РАЗДЕЛЕНИЕ МИНЕРАЛОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ФУНКЦИОНАЛИЗИРОВАННЫХ ФИЛЬТРОВ И МЕМБРАН Российский патент 2016 года по МПК B03D1/14 B03D1/02 B01D63/16 

Перекрестные ссылки на родственные патентные заявки

Настоящая заявка соответствует международной патентной заявке с серийным номером No. PCT/US2012/039631, поданной 25 мая 2012 г., которая заявляет приоритет Предварительной Патентной Заявки США No. 61/489,893, поданной 25 мая 2011 г., и Предварительной Патентной Заявки США No. 61/533,544, поданной 12 сентября 2011 г., которые обе включены здесь посредством ссылки в их полном объеме.

Эта заявка также связана со следующими восемью PCT заявками, которые все одновременно поданы 25 мая 2012 г. и которые все заявляют приоритет вышеупомянутой Предварительной Патентной Заявки США No. 61/489,893, поданной 25 мая 2011 г., и вышеупомянутой Предварительной Патентной Заявки США No. 61/533,544, поданной 12 сентября 2011 г., и которые все включены здесь посредством ссылки в их полном объеме так, чтобы включать в себя предмет друг друга, как указано ниже:

PCT заявка No. PCT/US2012/039528, озаглавленная «Разделение минералов с применением легких синтетических пузырьков или шариков»;

PCT заявка No. PCT/US2012/039534, озаглавленная «Разделение минералов с применением функционализированных мембран»;

PCT заявка No. PCT/US2012/039540, озаглавленная «Разделение минералов с применением выбранных по размеру, весу или магнитным свойствам шариков или пузырьков»;

PCT заявка No. PCT/US2012/039576, озаглавленная «Синтетические пузырьки/шарики, функционализированные молекулами для притяжения и закрепления анализируемых минеральных частиц»;

PCT заявка No. PCT/US2012/039591, озаглавленная «Способ и система для высвобождения минералов из синтетических шариков и пузырьков»;

PCT заявка No. PCT/US2012/039596, озаглавленная «Синтетические шарики и пузырьки с гидрофобной поверхностью»;

PCT заявка No. PCT/US2012/039655, озаглавленная «Восстановление минералов в отходах с применением функционализированных полимеров»; и

PCT заявка No.PCT/US2012/039658, озаглавленная «Методики для транспортировки синтетических шариков или пузырьков во флотационной камере или колонне».

Предпосылки создания изобретения

1. Область техники

Настоящее изобретение относится, главным образом, к способу и аппарату для отделения ценного материала от ненужного материала в смеси, например, в жидкой массе.

2. Описание данной области техники

Во многих промышленных процессах флотация используется для отделения ценного или необходимого материала от ненужного материала. Например, в этом процессе смесь воды, ценного материала, ненужного материала, химических веществ и воздуха помещается во флотационную камеру. Химические вещества используются для того, чтобы сделать необходимый материал гидрофобным, а воздух используется для переноса материала на поверхность флотационной камеры. Когда гидрофобный материал и воздушные пузырьки сталкиваются, то они присоединяются друг к другу. Пузырек поднимается к поверхности, перенося с собой необходимый материал.

Производительность флотационной камеры зависит от суммарной площади поверхности пузырьков в потоке в накопительной зоне камеры. Площадь поверхности пузырьков в потоке зависит от размера пузырьков и скорости подачи воздуха.

В промышленности существует потребность обеспечить лучший способ для отделения ценного материала от ненужного материала, к примеру, в том числе в такой флотационной камере таким образом, чтобы устранить проблемы, которые связаны с использованием пузырьков воздуха в таком процессе отделения.

Краткое изложение сущности изобретения

Основное устройство фильтрования

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, настоящее изобретение может обеспечивать разделение минералов или способы фильтрации, основанные, по крайней мере, частично на использовании устройства с характерным накопительным участком, который содержит поверхности накопления, сконфигурированные для контакта со смесью, содержащей воду и ценный материал, ценный материал, содержащий множество минеральных частиц; и синтетический материал, обеспеченный, по крайней мере, на поверхности накопления, синтетический материал, содержащий множество молекул, содержащих функциональные группы, сконфигурированные для притягивания минеральных частиц к поверхности накопления.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, функциональная группа может содержать химическую функциональную группу для связывания минеральных частиц с молекулами.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, функциональная группа может включать ионную группу, которая является либо анионной или катионной, в том числе, где функциональная группа включает в себя один или более ионов, выбранных из карбоновых, сульфатов, сульфонатов, ксантогенатов, дитиофосфатов, тионокарбаматов, тиомочевин, ксантогенов, монотиофосфатов, гидрохинонов и полиаминов. Этот перечень не является исчерпывающим.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, синтетический материал может быть выбран из группы, содержащей полиамиды, полиэстеры, полиуретаны, фенол-формальдегид, мочевино-формальдегид, меламино-формальдегид, полиацеталь, полиэтилен, полиизобутилен, полиакрилонитрил, поли(винилхлорид), полистирол, поли(метилметакрилаты), поли(винилацетат), поли(винилиденхлорид), полиизопрен, полибутадиен, полиакрилаты, поли(карбонаты), фенолоальдегидный полимер и полидиметилсилоксан. Этот перечень не является исчерпывающим.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, функциональная группа может быть сформирована для отображения гидрофобного набора поверхностей, включая, но не ограничиваясь, где синтетический материал может быть выбран из группы, содержащей полистирол, поли(d,l-лактид), поли(диметилсилоксан), полипропилен, полиакрил, полиэтилен, гидрофобно-модифицированные полисилоксаны этилгидроксиэтилцеллюлозы, алкилсиланы и фторалкилсиланы, или в том числе, где минеральные частицы могут включать один или более молекулярных сегментов, прикрепленных к ним.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, синтетический материал может включать производное силоксана или полисилоксаны, или полидиметилсилоксаны с концевыми гидроксильными группами.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, смесь может дополнительно включать множество молекул коллекторов и каждая из молекул коллектора может включать гидрофобный молекулярный сегмент и ионизирующую группу, связывающую минеральные частички.

Согласно некоторым вариантам осуществления, настоящее изобретение может принимать форму признаков способа, обеспечивающих накопительный участок на мембране фильтра, накопительный участок, содержащий поверхности накопления, выполненные для контакта со смесью, содержащей воду и ценный материал, ценный материал содержит множество минеральных частичек; и обеспечение синтетического материала, по крайней мере, на поверхности накопления, синтетический материал содержит множество молекул, состоящих из функциональных групп, выполненных с возможностью связывать минеральные частички на поверхности накопления.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, способ может также включать один или больше других признаков, изложенных в данном описании.

Способы с применением функционализированных мембран

Согласно некоторым вариантам осуществления, настоящее изобретение может быть сконфигурировано для обеспечения разделения минералов или способов фильтрации с применением функционализированных мембран.

В качестве примера, настоящее изобретение может состоять из нового механизма и способа для извлечения ценных материалов или минералов из жидкой массы, богатой минералами. Эта суспензия может быть суспензией любого типа, которая будет воздухом передавать земляные минералы или, к примеру, водную смесь, Эта богатая минералами суспензия может быть приведена в контакт с функционализированной поверхностью полимера, который был создан для притягивания к представляющему интерес минералу. Функционализированная поверхность полимера может принимать форму синтетического пузырька или шарика в соответствии с изложенным в заявке на патент номер № __________, поданной _____________, заявляющей приоритет к упомянутой выше предварительной заявке на патент US № 61/489,893, также как мембрана или мембранная структура, которая может принимать форму импеллера, конвейерной ленты, фильтра в корпусе, или плоской панели, в соответствии с изложенным в упомянутой выше заявке US. Предварительном описании изобретения к патенту No. 61/533,544.

Ненужный материал может быть вымыт и только желаемый материал или минерал остается на функционализированной поверхности полимера, или мембранная структура, содержащая функционализированную поверхность полимера, может быть отделена от ненужного материала. Такое отделение может иметь место при способах, связанных с флотацией, разделением по размеру, гравиметрическим разделением и/или магнетическим разделением. Обогащенную поверхность затем обрабатывают таким образом, что минерал высвобождается и собирается. Поверхность полимера затем может быть повторно использована.

В соответствии с некоторыми вариантами воплощений настоящего изобретения, механизм или аппарат будет сконфигурирован с двумя камерами, баками, ячейками или колонками. Одна камера, бак, ячейка или колонка имеют благоприятные условия для присоединения ценного материала или минерала или представляющей интерес частицы и другая камера, бак, ячейка или колонка имеет благоприятные условия для высвобождения ценного материала или минерала или частицы, представляющей интерес. Импеллер может быть покрыт функционализированным полимером и сконфигурирован с возможностью медленного вращения внутри двух камер, баков, ячеек или колонок. Так как лопасть импеллера двигается в соединительную зону в одной камере, баке, ячейке или колонке, она собирает ценный материал или минерал или частицу, представляющую интерес. Так как обогащенная лопасть двигается к зоне высвобождения в другой камере, баке, ячейке или колонке, ценный материал или минерал или представляющая интерес частица высвобождается.

В соответствии с некоторыми вариантами воплощений настоящего изобретения, конвейерная лента из функционализированного полимера может быть сконфигурирована для работы между двумя камерами, баками, ячейками или колонками, в которых собирается и высвобождается ценный материал или минерал или представляющая интерес частица.

В соответствии с некоторыми вариантами воплощений настоящего изобретения, накопительный фильтр из функционализированного полимера может быть размещен в каждой камере, баке, ячейке или колонке для сбора и высвобождения ценного материала, или минерала, или представляющей интерес частицы. Это процесс периодического действия.

Вариант воплощения устройства разделения минералов

Согласно некоторым вариантам воплощения, настоящее изобретение может принимать форму механизма, системы или устройства с участием первого процессора и второго процессора. Первый процессор может быть сконфигурирован для получения смеси жидкости, ценного материала и нежелательного материала и функционализированного элемента с полимерным покрытием, сконфигурированного для прикрепления к ценному материалу в среде, способствующей прикреплению, и обеспечения обогащенного функционализированного элемента с полимерным покрытием, который имеет прикрепленный к нему ценный материал. Второй процессор может быть сконфигурирован для получения жидкости и обогащенного функционализированного элемента с полимерным покрытием в среде, способствующей высвобождению для высвобождения ценного материала, и обеспечения ценного материала, высвобожденного из обогащенного функционализированного элемента с полимерным покрытием посредством среды, способствующей высвобождению.

Устройство может быть сконфигурировано таким образом, чтобы включать в себя один или более следующих признаков:

Первый процессор может принимать форму первой камеры, бака, ячейки или колонки, и второй процессор может принимать форму второй камеры, бака, ячейки или колонки.

Первая камера, бак или колонка может быть сконфигурирована для получения жидкой массы, которая содержит воду, ценный материал и нежелательный материал в среде, способствующей прикреплению, имеющей высокое значение pH, способствующее прикреплению ценного материала.

Вторая камера, бак или колонка может быть сконфигурирована для получения воды в среде, способствующей высвобождению, которая может иметь низкое значение pH или получение ультразвуковых волн, способствующих высвобождению ценного материала.

Функционализированный элемент с полимерным покрытием может иметь форму импеллера, покрытого функционализированным полимером, который имеет, по крайней мере, одну лопасть импеллера, сконфигурированную для медленного вращения внутри первого процессора и второго процессора. Первый процессор может быть сконфигурирован для получения, по крайней мере, одной лопасти импеллера в соединительной зоне, и обеспечения, по крайней мере, одной обогащенной лопасти импеллера, которая имеет ценный материал, прикрепленный к нему в соединительной зоне. Второй процессор может быть сконфигурирован для получения, по меньшей мере, одной обогащенной лопасти импеллера в зоне высвобождения и обеспечения ценного материала, высвобожденного из, по крайней мере, одной обогащенной лопасти импеллера. Первый процессор может быть сконфигурирован с переходной зоной для обеспечения дренажа отходов обогащения, и второй процессор может быть сконфигурирован со второй переходной зоной для обеспечения дренажа концентрата.

Функционализированный элемент с полимерным покрытием может принимать форму конвейерной ленты, покрытой функционализированным полимером, сконфигурированной для движения между первым процессором и вторым процессором. Первый процессор может быть сконфигурирован для получения конвейерной ленты, покрытой функционализированным полимером, и обеспечения обогащенной конвейерной ленты, покрытой функционализированным полимером, которая имеет ценный материал, прикрепленный к ней. Второй процессор может быть сконфигурирован для получения обогащенной конвейерной ленты, покрытой функционализированным полимером, и обеспечения ценного материала, высвобожденного из обогащенной конвейерной ленты, покрытой функционализированным полимером. Конвейерная лента, покрытая функционализированным полимером, может быть выполнена из сетчатого материала.

Функционализированный элемент с полимерным покрытием может принимать форму накопительного фильтра, покрытого функционализированным полимером, сконфигурированным для движения между первым процессором и вторым процессором, как часть периодического процесса. Первый процессор может быть сконфигурирован для получения накопительного фильтра, покрытого функционализированным полимером, и обеспечения обогащенного накопительного фильтра, покрытого функционализированным полимером, который имеет ценный материал, прикрепленный к нему. Второй процессор может быть сконфигурирован для получения обогащенного накопительного фильтра, покрытого функционализированным полимером, и обеспечения ценного материала, высвобожденного из обогащенного накопительного фильтра, покрытого функционализированным полимером.

Первый процессор может быть сконфигурирован для обеспечения отходов при обогащении, содержащих нежелательный материал, и второй процессор может быть сконфигурирован для обеспечения концентрата, содержащего ценный материал.

Функционализированный элемент с полимерным покрытием может принимать форму мембраны или тонкого мягкого гибкого листа или слоя.

В соответствии с одним вариантом воплощения, настоящее изобретение может также принимать форму устройства, которое характеризуется, прежде всего, тем, что может быть сконфигурировано для получения смеси жидкости, ценного материала и нежелательного материала и функционализированного элемента с полимерным покрытием, сконфигурированного для присоединения к ценному материалу в среде, способствующей прикреплению и обеспечению обогащенного функционализированного элемента с полимерным покрытием, который имеет ценный материал, прикрепленный к нему; и, во-вторых, может быть сконфигурирован для получения жидкости и обогащенного функционализированного элемента с полимерным покрытием в среде, способствующей высвобождению для высвобождения ценного материала, и обеспечения ценного материала, высвобожденного из обогащенного функционализированного элемента с полимерным покрытием в среду, способствующую высвобождению.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, первое устройство может быть сконфигурировано для получения жидкой массы, которая содержит воду, ценный материал и нежелательный материал в среде, способствующей прикреплению, которая имеет высокое значение pH, способствующее прикреплению ценного материала; и второе устройство может быть сконфигурировано для получения воды в среде, способствующей высвобождению, которая имеет низкое значение pH, или получения ультразвуковых волн, способствующих высвобождению ценного материала.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения функционализированный элемент с полимерным покрытием может принимать форму одного из следующих:

импеллер, покрытый функционализированным полимером, который имеет, по крайней мере, одну лопасть импеллера, сконфигурированную для медленного вращения внутри первого устройства и второго устройства;

конвейерная лента, покрытая функционализированным полимером, сконфигурированная для движения между первым устройством и вторым устройством; или

накопительный фильтр, покрытый функционализированным полимером, сконфигурированный для движения между первым устройством и вторым устройством, как часть периодического процесса.

Варианты процессов или способы разделения минералов

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, настоящее изобретение может также принимать форму признаков процесса или способа получения в первом процессоре смеси жидкости, ценного материала и нежелательного материала и функционализированного элемента с полимерным покрытием, сконфигурированного для прикрепленния ценного материала в среде, способствующей прикреплению, и обеспечение первого процессора, обогащенного функционализированного элемента с полимерным покрытием, который имеет ценный материал, прикрепленный к нему; и прием во второй процессор жидкости и обогащенного функционализированного элемента с полимерным покрытием в среду, способствующую высвобождению для высвобождения ценного материала, и обеспечение ценного материала, высвобожденного из обогащенного функционализированного элемента с полимерным покрытием в среду, способствующую высвобождению.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения способ может включать обеспечение последовательности с одним или более признаками, излагаемыми в данном документе.

Краткое описание чертежей

Теперь, ссылаясь на чертежи, которые необязательно выполнены в масштабе, вышеизложенные и другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут более понятными из следующего ниже детального описания иллюстративных вариантов воплощения, приведенных в сочетании с прилагаемыми чертежами, в которых схожие элементы пронумерованы схожим образом:

Фигура 1 включает Фигуру 1a, которая представляет собой боковой частичный поперечный разрез в форме диаграммы разделительного процессора, сконфигурированного с двумя камерами, баками или колонками, которые имеют импеллер, покрытый функционализированным полимером, расположенным в нем согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, и включает Фигуру 1b, которая представляет собой верхний частичный поперечный разрез в форме диаграммы импеллера, покрытого функционализированным полимером, двигающимся в среде, способствующей прикреплению, содержащейся в соединительной камере, баке или колонке и также двигающимся в среде, способствующей высвобождению, содержащейся в камере, баке или колонке высвобождения согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Фигура 2 представляет собой диаграмму разделительного процессора, сконфигурированного с двумя камерами, баками или колонками, которые имеют конвейерную ленту, покрытую функционализированным полимером, расположенную в нем согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Фигура 3 представляет собой диаграмму разделительного процессора, сконфигурированного с фильтром в корпусе, покрытого функционализированным полимером, для движения между двумя камерами, баками или колонками в полу-непрерывном процессе согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Фигура 4 представляет собой иллюстрацию импеллера согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Фигура 5 представляет собой иллюстрацию секции конвейерной ленты согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Фигура 6 представляет собой иллюстрацию фильтра согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Фигуры 7a-7f иллюстрируют различные свойства поверхности импеллера, конвейерной ленты и фильтра согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Фигура 8a иллюстрирует множество функциональных групп, прикрепленных к волокну для прикрепления минеральных частиц согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Фигура 8b иллюстрирует множество гидрофобных молекул, прикрепленных к волокну для прикрепления минеральных частиц, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Фигура 8c иллюстрирует множество гидрофобных молекул, прикрепленных к волокну для прикрепления неминеральных частиц согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Фигура 9a иллюстрирует множество функциональных групп, прикрепленных к поверхности для прикрепления минеральных частиц, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Фигура 9b иллюстрирует множество гидрофобных молекул, прикрепленных к поверхности для прикрепления минеральных частиц, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Фигура 9c иллюстрирует множество гидрофобных молекул, прикрепленных к поверхности для прикрепления неминеральных частиц, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Фигура 10a иллюстрирует множество фильтров, помещенных в горизонтальном трубопроводе для сбора минеральных частиц, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Фигура 10b иллюстрирует высвобождающее устройство, сконфигурированное для высвобождения минеральных частиц из фильтра, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Фигура 11 представляет собой диаграмму, показывающую фильтр, размещенный в хранилище для отходов обогащения для сбора ценного материала, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Фигура 12a иллюстрирует импеллер, использующий множество синтетических пузырьков или шариков для сбора ценного материала, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Фигура 12b иллюстрирует фильтр, использующий множество синтетических пузырьков или шариков для сбора ценного материала, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Фигура 12c иллюстрирует мешок синтетических шариков, которые могут быть использованы в качестве фильтра для сбора ценного материала в хранилище для отходов обогащения, к примеру, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Фигура 13a иллюстрирует синтетический шарик, функционализированный для притягивания гидрофобных частиц, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Фигура 13b представляет собой увеличенную часть поверхности синтетического шарика, функционализированного для притягивания смачиваемых минеральных частиц, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Фигура 13c представляет собой увеличенную часть поверхности синтетического шарика, функционализированного для притягивания неминеральных гидрофобных частиц, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Фигура 14a иллюстрирует синтетический шарик, который имеет функциональную группу для притягивания минеральных частиц согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Фигура 14b представляет собой увеличенную часть поверхности синтетического шарика, функционализированного для притягивания минеральных частиц, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Фигуры 15a и 15b иллюстрируют некоторые варианты воплощений настоящего изобретения, в которых синтетический шарик или пузырек имеет одну функционализированную часть, которая должна иметь собирательные молекулы, и другую функционализированную часть, которая должна быть гидрофобной, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Детальное описание изобретения

Фигуры 1, 1a, 1b

В качестве примера, Фигура 1 иллюстрирует настоящее изобретение, представленное в форме механизма, прибора, системы или устройства 10, например, для отделения ценного материала от нежелательного материала в смеси 11, такой как жидкая масса, с применением первого процессора 12 и второго процессора 14. Первый процессор 12 и второй процессор 14 являются сконфигурированными с функционализированным элементом с полимерным покрытием, который показан, например, как импеллер, покрытый функционализированным полимером 20 (Фиг. 1a), 20′ (Фиг. 1b), согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. В процессе работы, импеллер 20, 20′ медленно вращается по отношению к первому процессору 12 и второму процессору 14, лопасти крыльчатки медленно проходят через среду, способствующая прикреплению 16 в первом процессоре 12, где ценный материал прикреплен к лопасти и через среду, способствующую высвобождению 18 во втором процессоре 14, высвобождается из лопастей. В качестве примера, импеллер 20, как показано, вращается в направлении против часовой стрелки, как показано стрелкой, хотя объем настоящего изобретения не предназначен, чтобы ограничиваться направлением вращения рабочего колеса, или способом, в котором импеллер, покрытый функционализированным полимером 20 (Фиг. 1a), 20′ (Фиг. 1b), является организованным, смонтированным или сконфигурированным в отношении к первому процессору 12 и второму процессору 14.

Первый процессор 12 может принимать форму первой камеры, бака, ячейки или колонки, которая содержит среду, способствующую прикреплению, главным образом, обозначенную как 16. Первая камера, бак или колонка 12 может быть сконфигурирована так, чтобы принимать через трубопровод 13 смесь или жидкую массу 11 в форме жидкости (к примеру, воду), ценный материал и нежелательный материал в среде, способствующей прикреплению 16, к примеру, которая имеет высокое значение pH, способствующее присоединению ценного материала. Второй процессор 14 может принимать форму второй камеры, бака, ячейки или колонки, которая содержит среду, способствующую высвобождению, главным образом, обозначенную как 18. Вторая камера, бак, ячейка или колонка 14 может быть сконфигурирована на получение через трубопровод 15, к примеру, воды 22 в среде, способствующей высвобождению 18, к примеру, которая имеет низкое значение pH или получает ультразвуковые волны, способствующие высвобождению ценного материала. Подобные среды, способствующие прикреплению, входящие в состав элемента среды 16, способствующего прикреплению ценного материала, который представляет интерес, и подобные среды, способствующие высвобождению, которые входят в состав среды 18, способствующей высвобождению ценного материала, представляющего интерес, являются известными в существующем уровне техники, и объем изобретения не предназначен для того, чтобы ограничиваться каким-либо конкретным их типом или видом или которые сегодня известны, или которые будут разработаны в будущем. Кроме того, квалифицированный специалист в данной области техники будет способен приготовить среду, способствующую прикреплению подобную среде 16 и соответствующую среду, способствующую высвобождению, подобную среде 18 на основе технологии разделения, описанной здесь для любого конкретного ценного минерала, представляющего интерес, к примеру меди, входящей в состав любой конкретной смеси или жидкой массы.

В действии, первый процессор 12 может быть сконфигурирован для получения смеси или жидкой массы 11 воды, ценного материала и нежелательного материала и функционализированного элемента с полимерным покрытием, который сконфигурирован для прикрепления к ценному материалу в среде, способствующей прикреплению 16. На Фигуре 1, функционализированный элемент с полимерным покрытием показан в виде импеллера, покрытого функционализированным полимером 20 (Фиг. 1a), 20′ (Фиг. 1b). На Фигуре 1a, импеллер, покрытый функционализированным полимером 20 имеет привод 21 и, по крайней мере, одну лопасть импеллера 20a, 20b, 20c, 20d, 2e, 20f, 20g и сконфигурирован для медленного вращения внутри первого процессора 12 и второго процессора 14. На Фигуре 1b, импеллер, покрытый функционализированным полимером 20′, имеет привод 21′ и лопасти импеллера 20a′, 20b′, 20c′, 20d′, 2e′, 20f′, 20g′ и 20h′. Каждую лопасть импеллера на Фигуре 1 следует понимать сконфигурированной и функционализированной покрытием полимером для прикрепления к ценному материалу в среде, способствующей прикреплению 16. (Объем изобретения не предназначен для того, чтобы ограничиться количеством лопастей на импеллере 20, 20′, и вариант воплощения на Фигуре 1a и 1b показан с импеллерами 21, 21′, которые имеют различные количества лопастей).

На Фигуре 1, первый процессор 12 сконфигурирован для получения, по крайней мере, одной лопасти импеллера, покрытого функционализированным полимером 20 (Фиг. 1a), 20′ (Фиг. 1b). На Фигуре 1b, по крайней мере, одна лопасть импеллера показана как лопасть импеллера 20g′, которая будет получена в зоне присоединения 30, которая является частью среды, способствующей прикреплению 16, ограниченной стенками 30a, 30b. Первый процессор 12 может также быть сконфигурирован с первой переходной зоной, главным образом, показанной как 40 для обеспечения стока из трубопровода 41, к примеру отходов обогащения 42, как показано на Фигуре 1a.

Первый процессор 12 может также быть сконфигурирован для обеспечения, по крайней мере, одной обогащенной лопасти импеллера, которая имеет прикрепленный к ней ценный материал, после пропускания через среду, способствующую прикреплению 16. На Фигуре 1b, по крайней мере, одна обогащенная лопасть импеллера показана как, по крайней мере, одна обогащенная лопасть импеллера 20c′, которая будет передана от среды способствующей прикреплению 16 в первом процессоре 12 к среде, способствующей высвобождению 18 во втором процессоре 14.

Второй процессор 14 может быть сконфигурирован для получения через трубопровод 15 жидкости 22 (к примеру, воды) и обогащенного функционализированного элемента с полимерным покрытием для высвобождения ценного материала в среде, способствующей высвобождению 18. На Фигуре 1b, второй процессор 14 показан получающим обогащенную лопасть импеллера 20c′ в зоне высвобождения 50, к примеру, которая является частью среды, способствующей высвобождению 18, и ограничена, к примеру, стенками 30c и 30d.

Второй процессор 14 может быть сконфигурирован для обеспечения ценного материала, который высвобождается из обогащенного функционализированного элемента с полимерным покрытием в среду, способствующую высвобождению 18. К примеру, на Фигуре 1b второй процессор 14 показан сконфигурированным со второй переходной зоной 60, ограниченной стенками 30a и 30d, для обеспечения через трубопровод 61 отвода ценного материала в форме концентрата 62 (Фиг. 1a).

Фигура 2: Конвейерная лента, покрытая функционализированным полимером

В качестве примера, Фигура 2 демонстрирует настоящее изобретение в форме механизма, устройства, системы или приспособления 100, к примеру, для отделения ценного материала от нежелательного материала в смеси 101, такой как жидкая масса, используемая в первом процессоре 102 и втором процессоре 104. Первый процессор 102 и второй процессор 104 сконфигурированы с функционализированным элементом с полимерным покрытием, которое показано, к примеру, как конвейерная лента, покрытая функционализированным полимером 120, которая движется между первым процессором 102 и вторым процессором 104, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Стрелки A1, A2, A3 указывают движение конвейерной ленты, покрытой функционализированным полимером 120. Технологии, включающие моторы, зубчатые передачи, и т.д., для движения конвейерной ленты как элемент 120 между элементами процессоров 102 и 104, являются известными в существующем уровне техники, и объем изобретения не предназначен для того, чтобы ограничиваться каким-либо конкретным их типом или видом или уже известным на данный момент или таким, который будет разработан в будущем. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, конвейерная лента, покрытая функционализированным полимером 120, может быть выполнена из сетчатого материала.

Первый процессор 102 может принимать форму первой камеры, бака, ячейки или колонки, которая содержит среду, способствующую прикреплению, главным образом, отображена как 106. Первая камера, бак или колонка 102 может быть сконфигурирована на получение смеси или жидкой массы 101 в форме жидкости (к примеру, воды), ценного материала и нежелательного материала в среде, способствующей прикреплению 106, к примеру, которая имеет высокое значение pH, способствующее прикреплению ценного материала. Второй процессор 104 может принимать форму второй камеры, бака, ячейки или колонки, которая содержит среду, способствующую высвобождению, главным образом, отображена как 108. Вторая камера, бак, ячейка или колонка 104 может быть сконфигурирована для получения, к примеру, воды 122 в среде, способствующей высвобождению 108, к примеру, которая имеет низкое значение pH, или получения ультразвуковых волн, способствующих высвобождению ценного материала. В соответствии с тем, что было указано выше, среды, способствующие прикреплению подобные той, которая является частью элемента среды 106, способствующая прикреплению представляющего интерес ценного материала и среды, способствующие высвобождению подобные той, которая является частью среды 108, способствующей высвобождению представляющего интерес ценного материала, являются известными в существующем уровне техники, и объем изобретения не предназначен для того, чтобы ограничиваться каким-либо их типом или видом или же уже известным на данный момент или таким, который будет разработан в будущем. Кроме того, квалифицированный специалист в данной области техники будет способен создать среду, способствующую прикреплению, подобную среде 106, и соответственно среду, способствующую высвобождению, подобную среде 108, на основе методик разделения описанных здесь для любого конкретного представляющего интерес ценного минерала, к примеру, медь, которая является частью любой конкретной смеси или жидкой массы.

В действии, первый процессор 102 может быть сконфигурирован для получения смеси или жидкой массы 101 воды, ценного материала и нежелательного материала и конвейерной ленты, покрытой функционализированным полимером 120, которая сконфигурирована для прикрепления ценного материала в среде, способствующей прикреплению 106. На Фигуре 2, ленту 120 следует понимать сконфигурированной и покрытой функционализированным полимером для прикрепления к ценному материалу в среде, способствующей прикреплению 106.

Первый процессор 102 может быть сконфигурирован для обеспечения отвода из трубопровода 141, к примеру, отходов обогащения 142, как показано на Фигуре 2.

Первый процессор 102 может также быть сконфигурирован для обеспечения обогащенной конвейерной ленты, покрытой функционализированным полимером, который имеет прикрепленный к нему ценный материал, после прохождения через среду, способствующую прикреплению 106. На Фигуре 2, обогащенная конвейерная лента, покрытая функционализированным полимером, показана, к примеру, как кусок или часть 120a ленты 120, которая будет передана от среды, способствующей прикреплению 106 в первом процессоре 102, к среде, способствующей высвобождению 108 во втором процессоре 104. Следует понимать, что некоторые другие куски или части ленты 120 могут быть обогащены, включая кусок или часть, немедленно покинувшую среду, способствующую прикреплению 106, также как и кусок или часть, только что введенную в среду, способствующую высвобождению 108.

Второй процессор 14 может быть сконфигурирован для получения жидкости 122 (к примеру, воды) и части 120a, обогащенной конвейерной ленты, покрытой функционализированным полимером 120 для высвобождения ценного материала в среде, способствующей высвобождению 108.

Второй процессор 104 может также быть сконфигурирован для получения ценного материала, который высвобождается из обогащенного функционализированного элемента с полимерным покрытием в среду, способствующую высвобождению 108. К примеру, на Фигуре 2 второй процессор 104 показан сконфигурированным для обеспечения через трубопровод 161 отвода ценного материала в виде концентрата 162.

На Фигуре 2, первый процессор 102 сконфигурирован с конвейерной лентой, покрытой функционализированным полимером 120, проходящим через среду, способствующую прикреплению 106 только с двумя поворотами внутри. Тем не менее, варианты воплощения, в которых предусмотрено, что первый процессор 102 может быть сконфигурирован для процесса конвейерной ленты, покрытой функционализированным полимером 120, с использованием змеевичной технологии для изгибов или поворотов ленты 120 в одну сторону и другую сторону, взад и вперед, внутрь первого процессора с максимальной площадью поверхности ленты внутри процессора 102 и воздействия ленты 120 со средой, способствующей прикреплению 106.

Фигура 3: Фильтр, покрытый функционализированным полимером

В качестве примера, Фигура 3 иллюстрирует настоящее изобретение в форме машины, прибора, системы или устройства 200, например, для отделения ценного материала от нежелательного материала в смеси 201, такой как жидкая масса, с применением первого процессора 202, 202′ и второго процессора 204, 204′. Первый процессор 202 и второй процессор 204 сконфигурированы с возможностью обработки функционализированного элемента с полимерным покрытием, который показан, например, как накопительный фильтр, покрытый функционализированным полимером 220, сконфигурированным с возможностью перемещаться между первым процессором 202 и вторым процессором 204′, как показано на Фигуре 3 как части процесса периодического действия, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. На Фигуре 3, в качестве примера процесса периодического действия показан как такой, который имеет два первых процессора 202, 202′ и второй процессор 204, 204, хотя объем настоящего изобретения не предназначен для ограничения количества первого и второго процессоров. Кроме того, варианты изобретения предусматривают применение различного количества первого и второго процессоров, различных типов или видов процессоров, а также различных типов и видов процессоров, обоих известных сегодня, или будут разработаны позже в будущем. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, накопительный фильтр, покрытый функционализированным полимером 220, может принимать форму мембраны или тонкого мягкого гибкого листа, или слоя. Стрелка B1 показывает движение фильтра, покрытого функционализированным полимером 220 из первого процессора 202, и стрелка B2 показывает движение накопительного фильтра, покрытого функционализированным полимером 220 во втором процессоре 202. Техника, включая моторы, зубчатые передачи и т.д., для перемещения фильтра как элемента 220 из одного процессора к другому процессору как элементу 202 и 204 является известной из уровня техники, и объем изобретения не предназначен для ограничения каким-либо конкретным типом или видом, известным в настоящее время или типом, который будет разработан позже, в будущем.

Первый процессор 202 может принимать форму первой камеры, бака, ячейки или колонны, который содержит среду, способствующую прикреплению, обозначенную как 206. Первая камера, бак или колонна 102 могут быть сконфигурированы для приема смеси или жидкой массы 201 в форме жидкости (например, воды), ценного материала и нежелательного материала в среде, способствующей прикреплению 206, например, которая имеет высокий pH, способствующая прикреплению ценного материала. Второй процессор 204 может принимать форму второй камеры, бака, ячейки или колонны, которая содержит среду, способствующую высвобождению, обозначенную как 208. Вторая камера, бак, ячейка или колонна 204 могут быть сконфигурированы для приема, например, воды 222 в среду, способствующую высвобождению 208, например, которая имеет низкий pH, или для приема ультразвуковых волн, способствующих высвобождению ценного материала. В соответствии с этим было указано выше, среды, способствующие прикреплению, например такие, которые формируют часть элемента окружающей среды 206, способствующие прикреплению интересующего ценного материала, и среды, способствующие высвобождению, как такие, которые формируют часть среды 208, способствующей высвобождению интересующего ценного материала, известного из уровня техники, и объем изобретения не предназначен для ограничения каким-либо типом или видом либо известным сегодня, либо таким, который будет разработан в будущем. Кроме того, специалист в данной области техники будет способен разработать состав среды, способствующей прикреплению, такой как среда 206, и соответственно среду, способствующую высвобождению, такой как среда 208, основанная на описанной тут технологии разделения для любого конкретного интересующего ценного материала, например меди, входящей в состав любой конкретной смеси или жидкой массы.

В процессе работы, первый процессор 202 может быть сконфигурирован для приема смеси или жидкой массы 101 воды, ценного материала и нежелательного материала и накопительного фильтра, покрытого функционализированным полимером 220, который является сконфигурированным для прикрепления к ценному материалу в среде, способствующей прикреплению 206. На Фиг. 3, накопительный фильтр, покрытый функционализированным полимером 220 следует понимать является сконфигурированным и функционализированным полимерным покрытием для присоединения к ценному материалу в среде, способствующей прикреплению 106.

Первый процессор 202 должен быть сконфигурирован для обеспечения дренажа из трубопровода 241, например, отходов 242, как проиллюстрировано на Фиг. 3.

Первый процессор 202 может быть также сконфигурирован для обеспечения обогащенного накопительного фильтра, покрытого функционализированным полимером, который имеет ценный материал, прикрепленный к нему, после замачивания в среде, способствующей прикреплению 106. На Фиг. 3, обогащенный накопительный фильтр, покрытый функционализированным полимером 220, показан, например, будучи предоставленным из среды, способствующей прикреплению 206 в первый процессор 202, к среде, способствующей высвобождению 208 во второй процессор 204.

Второй процессор 204 может быть сконфигурирован для приема жидкости 222 (например, воды) и обогащенный накопительный фильтр, покрытый функционализированным полимером 220 для высвобождения ценного материала в среде, способствующей высвобождению 208.

Второй процессор 204 может быть также сконфигурирован для обеспечения ценного материала, который является высвобожденным из обогащенного накопительного фильтра, покрытого функционализированным полимером 220 в среду, способствующую высвобождению 208. Например, на Фигуре 3 второй процессор 204 проиллюстрирован и является сконфигурированным для обеспечения по трубопроводу 261 дренажа ценного материала в форме концентрата 262.

Первый процессор 202′ может быть также сконфигурирован с трубопроводом 280 и накачиванием 280 для рециркуляции отходов 242 обратно в первый процессор 202′. Объем изобретения также предназначен для включения второго процессора 204′, который является сконфигурированным в соответствии с трубопроводом и накачиванием для рециркуляции концентрата 262 назад во второй процессор 204′. Подобные методы рециркуляции могут быть реализованы для вариантов осуществления, описанных в отношении Фигур 1-2 выше.

Объем изобретения не предназначен для того, чтобы ограничиваться типом или видом периодического процесса, который будет внедрен. Например, вариантами осуществления предусмотрено, в которых периодический процесс может включать первый и второй процессоры 202, 204, которые являются сконфигурированными с возможностью обработки обогащенного накопительного фильтра, покрытого функционализированным полимером 220 в отношении одного типа или вида ценного материала, и первый и второй процессоры 202′, 204′ выполнены с возможностью обрабатывать обогащенный накопительный фильтр, покрытый функционализированным полимером 220 в отношении либо одинакового типа или вида ценного материала, либо различного типа или вида ценного материала. Кроме того, объем изобретения предназначен для включения обоих периодических процессов, известных сейчас, и которые будут разработаны в будущем.

В целях дальнейшего уточнения термина “функционализированный полимер”, который применяется к покрытому импеллеру 20 (Фигура 1a), покрытой конвейерной ленте 120 (Фигура 2) и накопительному фильтру 220 (Фигура 3), различным поверхностям подлежащим покрытию, показаны на Фигурах 4-6. Различные физические структуры поверхностей, которые должны быть покрыты, показаны на Фигурах 7a-7f, и некоторые варианты воплощений функционализированного полимера изображены на Фигурах 8a, 8b, 8c, 9a, 9b и 9c.

В качестве примера, полимер, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, по крайней мере, могут быть функционализированы для притягивания частиц двумя различными путями:

1. Поверхность полимера имеет множество молекул 73 (Фигуры 8a, 9a), которые имеют функциональную группу 78 (Фигуры 8a, 8b) для прикрепления минеральных частиц 72 (Фигуры 8a, 9a).

2. Поверхность полимера имеет множество молекул 79 (Фигуры 8b, 9b, 9c, 9d), делающих поверхность гидрофобной с целью притягивания минеральных частиц 71, 71′ (Фигуры 8b, 9b, 9c, 9d).

Поверхность полимера, которая имеет функциональные группы

Термин “полимер” в данном описании означает большую молекулу, созданную из множества таких же звеньев или схожих структур, связанных друг с другом. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения, поверхность полимера на фильтре имеет множество молекул 73 (Фигуры 8a, 9a), которые имеют функциональные группы 78 (Фигуры 8a, 8b) для притягивания минеральных частиц 72 (Фигуры 8a, 9a). В этих вариантах воплощений, звенья могут быть мономером или олигомером, который образует основу, к примеру, полиамидов (нейлон), полиэстеров, полиуретанов, фенол-формальдегида, мочевино-формальдегида, меламино-формальдегида, полиацеталя, полиэтилена, полиизобутилена, полиакрилонитрила, поли(винилхлорида), полистирола, поли(метилметакрилатов), поли(винилацетата), поли(винилиденхлорида), полиизопрена, полибутадиена, полиакрилатов, поли(карбонатов), фенолоальдегидный полимер, полидиметилсилоксана и других органических или неорганических полимеров. Таким образом, синтетический материал может быть твердым и жестким, как пластик, или мягкий и гибкий, как эластомер. Тогда как физические свойства фильтра могут варьироваться, поверхность фильтра является химически функционализированной для обеспечения множества функциональных групп для прикрепления минеральных частиц. Термины “ценный материал” и “минеральная частица” используются здесь взаимнозаменяемо. Можно использовать молекулу или молекулярный сегмент 76 (Фигура 8a, 9a) для прикрепления функциональной группы 78 к поверхности полимера. Главным образом, молекула 76 может быть углеводородной цепью, к примеру, и функциональная группа 78 может быть ионной для прикрепления минерала, такого как медь к поверхности 74. Ксантогенат, к примеру, имеет обе функциональные группы 78 и молекулярный сегмент 76, который будет внедрен в полимер, который используется для изготовления или покрытия поверхности. Функциональная группа 78 также известна в качестве коллектора, который является или ионным, или же неионным. Ион может быть анионным или катионным. Анион включает, но не ограничивается, оксигидрил, такой как карбоновый, сульфат и сульфонат, и сульфгидрил, такой как ксантогенат и дитиофосфат. Другие молекулы или соединения, которые могут быть использованы для обеспечения функциональной группы 78 включают тионокарбаматы, тиомочевину, ксантогены, монотиофосфаты, гидрохиноны и полиамины. Аналогично, хелатирующий агент может быть введен в полимер в качестве коллекторной области для прикрепления к минералу, такому как медь. Поверхность, которая имеет функционализированный полимер, также упоминается в данном документе как синтетическая поверхность.

Полимер, который имеет молекулы, которые делают поверхность гидрофобной

В некоторых воплощениях настоящего изобретения, по крайней мере, поверхность фильтра является функционализированной таким образом, что эта поверхность является гидрофобной. Возможно функционализировать поверхность полимера так, чтобы она имела множество молекул 79 (Фигуры 8b, 8c, 9b, 9c), чтобы сделать поверхность гидрофобной.

В химии гидрофобность - это физическое свойство молекулы (известной как гидрофобная), которая отталкивается от массы воды. Гидрофобные молекулы обычно бывают неполярными и, таким образом, предпочитают другие нейтральные молекулы и неполярные растворители. Гидрофобные молекулы в воде часто группируются вместе. Согласно термодинамике, материя стремится быть в низком энергетическом состоянии, и соединение снижает химическую энергию. Вода электрически поляризуется, и способна образовывать внутренние водородные связи, которые дают ей множество ее уникальных физических свойств. Но так как гидрофобные вещества электрически не поляризованы, и потому что они не способны образовывать водородные связи, вода отталкивает гидрофобные вещества в пользу связей с самими собой. Это именно тот эффект, который вызывает гидрофобное взаимодействие.

Гидрофобный эффект соблюдает тенденцию неполярных веществ к соединению в водном растворе и вытеснению молекулы воды. Можно отметить, что отделение и вытеснение очевидно между водой и неполярными веществами. Гидрофобное взаимодействие представляет собой в основном энтропийный эффект, происходящий из разрушения водородных связей между молекулами в жидком состоянии посредством неполярной жидкой фазы. Углеводородная цепь, или схожие неполярные области, или большие молекулы являются неспособными к образованию углеродных связей с водой. Внедрение такой поверхности с неводородными связями в воду вызывает разрушение сети водородных связей между молекулами воды. Посредством собирания вместе неполярные молекулы уменьшаю площадь поверхности, подвергаемую воздействию воды, и минимизируют их разрушительное воздействие.

Пенная флотация является способом для селективного разделения гидрофобных материалов от гидрофильных. Способ был адаптирован и применен к широкому спектру материалов, которые являются разделенными и дополнительные коллекторные агенты, включая поверхностно-активные вещества и синтетические соединения, которые были приняты для различных применений.

В добыче полезных ископаемых, пенная флотация представляет собой способ разделения минералов от пустой породы, используя преимущества различий в их гидрофобности. Различия гидрофобности между ценными минералами и отходами пустой породы увеличиваются за счет применения поверхностно-активных веществ и смачивающих агентов. Селективное разделение минералов делает обработку комплекса (то есть смешанных) руд экономически целесообразным. Процесс флотации применяется для разделения большого диапазона сульфидов, карбонатов и оксидов перед дальнейшей обработкой. Фосфаты и уголь являются также улучшенными (очищенными) по технологии флотации. Пенная флотация начинается измельчением (то есть дроблением и измельчением), которое применяется для увеличения площади поверхности руды для последующей обработки. Руда включает желаемые минералы и другие нежелательные материалы, известные как пустая порода. Процесс измельчения руды на тонкодисперсный порошок известен как высвобождение. Мелкопорошковую руду затем смешивают с водой до образования суспензии. Желаемому минералу придается гидрофобность посредством добавления поверхностно-активного вещества или химического коллектора. Конкретное химическое вещество зависит от того, на каком минерале оно будет рафинировано. Эту суспензию (более правильно называть мягкую массу) гидрофобных минеральных частиц и гидрофильных частиц пустых пород затем помещают во флотационную камеру или горизонтальный трубопровод, в котором концентрированный минерал отделяют от отходов обогащения, содержащихся в пустой породе. Чтобы быть эффективными на данном рудном шламе, коллекторы выбраны исходя из их селективного смачивания типов частиц, которые должны быть разделены. Хороший коллектор будет адсорбировать, физически или химически, один из типов частиц. В схеме флотации для концентрации минералов, различные реагенты флотации добавляют к смеси руды и воды (так называемый шлам) в контактном чане. Скорость потока и размер бака предназначены для того, чтобы давать минералам достаточное время для активирования. Шлам с кондиционирующей добавкой поступает в банк грубых камер, которые удаляют большую часть нужных минералов в виде концентрата. Грубый шлам передается в устройство поглотительных камер, где дополнительные реагенты могут быть добавлены. Поглотительная пена камеры, как правило, возвращается к грубым камерам для дополнительной обработки, но в некоторых случаях могут быть направлены в специальные контрольные камеры флотации. Поглотительный шлам, как правило, достаточно непродуктивный, чтобы выбросить в виде отходов. Более сложные комплексы флотации имеют несколько комплектов очистительных и повторно очистительных камер, и промежуточное повторное измельчение шлама или концентрата. Ввиду ряда других факторов, не менее чем 15% освобожденных минералов не восстанавливаются и отбрасываются как пустая порода.

Коллекторы

Коллекторы либо химическая связь (хемосорбция) на гидрофобной минеральной поверхности, или адсорбируются на поверхности в случае, например, угольной флотации посредством физической адсорбции. Коллекторы увеличивают натуральную гидрофобность поверхности, увеличивая разделимость гидрофобных и гидрофильных частичек. Интересующие гидрофобные частички, в соответствии с настоящим изобретением описаны как частички 71′, 72′ в Фигурах 8b, 8c, 9b и 9c.

Фигуры 4, 5 и 6: Импеллеры, конвейерные ленты и фильтры

В качестве примера, импеллер 20 (Фигура 1) имеет накопительный участок 23 для поддержки функционализированного полимера (Фигура 4). Конвейерная лента 120 (Фигура 2) имеет накопительный участок 123 для поддержки функционализированного полимера (Фигура 5). Фильтр 220 (Фигура 3) имеет накопительный участок 223 для поддержки функционального полимера (Фигура 6). Накопительный участок 23, 123 и 223 может принимать различные формы и имеет различные особенности поверхности (Фигуры 7a-7f), чтобы привлечь интересующие минеральные частички, когда импеллер 20, конвейерная лента 120 и фильтр 220 вступают в контакт со смесью или жидкой массой 11 (Фигура 1), 101 (Фигура 2), 201 (Фигура 3), которая включает в себя воду и ценный материал.

Фигуры 7a-7f: Особенности поверхности

В качестве примера, каждый из накопительных участков 23, 123 и 223 (Фигуры 4-6) может иметь множество отверстий, чтобы жидкую массу 11 (Фигура 1), 101 (Фигура 2), 201 (Фигура 3) передавать через время сбора, по крайней мере, части ценного материала в жидкую массу. Поверхность внутри отверстия и поверхности или границы вокруг будут обеспечены функциональными группами для привлечения минеральных частиц. Эти поверхности называются как поверхности накопления. Например, отверстия накопительных участков 23, 123 и 223 могут принимать форму дыр или цилиндрических проходов 701, как проиллюстрировано на Фигуре 7a. Отверстия на накопительных участках 23, 123 и 223 могут принимать форму гексагональных проходов 702 расположенных как соты, как проиллюстрировано на Фигуре 7b. Накопительные участки 23, 123 и 223 могут иметь прямоугольную сетку 703, как проиллюстрировано на Фигуре 7c. Накопительные участки 23, 123 и 223 могут включать стопку волокнистых листов 704, проиллюстрированных на Фигуре 7d. Накопительные участки 23, 123 и 223 могут содержать нерегулярное расположение волоконно-подобных структур 705 как проиллюстрировано на Фигуре 7e. Накопительные участки 23, 123 и 223 могут содержать плоскую поверхность 706 как проиллюстрировано на Фигуре 7f. Гладкая поверхность 06 может быть гладкой поверхностью, похожей на бумагу поверхностью, или матовой поверхностью, без крупных структур. Накопительные участки 23, 123 и 223 могут быть изготовлены из синтетического материала, такого как функционализированный полимер, для привлечения минеральных частичек. Кроме того, только поверхности накопления являются покрытыми таким полимером. В другом варианте настоящего изобретения, накопительный участок 223 включает панель, такую как стеклянная панель, керамическая панель и металлический лист, в котором одна или обе стороны панели имеют плоскую поверхность 706. В еще одном варианте осуществления, импеллер 20 и фильтр 220 включают сбор синтетических пузырьков или шариков, как проиллюстрировано на Фигурах 12a-12b.

Фигуры 8a-9c: Молекулы поверхности

В качестве примера, волоконные структуры 705 (Фигура 7e) могут быть функционализированы таким образом, чтобы они стали прикрепленными к молекулам 73 (Фигуры 8a, 8b). Волоконные структуры 705, как показано на Фигуре 7e, могут быть изготовлены из отдельных волокон 401, 401′, как показано на Фигуре 8a-8c. В одном из вариантов воплощения данного изобретения, волокно 401 (Фигура 8a) может быть изготовлено из полимера, который имеет множество молекул 73, чтобы обеспечить функциональную группу 78 и прикрепление молекулярного сегмента 76. Ксантогенат, к примеру, имеет и функциональную группу 78, и молекулярный сегмент 76, которые должны быть включены в полимер, который используется, чтобы создать волокно 401. Функциональная группа 78 известна также как коллектор, который является ионным или неионным, для притягивания минеральных частиц 72. Ион может быть анионом или катионом. Анион включает, но не ограничивается, оксигидрил, такой как карбоксильный, сульфаты и сульфонаты, и сульфогидрил, такой как ксантогенаты и дитиофосфаты. Другие молекулы или соединения, которые могут быть использованы для обеспечения функциональной группы 78, включают тионокарбаматы, тиомочевины, ксантогены, монотиофосфаты, гидрохиноны и полиамины. В другом воплощении настоящего изобретения, волокно 401 покрыто полимером, который имеет молекулы 73 для обеспечения функциональной группы 78, и притягивающий молекулярный сегмент 76. С таким покрытием, волокно 401 может быть выполнено из стекла, керамики, металла, нейлона, хлопка или другого полимера. Диаграмма волокна 401 и прикрепленных молекул 73 проиллюстрирована на Фигуре 8a.

В другом варианте настоящего изобретения, волокно 401′ (Фигура 8b) может быть изготовлено из полимера, который имеет множество молекул 79 для того, чтобы сделать волокно 401′ (и, следовательно, накопительные участки 23, 123 и 223 Фигуры 4, 5, 6) гидрофобным. Полимер может быть гидрофобным материалом, таким как полистирол, поли(d,l-лактид), поли(диметилсилоксан), полипропилен, полиакрил, полиэтилен и т.д. Полимер также может быть гидрофобно-модифицированным полимером, таким как гидрофобно-модифицированная этилгидроксиэтилцеллюлоза. Кроме того, волокно 401′ может быть изготовлено из стекла, керамики, металла, нейлона, хлопка или других фабричных материалов и покрыты гидрофобными молекулами, такими как полисилоксаны, алкилсиланы и фторалкилсиланы. Молекулы 79, основывающие волокно 401′, становятся гидрофобными. Таким образом, гидрофобно-модифицированная минеральная частичка 72′ может быть привлечена к гидрофобному волокну 401′. Гидрофобно-модифицированная или смоченная минеральная частичка 72′ содержит минеральную частичку 71 и одну или больше молекул 73, прикрепленных к ней. Молекула 73 или коллектор имеет функциональную группу 78, прикрепленную к минеральной частичке 71, и гидрофобную цепь или молекулярный сегмент 76. Диаграмма показывает притяжение между гидрофобной цепью или молекулярным сегментом 76 и гидрофобное волокно 401′ показано на Фигуре 8b. Следует иметь в виду, что частички 72′ могут быть неминеральными и могут быть некоторые вредные частички в водоеме. Кроме того, гидрофобное волокно 401′ может также быть применено для привлечения неминеральных частичек. Например, если неминеральная частичка 71′ имеет одну или больше гидрофобных цепей или молекулярных сегментов 76, неминеральная частичка 71′ также привлечена к гидрофобному волокну 401′. Диаграмма показывает притяжение между неминеральными частичками 71′ и гидрофобным волокном 401′, проиллюстрированным на Фигуре 8c. Таким образом, гидрофобное волокно 401′ может быть использовано в фильтре, импеллере или конвейерной ленте (аналогичным к тем, которые проиллюстрированы на Фигуре 4-6) для борьбы с загрязнением воды, очищения воды и т.д.

Поверхности и края вокруг отверстий или поверхности структур 701, 702, 703, 704 (Фигуры 7a-7d) могут быть функционализированными для обеспечения молекул 73 (Фигуры 9a, 9b). Открытые поверхности и края вокруг отверстий или структуры поверхности 701, 702, 703, 704 являются представленными частями поверхности 403, 403′, как проиллюстрировано на Фигурах 9a-9c. Длина L части поверхности 403, 403′ может быть эквивалентной толщине импеллера 20, конвейерной ленты 120 и фильтра 220 (Фигуры 4-6). Как и в случае волокна 401, как показано на Фигуре 8a, часть поверхности 403 может быть изготовлена из полимера, который имеет множество молекул 73 для обеспечения функциональной группы 78 и прикрепляющего молекулярного сегмента 76. В другом варианте воплощения изобретения часть поверхности 403 является покрытой полимером, который имеет молекулы 73 для обеспечения функциональной группы 78 и прикрепляющего молекулярного сегмента 76. Часть поверхности 403 может быть изготовлена из стекла, керамики, металла, нейлона, хлопка или другого полимера. Функциональная группа 78 используется для привлечения минеральных частиц 72. Диаграмма части поверхности 403 и прикрепленных молекул 73 показана на Фигуре 9a.

В другом варианте настоящего изобретения, часть поверхности 403′ может быть изготовлена из полимера, который имеет множество молекул 79, которые представляют часть поверхности 403′ (и, таким образом, накопительные участки 23, 123 и 223 Фигур 4, 5, 6) гидрофобной. Как и в случае гидрофобного волокна 401′, проиллюстрированного на Фигурах 8b и 8c, полимер может быть гидрофобным материалом, таким как полистирол, поли(d,l-лактид), поли(диметилсилоксан), полипропилен, полиакрил, полиэтилен и т.д. Полимер может быть гидрофобно-модифицированным полимером, таким как гидрофобно-модифицированная этилгидроксиэтилцеллюлоза. Кроме того, часть поверхности 403′ может быть изготовлена из стекла, керамики, металла, нейлона, хлопка или других фабричных материалов и покрыта гидрофобными молекулами, такими как полисилоксанаты, алкилсиланы и фторалкилсиланы. Молекулы 79 побуждают часть поверхности 403′ стать гидрофобной. Таким образом, гидрофобно-модифицированная минеральная частица 72′ является притянутой к гидрофобной части поверхности 403′. Диграмма, показывающая притяжение между молекулярными сегментами 76 и частью гидрофобной поверхности 403′, показана на Фигуре 9b. Следует иметь в виду, что частички 72′ могут быть не минеральными и могут быть некоторые вредные частицы в водоеме. Кроме того, гидрофобная часть поверхности 403′ также может быть использована для привлечения неминеральных частиц. Например, если неминеральная частица 71′ имеет одну или больше гидрофобных цепей или молекулярных сегментов 76, неминеральная частица 71′ также притягивается к части гидрофобной поверхности 403′. Диаграмма показывает притяжение между неминеральными частицами 71′, и часть гидрофобной поверхности 403′ показана на Фигуре 9c. Таким образом, фильтр, импеллер или конвейерная лента (аналогичные тем, которые проиллюстрированы на Фигурах 4-6), которые имеют гидрофобные части поверхности 403′, могут также быть использованы для борьбы с загрязнением воды, очищением воды, и т.д., чтобы избавиться от гидрофобно-модифицированных частиц 72′, которые не являются интересующими минералами, но некоторыми вредными металлическими частицами окружающей среды.

Обработка плоской поверхности 706 (Фигура 7f) может быть сделана подобно к частям поверхности 403, 403′, как показано на Фигурах 9a-9c. То есть гладкая поверхность 706 может быть функционализированной для обеспечения функциональной группы 78, как показано на Фигуре 9a. Плоская поверхность 706 может также быть функционализированной, будучи гидрофобной, как показано на Фигурах 9b и 9c.

Это должно быть понятно, что когда накопительный участок 23 импеллера 20 (Фигура 4), накопительный участок 123 конвейерной ленты 120 (Фигура 5) и накопительный участок 223 фильтра 220 (Фигура 6) являются функционализированными, будучи гидрофобными, жидкая масса 11 (Фигура 1a), жидкая масса 101 (Фигура 2) и жидкая масса 201 (Фигура 3) должны быть смешаны с молекулами коллектора, такими как ксантогенаты, таким образом, что минеральные частицы 71 (Фигуры 8b и 9b) в суспензии должны быть гидрофобно-модифицированными с молекулами коллектора 73, чтобы стать смачиваемыми минеральными частицами 72′.

В другом варианте настоящего изобретения, импеллер 20 (Фигура 1a), конвейерная лента 120 (Фигура 2) и фильтр 220 (Фигура 3) применяются в горизонтальном трубопроводе для разделения минералов. Кроме того, группа фильтров 220 может быть использована в первом процессоре 202, как показано на Фигуре 3. В качестве примера, множество фильтров 220 помещают в горизонтальный трубопровод 300 для сбора ценного материала в суспензию 322, как показано на Фигуре 10a. Как суспензия проходит через фильтры 220, некоторые из минеральных частичек в суспензии становятся прикрепленными к накопительному участку 223 и отверстиям (см. Фигуры 7a-7e). При таком порядке, один или больше фильтров 220 может быть выведен из горизонтального трубопровода 300 для минерального высвобождения (см. Фигуру 10b) в то время как другие фильтры 220 продолжают собирать минеральные частицы. Отходы 342 могут быть освобождены, или транспортируются шламонакопителем, или тому подобным (см. Фигуру 11). Прикрепленные минеральные частицы на фильтре 220 могут быть выпущены в среду, способствующую высвобождению c раствором с низким pH и/или ультразвуковым перемешиванием. Значение pH раствора с низким pH может быть от 0 до 7, например. Как показано на Фигуре 10b, фильтр 220 с собранными минеральными частичками может быть помещен в высвобождающее устройство 410 для промывания смеси кислотой и водой, обеспеченной водным контейнером 424 и кислотным контейнером 422. Один или больше источников ультразвука 432 могут быть использованы для вышатывания прикрепленных минеральных частиц из фильтра 220. Один из вариантов воплощения данного изобретения 200 включает панель, такую как стеклянная панель, керамическая панель, металлический лист, пластиковый лист, где панель покрыта синтетическим материалом, который содержит множество молекул, сделанных для привлечения минеральных частиц. Поверхность панели может быть обычной панелью, как показано на Фигуре 7f. Очищенная вода 427 может быть направлена обратно для повторного использования. Концентрированные минералы 440 могут быть извлечены из высвобождающего устройства 410.

Во многих средах, способствующих высвобождению, значение pH ниже, чем значение pH для минеральных прикреплений. Следует отметить, что, тем не менее, когда ценным материалом является медь, например, является возможным обеспечить среду с низким pH для прикрепления минеральных частиц и для обеспечения сред с более высоким pH для минеральных частиц из синтетических шариков или пузырьков. В общем, значение pH выбирается для облегчения сильных прикреплений, и другое значение pH выбирается для облегчения высвобождения. Таким образом, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, одно значение pH выбрано для минеральных прикреплений, и другое значение pH выбрано для минерального высвобождения. Различные pH могут быть выше или ниже, в зависимости от конкретных минералов и коллекторов.

Применения

Объем изобретения описан в отношении к разделению минералов, включая отделение меди от руды.

В качестве примера применения является предположительным включать грубое/поглотительное разделение ячеек в потоке производства, заменяя традиционные флотационные механизмы.

Ячейки поглощения отходов используются, чтобы извлечь неизвлеченные минералы из потока отходов обогащения.

Ячейка очищения отходов используется для очистки нежелательного материала из потока отходов перед тем, как они будут отправлены в расположение в водохранилище.

Механизм переработки отходов, который находится в шламонакопителе, извлекает ценные минералы, которые должны быть отправлены к отходам водохранилища.

Следует понимать, что фильтр 220 (Фигуры 3, 6) также может быть применим для добычи полезных ископаемых пунктов отходов от обогащения. В качестве примера, один или больше фильтров 220 могут быть помещены в шламонакопитель 350 для сбора минеральных частиц в отходах 342. Для увеличения контакта между накопительным участком 223 и отходами 342 в водохранилище 350 является возможным перемещать фильтры 220 вперед и назад, как показано стрелками A и B. Понятно, что когда накопительный участок 223 фильтра 220 является функционализированным, будучи гидрофобным, молекулы коллектора, такие как ксантогенаты, должны быть добавлены в отходы 342 таким образом, что минеральные частички в отходах могут быть смочены.

Следует понимать, что синтетические шарики и фильтры согласно настоящему изобретению, которые являются функционализированными, имея коллектор, или функционализированы, будучи гидрофобными, являются также связанными с отделением нефтеносных песков, которое включает отделение битума от песка и воды в восстановлении битума в добыче полезных ископаемых нефтеносных песков.

Другие типы, или виды ценного материала, или интересующего минерала включают золото, молибден и т.д.

Тем не менее, объем настоящего изобретения предназначен для включения других типов или видов применения либо известных сегодня или которые будут разработаны в будущем.

Фигуры 12a-14b: Различные варианты осуществления

На накопительные участки 23, 123, 223 импеллера 20, конвейерной ленты 120 и фильтра 220, как проиллюстрировано на Фигурах 4-7f, поверхности накопления на поверхностях структур являются покрытыми синтетическим материалом, который имеет конкретные молекулы для прикрепления минеральных частичек. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения, синтетический материал может быть использован для обеспечения этих конкретных шариков или пузырьков, или для получения таких шариков или пузырьков (см. Фигуры 13a-14b). Пузырьки или шарики, которые имеют конкретные молекулы для прикрепления минеральных частиц, являются так называемые синтетические пузырьки или шарики. В качестве примера, синтетические шарики или пузырьки 170 используются в импеллере или фильтре для сбора минеральных частичек 72, 72′ (см. Фигуры 8a-9b, 13a-14b). Как проиллюстрировано на Фигуре 12a, импеллер используется как клетка или как содержащий множество синтетических шариков для обеспечения поверхности накопления в накопительном участке 23. Как проиллюстрировано на Фигуре 12b, фильтр применяется как клетка или как содержащая множество синтетических шариков 170 для обеспечения поверхности накопления в накопительном участке 223. Когда синтетические шарики или пузырьки 170 используются для сбора ценного материала в шламонакопитель 350 (Фигура 11), они могут быть собраны в мешок 320 как проиллюстрировано на Фигуре 12c. Как и синтетический материал, который используется на поверхности накопления 403, 403′ (Фигуры 9a-9c), синтетический материал, который будет использоваться на синтетических шариках или пузырьках 170, может иметь функциональные группы 78 для прикрепления минеральных частичек 72 или может иметь гидрофобные молекулы 79.

Фигура 13a иллюстрирует синтетический шарик, функционализированный для привлечения гидрофобных частичек. Как проиллюстрировано на Фигуре 13a, синтетический пузырек или шарик 170 имеют твердофазное тело шарика для обеспечения поверхности шарика 174. По крайней мере, внешняя часть тела шарика выполнена из синтетического материала, такого как гидрофобный полимер, или покрыта гидрофобным химическим веществом. Как проиллюстрировано на Фигурах 13a и 13b, поверхность 174 синтетического пузырька или шарика включает множество молекул 79, которая делает поверхность 174 гидрофобной. Например, поверхность 174 может быть стеклянной, покрытой полисилоксанами, которые могут быть связаны с гидроксильной группой поверхности стекла. Полисилоксаны, такие как полидиметилсилоксаны с концевыми гидроксильными группами, имеют кремний-кислородную цепь для обеспечения гидрофобных молекул 79. Гидрофобная частичка 72′, как проиллюстрировано на Фигуре 13b, может быть минеральной частичкой 71, которая имеет один или больше коллекторов 73, прикрепленных к ней. Один конец (78) коллектора 73 имеет ионизирующую связь, прикрепленную к минеральной частице 71. Другой конец коллектора 73 имеет гидрофобную часть 76, которая стремится двигаться в гидрофобные молекулы 79. Таким образом, гидрофобная частичка 72′ может быть смоченной минеральной частичкой. Коллектор, такой как ксантогенат, имеет обе - функциональную группу 78 и молекулу 76. Гидрофобная частичка 72, как проиллюстрировано на Фигуре 13c, может быть частичкой 71′, которая имеет гидрофобную цепь 76. Такая частичка может быть не минерально связанной, но она может быть выполнена с возможностью контакта с гидрофобными синтетическими пузырьками или шариками 170 настоящего изобретения. Кроме того, частицы 71 могут быть не минеральными и могут быть вредными для окружающей среды. Таким образом, гидрофобные пузырьки или шарики 170, в соответствии с настоящим изобретением могут использоваться в применениях, не связанных с горным делом, таким как борьба с загрязнением воды и очистка воды. Размер синтетического шарика может быть меньше, чем минимальный размер минеральных частичек, которые составляют около 150 мкм, и может быть больше, чем максимальный размер минеральных частичек. В конкретном применении, размер синтетического шарика может быть 1 см или больше.

Фигура 14a иллюстрирует синтетический шарик, который имеет функциональную группу для привлечения минеральных частиц. Синтетический шарик 170 имеет тело шарика для обеспечения поверхности шарика 174 для привлечения минеральных частиц 72. Фигура 14b представляет собой увеличенную поверхность синтетического шарика, функционализированного для привлечения минеральных частиц. По крайней мере, внешняя часть тела шарика изготовлена из синтетического материала, такого как полимер, так, чтобы обеспечить множество молекул или молекулярных сегментов 76 на поверхности 174. Молекула 76 используется для прикрепления химической функциональной группы 78 к поверхности 174. В целом, молекула 76 может быть гидрофобной частью, например, и функциональная группа 78 может иметь анионную связь для привлечения минерала, такого как медь, к поверхности 174. Ксантогенат, например, имеет обе - функциональную группу 78 и молекулярный сегмент 76, которые являются включенными в полимер, который используется для производства синтетического шарика 70. Функциональная группа 78 также известна как коллектор, который может иметь неионизирующую или ионизирующую связь для прикрепления минеральных частиц 72. Аналогично, хелатирующий агент может быть включен в полимер как коллекторное место для прикрепления минерала, такого как медь.

Высвобождение минеральных частичек из синтетических шариков может быть похоже на высвобождение минеральных частичек из импеллера, конвейерной ленты или фильтра. Например, после синтетических шариков 170 в накопительном участке 23 или 223 или в мешке 320 (Фигуры 12a-12c) собрано определенное количество минеральных частичек, синтетические шарики 170 могут быть выполнены в контакте с раствором с низким pH и/или подвергнуты ультразвуковому перемешиванию (например, Фигура 10b) для того, чтобы высвободить минеральные частички. Тем не менее, высокий pH раствора также может быть применен для высвобождения конкретных минеральных частичек, в то время как низкий pH среды используется для прикрепления минерала.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения только часть поверхности синтетического шарика является функционализированной для того, чтобы быть гидрофобным. Это имеет следующие преимущества:

1. Держит слишком много шариков от слипания вместе - или ограничивает слипание шариков.

2. Когда минерал является прикрепленным, масса минерала может заставить шарик вращаться, позволяя шарику быть расположенным под шариком, как он поднимается через флотационную камеру:

a) лучшая очистка, насколько это может позволить жильная порода, через которую происходит пропускание,

b) защищает прикрепленные минеральные частицы или частицы от быстрого отделения, и

c) обеспечивает четкое поднятие на верх коллекторной зоны в флотационной камере.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, только часть поверхности синтетического шарика является функционализированной коллекторами. Это также имеет преимущества:

когда минерал является прикрепленным, масса минерала может заставить шарик вращаться, позволяя шарику быть расположенным под шариком, как он поднимается через флотационную камеру:

a) лучшая очистка, насколько это может позволить жильная порода, через которую происходит пропускание,

b) защищает прикрепленные минеральные частицы или частицы от быстрого отделения, и

c) обеспечивает четкое поднятие на верх коллекторной зоны в флотационной камере.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, одна часть синтетического шарика является функционализированной коллекторами, в то время как другая часть того же самого синтетического шарика является функционализированной до гидрофобного вещества, как проиллюстрировано на Фигурах 15a и 15b. Как проиллюстрировано на Фигуре 15a, синтетический шарик 74 имеет часть поверхности, где полимер является функционализированным, имея молекулы коллектора 73 с функциональной группой 78 и молекулярным сегментом 76, прикрепленным к поверхности шарика 74. Синтетический шарик 74 также имеет различные части поверхности, где полимер является функционализированным, имея гидрофобные молекулы 79. В воплощении, как проиллюстрировано на Фигуре 15b, вся поверхность синтетического шарика 74 может быть функционализированной, имея молекулы коллектора 73, но часть поверхности является функционализированной, имея гидрофобные молекулы 79, что делают ее гидрофобной.

Этот «гибридный» синтетический шарик может собирать минеральные частички, которые являются влажными или не являются влажными.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, поверхность синтетического шарика может быть функционализированной, имея молекулу коллектора. Коллектор имеет функциональную группу с ионом, способным образовывать химическую связь с минеральной частицей. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, синтетический шарик может быть функционализированным, чтоб быть гидрофобным, чтобы собрать одну или больше смоченных минеральных частиц.

Объем изобретения

Кроме того, следует понимать, что любой из признаков, характеристик, альтернатив или модификаций, описанных относительно конкретного в данном варианте осуществления, может быть примененным, применяется или объединен с любым другим вариантом осуществления, приведенным в данном описании. Кроме того, предполагается, что описанные здесь варианты осуществления могут быть использованы для однородных потоков, варианты осуществления, описанные здесь, могут быть также использованы для диспергирующих потоков, имеющих дисперсионные свойства (например, слоистый поток). Хотя изобретение было описано и проиллюстрировано в отношении примерных вариантов осуществления, вышеуказанные и другие различные дополнения и пропуски могут быть сделаны и без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения.

Изобретение относится к способу фильтрации и устройству разделения частиц, а именно отделения ценного металла от ненужного материала в смеси, содержащей воду. Устройство для сбора минеральных частичек в суспензии или отходах может быть выполнено в форме фильтра, конвейерной ленты или импеллера, имеющих накопительный участок, содержащий поверхности накопления, предназначенный для контакта со смесью, выполненный или покрытый синтетическим материалом, который имеет функциональную группу для прикрепления минеральных частичек. Синтетический материал имеет гидрофобные молекулы, чтобы сделать накопительный участок гидрофобным, причем синтетический материал содержит производное силоксана. Когда минеральные частички в суспензии или отходах являются скомбинованными с коллекторными молекулами, минеральные частицы также становятся гидрофобными и остаются прикрепленными к гидрофобному накопительному участку. Фильтр, конвейерная лента и импеллер могут иметь множество пропускных каналов с целью увеличения контактирующих поверхностей. Решение обеспечивает лучшее отделение ценного материала, в том числе в флотационной камере, путем устранения проблем, связанных с использованием пузырьков воздуха в таком процессе отделения. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 32 ил.

1. Устройство разделения частиц содержит:
накопительный участок, содержащий поверхности накопления, сконфигурированные для контакта со смесью, содержащей воду и ценный материал, ценный материал содержит множество минеральных частичек; и
синтетический материал, обеспеченный, по крайней мере, на поверхностях накопления, при этом синтетический материал содержит множество молекул, содержащих функциональные группы,
сконфигурированные для привлечения минеральных частичек к поверхностям накопления, при этом функциональная группа является выполненной для того, чтобы делать поверхности накопления гидрофобными, причем синтетический материал содержит производное силоксана.

2. Устройство по п.1, в котором функциональная группа содержит химическую функциональную группу для связывания минеральных частичек с молекулами.

3. Устройство по п.1, в котором функциональная группа включает ион, который является либо анионным, либо катионным.

4. Устройство по п.3, в котором функциональная группа включает один или более ионов из группы карбоновых, сульфатов, сульфонатов, ксантогенатов, дитиофосфатов, тионокарбаматов, тиомочевин, ксантогенов, монотиофосфатов, гидрохинонов и полиаминов.

5. Устройство по п.1, в котором производное силоксана содержит полидиметилсилоксан.

6. Устройство по п.1, в котором производное силоксана является выбранным из группы, состоящей из гидрофобно-модифицированных полисилоксанов этилгидроксиэтилцеллюлозы, алкилсиланов и фторалкилсиланов.

7. Устройство по п.1, где минеральные частички содержат один или больше гидрофобных молекулярных сегментов, прикрепленных к ним.

8. Устройство по п.1, в котором производное силоксана содержит полисилоксаны или полидиметилсилоксаны с концевыми гидроксильными группами.

9. Устройство по п.1, в котором смесь дополнительно содержит множество молекул коллектора, и каждая из молекул коллектора содержит гидрофобный молекулярный сегмент и ионизирующую связь, связывающую с минеральной частицей.

10. Способ разделения частиц включает:
обеспечение накопительного участка на мембране фильтра, накопительный участок содержит поверхности накопления, сконфигурированные для контакта со смесью, содержащей воду и ценный материал, ценный материал содержит множество минеральных частичек; и
обеспечение синтетического материала, по крайней мере, на поверхностях накопления, при этом синтетический материал содержит множество молекул, которые содержат функциональные группы, сконфигурированные для прикрепления минеральных частичек к поверхностям накопления, при этом функциональная группа является выполненной для того, чтобы делать поверхности накопления гидрофобными, причем синтетический материал содержит производное силоксана.

11. Способ по п.10, в котором функциональная группа содержит химическую связь для связывания минеральных частичек с молекулами.

12. Способ по п.11, в котором химическая связь содержит один или более ионов из группы, состоящей из карбоновых, сульфатов, сульфонатов, ксантогенатов, дитиофосфатов, тионокарбаматов, тиомочевин, ксантогенов, монотиофосфатов, гидрохинонов и полиаминов.

13. Способ по п.12, в котором производное силоксана содержит полидиметилсилоксан.

14. Способ по п.10, в котором минеральные частички включают один или больше гидрофобных молекулярных сегментов, прикрепленных к ним.

15. Способ по п.10, в котором производное силоксана содержит полисилоксаны или полидиметилсилоксаны с концевыми гидроксильными группами.

16. Способ по п.10, дополнительно включает:
обеспечение молекул коллектора в смеси, молекулы коллектора включают первый конец и второй конец, первый конец содержит функциональную группу, сконфигурированную для прикрепления к минеральным частицам, второй конец содержит гидрофобный молекулярный сегмент.

17. Способ по п.16, в котором молекулы коллектора включают ксантогенаты.

18. Способ по п.10, в котором производное силоксана является выбранным из группы, состоящей из гидрофобно-модифицированных полисилоксанов этилгидроксиэтилцеллюлозы, алкилсиланов и фторалкилсиланов.