CN108431304A - 适用于钼生产的回收加强过程的机会 - Google Patents

Abstract

提供了铜/钼分离处理器，其特征在于：浆料/介质混合级，被配置为与工程聚合物疏水性介质一起接纳包含疏水性辉钼矿和亲水性铜、铁以及其他矿物的经调节的矿浆，经调节的矿浆利用硫氢化钠而被调节，并且浆料/介质混合级被配置为提供浆料/介质混合物；以及浆料/介质分离级，被配置为接纳浆料/介质混合物、并且提供具有铜精矿的浆料产物和具有钼精矿的聚合疏水性介质产物，浆料产物和聚合疏水性产物被单独引导以用于进一步处理。浆料/介质混合级包括：钼加载级，被配置为在搅拌反应室中使经调节的矿浆与工程聚合物疏水性介质接触、并且将疏水性辉钼矿加载在工程聚合物疏水性介质上。

Description

适用于钼生产的回收加强过程的机会

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年10月16日提交的临时专利申请序列号62/242,521的权益，其全部内容通过引用并入于此。

技术领域

本发明大体上涉及用于分离混合物(例如，浆料混合物)中的有价值材料的方法和装置。

背景技术

钼的消耗和使用

据估计，全球钼年消耗和产量约为5.3亿磅的钼(2014年数据)，其中约4亿磅被派往冶金行业(钢铁、不锈钢)，而其他1.3亿磅在化学品市场(加氢脱硫催化剂、油漆、润滑剂)出售。

钼是以硫化物矿物的形式(称为辉钼矿)开采并浓缩的，硫化物矿物在可以用于化学或钢铁生产之前必须被转化为氧化物形式。这通过对经浓缩的辉钼矿“焙烧”以产生氧化钼(MoO₃)和二氧化硫气体(SO₂)来进行。在洗涤器中捕获二氧化硫，并且利用石灰将其中和或将其转化为硫酸(在西半球)。

辉钼矿精矿含有杂质，在可以将钼用于生产化学品和钢材之前必须将杂质去除。作为副产物而从铜矿开采获得的精矿比从原生钼矿获得的精矿含有更高水平的污染物。要控制的最重要的杂质是铜，由于浮选工艺期间的液压夹带，铜通常存在于副产物钼精矿中。图17中的图表示出了所选择的副产物精矿与原生钼矿精矿之间的比较。

由于用于化学品生产的钼的污染物限制比用于钢铁生产的污染物限制严格，所以来自原生钼矿精矿(例如，美国的Henderson和Climax)的精矿通常用于化学品生产，而来自副产物工厂的精矿被派往钢铁工业。由于原生钼矿的操作成本通常高于副产物钼的边际成本，因此化学级氧化钼可能要求高于工业级氧化物的价格(例如，因为副产物钼生产主要由铜市场内部的力量驱动，而原生钼矿生产主要由对氧化钼化学品的需求驱动)。

虽然冶金市场仍然消耗大部分钼产量，但化学级钼需求的长期增长率约为冶金需求的两倍(每年约5％对2.5％)。更高的化学品市场增长率归因于汽油中允许的硫排放量的下降与原油中较高的硫含量的组合(大部分化学级钼用于加氢脱硫催化剂)。

副产物钼精矿质量

在钼能够用于化学品或钢铁之前，辉钼矿必须在焙烧炉中进行氧化以形成氧化钼。根据市场情况，焙烧炉通常收取每磅0.20美元与0.40美元之间的费用以用于付费焙烧、0.10美元至0.20美元的费用以用于FeCl₃浸出、以及0.05美元至0.10美元的费用以用于包装。这相当于从0.35美元到0.70美元的费用，不包括针对杂质的任何附加罚金。

杂质限制取决于焙烧工艺和适用的环境法规；因此，它们通常是焙烧特定的。表1示出了一些典型的杂质限制。罚金通常从对于具有少量单一杂质的相对纯净的精矿的0.05美元/磅，高达对于超过全部或几乎全部杂质水平限制的低等级精矿的0.50美元/磅。

表1：典型的冶金级杂质限值

杂质	无罚金	罚金	禁止
				Cu	<0.4％	0.4％<3％	>3％
水+油	<6％	6％<9％	>9％
				Pb	<0.04％	0.04％<0.1％	>0.1％
Cl	<500ppm	500ppm<2000ppm	>2000ppm
				As	<200ppm	200ppm<1000ppm	>1000ppm

副产物钼分离(图18A和图18B)

使用一系列破碎、研磨和浮选步骤从低等级斑岩矿体中生产大部分硫化铜精矿。首先将矿石粉碎并研磨来获得均一的细砂质纹理(颗粒尺寸高达约300微米)，然后进行松散的“粗选”浮选步骤，在该步骤中回收所有硫化物，包括诸如黄铁矿的任何硫化物杂质。在这一步骤期间，大部分原始矿石被抛弃到尾矿。然后将较小质量的粗选精矿进行进一步研磨(称为“再研磨”)并添加石灰和/或捕集剂和抑制剂来抑制黄铁矿、脉石以及最终产物中不期望的任何其他矿物或元素。再研磨的量取决于感兴趣的矿物的矿物学性质。

在精浮选步骤期间，试图将辉钼矿回收成硫化物精矿，然后在后续的选择性浮选步骤中将其除去。含有铜和硫化钼矿物的硫化物精矿被称为“块状硫化物精矿”或“Cu/Mo精矿”。其中对辉钼矿浮选并抑制硫化铜的后续选择性浮选步骤被称为“Cu/Mo分离”或仅“钼分离”。该过程包括通过添加几乎总是由溶液中的硫氢化钠(NaHS)组成的抑制剂来抑制硫化铜矿物，以将矿浆的氧化还原电位降低至极负值，由此产生还原环境并使得硫化铜矿物亲水性。尽可能多地从浆料流中去除铜捕集剂是有益的，并且这在加入NaHS之前的增稠(沉降)步骤中完成。

由于在前面的步骤中已将硫化铜和其他矿物重新研磨，所以颗粒非常细且容易接受液压夹带。由于利用泡沫自然回收的水赋予的物理阻力，液压夹带是亲水性颗粒对精矿的不期望回收。由于铜/钼分离中的大量夹带，需要第二“清洁”回路来处理钼粗选精矿，以将这些夹带杂质从钼精矿中去除。

上述过程虽然用于生产多于75％的全球钼回收，但存在若干缺点或低效，使得该过程不理想。这些缺点或低效包括以下方面：

1.在铜/钼分离之前，去除混合回路中的过程用水，以降低钼分离过程中铜捕集剂和其他试剂的浓度。必须更换这些水，以在后续的钼浮选步骤中针对气泡脱离达到最佳的矿浆密度。结果，在过滤铜精矿之前，需要第二、冗余的铜精矿增稠剂来去除所添加的水。更高效的过程将是不需要更低密度的矿浆以实现有效的钼分离的过程。

2.不期望的细颗粒的液压夹带需要后续的清洁部分，后续的清洁部分必须由多个浮选级组成，每个浮选级均需要专用仪器、泵和基础设施。

3.在钼浮选过程中使用空气是有害的。空气中的氧气使得经溶解的NaHS氧化，从而在溶液中产生氢氧化钠。氢氧化钠使得pH增加，从而导致更慢的钼动力、更高的循环负荷、以及通常由于在更高pH操作的低效率而产生的更大的分离过程。事实上，许多操作已采用氮气而不是空气来产生浮选，并且一些操作已安装了基于酸和/或CO₂的pH控制机制。这些过程成本高昂，并且可能产生安全隐患。显然，不需要使用空气或pH控制的分离过程将更具成本效益、更易于操作、并且也可能更安全。

4.池顶部处存在的泡沫相使得该过程复杂化。泡沫的气泡聚结和排放显著降低了浮选的整体速度，从而需要更大的池以达到相同程度的回收。此外，可能难以设计和控制与泵送顽强泡沫相关联的材料处理步骤，从而导致溢出、工艺效率低下以及材料损失。为了提高材料处理效率，经常采用专门设计的泡沫泵、除沫坑并使用消泡剂。从材料处理的角度来看，无泡沫的钼回收回路也是有利的。

在基本层面上，所有以前的低效率可以概括如下：“现有钼浮选技术存在的问题是需要使用空气。”

发明内容

根据本发明的一些实施例，本发明可以采用以浆液/介质混合级以及浆液/介质分离级为特征的铜/钼分离处理器的形式。

浆料/介质混合级可以被配置为与加载有疏水性钼的工程聚合物疏水性介质一起接纳包含疏水性辉钼矿和亲水性铜、铁以及其他矿物的经调节的矿浆，经调节的矿浆利用硫氢化钠而被调节，并且浆料/介质混合级被配置为提供浆料/介质混合物。

作为示例，工程聚合物疏水性介质可以包括工程聚合物气泡/珠粒或采取工程聚合物气泡/珠粒的形式。

浆料/介质分离级可以被配置为接纳浆料/介质混合物，并且提供具有铜精矿的浆料产物和具有钼精矿的聚合疏水性介质产物，浆料产物和聚合疏水性产物被单独引导以用于进一步处理。

铜/钼分离处理器可以包括以下特征中的一个或多个：

浆料/介质混合级可以包括辉钼矿加载级，辉钼矿加载级被配置为例如在搅拌反应室中使经调节的矿浆与工程聚合物疏水性介质接触、并且将疏水性辉钼矿加载在工程聚合物疏水性介质上。作为示例，搅拌反应室可以包括以下项或采取以下项的形式：转筒式反应室，以及机械、旋转/翻滚、重力流动、化学、气动、离心反应室等。

浆料/介质分离级可以包括介质回收级，例如具有振动筛、旋转滚筒筛或其他分离设备或者由振动筛、旋转滚筒筛或其他分离设备组成，介质回收级被配置为将具有铜精矿的浆料产物过滤、分离并引导至铜精矿过滤级，并将聚合疏水性介质产物过滤、分离并引导至清洗级。

铜/钼分离处理器可以包括介质清洗级，例如包括配备有清洗水喷雾的振动筛或滚筒筛，介质清洗级被配置为清洁聚合疏水性介质产物、消除亲水性颗粒的夹带并提供经清洗的工程聚合物疏水性介质。

介质清洗级可以被配置为将经清洗的工程聚合物疏水性介质推进至介质剥离级、并且将包含任何残余亲水性颗粒的清洗溶液返回至形成浆液/介质混合级的一部分的Cu/Mo增稠级。

铜/钼分离处理器可以包括介质剥离级，介质剥离级被配置为接纳经清洗的工程聚合物疏水性介质、使用剥离溶液或表面活性剂从经清洗的工程聚合物疏水性介质中去除所加载的疏水性矿物、并提供经清洗和剥离的工程聚合物疏水性介质。

铜/钼分离处理器可以包括第二介质回收级，其例如可以由筛或滚筒筛组成，第二介质回收级被配置为：

以剥离介质、回收的疏水性颗粒和残余剥离溶液的浆状混合物的形式接纳经清洗和剥离的工程聚合物疏水性介质，

将经回收、清洗和剥离的工程聚合物疏水性介质再循环至形成浆料/介质混合级的一部分的辉钼矿加载级，

将具有钼精矿的残余浆料过滤并引导至钼过滤级；以及

将所回收的剥离溶液再循环至剥离级。

铜/钼分离处理器可以包括被配置为接纳钼精矿并提供经过滤的钼精矿的钼过滤级。

铜/钼分离处理器可以包括被配置为接纳浆料产物并提供具有经过滤的铜精矿的过滤浆料产物的铜精矿过滤级。

经调节的矿浆部分地由通过铜/辉钼矿精矿增稠级而被增稠的矿浆形成，铜/辉钼矿精矿增稠级被配置在铜/钼分离处理器的上游。

根据一些实施例，浆料/介质混合级还可以包括辉钼矿加载级，辉钼矿加载级被配置为包括在搅拌反应室中使经调节的矿浆与工程聚合物疏水性介质接触、将疏水性辉钼矿加载在工程聚合物疏水性介质上、将浆料产物引导至铜精矿过滤级、并将浆料/介质混合物中的剩余的加载工程聚合物疏水性介质引导到介质清洗级。

铜/钼分离处理器可以包括介质清洗级，介质清洗级包括配备有清洗水喷雾的清洗级振动筛或滚筒筛，介质清洗级被配置为清洁剩余的加载工程聚合物疏水性介质、消除亲水性颗粒的夹带并提供经清洗的工程聚合物疏水性介质。

介质清洗级可以被配置为将经清洗的工程聚合物疏水性介质推进至介质剥离级、并且将包含任何残余亲水性颗粒的清洗溶液返回至形成浆料/介质混合级的一部分的Cu/Mo增稠级。

铜/钼分离处理器可以包括介质剥离级，介质剥离级被配置为接纳经清洗的工程聚合物疏水性介质、使用剥离溶液或表面活性剂从经清洗的工程聚合物疏水性介质中去除所加载的疏水性矿物、并提供经清洗和剥离的工程聚合物疏水性介质。

铜/钼分离处理器可以包括介质回收级，介质回收级由筛或滚筒筛组成，介质回收级被配置为：

以剥离介质、回收的疏水性颗粒和残余剥离溶液的浆状混合物的形式接纳经清洗和剥离的工程聚合物疏水性介质，

将经回收、清洗和剥离的工程聚合物疏水性介质再循环至辉钼矿加载级，

将具有钼精矿的残余浆料过滤并引导至钼过滤级；以及

将所回收的剥离溶液再循环到剥离级。

铜/钼分离处理器可以包括被配置为接纳钼精矿并提供经过滤的钼精矿的钼过滤级。

铜/钼分离处理器可以包括被配置为接纳浆料产物并提供具有经过滤的铜精矿的过滤浆料产物的铜精矿过滤级。

还设想了一些实施例，其中浆料可以是在分离处理器中的处置之前，部分地升级和/或经受附加研磨和/或其他粉碎步骤的铜/钼混合精矿。

备选地，在用于消除冗余的铜精矿增稠剂的高密度分离过程中，经增稠的浆料和介质混合物可以在不添加稀释水的情况下产生，并且可以此后在不需要进一步的浆料增稠级的情况下，将产生的由原生硫化铜和硫化铁精矿组成的尾矿引导至过滤级。

工程聚合物疏水性介质

作为示例，工程聚合物疏水性介质可以包括由合成材料制成的工程聚合物珠粒/气泡或采取由合成材料制成的工程聚合物珠粒/气泡的形式，合成材料例如具有被配置为吸引感兴趣的矿物颗粒(包括钼精矿)的、带有硅氧烷官能团的多个分子。

备选地，合成材料可以包括涂层，涂层具有被配置为吸引感兴趣的矿物颗粒(包括钼精矿)的、带有硅氧烷官能团的多个分子。

作为示例，涂层可以包括硅酮(silicone)凝胶，硅酮凝胶包括具有硅氧烷官能团的分子或采取具有硅氧烷官能团的分子的形式，硅氧烷官能团包括是有机硅化学中具有Si-O-Si键的官能团的硅氧烷或采取有机硅化学中具有Si-O-Si键的官能团的形式的硅氧烷。

母体硅氧烷可以包括具有分子式H(OSiH₂)_nOH和(OSiH₂)_n的低聚和聚合氢化物，或采取具有分子式H(OSiH₂)_nOH和(OSiH₂)_n的低聚和聚合氢化物的形式。

硅氧烷可以包括支链化合物，其中限定特征包括每对硅中心由一个氧原子分开。

硅酮凝胶可以采用以包括3-4222介电牢固凝胶(Dielectric Firm Gel)部分A和3-4222介电牢固凝胶部分B的组合出售的产品的形式。

硅酮凝胶可能具有两部分，包括：

部分A，包括二甲基乙烯基封端的二甲基硅氧烷——68083-19-2；聚二甲基硅氧烷——63148-62-9；乙二醇和二氧化硅的反应物——170424-65-4；加氢的石油轻环烷馏分油——64742-53-6；以及

部分B，包括二甲基乙烯基封端的二甲基硅氧烷——68083-19-2；聚二甲基硅氧烷——63148-62-9；氢封端的二甲基硅氧烷——无；三甲基化二氧化硅——68909-20-6；二甲基甲基氢硅氧烷——68037-59-2。

涂层可以基本上由如下的材料配置或制成，该材料由以非凝胶形式的基于硅氧烷的材料组成。

涂层可以被官能化为疏水性的，以便在涂层与感兴趣的矿物颗粒之间提供结合。

工程聚合物疏水性介质可以包括工程聚合物珠粒/气泡或采取工程聚合物珠粒/气泡的形式，工程聚合物珠粒/气泡例如具有由聚合物制成并涂覆有硅酮凝胶以提供硅氧烷官能团的表面。

聚合物可以是天然疏水的或被官能化为疏水的。

聚合物可以是疏水性聚合物，包括聚二甲基硅氧烷。

可以通过具有带有硅氧烷官能团的化学品来使得表面疏水。

可以利用包括聚硅氧烷的疏水性硅酮聚合物来涂覆涂层，以便变为疏水的。

涂层可以包括聚合物表面，并且合成材料包含硅氧烷衍生物。

合成材料可以包括聚硅氧烷。

合成材料可以包括二甲基乙烯基封端的二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、以及二甲基甲基氢硅氧烷中的一个或多个。

合成材料可以包括羟基封端的聚二甲基硅氧烷。

聚合物表面可以包括聚氨酯。

涂层可以包括从由以下项组成的组中选择的聚合物：聚酰胺、聚酯、聚氨酯、苯酚-甲醛、脲-甲醛、三聚氰胺-甲醛、聚缩醛、聚乙烯、聚异丁烯、聚丙烯腈、聚(氯乙烯)、聚苯乙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(乙酸乙烯酯)、聚(偏二氯乙烯)、聚异戊二烯、聚丁二烯、聚丙烯酸酯、聚(碳酸酯)、酚醛树脂和聚二甲基硅氧烷。

涂层可以包括从由以下项组成的组中选择的聚合物：聚苯乙烯、聚(d,l-丙交酯)、聚(二甲基硅氧烷)、聚丙烯、聚丙烯酸、聚乙烯、疏水性改性的乙基羟乙基纤维素聚硅氧烷、烷基硅烷和氟烷基硅烷。

方法

根据一些实施例，本发明可以包括用于分离铜和钼的方法，其特征在于以下步骤：

在浆料/介质混合级中与工程聚合物疏水性介质(例如，具有工程聚合物珠粒/气泡)一起接纳包含疏水性辉钼矿和亲水性铜、铁以及其他硫化物矿物的经调节的矿浆，经调节的矿浆利用硫氢化钠而被调节，并且提供浆料/介质混合物；以及

在浆料/介质分离级中接纳浆料/介质混合物，并且提供具有铜精矿的浆料产物和具有钼精矿的聚合疏水性介质产物，浆料产物和聚合疏水性介质产物被单独引导以用于进一步处理。

方法还可以包括上述特征中的一个或多个。

附图说明

现在参考不一定按比例绘制的附图，根据以下结合附图对示例性实施例的详细描述，将更全面地理解本发明的前述及其他特征和优点，在附图中相同的元件使用相同的附图标记：

图1包括图1a，图1a是根据本发明的一些实施例的分离处理器的图解形式的侧面局部剖视图，分离处理器被配置有具有布置在其中的官能化聚合物涂覆叶轮的两个室、槽或塔，并且图1包括图1b，图1b是根据本发明的一些实施例的官能化聚合物涂覆叶轮的图示形式的顶部局部截面图，叶轮在富于附着的环境(包含在附着物室、槽或塔中)中移动，并且还在富于释放的环境中移动(包含在释放物室、槽或塔中)。

图2是根据本发明的一些实施例的分离处理器的图，分离处理器被配置有具有布置在其中的官能化聚合物涂覆的传送带的两个室、槽或塔。

图3是根据本发明的一些实施例的配置有官能化聚合物涂覆的过滤器组件的分离处理器的图，过滤器组件在半连续批量过程中用于在两个室、槽或塔之间移动。

图4是根据本发明的一些实施例的叶轮的图示。

图5是根据本发明的一些实施例的传送带的一部分的图示。

图6是根据本发明的一些实施例的过滤器的图示。

图7a-图7f图示了根据本发明一些实施例的叶轮、传送带和过滤器的各种表面特征。

图8a图示了根据本发明的一些实施例的附着到纤维以用于吸引矿物颗粒的多个官能团。

图8b图示了根据本发明的一些实施例的附着到纤维以用于吸引矿物颗粒的多个疏水性分子。

图8c图示了根据本发明的一些实施例的附着到纤维以用于吸引非矿物颗粒的多个疏水性分子。

图9a图示了根据本发明的一些实施例的附着到表面以用于吸引矿物颗粒的多个官能团。

图9b图示了根据本发明的一些实施例的附着到表面以用于吸引矿物颗粒的多个疏水性分子。

图9c图示了根据本发明的一些实施例的附着到表面以用于吸引非矿物颗粒的多个疏水性分子。

图10a图示了根据本发明的一些实施例的放置在水平管线中以捕集矿物颗粒的多个过滤器。

图10b图示了根据本发明的一些实施例的被配置为从过滤器释放矿物颗粒的释放装置。

图11是示出根据本发明的一些实施例的放置在尾矿池中以捕集有价值材料的过滤器的图。

图12a图示了根据本发明的一些实施例的使用多个合成珠粒或气泡来捕集有价值材料的叶轮。

图12b图示了根据本发明的一些实施例的使用多个合成珠粒或气泡来捕集有价值材料的过滤器。

图12c图示了根据本发明的一些实施例的例如可以用作过滤器以捕集尾矿池中的有价值材料的合成珠粒袋。

图13a图示了根据本发明的一些实施例的被官能化以吸引疏水性颗粒的合成珠粒。

图13b是根据本发明的一些实施例的被官能化以吸引湿化矿物颗粒的合成珠粒的放大表面部分。

图13c是根据本发明的一些实施例的被官能化以吸引非矿物疏水性颗粒的合成珠粒的放大表面部分。

图14a图示了根据本发明的一些实施例的具有吸引矿物颗粒的官能团的合成珠粒。

图14b是根据本发明的一些实施例的被官能化以吸引矿物颗粒的合成珠粒的放大表面部分。

图15a和图15b图示了本发明的一些实施例，其中根据本发明的一些实施例，合成珠粒或气泡的一部分被官能化为具有捕集剂分子并且另一部分被官能化为疏水性的。

图16a示出了根据本发明的一些实施例的具有由聚氨酯制成并且涂覆有硅酮凝胶的传送带的装置的图，传送带用于捕集宽范围尺寸(包括远大于约500微米的颗粒)的有价值材料。

图16b示出了根据本发明的一些实施例的图16a中所示的传送带的一部分的分解或放大图。

图17是精矿中铜和钼水平的绘图，示出％CU对％Mo，其中实心点示出副产物浓度的浓度，以及黑色方块示出原生矿浓度的浓度。

图18A示出了本领域中已知的Cu/Mo浮选回路的一个当前过程，该过程包含在阴影区域中的一系列级，为此将实现根据本文阐述的本发明的新过程来代替这些单元操作。

图18B示出了本领域已知的示出了钼工厂(plant)细节的当前Cu/Mo分离，其在阴影区域中包含一系列级，为此将实现根据本文阐述的本发明的新工艺来代替这些单元操作。

图19A示出了根据本发明的一些实施例的Cu/Mo分离介质技术，该技术指示对应阴影区域中的对应级，示出了代替图18A和图18B中所示的现有技术工艺中的上述单元操作的新工艺。

图19B示出了根据本发明的一些实施例的Cu/Mo分离介质技术，该技术指示对应阴影区域中的对应级，示出了代替图18A和图18B中所示的现有技术工艺中的上述单元操作的新工艺。

具体实施方式

概括来说，图19A和图19B示出了根据本发明的一些实施例的相对于图18A和图18B所示的现有技术的新且独特的Cu/Mo分离介质技术。其余的图1至图16b示出了上述PCT申请No.PCT/US12/39631(712-2.395-1//CCS-0123)的技术方案，其通过引用并入本文，并且示出了工程聚合物疏水性介质的示例以及可以与相对于图19A和图19B中所示的新且独特的Cu/Mo分离介质技术所公开的技术结合的其他技术。

图19A：介质增强的钼分离技术

图19A示出了根据本发明的一些实施例的总体上由600表示的Cu/Mo分离介质处理器或回路。Cu/Mo分离介质处理器或回路包括步骤/级602、604、606、608、610、612、614、616、618以及由附图标记620指示的一系列步骤/级，其对应于根据本发明的新工艺的、用于代替图18A和图18B中所示的现有技术工艺中的上述单元操作的步骤/级。实际上，可以使用步骤/级系列620中的步骤/级604、606、610、612、614来代替当前正在使用的突出显示的步骤/级(例如，在图18A或图18B中的阴影框中)，而步骤/级602、608、616和618可以类似于未突出显示的步骤/级，并且因此可以不代替当前正在使用的这些对应的步骤/级。

实际上，根据本发明的铜/钼分离工艺通过用根据目的建立的疏水性聚合工程气泡/珠粒代替气泡的使用来解决上述的低效问题。在下文阐述工程聚合物气泡/珠粒(在本文中也称为根据目的建立的疏水性聚合工程气泡/珠粒)的示例，包括关于图13a至图15b所公开的示例。也在下文相关同族申请中的一个或多个其他申请中阐述由本发明的受让人开发的工程聚合物气泡/珠粒的其他示例，相关同族申请以其全部内容通过引用整体并入本文。

例如，以混合硫化物精矿开始的过程或处理器600如下或如下操作。

1.可以在步骤/级602中将来自混合硫化物增稠剂(“Cu/Mo精矿增稠剂”)的底流与硫氢化钠(NaHS)混合并利用硫氢化钠(NaHS)对其进行调节，以便使得铜和硫化铁矿物亲水，从而形成经调节的矿浆。

2.在钼加载步骤/级604中，经调节的矿浆可以与工程聚合物疏水性介质(例如，在搅拌反应室中)接触，并将疏水性辉钼矿加载在工程聚合物疏水性介质上，以便形成浆料/介质混合物。例如，搅拌反应室可以包括以下项或采取以下项的形式：转筒式反应室，以及机械、旋转/翻滚、重力流、化学、气动、离心式反应室。工程聚合物疏水性介质可以采取工程聚合物气泡/珠粒的形式，例如与本文所述的一致。工程聚合物疏水性介质还可以采取本文所公开的其他工程聚合物疏水性介质的形式。

3.可以将浆料/介质混合物馈送到介质回收步骤/级606，介质回收步骤/级606例如由振动筛、旋转滚筒筛或等效尺寸的分离设备或其他分离设备组成，以便回收浆料产物和聚合疏水性介质产物。如图19A所示，可以将水(H²O)添加到回收介质级606。在介质回收步骤/级606中，浆料产物可以被引导至铜精矿过滤步骤/级608，并且工程聚合物疏水性介质产物可以被引导至清洗步骤/级610。铜精矿过滤步骤/级608过滤并提供铜精矿。

4.作为示例，介质清洗步骤/级610可以由振动筛、滚筒筛或配备有清洗水喷雾的等效物组成，以清洁所加载的工程聚合物疏水性介质并消除亲水性颗粒的夹带。如图19A所示，水(H²O)可以被添加到清洗步骤/级610。在介质清洗步骤/级610中，可以将介质推进至剥离级612，并将例如包含任何残余亲水性颗粒的清洗溶液返回到Cu/Mo增稠步骤/级602。

5.经清洁的介质向介质剥离步骤/级612报到或可以将经清洁的介质提供给介质剥离步骤/级612，以使用剥离溶液、表面活性剂或等效物从工程聚合物疏水性介质中去除所加载的疏水性矿物。

6.介质剥离步骤/级612可以被配置为将所剥离的介质、回收的疏水性颗粒和残余剥离溶液的浆状混合物引导到第二介质回收步骤/级614，第二介质回收步骤/级614例如由筛、滚筒筛或等效设备组成。第二介质回收步骤/级614可以被配置为将所回收的介质再循环/返回到钼加载步骤/级604，并且将剩余的浆状混合物提供给真空过滤器步骤/级616。

7.真空过滤器步骤/级616可以被配置为将所回收的剥离溶液再循环到介质剥离步骤/级612，并且对例如具有所回收的疏水性颗粒的残余浆料进行过滤，并将其引导至过滤并提供钼精矿的钼精矿过滤器或过滤步骤/级618。

也设想了实施例，并且本发明的范围旨在包括例如实现与上述一致的前述Cu/Mo分离介质技术，及其后的后续再研磨步骤来改进解离和所产生的等级。

也设想了实施例，并且本发明的范围旨在包括例如实现与上述一致的前述Cu/Mo分离介质技术，该技术还使用多个加载/剥离循环来改进解离和所产生的等级。

优点

当在上述现有技术的上下文中进行考虑时，根据本发明的方法具有以下优点：

1.其显著减少了昂贵的硫氢化钠的消耗，因为NaHS氧化的主要原因(空气)不再是实现钼分离所必需的。

2.夹带的消除显著提高了工艺的选择性，并且避免了对复杂的清洁浮选步骤。

3.去除泡沫区显著简化了工艺的材料处理操作。

4.以高固体含量进行分离的能力消除了对冗余铜精矿增稠剂的需求。

5.改进的等级将允许副产物生产者将副产物辉钼矿销售到化学品市场。

图19B

作为另外的示例，参见图19B所示的Cu/Mo分离介质技术并将其与图19A所示的技术进行比较。

具体而言，图19B示出了根据本发明的一些实施例的总体上由700指示的新且独特的Cu/Mo分离介质处理器或回路。Cu/Mo分离介质处理器或回路700包括步骤/级702、704、706、708、710、712、714、716以及由参考标记718指示的一系列步骤/级，其对应于用于代替图18A和图18B中所示的现有技术过程中的上述单元操作的新的过程。

例如，以混合硫化物精矿开始的过程或处理器700如下或如下操作。

1.可以在Cu/Mo精矿浓缩步骤/级702中将来自混合硫化物增稠剂(“Cu/Mo浓缩增稠剂”)的底流与硫氢化钠(NaHS)混合并利用硫氢化钠(NaHS)对其进行调节，以便使得铜和硫化铁矿物亲水，从而形成经调节的矿浆。

2.在钼加载步骤/级704中，经调节的矿浆可以与工程聚合物疏水性介质(例如，在搅拌反应室中)接触，并将疏水性辉钼矿加载在工程聚合物疏水性介质上，以形成浆料/介质混合物。钼加载步骤/级704可以被配置为将浆料产物引导至铜精矿过滤步骤/级706，并且将浆料/介质混合物中剩余的介质引导至介质清洗步骤/级708。铜精矿过滤步骤/级706可以被配置为过滤并提供铜精矿。

3.作为示例，介质清洗步骤/级708可以由振动筛、滚筒筛或配备有清洗水喷雾的等效物组成，以清洁所加载的介质并消除亲水性颗粒的夹带。如图19B所示，可以将水(H²O)添加到清洗步骤/级610。在介质清洗步骤/级708中，可以将介质推进到介质剥离级710，并且将例如包含任何残留亲水性颗粒的清洗溶液返回到Cu/Mo增稠步骤/级702。

4.经清洁的介质向介质剥离步骤/级710报到或可以将经清洁的介质提供给介质剥离步骤/级710，以使用剥离溶液、表面活性剂或等效物从介质中去除所加载的疏水性矿物。

5.介质剥离步骤/级710可以被配置为将所剥离的介质、所回收的疏水性颗粒和残留的剥离溶液的浆状混合物引导至介质回收步骤/级712(例如，由筛、滚筒筛或等效设备组成)。介质回收步骤/级712可以被配置为将所回收的介质再循环/返回至钼加载步骤/级704，并且将剩余的浆状混合物提供给真空过滤器步骤/级714。

6.真空过滤器步骤/级714可以被配置为将所回收的剥离溶液再循环至介质剥离步骤/级710，并且对例如具有所回收的疏水性颗粒的残余浆料进行过滤并且将其引导至过滤并提供钼精矿的钼精矿过滤器或过滤步骤/级716。

来自原申请的图1至图16b

本申请的剩余部分描述PCT申请No.PCT/US14/37823(712-2.395-1//CCS-0123)的图1至图16b的技术方案，该PCT申请公开了可以与前述内容结合使用的其他类型和种类的工程聚合物疏水性介质，如下：

图1、图1a、图1b

作为示例，图1示出了本发明是机器、设备、系统或装置10的形式，例如用于使用第一处理器12和第二处理器14从混合物11(例如，矿浆浆料)中的不需要的材料中分离有价值材料。根据本发明的一些实施例，第一处理器12和第二处理器14被配置有官能化聚合物涂覆的构件，将官能化聚合物涂覆的构件例如示出为官能化聚合物涂覆的叶轮20(图1a)、20'(图1b)。在操作中，叶轮20、20'相对于第一处理器12和第二处理器14缓慢地旋转，并且叶轮叶片缓慢地穿过第一处理器12中的富于附着的环境16，在富于附着的环境16中，有价值材料附着到叶片并且通过第二处理器14中的富于释放的环境18而从叶片释放。作为示例，将叶轮20示出为按照箭头a所示的在逆时针方向上旋转，但是本发明的范围不旨在限制叶轮旋转的方向、或者对官能化聚合物涂覆的叶轮20(图1a)、20'(图1b)相对于第一处理器12和第二处理器14进行布置、安装或配置的方式。

第一处理器12可以采取包含总体上由16指示的富于附着的环境的第一室、槽、池或塔的形式。第一室、槽或塔12可以被配置为经由管道13在富于附着的环境16中接纳以流体(例如，水)形式的混合物或矿浆浆料11、有价值材料和不需要的材料，富于附着的环境16例如具有高pH值，从而有益于有价值材料的附着。第二处理器14可以采取包含整体由18指示的富于释放的环境的第二室、槽、池或塔的形式。第二室、槽、池或塔14可以被配置为经由管道15在富于释放的环境18中接纳例如水22，富于释放的环境18例如可以具有低pH或接纳有益于有价值材料的释放的超声波。有益于附着感兴趣的有价值材料、如形成元件环境16的一部分的富于附着的环境，以及有益于释放感兴趣的有价值材料的、如形成环境18的一部分的富于释放的环境在本领域中是已知的，并且本发明的范围不旨在限于现在已知或将在未来开发的任何特定类型或种类的环境。此外，本领域技术人员将能够基于本文所公开的分离技术，针对形成任何特定的混合物或浆料矿浆的一部分的、任何特定的感兴趣的有价值矿物(例如，铜)形成如环境16的富于附着的环境以及如环境18的对应的富于释放的环境。

在操作中，第一处理器12可以被配置为接纳水、有价值材料和不需要的材料的混合物或矿浆浆料11以及被配置为在富于附着的环境16中附着有价值材料的官能化聚合物涂覆的构件。在图1中，将官能化聚合物涂覆的构件示出为官能化聚合物涂覆的叶轮20(图1a)、20'(图1b)。在图1a中，官能化聚合物涂覆的叶轮20具有轴21和至少一个叶轮叶片20a、20b、20c、20d、2e、20f、20g，并且被配置为在第一处理器12和第二处理器14的内部缓慢旋转。在图1b中，官能化聚合物涂覆的叶轮20'具有轴21'和叶轮叶片20a'、20b'、20c'、20d'、2e'、20f'、20g'和20h'。将图1中的每个叶轮叶片理解为利用聚合物涂层来配置并被官能化，以附着富于附着的环境16中的有价值材料。(本发明的范围不旨在限制叶轮20、20'上的叶片的数目，并且将图1a和图1b中的实施例示出为具有不同数目的叶片的叶轮21、21')。

在图1中，第一处理器12被配置为接纳官能化聚合物涂覆的叶轮20(图1a)、20'(图1b)的至少一个叶轮叶片。在图1b中，将至少一个叶轮叶片示出为接纳在附着区30中的叶轮叶片20g'，附着区30形成由壁30a、30b限定的富于附着的环境16的一部分。如图1a所示，第一处理器12还可以被配置有由40整体指示的第一过渡区，以从管道41提供例如尾矿42的排放。

第一处理器12还可以被配置为在穿过富于附着的环境16之后提供附着有有价值材料的至少一个富集叶轮叶片。在图1b中，至少一个富集叶轮叶片被示出为从第一处理器12中的富于附着的环境16供应到第二处理器14中的富于释放的环境18的至少一个富集叶轮叶片20c'。

第二处理器14可以被配置为经由管道15接纳流体22(例如，水)以及富集官能化聚合物涂覆的构件，以在富于释放的环境18中释放有价值材料。在图1b中，第二处理器14被示出为在释放区50中接纳富集叶轮叶片20c'，释放区50例如形成富于释放的环境18的一部分并且例如由壁30c和30d限定。

第二处理器14还可以被配置为提供从富集官能化聚合物涂覆的构件释放到富于释放的环境18中的有价值材料。例如，在图1b中，第二处理器14被示出为配置有由壁30a和30d限定的第二过渡区60，以经由管道61以精矿62形式提供有价值材料的排放(图1a)。

图2：官能化聚合物涂覆的传送带

作为示例，图2示出了本发明是机器、设备、系统或装置100的形式，例如用于使用第一处理器102和第二处理器104从混合物101(例如，矿浆浆料)中的不需要的材料中分离有价值材料。根据本发明的一些实施例，第一处理器102和第二处理器104被配置有官能化聚合物涂覆的构件，将官能化聚合物涂覆的构件例如示出为在第一处理器102和第二处理器104之间运行的官能化聚合物涂覆的传送带120。箭头A1、A2、A3指示官能化聚合物涂覆的传送带120的移动。在本领域中已知用于在如元件102和104的两个处理器之间运行诸如元件120的传送带的技术(包括马达、传动装置等)，并且本发明的范围不旨在限制于其现在已知或在将来开发的任何特定类型或种类。根据本发明的一些实施例，官能化聚合物涂覆的传送带120可以由网状材料制成。

第一处理器12可以采取包含整体由16指示的富于附着的环境的第一室、槽、池或塔的形式。第一室、槽或塔12可以被配置为在富于附着的环境16中接纳流体(例如，水)形式的混合物或矿浆浆料11、有价值材料和不需要的材料，富于附着的环境16例如具有高pH值，从而有益于有价值材料的附着。第二处理器14可以采取包含整体由108指示的富于释放的环境的第二室、槽、池或塔的形式。第二室、槽、池或塔14可以被配置为在富于释放的环境108中接纳例如水22，富于释放的环境108例如可以具有低pH或接纳有益于有价值材料的释放的超声波。如上文所述的一致，有益于附着感兴趣的有价值材料、如形成元件环境106的一部分的富于附着的环境，以及有益于释放感兴趣的有价值材料、如形成环境108的一部分的富于释放的环境在本领域中是已知的，并且本发明的范围不旨在限于其现在已知或将在未来开发的任何特定类型或种类。此外，本领域技术人员将能够基于本文所公开的分离技术，针对形成任何特定的混合物或浆料矿浆的一部分的任何特定的感兴趣的有价值矿物(例如，铜)形成如环境106的富于附着的环境以及如环境108的对应的富于释放的环境。

在操作中，第一处理器102可以被配置为接纳水、有价值材料和不需要的材料的混合物或矿浆浆料101以及被配置为在富于附着的环境106中附着有价值材料的官能化聚合物涂覆的传送带120。在图2中，将传送带120理解为利用聚合物涂层进行配置并被官能化，以在富于附着的环境106中附着有价值材料。

如图2所示，第一处理器102还可以被配置为从管道141提供例如尾矿142的排放。

第一处理器102还可以被配置为在穿过富于附着的环境106之后提供附着有有价值材料的富集官能化聚合物涂覆的传送带。在图2中，富集官能化聚合物涂覆的传送带被示出为例如传送带120从第一处理器102中的富于附着的环境106供应到第二处理器104中的富于释放的环境108的部或部分120a。应理解，带120的一些其他部或部分可以被富集，包括即将离开富于附着的环境106的部或部分以及即将进入富于释放的环境108的部或部分。

第二处理器104可以被配置为接纳流体122(例如，水)和富集官能化聚合物涂覆的传送带120的部分120a，以在富于释放的环境108中释放有价值材料。

第二处理器104还可以被配置为提供从富集官能化聚合物涂覆的构件释放到富于释放的环境108中的有价值材料。例如，在图2中，将第二处理器104示出为被配置为经由管道161以精矿162形式提供有价值材料的排放。

在图2中，第一处理器102被配置有在富于附着的环境106内部仅在两个转弯的情况下穿过的官能化聚合物涂覆的传送带120。然而，设想以下实施例：其中第一处理器102可以被配置为使用蛇形技术来处理官能化聚合物涂覆的传送带120，以用于在第一处理器内部以一个方式和另一方式往返缠绕或转动带120，以最大化带在处理器102内部的表面面积和带120对富于附着的环境106的暴露。

图3：官能化聚合物涂覆的过滤器

作为示例，图3示出了本发明是机器、装置、系统或设备200的形式，例如用于使用第一处理器202、202'和第二处理器204、204'从混合物201(例如，矿浆浆料)中的不需要的材料中分离有价值材料。根据本发明的一些实施例，第一处理器202和第二处理器204被配置为处理官能化聚合物涂覆的构件，将官能化聚合物涂覆的构件例如示出为官能化聚合物涂覆的捕集过滤器220，如图3所示，官能化聚合物涂覆的捕集过滤器220被配置为在第一处理器202和第二处理器204'之间移动，作为分批型处理的一部分。在图3中，作为示例，批量分批型处理被示为具有两个第一处理器202、202'和第二处理器204、204，但是本发明的范围不旨在受限于第一或第二处理器的数目。此外，可以设想使用不同数目的第一和第二处理器、不同类型或种类的处理器以及现在已知或将在未来开发的不同类型或种类的处理器的实施例。根据本发明的一些实施例，官能化聚合物涂覆的捕集过滤器220可以采取膜或薄的柔软易弯曲片或层的形式。箭头B1指示官能化聚合物涂覆的过滤器220从第一处理器202移动，并且箭头B2指示官能化聚合物涂覆的捕集过滤器220移动到第二处理器202中。本领域中已知用于将如元件220的过滤器从一个处理器移动到如元件202和204的另一处理器的技术(包括马达、传动装置等)，并且本发明的范围不旨在限于其现在已知或未来开发的任何特定类型或种类。

第一处理器202可以采取包含整体由206指示的富于附着的环境的第一室、槽、池或塔的形式。第一室、槽或塔102可以被配置为在富于附着的环境206中接纳流体(例如，水)形式的混合物或矿浆浆料201、有价值材料和不需要的材料，富于附着的环境206例如具有高pH值，从而有益于有价值材料的附着。第二处理器204可以采取包含整体由208指示的富于释放的环境的第二室、槽、池或塔的形式。第二室、槽、池或塔204可以被配置为在富于释放的环境208中接纳例如水222，富于释放的环境208例如可以具有低pH或接纳有益于有价值材料的释放的超声波。如上文所述的一致，有益于附着感兴趣的有价值材料、如形成元件环境206的一部分的富于附着的环境，以及有益于释放感兴趣的有价值材料、如形成环境208的一部分的富于释放的环境在本领域中是已知的，并且本发明的范围不旨在受限于其现在已知或将在未来开发的任何特定类型或种类。此外，本领域技术人员将能够基于本文所公开的分离技术，针对形成任何特定的混合物或浆料矿浆的一部分的任何特定的感兴趣的有价值矿物(例如，铜)形成如环境206的富于附着的环境以及如环境208的对应的富于释放的环境。

在操作中，第一处理器202可以被配置为接纳水、有价值材料和不需要的材料的混合物或矿浆浆料11以及被配置为在富于附着的环境206中附着有价值材料的官能化聚合物涂覆的捕集过滤器220。在图3中，将官能化聚合物涂覆的捕集过滤器220理解为利用聚合物涂层进行配置并被官能化，以在富于附着的环境106中附着有价值材料。

如图3所示，第一处理器102还可以被配置为从管道241提供例如尾矿242的排放。

第一处理器202还可以被配置为在浸入富于附着的环境106中之后，提供附着有有价值材料的富集官能化聚合物涂覆的捕集过滤器。在图3中，富集官能化聚合物涂覆的捕集过滤器被示出为例如从第一处理器202中的富于附着的环境206供应到第二处理器204中的富于释放的环境208。

第二处理器204可以被配置为接纳流体222(例如，水)以及富集官能化聚合物涂覆的捕集过滤器220，以在富于释放的环境108中释放有价值材料。

第二处理器204还可以被配置为提供从富集官能化聚合物涂覆的捕集过滤器220释放到富于释放的环境208中的有价值材料。例如，在图3中，将第二处理器204示出为被配置为经由管道261以精矿262形式提供有价值材料的排放。

第一处理器202'还可以被配置有管道280和泵280，以将尾矿242再循环回到第一处理器202'中。本发明的范围还旨在包括被配置有对应的管道和泵以将精矿262再循环回到第二处理器204'中的第二处理器204'。对于上面关于图1-图2所公开的实施例，可以实现类似的再循环技术。

本发明的范围不旨在限于被实现的分批处理的类型或种类。例如，设想以下实施例：其中分批处理可以包括被配置为关于一个类型或种类的有价值材料来处理富集官能化聚合物涂覆的捕集过滤器220的第一处理器202和第二处理器204，以及被配置为关于相同类型或种类的有价值材料或不同类型或种类的有价值材料来处理富集官能化聚合物涂覆的捕集过滤器220的第一处理器和第二处理器202'、204'。此外，本发明的范围旨在既包括现在已知的又包括将来开发的分批处理。

为了进一步阐明如施加于涂覆的叶轮20(图1a)、涂覆的传送带120(图2)和捕集过滤器220(图3)的术语“官能化聚合物”，在图4-图6中图示了待涂覆的各种表面。在图7a-图7f中图示了待涂覆的表面的各种物理结构，并且在图8a、图8b、图8c、图9a、图9b和图9c中描绘了官能化聚合物的一些实施例。

作为示例，根据本发明的一些实施例，聚合物至少可以被官能化为以两种不同方式来吸引颗粒。

1.聚合物表面具有多个分子73(图8a、图9a)，多个分子73具有用于吸引矿物颗粒72(图8a、图9a)的官能团78(图8a、图8b)。

2.聚合物表面具有使得表面疏水以吸引矿物颗粒71、71'(图8b、图9b、图9c、图9d)的多个分子79(图8b、图9b、图9c、图9d)。分子79表示硅氧烷官能团。硅氧烷官能团可以由二甲基乙烯基封端的二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、以及二甲基甲基氢硅氧烷中的一个或多个提供。硅氧烷官能团可以由氢封端的二甲基硅氧烷提供。

具有官能团的聚合物表面

本公开中的术语“聚合物”是指由具有相同或相似结构的许多单元结合在一起构成的大分子。在本发明的一些实施例中，过滤器上的聚合物表面具有多个分子73(图8a、图9a)，多个分子73具有用于吸引矿物颗粒72(图8a、图9a)的官能团78(图8a、图8b)。在这些实施例中，单元可以是形成以下项的基的单体或低聚物：例如聚酰胺(尼龙)、聚酯、聚氨酯、苯酚-甲醛、脲-甲醛、三聚氰胺-甲醛、聚缩醛、聚乙烯、聚异丁烯、聚丙烯腈、聚(氯乙烯)、聚苯乙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(乙酸乙烯酯)、聚(偏氯乙烯)、聚异戊二烯、聚丁二烯、聚丙烯酸酯、聚(碳酸酯)、酚醛树脂、聚二甲基硅氧烷以及其他有机或无机聚合物。因此，合成材料可以像塑料一样坚硬或刚性、或像弹性体一样柔软和柔性。尽管过滤器的物理性质可以变化，但是过滤器的表面被化学官能化为提供多个官能团，以吸引矿物颗粒。术语“有价值材料”和“矿物颗粒”在本文中可互换使用。可以使用分子或分子段76(图8a、图9a)将官能团78附着到聚合物表面。通常，分子76可以是例如烃链，并且官能团78可以是离子型的，以用于将诸如铜的矿物吸引到表面74。黄原酸酯例如具有被并入用于制作或涂覆表面的聚合物中的官能团78和分子段76。官能团78也被称为离子型或非离子型的捕集剂。离子可以是阴离子或阳离子。阴离子包括但不限于：羟基(oxyhydryl)，诸如羧基、硫酸盐和磺酸盐，以及巯基，诸如黄原酸盐和二硫代磷酸盐。可以用于提供官能团78的其他分子或化合物包括硫代羰基化合物、硫脲、黄原酸、单硫代磷酸酯、氢醌和聚胺。类似地，可以将螯合剂并入聚合物中作为用于附着矿物(例如，铜)的捕集剂位点。具有官能化聚合物的表面在本文中也称为合成表面。

具有使得表面疏水的分子的聚合物

在本发明的一些实施例中，至少过滤器表面的表面被官能化以使得表面疏水。可以将聚合物表面官能化来具有使得表面疏水的多个分子79(图8b、图8c、图9b、图9c)。分子79可以包括硅氧烷官能团。

在化学中，疏水性是被大量水排斥的分子(称为疏水物)的物理性质。疏水性分子往往是非极性的，并且因此倾向其他中性分子和非极性溶剂。水中的疏水性分子常常聚集在一起。根据热力学，物质寻求处于低能状态，并且结合降低了化学能。水是电极化的，并且能够在内部形成氢键，这赋予其许多独特的物理性质。但是，由于疏水物不是电极化的，并且因为它们不能形成氢键，所以水排斥疏水物，有利于与自身结合。正是这种效应导致了疏水性相互作用。

疏水性效应是所观察到的非极性物质在水溶液中聚集并排斥水分子的趋势。可以观察到水和非极性物质之间的分离和表观排斥。疏水性相互作用主要是源于非极性溶质破坏液态水分子之间的氢键的熵效应。烃链或类似的非极性区域或大分子不能与水形成氢键。将这样的非氢结合表面引入水中引起水分子之间的氢结合网络的破坏。通过聚集在一起，非极性分子减少了暴露给水的表面积并使其破坏效应最小化。

泡沫浮选是用于选择性地将疏水性材料与亲水性材料分离的过程。该过程已被适配于并应用于各种待分离的材料，并且包括表面活性剂和合成化合物的附加的捕集剂已用于各种应用。

在采矿操作中，泡沫浮选是通过利用其疏水性差异而从脉石中分离矿物的过程。通过使用表面活性剂和润湿剂，有价值矿物和废弃脉石之间的疏水性差异增加。矿物的选择性分离使得处理复杂的(即，混合的)矿石在经济上可行。浮选过程用于在进一步精炼之前分离大量硫化物、碳酸盐和氧化物。浮选技术也提升(纯化)了磷酸盐和煤炭。泡沫浮选以粉碎(即，破碎和研磨)开始，粉碎用于增加矿石用于后续处理的表面积。矿石包括所期望的矿物和其他不需要的材料(称为脉石)。将矿石研磨为细粉末的过程被称为解离。然后将细粉末矿石与水混合以形成浆料。通过添加表面活性剂或捕集剂化学品使得所期望的矿物变得疏水。特定的化学品取决于将哪种矿物精炼。然后将疏水性矿物颗粒和亲水性脉石颗粒的浆料(更适当地称为矿浆)置于浮选塔或水平管线中，在浮选塔或水平管道中经浓缩的矿物与包含脉石的尾矿分离。为了对给定的矿石浆料有效，基于其对待分离的颗粒类型的选择性润湿来选择捕集剂。好的捕集剂将物理地或化学地吸附其中一个类型的颗粒。在矿物精矿的浮选回路中，将各种浮选试剂添加到调节槽中的矿石和水的混合物(称为矿浆)中。流量和槽大小被设计为向矿物提供足够的时间来激活。调节剂矿浆被馈送到一组粗选池中，粗选池去除大部分所期望的矿物作为精矿。粗选矿浆传递到一组扫选池，在扫选池中可以添加附加试剂。扫选池泡沫通常被返回到粗选池以进行附加处理，但在某些情况下，可以将扫选池泡沫送到特殊的精选池。扫选矿浆通常足够廉价而作为尾矿被丢弃。更复杂的浮选回路具有若干组精选池和再精选池，以及对矿浆或精矿的中间再研磨。由于许多其他因素，多达15％的解离矿物未被回收并作为脉石被丢弃。

捕集剂

捕集剂或者化学结合(化学吸附)在疏水性矿物表面上、或者在例如通过物理吸附的煤浮选的情况下吸附到表面上。捕集剂增加表面的天然疏水性，从而增加疏水性颗粒和亲水性颗粒的分离性。在图8b、图8c、图9b和图9c中，将根据本发明的感兴趣的疏水性颗粒描绘为颗粒71'、72'。

图4、图5和图6：叶轮、传送带和过滤器

作为示例，叶轮20(图1)具有用于支撑官能化聚合物的捕集区域23(图4)。传送带120(图2)具有用于支撑官能化聚合物的捕集区域123(图5)。过滤器220(图3)具有用于支撑官能聚合物的捕集区域223(图6)。捕集区域23、123和223可以采取许多形式并具有各种表面特征(图7a-图7f)，以当叶轮20、传送带120和过滤器220与包括水和有价值材料的混合物或矿浆浆料11(图1)、101(图2)、201(图3)接触时吸引感兴趣的矿物颗粒。

图7a-图7f：表面特征

作为示例，捕集区域23、123和223(图4-图6)中的每一个可具有多个开口，以允许矿浆浆料11(图1)、101(图2)、201(图3)穿过，而同时捕集矿浆浆料中的有价值材料的至少一部分。开口内部的表面和开口周围的表面或边缘将被提供有官能团来吸引矿物颗粒。这些表面被称为捕集表面。例如，如图7a所示，捕集区域23、123和223上的开口可以采取孔或柱形通路701的形式。如图7b所示，捕集区域23、123和223上的开口可以采取类似蜂窝状布置的六角形通路702的形式。如图7c所示，捕集区域23、123和223可以具有矩形网格703。如图7d所示，捕集区域23、123和223可以包括波状片704a的堆叠。如图7e所示，捕集区域23、123和223可以包括纤维状结构705的不规则布置。如图7f所示，捕集区域23、123和223可以包括平坦表面706。平坦表面706在不具有较大结构的情况下，可以是光滑表面、纸状表面或无光泽表面。捕集区域23、123和223可以由合成材料制成，诸如被官能化以用于吸引矿物颗粒的聚合物。备选地，只有捕集表面被涂覆有这样的聚合物。在本发明的另一实施例中，捕集区域223包括诸如玻璃面板、陶瓷面板和金属片的面板，其中面板的一侧或两侧具有平坦表面706。在本发明的又一实施例中，如图12a-图12b所示，叶轮20和过滤器220包括一批合成的气泡或珠粒。

图8a-图9c：表面分子

作为示例，纤维状结构705(图7e)可以被官能化，使得它们附着分子73(图8a、图8b)。如图7e所示的纤维状结构705可以由如图8a-图8c所示的个体纤维401、401'制成。在本发明的一个实施例中，纤维401(图8a)可以由具有多个分子73的聚合物制成，以提供官能团78和附着分子段76。例如黄原酸酯具有待并入用于制造纤维401的聚合物中的官能团78和分子段76两者。官能团78也被称为吸引矿物颗粒72的离子型或非离子型的捕集剂。离子可以是阴离子或阳离子。阴离子包括但不限于：羟基，诸如羧酸、硫酸盐和磺酸盐，以及巯基，诸如黄原酸盐和二硫代磷酸盐。可以用于提供官能团78的其他分子或化合物包括硫代羰基化合物、硫脲、黄原酸、单硫代磷酸酯、氢醌和聚胺。在本发明的另一实施例中，纤维401被涂覆有具有分子73的聚合物，以提供官能团78和附着分子段76。利用这样的涂层，纤维401可以由玻璃、陶瓷、金属、尼龙、棉或不同的聚合物制成。图8a中示出了纤维401和附着的分子73的图。

在本发明的一个不同的实施例中，纤维401'(图8b)可以由具有多个分子79的聚合物制成，以使得纤维401'(并且因此使得图4、图5、图6的捕集区域23、123和223)疏水。聚合物可以是诸如聚苯乙烯、聚(d,l-丙交酯)、聚(二甲基硅氧烷)、聚丙烯、聚丙烯酸、聚乙烯等的疏水性材料。聚合物也可以是疏水性改性的聚合物，诸如疏水性改性的乙基羟乙基纤维素。备选地，纤维401'可以由玻璃、陶瓷、金属、尼龙、棉或其他织物材料制成，并且涂覆有疏水性分子，诸如硅酮凝胶中的硅氧烷官能团。分子79使得纤维401'变为疏水性。这样，疏水性改性的矿物颗粒72'可以被吸引到疏水性纤维401'。疏水性改性的或润湿的矿物颗粒72'包括矿物颗粒71和附着于其上的一个或多个分子73。分子73或捕集剂具有附着到矿物颗粒71的官能团78以及疏水性链或分子段76。在图8B中示出了示出疏水性链或分子段76与疏水性纤维401'之间的吸引的图。应理解，颗粒72'可以是非矿物的并且可以是水体中的一些有害颗粒。此外，疏水性纤维401'还可以用于吸引非矿物颗粒。例如，如果非矿物颗粒71'具有一个或多个疏水性链或分子段76，则非矿物颗粒71'也被吸引到疏水性纤维401'。图8c中示出了示出非矿物颗粒71'与疏水性纤维401'之间的吸引的图。因此，疏水性纤维401'可以用于过滤器、叶轮或传送带(类似于图4-图6中所示的元件)，以用于水污染控制、水净化等。围绕开口或表面结构701、702、703、704(图7a-图7d)的表面和边缘可以被官能化来提供分子73(图9a、图9b)。如图9a-图9c所示，围绕开口或表面结构701、702、703、704的暴露表面和边缘由表面部分403、403'表示。表面部分403、403'的长度L可以等于叶轮20、传送带120和过滤器220(图4-图6)的厚度。如同图8a中所示的纤维401，表面部分403可以由具有多个分子73的聚合物制成，以提供官能团78和附着分子段76。在一个不同的实施例中，表面部分403被涂覆有具有分子73的聚合物，以提供官能团78和附着分子段76。表面部分403可以由玻璃、陶瓷、金属、尼龙、棉或不同的聚合物制成。官能团78用于吸引矿物颗粒72。在图9a中示出表面部分403和附着的分子73的图。

在本发明的一个不同的实施例中，表面部分403'可以由具有多个分子79的聚合物制成，分子79使得表面部分403'(并且因此使得图4、图5、图6的捕集区域23、123和223)疏水。分子79可以包括硅氧烷官能团。如同图8b和图8c中所示的疏水性纤维401'一样，聚合物可以是疏水性材料，诸如聚苯乙烯、聚(d,l-丙交酯)、聚(二甲基硅氧烷)、聚丙烯、聚丙烯酸、聚乙烯等。聚合物也可以是疏水性改性的聚合物，诸如疏水性改性的乙基羟乙基纤维素。备选地，表面部分403'可以由玻璃、陶瓷、金属、尼龙、棉或其他织物材料制成并且涂覆有疏水性分子，诸如聚硅氧烷、烷基硅烷和氟烷基硅烷。分子79使得表面部分403'变为疏水性的。如此，疏水性改性的矿物颗粒72'被吸引到疏水性表面部分403'。图9b中示出了示出分子段76和疏水性表面部分403'之间的吸引的图。应理解，颗粒72'可以是非矿物的并且可以是水体中的一些有害颗粒。此外，疏水性表面部分403'还可用于吸引非矿物颗粒。例如，如果非矿物颗粒71'具有一个或多个疏水性链或分子段76，则非矿物颗粒71'也被吸引到疏水性表面部分403'。图9c中示出了示出非矿物颗粒71'和疏水性表面部分403'之间的吸引的图。因此，具有疏水性表面部分403'的过滤器、叶轮或传送带(类似于图4-图6中所示的元件)还可以用于水污染控制、水净化等，以去除疏水性改性的颗粒72'，其可能不是感兴趣的矿物，但是对环境有害的有些金属。

如图9a-图9c所示，平坦表面706(图7f)的处理可以与表面部分403、403'类似。即，如图9a所示，平坦表面706可以被官能化，以提供官能团78。如图9b和图9c所示，平坦表面706也可以被官能化为疏水的。

应理解，当叶轮20的捕集区域23(图4)、传送带120的捕集区域123(图5)和过滤器220的捕集区域223(图6)被官能化为疏水时，必须将矿浆浆料11(图1a)、矿浆浆料101(图2)和矿浆浆料201(图3)与捕集剂分子(例如，黄原酸酯)混合，使得可以利用捕集剂分子73将浆料中的矿物颗粒71(图8b和图9b)疏水性改性为润湿的矿物颗粒72'。

在本发明的一个不同的实施例中，叶轮20(图1a)、传送带120(图2)和过滤器220(图3)用在用于矿物分离的水平管线中。此外，如图3所示，可以在第一处理器202中使用一组过滤器220。作为示例，如图10a所示，多个过滤器220被放置在水平管线300中，以捕集浆料322中的有价值材料。当浆料穿过过滤器220时，浆料中的一些矿物颗粒将附着到捕集区域223和开口(参见图7a-图7e)。利用这样的布置，可以将过滤器220中一个或多个从水平管线300中取出以用于矿物释放(参见图10b)，同时其他过滤器220继续捕集矿物颗粒。可以将尾矿342排出或运输至尾矿池等(参见图11)。可以在具有低pH溶液和/或超声波搅拌的富于释放的环境中将过滤器220上附着的矿物颗粒释放。例如，低pH溶液的pH值可以是0至7。如图10b所示，具有所捕集的矿物颗粒的过滤器220可以放置在释放装置410中，以利用由水容器424和酸容器422提供的酸和水的混合物来进行清洗。可以使用一个或多个超声源432来将附着的矿物颗粒从过滤器220中摇动变松散。在本发明的一个实施例中，过滤器200包括诸如玻璃面板、陶瓷面板、金属片、塑料片的面板，其中面板被涂覆有包括多个分子的合成材料，多个分子被配置为吸引矿物颗粒。如图7f所示，面板的表面可以是平坦表面。可以将所回收的水427引导返回，以重新使用。可以从释放装置410中取出经浓缩的矿物440。

在许多释放环境中，pH值低于用于矿物附着的pH值。然而，应注意，例如当有价值材料是铜时，可以为矿物颗粒的附着提供较低的pH环境并且为矿物颗粒从合成珠粒或气泡的释放提供较高的pH环境。通常，选择pH值来促进最强的附着，并选择不同的pH值来促进释放。因此，根据本发明的一些实施例，选择一个pH值以用于矿物附着，并且选择不同的pH值以用于矿物释放。取决于特定的矿物和捕集剂，不同的pH值可能较高或较低。

应用

关于矿物分离描述了本发明的范围，包括从矿石中分离铜。

作为示例，应用被设想为包括：

在生产流中的粗选/扫选分离池，从而代替常规的浮选机器。

尾矿扫选池用于从尾矿流中扫选未回收的矿物。

尾矿精选池用于在将尾矿送到处置池之前从尾矿流中清理不需要的材料。

放置在尾矿池中的尾矿再利用机器，以回收已送到尾矿池的有价值矿物。

应理解，过滤器220(图3、图6)也可以用于尾矿点中的矿物回收。作为示例，可以将一个或多个过滤器220放置在尾矿池350中，以捕集尾矿342中的矿物颗粒。为了增加捕集区域223与池350中的尾矿342之间的接触，可以如箭头A和B所示的那样往返移动过滤器220。应当理解，当过滤器220的捕集区域223被官能化为疏水时，应当将捕集剂分子(例如，黄原酸酯)添加到尾矿342中，使得尾矿中的矿物颗粒可以被润湿。应理解，无论是被官能化为具有捕集剂或被官能化为具有疏水性，根据本发明的合成珠粒和过滤器均被配置用于油砂分离——在油砂采矿作业中的沥青回收中将沥青与砂和水分离。

其他类型或种类的感兴趣的有价值材料或矿物包括金、钼等。

然而，本发明的范围旨在包括现在已知的或将在未来开发的其他类型或种类的应用。

图12a-图14b：不同的实施例

在如图4-图7f所示的叶轮20、传送带120和过滤器220的捕集区域23、123、223上，表面结构上的捕集表面被涂覆有具有特定分子的合成材料，以吸引矿物颗粒。在本发明的一些不同的实施例中，合成材料可以用于在珠粒或气泡上提供那些特定的分子，或者制成珠粒或气泡(参见图13a-图14b)。本文中将具有吸引矿物颗粒的特定分子的气泡或珠粒称为合成气泡或珠粒。作为示例，合成珠粒或气泡170用于叶轮或过滤器中来捕集矿物颗粒72、72'(参见图8a-图9b、图13a-图14b)。如图12a所示，叶轮使用笼状物(cage)等来容纳多个合成珠粒，以在捕集区域23中提供捕集表面。如图12b所示，过滤器使用笼状物等来容纳多个合成珠粒170，以在捕集区域223中提供捕集表面。如图12c所示，当合成珠粒或气泡170用于捕集尾矿池350(图11)中的有价值材料时，可以将其放入袋320中。如同在捕集表面403、403'(图9a-图9c)上使用的合成材料一样，将要在合成珠粒或气泡170上使用的合成材料可以具有官能团78来吸引矿物颗粒72，或者可以具有包括硅氧烷官能团的疏水性分子79。

图13a图示了被官能化为吸引疏水性颗粒的合成珠粒。如图13a所示，合成气泡或珠粒170具有提供珠粒表面174的固相珠粒体。珠粒体的至少外部部分由合成材料(例如，疏水性聚合物)或疏水性化学品的涂层制成。如图13a和图13b所示，合成气泡或珠粒的表面174包括使得表面174疏水的多个分子79。分子79可以包括硅氧烷官能团。例如，表面174可以是涂覆有聚硅氧烷的玻璃表面，聚硅氧烷可以结合到玻璃表面的羟基。聚硅氧烷(例如，羟基封端的聚二甲基硅氧烷)具有硅-氧链以提供疏水性分子79。如图13b所示，疏水性颗粒72'可以是具有附着到其上的一个或多个捕集剂73的矿物颗粒71。捕集剂73的一个端部(78)具有附着于矿物颗粒71的离子化键。捕集剂73的另一端部具有倾向于移动到疏水性分子79中的疏水性链76。因此，疏水性颗粒72'可以是经湿润的矿物颗粒。诸如黄原酸酯的捕集剂具有官能团78和分子76两者。如图13c所示，疏水性颗粒72可以是具有疏水性链76的颗粒71'。这样的颗粒可以是非矿物相关的，但它可以被布置为与本发明的疏水性合成气泡或珠粒170接触。同样，颗粒71可以是非矿物的并且可能对环境有害。因此，根据本发明的疏水性气泡或珠粒170可以用于非采矿应用，例如水污染控制和水净化。合成珠粒的尺寸可以比矿物颗粒的最小尺寸(约150μm)小，并且可以大于矿物颗粒的最大尺寸。在某些应用中，合成珠粒的尺寸可以是1厘米或更大。

图14a图示了具有吸引矿物颗粒的官能团的合成珠粒。合成珠粒170具有珠粒体，以提供吸引矿物颗粒72的珠粒表面174。图14b是被官能化为吸引矿物颗粒的合成珠粒的放大表面。珠粒体的至少外部部分由诸如聚合物的合成材料制成，以在表面174上提供多个分子或分子段76。分子76用于将化学官能团78附着到表面174。通常，分子76例如可以是烃链，并且官能团78可以具有用于将诸如铜的矿物吸引到表面174的阴离子键。例如，黄原酸酯具有待被并入到用于制作合成珠粒70的聚合物中的官能团78和分子段76两者。官能团78也被称为捕集剂，捕集剂可以具有非离子化或离子化的键来吸引矿物颗粒72。类似地，可以将螯合剂并入聚合物中，作为用于吸引诸如铜的矿物的捕集剂位点。

矿物颗粒从合成珠粒的释放可以类似于矿物颗粒从叶轮、传送带或过滤器的释放。例如，在合成珠粒170在捕集区域23或223中或在袋320(图12a-图12c)中已捕集到一定量的矿物颗粒之后，合成珠粒170可以与低pH溶液接触和/或经受超声波搅拌(例如，图10b)，以便释放矿物颗粒。然而，高pH溶液也可以用于释放某些矿物颗粒，而低pH环境用于矿物附着。

根据本发明的一些实施例，合成珠粒的仅一部分表面被官能化为疏水性的。这具有以下益处：

1.避免过多的珠粒凝集在一起——或者限制珠粒的凝集，

2.一旦矿物附着，矿物的重量就可能迫使珠粒旋转，从而允许珠粒在其通过浮选池上升时位于珠粒下方；

a.更好的精选，因为它可以让脉石穿过；

b.防止所附着的一个或多个矿物颗粒被撞掉；以及

c.提供向浮选池中的顶部捕集区域的更通畅的上升。

根据本发明的一些实施例，合成珠粒的仅一部分表面被官能化有捕集剂。这还具有以下益处：

1.一旦矿物附着，矿物的重量就可能迫使珠粒旋转，从而允许珠粒在其通过浮选池上升时位于珠粒下方；

a.更好的精选，因为它可以让脉石穿过；

b.防止所附着的一个或多个矿物颗粒被撞掉；以及

c.提供向浮选池中的顶部捕集区域的更通畅的上升。

根据本发明的一些实施例，如图15a和图15b所示，合成珠粒的一部分被官能化以具有捕集剂，而相同合成珠粒的另一部分被官能化为疏水性的。如图15a所示，合成珠粒74具有如下的表面部分，其中聚合物被官能化为具有捕集剂分子73，捕集剂分子73具有附着于珠粒74的表面的官能团78和分子段76。合成珠粒74还具有不同的表面部分，其中聚合物被官能化为具有疏水性分子79。在如图15b所示的实施例中，合成珠粒74的整个表面可以被官能化为具有捕集剂分子73，但是一部分表面被官能化为具有使得其疏水的疏水性分子79。分子79可以包括硅氧烷官能团。

该“混合式”合成珠粒可以捕集润湿和不润湿的矿物颗粒。

根据本发明的一些实施例，合成珠粒的表面可以被官能化为具有捕集剂分子。捕集剂具有含有能够与矿物颗粒形成化学键的离子的官能团。与一个或多个捕集剂分子相关联的矿物颗粒被称为湿润的矿物颗粒。根据本发明的一些实施例，合成珠粒可以被官能化为疏水性的，以捕集一个或多个润湿的矿物颗粒。

图16a、图16b

图16a以总体指示为500的装置的形式示出了本发明，装置500包括捕集区域或槽502，捕集区域或槽502具有：一个或多个捕集表面504，一个或多个捕集表面504被配置为与具有水和有价值材料的混合物506接触，有价值材料具有感兴趣的多个矿物颗粒508；以及如图16b所示的至少在捕集表面上提供的合成材料504a，合成材料504a具有多个分子，多个分子具有硅氧烷官能团，硅氧烷官能团被配置为将感兴趣的矿物颗粒508吸引到捕集表面504。

在图16中，如图所示，一个或多个捕集表面504可以形成也被指示为504的传送带的一部分，传送带被驱动通过捕集区域或槽502、通过释放区域或槽510、返回通过捕集区域或槽502等。如图所示，传送带504被布置在各种滑轮511上，滑轮511可以由一个或多个马达(未示出)驱动并被配置有对应的连杆机构(也未示出)。传送带和传送带系统在本领域中是已知的，并且本发明的范围不旨在限于其现在已知的或将在未来开发的任何特定类型或种类。

根据本发明的一些实施例，混合物506可以包括矿浆浆料或采取矿浆浆料的形式，矿浆浆料具有形成其一部分的带有感兴趣的矿物颗粒的研磨矿石，包括约500微米或更大的感兴趣的矿物颗粒。根据本发明的一些实施例，混合物506可以包括化学物质，化学物质被配置为增强具有硅氧烷官能团的合成材料与混合物506中的感兴趣矿物颗粒508之间的吸引和/或附着。作为示例，混合物506可以包括疏水剂和/或聚合物捕集剂(例如，包括聚醚酰亚胺(PEI))，然而本发明的范围旨在包括本发明精神内的其他类型或种类的疏水性试剂和/或聚合物捕集剂。作为另外的示例，设想了这样的实施例，其中混合物506可以包括黄原酸酯或黄原酸盐，其在本领域中原本已知用作矿物处理中的浮选和/或疏水剂。本文阐述的化学物质旨在包括现在已知或将在未来开发的一个或多个化学物质。

根据本发明的一些实施例，捕集区域或槽502可以被配置有用于搅动、混合或搅拌混合物506的一个或多个搅动器、混合器或搅拌器512。释放区域或槽510可以被配置有一个或多个扫帚状设备514，以用于从捕集表面504的合成材料504a整体或部分地扫除和/或释放所附着的感兴趣的矿物颗粒508。设想其中扫帚状设备514被配置在传送带504的一侧或两侧上的实施例。根据本发明的一些实施例，释放区域或槽510可以具有对应的混合物516，混合物516被配置为增强从捕集表面504的合成物质504a全部或部分地释放所附着的感兴趣的矿物颗粒508。如图所示，捕集区域或槽502以及释放区域或槽510由壁518分开。

作为示例，传送带504可以由图16b中如504b所指示的聚氨酯橡胶制成，并涂覆有如504a指示的硅酮凝胶，以用于捕集宽范围尺寸的感兴趣的有价值材料，包括远大于约500微米的颗粒。在被涂覆在聚氨酯橡胶504b上之后，硅酮凝胶504a将固化并硬化，以形成聚氨酯橡胶504b的一部分并粘到聚氨酯橡胶504b。可以设想这样的实施例，其中可以在聚氨酯橡胶504b的任一侧或两侧上涂覆硅酮凝胶504a。本发明的范围旨在包括这样设想的实施例：其中传送带504可以由现在已知的或将在未来开发的某个其他弹性材料制成。硅酮凝胶504a可以包括或采取具有硅氧烷官能团的分子的形式，例如包括硅氧烷，硅氧烷可以是或可以采取有机硅化学中具有Si-O-Si键的官能团的形式。作为示例，母体硅氧烷可以包括具有化学式H(OSiH₂)_nOH和(OSiH₂)_n的低聚和聚合氢化物或采取具有化学式H(OSiH₂)_nOH和(OSiH₂)_n的低聚和聚合氢化物的形式。本发明的范围还旨在包括现在已知或将在未来开发的其他类型或种类的硅氧烷，例如包括支链化合物，其中限定特征包括每对硅中心由一个氧原子分开。在本发明的一个实施例中，以及通过示例的方式阐述，硅酮凝胶504a采用来自美国米德兰MI 48686-0994的Corporation的产品形式，例如标记为产品号2986922-1104(批号：0007137499)，其以包括3-4222介电牢固凝胶部分A和3-4222介电牢固凝胶部分B的组合的形式出售。作为示例，凝胶可以具有两个部分：

部分A包括二甲基乙烯基封端的二甲基硅氧烷——68083-19-2；聚二甲基硅氧烷——63148-62-9；乙二醇和二氧化硅的反应物——170424-65-4；加氢的石油轻环烷馏分油——64742-53-6。

部分B包括二甲基乙烯基封端的二甲基硅氧烷——68083-19-2；聚二甲基硅氧烷——63148-62-9；氢封端的二甲基硅氧烷——无；三甲基化二氧化硅——68909-20-6；二甲基甲基氢硅氧烷——68037-59-2。

本发明的范围旨在包括和设想这样的实施例，其中一个或多个捕集表面504可以基本上由如下的材料制成或进行配置，该材料由以非凝胶形式的基于硅氧烷的材料构成。

PDMS

作为示例，PDMS被理解为由以下化学式表征：

CH₃[SiCH₃)₂O]_nSi(CH₃)₃

其中n是重复单体[SiO(CH₃)₂]单元的数目。

PDMS包括氧、氢、硅和碳。由于氧的存在，PDMS通常被视为或被分类为极性基团的一部分。在化学中，极性通常被理解为指代导致分子或其具有电偶极子或多极矩的化学基团的电荷分离，并且极性分子通常被理解为具有被表征为不对称的极性。

传送带实施例的备选方案

本发明的范围不旨在限于包括传送带或采取传送带形式的捕集表面504。例如，设想了这样的实施例，其中捕集表面504包括以下项或采取以下项的形式：叶轮、过滤器组件和/或平板中的一个或多个、以及与本文所述一致的现在已知的或未来将开发的其他类型或种类的捕集表面。

相关的同族

本申请涉及一系列申请，至少包括以下申请：

本申请涉及于2012年5月25日同时提交的9个PCT申请同族，如下：

标题为“Flotation separation using lightweight synthetic bubbles andbeads”的PCT申请号PCT/US12/39528(代理案卷号712-002.356-1)；

标题为“Mineral separation using functionalized polymer membranes”的PCT申请号PCT/US12/39524(代理案卷号712-002.359-1)；

标题为“Mineral separation using sized,weighted and magnetized beads”的PCT申请号PCT/US12/39540(代理案卷号712-002.359-2)；

标题为“Synthetic bubbles/beads functionalized with molecules forattracting or attach to mineral particles of interest”的PCT申请号PCT/US12/39576(代理案卷号712-002.382)；

标题为“Method and system for releasing mineral from synthetic bubblesand beads”的PCT申请号PCT/US12/39591(代理案卷号712-002.383)；

标题为“Synthetic bubbles and beads having hydrophobic surface”的PCT申请号PCT/US12/39596(代理案卷号712-002.384)；

标题为“Mineral separation using functionalized filters and membranes”的PCT申请号PCT/US12/39631(712-2.385//CCS-0092)

标题为“Mineral recovery in tailings using functionalized polymers”的PCT申请号PCT/US12/39655(代理案卷号712-002.386)；以及

标题为“Techniques for transporting synthetic beads or bubbles In aflotation cell or column”的PCT申请号PCT/US12/39658(代理案卷号712-002.387)；

其全部通过引用整体并入。

本申请还涉及于2013年2月28日提交的标题为“Method and system forflotation separation in a magnetically controlled and steerable foam”的PCT申请号PCT/US13/28303(代理案卷号712-002.377-1/CCS-0081/82)，其全部内容也通过引用并入于此。

本申请还涉及于2013年5月22日提交的标题为“Charged engineered polymerbeads/bubbles functionalized with molecules for attracting and attach tomineral particles ofinterest particles for flotation separation”的PCT申请号PCT/US13/42202(代理人案卷号712-002.389-1/CCS-0086)，其也通过引用整体并入于此。

本申请还涉及于2014年5月13日提交的标题为“Polymer surfaces havingsiloxane functional group”的PCT申请号PCT/US14/37823(代理案卷号712-002.395-1/CCS-0123)，其要求于2014年11月11日提交的美国专利序列号14/890,477的优先权，其全部内容也通过引用并入于此。

本申请还涉及于2013年12月9日提交的标题为“Techniques for agglomeratingmature fine tailing by injectioning a polymer in process flow”的PCT申请号PCT/US13/73855(代理人案卷号712-002.396-1/CCS-0110)，其也通过引用整体并入于此。

本申请还涉及于2015年6月1日提交的标题为“Mineral recovery usinghydrophobic polymer surfaces”的PCT申请号PCT/US15/33485(代理案卷号712-002.415-1/CCS-0144)，其也通过引用整体并入本文。

本申请还涉及于2015年12月17日提交的标题为“Transportable modular systemfor enhanced mineral recovery from tailings lines and deposits”的PCT申请号PCT/US15/66390(代理案卷号712-002.417-1/CCS-0133)，其也通过引用整体并入于此。

本发明的范围

还应当理解，关于本文中的特定实施例而描述的任何特征、特性、备选方案或修改也可以与本文所描述的任何其他实施例一起应用、使用或并入本文所描述的任何其他实施例。另外，可以设想，虽然本文所描述的实施例对于均匀流动是有用的，但是本文中所描述的实施例也可以用于具有分散特性(例如，分层流)的分散流。

尽管已参考其示例性实施例描述并图示了本发明，但是在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在其中进行前述和各种其他添加和省略。

Claims (44)

1.一种铜/钼分离处理器，包括：

浆料/介质混合级，被配置为与加载有疏水性辉钼矿的工程聚合物疏水性介质一起接纳包含疏水性辉钼矿和亲水性铜、铁以及其他矿物的经调节的矿浆，所述经调节的矿浆利用硫氢化钠而被调节，并且所述浆料/介质混合级被配置为提供浆料/介质混合物；以及

浆料/介质分离级，被配置为接纳所述浆料/介质混合物、以及提供具有铜精矿的浆料产物和具有钼精矿的聚合疏水性介质产物，所述浆料产物和所述聚合疏水性介质产物被单独引导以用于进一步处理。

2.根据权利要求1所述的铜/钼分离处理器，其中所述浆料/介质混合级包括辉钼矿加载级，所述辉钼矿加载级被配置为包括在搅拌反应室中使所述经调节的矿浆与所述工程聚合物疏水性介质接触，并且将所述疏水性辉钼矿加载在所述工程聚合物疏水性介质上。

3.根据权利要求1所述的铜/钼分离处理器，其中所述浆料/介质分离级包括介质回收级，所述介质回收级包括振动筛、旋转滚筒筛或其他分离设备，所述介质回收级被配置为将具有铜精矿的所述浆料产物过滤、分离并且引导至铜精矿过滤级以及将所述聚合疏水性介质产物过滤、分离并且引导到清洗级。

4.根据权利要求3所述的铜/钼分离处理器，其中所述铜/钼分离处理器包括所述介质清洗级，所述介质清洗级包括配备有清洗水喷雾的振动筛或滚筒筛，所述介质清洗级被配置为清洁所述聚合疏水性介质产物、消除亲水性颗粒的夹带、并且提供经清洗的工程聚合物疏水性介质。

5.根据权利要求4所述的铜/钼分离处理器，其中所述介质清洗级被配置为将经清洗的所述聚合疏水性介质推进到介质剥离级、并且将包含任何残余亲水性颗粒的清洗溶液返回至Cu/Mo增稠级，所述Cu/Mo增稠级形成所述浆料/介质混合级的一部分。

6.根据权利要求4所述的铜/钼分离处理器，其中所述铜/钼分离处理器包括介质剥离级，所述介质剥离级被配置为接纳所述经清洗的工程聚合物疏水性介质、使用剥离溶液或表面活性剂从所述经清洗的工程聚合物疏水性介质中去除所加载的疏水性矿物、并且提供经清洗和剥离的工程聚合物疏水性介质。

7.根据权利要求6所述的铜/钼分离处理器，其中所述铜/钼分离处理器包括介质回收级，所述介质回收级包括筛或滚筒筛，所述介质回收级被配置为：

以剥离介质、回收的疏水性颗粒和残余剥离溶液的浆状混合物的形式接纳所述经清洗和剥离的工程聚合物疏水性介质，

将经回收、清洗和剥离的聚合物疏水性介质再循环至形成所述浆料/介质混合级的一部分的辉钼矿加载级，

将具有所述钼精矿的残余浆料进行过滤并且引导至钼过滤级；以及

将所回收的剥离溶液再循环至所述剥离级。

8.根据权利要求7所述的铜/钼分离处理器，其中所述铜/钼分离处理器包括被配置为接纳所述钼精矿并且提供经过滤的钼精矿的所述钼过滤级。

9.根据权利要求3所述的铜/钼分离处理器，其中所述铜/钼分离处理器包括所述铜精矿过滤级，所述铜精矿过滤级被配置为接纳所述浆料产物并且提供具有经过滤的铜精矿的过滤浆料产物。

10.根据权利要求1所述的铜/钼分离处理器，其中所述经调节的矿浆部分地由通过铜/辉钼矿精矿增稠级而被增稠的矿浆形成，所述铜/辉钼矿精矿增稠级被配置在铜/钼分离处理器的上游。

11.根据权利要求1所述的铜/钼分离处理器，其中所述浆料/介质混合级包括辉钼矿加载级，所述辉钼矿加载级被配置为：包括在搅拌反应室中使所述经调节的矿浆与所述工程聚合物疏水性介质接触、将所述疏水性辉钼矿加载在所述工程聚合物疏水性介质上、将所述浆料产物引导至铜精矿过滤级、并且将所述浆料/介质混合物中的剩余的加载工程聚合物疏水性介质引导至介质清洗级。

12.根据权利要求11所述的铜/钼分离处理器，其中所述铜/钼分离处理器包括所述介质清洗级，所述介质清洗级包括配备有清洗水喷雾的清洗级振动筛或滚筒筛，所述介质清洗级被配置为清洁所述剩余的加载工程聚合物疏水性介质、消除亲水性颗粒的夹带、并且提供经清洗的工程聚合物疏水性介质。

13.根据权利要求12所述的铜/钼分离处理器，其中所述介质清洗级被配置为将所述经清洗的工程聚合物疏水性介质推进到介质剥离级、并且将包含任何残余亲水性颗粒的清洗溶液返回到Cu/Mo增稠级，所述Cu/Mo增稠级形成所述浆料/介质混合级的一部分。

14.根据权利要求13所述的铜/钼分离处理器，其中所述铜/钼分离处理器包括介质剥离级，所述介质剥离级被配置为接纳所述经清洗的工程聚合物疏水性介质、使用剥离溶液或表面活性剂从所述经清洗的工程聚合物疏水性介质中去除所加载的疏水性矿物、并且提供经清洗和剥离的工程聚合物疏水性介质。

15.根据权利要求14所述的铜/钼分离处理器，其中所述铜/钼分离处理器包括介质回收级，所述介质回收级包括筛或滚筒筛，所述介质回收级被配置为：

以剥离介质、回收的疏水性颗粒和残余剥离溶液的浆状混合物的形式接纳所述经清洗和剥离的工程聚合物疏水性介质，

将经回收、清洗和剥离的工程聚合物疏水性介质再循环至所述钼加载级，

将具有所述钼精矿的残余浆料进行过滤并且引导至钼过滤级；以及

将所回收的剥离溶液再循环至所述剥离级。

16.根据权利要求15所述的铜/钼分离处理器，其中所述铜/钼分离处理器包括被配置为接纳所述钼精矿并且提供经过滤的钼精矿的所述钼过滤级。

17.根据权利要求11所述的铜/钼分离处理器，其中所述铜/钼分离处理器包括所述铜精矿过滤级，所述铜精矿过滤级被配置为接纳所述浆料产物并且提供具有经过滤的铜精矿的过滤浆料产物。

18.根据权利要求11所述的铜/钼分离处理器，其中所述经调节的矿浆部分地由通过铜/辉钼矿精矿增稠级而被增稠的矿浆形成，所述铜/辉钼矿精矿增稠级被配置在铜/钼分离处理器的上游。

19.根据权利要求1所述的铜/钼分离处理器，其中所述工程聚合物疏水性介质包括由合成材料制成的聚合物工程珠粒/气泡，所述合成材料具有被配置为吸引包括钼精矿的感兴趣的矿物颗粒的、带有硅氧烷官能团的多个分子。

20.根据权利要求19所述的铜/钼分离处理器，其中所述合成材料具有涂层，所述涂层具有被配置为吸引包括钼精矿的所述感兴趣矿物颗粒的、带有所述硅氧烷官能团的所述多个分子。

21.根据权利要求20所述的铜/钼分离处理器，其中所述涂层包含硅酮凝胶，所述硅酮凝胶包括具有所述硅氧烷官能团的分子或采取具有所述硅氧烷官能团的分子的形式，所述硅氧烷官能团包括是有机硅化学中具有Si-O-Si键的官能团的硅氧烷或采取有机硅化学中具有Si-O-Si键的官能团的形式的硅氧烷。

22.根据权利要求21所述的铜/钼分离处理器，其中母体硅氧烷包括具有分子式H(OSiH₂)_nOH和(OSiH₂)_n的低聚和聚合氢化物，或采取具有分子式H(OSiH₂)_nOH和(OSiH₂)_n的低聚和聚合氢化物的形式。

23.根据权利要求21所述的铜/钼分离处理器，其中所述硅氧烷包括支链化合物，其中限定特征包括每对硅中心由一个氧原子分开。

24.根据权利要求21所述的铜/钼分离处理器，其中所述硅酮凝胶采取以包括3-4222介电牢固凝胶部分A和3-4222介电牢固凝胶部分B的组合出售的产品的形式。

25.根据权利要求21所述的铜/钼分离处理器，其中所述硅凝胶具有两个部分，所述两个部分包括：

部分A，其包括二甲基乙烯基封端的二甲基硅氧烷——68083-19-2；聚二甲基硅氧烷——63148-62-9；乙二醇和二氧化硅的反应物——170424-65-4；加氢的石油轻环烷馏分油——64742-53-6；以及

部分B，其包括二甲基乙烯基封端的二甲基硅氧烷——68083-19-2；聚二甲基硅氧烷——63148-62-9；氢封端的二甲基硅氧烷——无；三甲基化二氧化硅——68909-20-6；二甲基甲基氢硅氧烷——68037-59-2。

26.根据权利要求20所述的铜/钼分离处理器，其中所述涂层基本上用由以非凝胶形式的基于硅氧烷的材料组成的材料制成或进行配置。

27.根据权利要求20所述的铜/钼分离处理器，其中所述涂层被官能化为疏水性的，以便提供所述涂层与所述感兴趣的矿物颗粒之间的结合。

28.根据权利要求1所述的铜/钼分离处理器，其中所述工程聚合物疏水性介质包括聚合物工程珠粒/气泡，所述聚合物工程珠粒/气泡具有由聚合物制成并且涂覆有硅酮凝胶以提供所述硅氧烷官能团的表面。

29.根据权利要求28所述的铜/钼分离处理器，其中所述聚合物是天然疏水的或者被官能化为疏水的。

30.根据权利要求28所述的铜/钼分离处理器，其中所述聚合物是包括聚二甲基硅氧烷的疏水性聚合物。

31.根据权利要求28所述的铜/钼分离处理器，其中所述表面通过具有带有硅氧烷官能团的化学物质而成为疏水的。

32.根据权利要求20所述的铜/钼分离处理器，其中所述涂层被涂覆有包括聚硅氧烷的疏水性硅酮聚合物，以便变得疏水。

33.根据权利要求20所述的铜/钼分离处理器，其中所述涂层包含聚合物表面，并且所述合成材料包括硅氧烷衍生物。

34.根据权利要求20所述的铜/钼分离处理器，其中所述合成材料包括聚硅氧烷。

35.根据权利要求20所述的铜/钼分离处理器，其中所述合成材料包括二甲基乙烯基封端的二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、以及二甲基甲基氢硅氧烷中的一个或多个。

36.根据权利要求20所述的铜/钼分离处理器，其中所述合成材料包括羟基封端的聚二甲基硅氧烷。

37.根据权利要求33所述的铜/钼分离处理器，其中所述聚合物表面包括聚氨酯。

38.根据权利要求20所述的铜/钼分离处理器，其中所述涂层包括从由以下项组成的组中选择的聚合物：聚酰胺、聚酯、聚氨酯、苯酚-甲醛、脲-甲醛、三聚氰胺-甲醛、聚缩醛、聚乙烯、聚异丁烯、聚丙烯腈、聚(氯乙烯)、聚苯乙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(乙酸乙烯酯)、聚(偏二氯乙烯)、聚异戊二烯、聚丁二烯、聚丙烯酸酯、聚(碳酸酯)、酚醛树脂和聚二甲基硅氧烷。

39.根据权利要求20所述的设备，其中所述涂层包括来自由以下项组成的组的聚合物：聚苯乙烯、聚(d,l-丙交酯)、聚(二甲基硅氧烷)、聚丙烯、聚丙烯酸、聚乙烯、疏水性改性的乙基羟乙基纤维素聚硅氧烷、烷基硅烷和氟烷基硅烷。

40.一种用于分离铜和钼的方法，包括：

在浆料/介质混合级中与工程聚合物疏水性介质一起接纳包含疏水性辉钼矿和亲水性铜、铁以及其他矿物的经调节的矿浆，所述经调节的矿浆利用硫氢化钠而被调节，并且提供浆料/介质混合物；以及

在浆料/介质分离级中接纳所述浆料/介质混合物，并且提供具有铜精矿的浆料产物和具有钼精矿的聚合疏水性介质产物，所述浆料产物和所述聚合疏水性介质产物被单独引导以用于进一步处理。

41.根据权利要求40所述的方法，其中所述方法还包括利用辉钼矿加载级来配置所述浆料/介质混合级，以包括在搅拌反应室中使所述经调节的矿浆与所述工程聚合物疏水性介质接触，并且将所述疏水性辉钼矿加载在所述工程聚合物疏水性介质上。

42.根据权利要求40所述的方法，其中所述方法还包括利用包括振动筛、旋转滚筒筛或分离设备的介质回收级来配置所述浆料/介质分离级，以将具有铜精矿的所述浆料产物过滤、分离并且引导至铜精矿过滤级以及将所述聚合疏水性介质产物过滤、分离并且引导至清洗级。

43.根据权利要求40所述的铜/钼分离处理器，其中所述方法还包括利用钼加载级来配置所述浆料/介质混合级，以包括在搅拌反应室中使所述经调节的矿浆与所述工程聚合物疏水性介质接触、将所述疏水性辉钼矿加载在所述工程聚合物疏水性介质上、将所述浆料产物引导至铜精矿过滤级、并且将所述浆料/介质混合物中的剩余的加载聚合物疏水性介质引导至介质清洗级。

44.根据权利要求2所述的铜/钼分离处理器，其中所述搅拌反应室包括以下项或采取以下项的形式：滚筒式反应室，以及机械、旋转/翻滚、重力流、化学、气动、离心反应室。