificar el fragmento para la clasificación y / o el procesamiento de aguas abajo del fragmento, tal como lixiviación en pilas y fusión.
18. Un conjunto de aplicadores que incluye un tubo de aplicador para contener un lecho móvil de fragmentos, extendiéndose el tubo de aplicador en sentido vertical o con un ángulo con respecto a la vertical y teniendo una entrada superior y una salida inferior y unas bobinas de reactancia aguas arriba de la entrada y aguas abajo de la salida para evitar que la radiación electromagnética escape del tubo de aplicador, una pluralidad de aplicadores para exponer un lecho móvil de fragmentos a radiación electromagnética a medida que el lecho de fragmentos se mueve a través del tubo de aplicador, y una fuente independiente de radiación electromagnética para cada aplicador, con cada aplicador estando adaptado para exponer fragmentos que se mueven a través del conjunto de aplicadores a una densidad de potencia mínima a lo largo de un área en sección transversal en sentido transversal del lecho de tal modo que el efecto combinado del funcionamiento de los aplicadores durante el uso del conjunto de aplicadores es que la totalidad de los fragmentos en el lecho móvil a lo largo del área en sección transversal en sentido transversal del lecho móvil reciben por lo menos una exposición mínima a radiación electromagnética para el momento en el que los fragmentos alcanzan el extremo de salida del tubo de aplicador.
19. El conjunto de aplicadores que se define en la reivindicación 18 incluye un tubo de aplicador para contener el lecho móvil de fragmentos, con el tubo de aplicador teniendo una entrada y una salida y estando dispuesto para extenderse a través de cada uno de los aplicadores a su vez de tal modo que existe una disposición en serie de aplicadores a lo largo de la longitud del tubo.
20. Un método de procesamiento de material de extracción minera que incluye el movimiento de un lecho de fragmentos de material de extracción minera a través de cada uno de los aplicadores en el conjunto de aplicadores que se define en la reivindicación 18 o la reivindicación 19 y exponer los fragmentos a radiación electromagnética a medida que los fragmentos se mueven a través del conjunto de aplicadores de tal modo que existe un alto nivel de garantía de que la totalidad de los fragmentos en el lecho móvil recibirán por lo menos una exposición mínima a radiación electromagnética para el momento en el que los fragmentos alcanzan un extremo de salida del tubo de aplicador .
21. El método que se define en la reivindicación 20 incluye accionar los aplicadores de tal modo que el efecto combinado del funcionamiento de los aplicadores es que la totalidad de los fragmentos en el lecho móvil reciben por lo menos una exposición mínima a radiación electromagnética que se requiere para el procesamiento de aguas abajo de los fragmentos .
22. El método que se define en la reivindicación 20 o la reivindicación 21 incluye el movimiento de los fragmentos hacia abajo a través del conjunto de aplicadores de radiación electromagnética a través de una alimentación por gravedad o a través de una alimentación forzada.
23. El método que se define en una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 22 incluye el movimiento de los fragmentos a través del aplicador a una velocidad de por lo menos 0.5 m / s .
24. El método que se define en una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 23 incluye la clasificación de material de extracción minera con un rendimiento de por lo menos 250 toneladas por hora.
25. Un método de clasificación de material de extracción minera que incluye las etapas de: (a) mover un lecho de fragmentos de material de extracción minera a través de cada uno de los aplicadores en el conjunto de aplicadores de radiación electromagnética que se define en la reivindicación 18 o la reivindicación 19 y exponer los fragmentos a radiación electromagnética a medida que los fragmentos se mueven a través del conjunto de aplicadores de tal modo que existe un alto nivel de garantía de que la totalidad de los fragmentos en el lecho móvil recibirán por lo menos una exposición mínima a radiación electromagnética para el momento en el que los fragmentos alcanzan el extremo de salida del tubo de aplicador, (b) detectar una o más de una característica de los fragmentos , (c) evaluar la característica o características de los fragmentos, y (d) clasificar los fragmentos en múltiples corrientes en respuesta a la evaluación de la característica o características de los fragmentos.
26. Un método para recuperar material valioso a partir de material de extracción minera que incluye el procesamiento de material de extracción minera de acuerdo con el método que se define en una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 24 y, a continuación de lo anterior, el procesamiento adicional de los fragmentos que contienen material valioso y la recuperación de material valioso.
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