DE1237512B

DE1237512B - Verfahren zum Sortieren von Erzen

Info

Publication number: DE1237512B
Application number: DEM67544A
Authority: DE
Inventors: Ted C Mathews
Original assignee: TED C MATHEWS
Current assignee: TED C MATHEWS
Priority date: 1964-12-07
Filing date: 1965-12-06
Publication date: 1967-03-30
Also published as: FR1475692A; OA02048A; US3356211A; SE311501B; GB1078430A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B03b

Deutsche KI.: 1 a - 32

Nummer: 1237512

Aktenzeichen: M 67544 VI a/l a

Anmeldetag: 6. Dezember 1965

Auslegetag: 30. März 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sortieren von Erzen durch selektive elektromagnetische Induzierung von erzhaltigen Materialien, Messung der von dem induzierten Erz ausgestrahlten charakteristischen Wellenlänge und Betätigung von mit der Meßvorrichtung in Verbindung stehenden Sortiereinrichtungen.

Es ist häufig im Bergbau erforderlich, große Mengen tauben Gesteins u. dgl. zu fördern, um das wertvolle Mineral daraus zu gewinnen. Dieses Gesteinsmaterial muß in der Aufbereitungsanlage zerkleinert, gemahlen und behandelt werden, bevor das gewünschte Material abgetrennt werden kann. Zur Verringerung der Zerkleinerungsarbeit der Mühle ist es erforderlich, das wertlose Material zu entfernen. In den Fällen, in denen zwischen dem Mineral und den Abfallprodukten ein sichtbarer Unterschied besteht, wird das Mineral häufig von Hand ausgelesen. Auch ist bekannt, das erzhaltige Material einer elektromagnetischen Bestrahlung auszusetzen und die von den einzelnen Materialarten emittierte Strahlung verschiedener Wellenlängen zur Ausscheidung der unerwünschten Materialarten zu verwenden. Die Bestrahlung kann dabei durch Röntgen- oder Katodenstrahlen, infrarote oder ultraviolette Strahlen, WärmestraHen erfolgen oder auch durch eine radioaktive Strahlenquelle vorgenommen werden. In jedem Fall wird die abgestrahlte Energie durch geeignete Mittel empfangen, gemessen und zur Steuerung von Trennvorrichtungen verwendet, die beispielsweise entsprechend der empfangenen Strahlungsimpulse einen Luftstrahl oder Flüssigkeitsstrahl gegen das die Meßvorrichtung durchlaufende Erzmaterial lenken oder eine mechanische Ablenkeinrichtung betätigen, um dadurch eine Sortierung und Konzentrierung des Erzes zu erreichen.

Eine Aussortierung von Hand scheidet überall dort aus, wo keine sichtbaren Unterschiede zwischen dem zu gewinnenden Erz und dem wertlosen Gestein bestehen. Die Bestrahlung des Erzmaterials ist aber nicht in jedem Fall brauchbar, da viele Materialien sich überhaupt nicht oder nur schwer aktivieren lassen oder eine zu große Aktivierungsenergie erfordern. In diesen Fällen strahlen die Materialien auch keine Energie ab, die als Indikator und zur Steuerung von Trenneinrichtungen verwendet werden könnte.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese Nachteile zu beseitigen und auch nicht oder nur schwer aktivierbare erzhaltige Materialien einer Sortierung und Konzentrierung durch selektive elektromagnetische Induzierung zugänglich zu Verfahren zum Sortieren von Erzen

Anmelder:

Ted C. Mathews, Fairbanks, Alaska (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. M. Licht, Dr. R. Schmidt,

Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. Hansmann

und Dipl.-Phys. S. Herrmann, Patentanwälte,

München 2, Theresienstr. 33

Als Erfinder benannt:

Ted C. Mathews, Fairbanks, Alaska (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 7. Dezember 1964
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machen. Dies geschieht dadurch, daß das erzhaltige Material vor der elektromagnetischen Bestrahlung mit einem flüssigen, fluoreszierenden Mittel behandelt wird, das auf einem Teil des Erzes bevorzugt einen Überzug bildet.

Durch eine solche Behandlung des erzhaltigen Materials wird Materialteilen die Fähigkeit gegeben, bei Belichtung mit ultraviolettem Licht, Röntgenstrahlen oder einer anderen geeigneten Art elektromagnetischer Strahlung Wellen einer charakteristischen Wellenlänge auszusenden. Das behandelte Erz wird dann in bekannter Weise zu einer Trennzone geschickt, wo eine elektromagnetische Einrichtung, die auf die besondere Wellenlänge anspricht, feststellt, welche Teilchen überzogen sind und welche nicht. Dadurch wird auch eine Aussortierung der Materialien, insbesondere Erzmaterialien, erreicht, die sonst keine elektromagnetische oder eine zu schwache oder auch eine Strahlung unerwünschter Wellenlänge emittieren. Die fluoreszierende Überzugsflüssigkeit hat die Eigenschaft, nach einer Belichtung durch ultraviolettes Licht, Röntgenstrahlen oder einer anderen geeigneten Strahlenart elektromagnetische Wellen im Bereich des sichtbaren Lichts zu emittieren, d. h. zu fluoreszieren.

Als eine solche Flüssigkeit läßt sich in vorteilhafter Weise Anthracen verwenden. Ebenso hat sich ein Schmieröl auf Petroleumbasis als besonders geeignet erwiesen.

Um ein gutes Haften des fluoreszierenden Überzugs auf den entsprechenden Teilen zu erreichen,

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kann, gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes, die entsprechende Teilchenoberfläche vor der Aufbringung des fluoreszierenden Überzugs mit einem oberflächenaktiven Reagenz behandelt werden, das gewöhnlich aus langen Kettenmolekülen einer Atomgruppe besteht, die sich nach der Teilchenoberfläche ausrichten, und einer anderen Gruppe, die sich nach der fluoreszierenden Flüssigkeit ausrichtet.

Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung, in der das erfindungsgemäße Verfahren an Hand der Trennung von Erz aus einem erzhaltigen Material schematisch beispielsweise dargestellt ist.

Das Erz wird auf einen Förderer 1 gebracht und fällt von dort an einer Bestrahlungsquelle 2 vorbei in eine Zone, in der die durch die bestrahlten Teile ausgesandte charakteristische Strahlung in einer Strahlabtasteinrichtung 3 empfangen wird. Die von der Einrichtung 3 aufgenommene Strahlungsenergie erzeugt einen schwachen elektrischen Strom, der durch einen Verstärker 4 verstärkt wird. Der von dem Verstärker abgegebene Strom betätigt einen Gleichrichterschalter 5, der seinerseits eine Ablenkeinrichtung 6, beispielsweise einen durch eine Magnetspule gesteuerten Luftstrom, einen Wasserstrahl oder eine mechanisch betriebene Klappe in Tätigkeit setzt. Die Ablenkeinrichtung stößt das Strahlen charakteristischer Wellenlänge aussendende Teilchen aus dem Strom der herabfallenden anderen Teilchen heraus. Diese Teilchen fallen in einen Sammelbehälter 7, während die anderen ein Sammelbehälter 8 aufnimmt.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, wird die Strahlungsmeß- bzw. Strahlungsnachweiseinrichtung 3, für die gewöhnlich ein Fotoelektronenvervielfacher Verwendung findet, zweckmäßigerweise so angeordnet, daß die Teilchen, kurz nachdem sie das Ende des Förderers verlassen haben, abgetastet werden. Um einen hohen Trennungsgrad zu erzielen, werden die Erzteilchen in einer solchen Menge auf den Förderer gegeben, daß nur eine einzige Schicht vorhanden ist.

Die Art der Ablenkeinrichtung 6 hängt von der jeweiligen Größe der Erzteilchen ab. Ein Luftstrom ist bei Größen unter 12,5 mm geeignet. Ein Wasserstrahl wird bei Größen zwischen 12,5 und 100 mm verwendet, während eine mechanische Klappe für noch größere Teilchen gewählt wird.

Vor bzw. über dem Förderer 1 ist eine nicht dargestellte Vorrichtung angeordnet, mit der das fluoreszierende Material beispielsweise durch Sprühen oder Eintauchen auf das Erz aufgebracht wird. Um die Haftung der Überzugsflüssigkeit auf den Erzteilchen zu verbessern, wird vor der Aufsprühung des fluoreszierenden Materials die Erzoberfläche mit einem oberflächenaktiven Reagenz behandelt. Jeder Überschuß an fluoreszierendem Material oder Reagenz kann leicht durch Waschen mit Wasser entfernt werden.

Auf diese Weise lassen sich insbesondere auch Erze mit Kalkspatgangart und verschiedenen Mineralien, Erze mit Quarzgangart und verschiedenen Mineralien sowie Sulfiderze mit verschiedenen Arten von Begleitmineralien behandeln.

Als fluoreszierende Mittel, wobei unter dem Begriff Fluoreszenz die Fähigkeit verstanden werden soll, eine Strahlung einer bestimmten Wellenlänge zu absorbieren und mit unterschiedlicher Wellenlänge, sichtbar oder unsichtbar während oder nach der Belichtung zu emittieren, kann eine große Anzahl organischer Stoffe verwendet werden, die bei Aktivierung durch ultraviolettes Licht, Röntgenstrahlen oder anderer Strahlenarten Strahlen einer charakteristischen Wellenlänge aussenden. Zu diesen fluoreszierenden Stoffen zählen Anthracen, Fluoreszin, Chrysen, Aminoacetalpikrat, Schmieröl auf Petroleumbasis, Allylaminpikrat, Aluminiumpalmitat, Ammoniummandelat, Kalziumtriäthanolamintheobromin, Ferrostearat, Glycerylmonooleat, Glycerylmonostearat, Hydrastin, Hydrastinchlorid, Bleinaphthenat, Bleilinoleat, Bleistearat, Manganstearat und Benzol. Einige dieser Stoffe sind bei normalen Temperaturen Feststoffe und werden daher als Lösung verwendet. Zum Beispiel kann Anthracen in Benzol gelöst werden. Als oberflächenaktive Reagenzien, die ein sicheres Haften des fluoreszierenden Stoffes an der zu überziehenden Teilchenfläche bewirken sollen, lassen sich verschiedenartige Stoffe verwenden, die gewöhnlich aus langen Kettenmolekülen mit einer Atomgruppe, die sich nach der Teilchenoberfläche ausrichtet, und einer anderen Gruppe, die sich nach dem fluoreszierenden Stoff ausrichtet, bestehen. Diese oberflächenaktiven Reagenzien lassen sich allgemein im Hinblick auf ihre Haftung auf der Oberfläche in drei Gruppen unterteilen: anionische, kationische und neutrale Reagenzien. Die anionischen Reagenzien, wie Xanthate, haften auf Mineralien mit einem positiven Oberflächenpotential (z. B. auf Metallen und Sulfiden). Die kationischen Reagenzien, wie Amine, haften auf Oberflächen mit negativer Ladung, z. B. auf den Silikaten. Die neutralen Reagenzien, wie Petroleumderivate, haften auf Oberflächen, die positiver sind als der neutrale Kohlenwasserstoff. Wie schon erwähnt wurde, ist ein oberflächenaktives Reagenz nicht immer erforderlich. Zum Beispiel haften viele Schmieröle auf Petroleumbasis vorzugsweise an bestimmten Mineralien und fluoreszieren auch, wenn sie durch elektromagnetische Bestrahlung erregt werden. Als anionische Reagenzien können beispielsweise die Alkalialkylxanthate, wie Natriumsecbutylxanthat, Kaliumäthylxanthat, Natriumäthylxanthat und Kaliumamylxanthat; Aryldithiophosphorsäuren, wie Phenyldithiophosphorsäure; Fettsäuren, wie Stearinsäure; Thiocarbanilid; verseifte Fettsäuren, wie Natriumstearat und Kaliumstearat; sulfoniert« öle, Glyceride, wie Tripalmitin und Tristearin; und Alkohole verwendet werden. Zu den kationischen Reagenzien zählen die Alkylammoniumhalide, wie Amyltrimethylammoniumbromid und Cetyltrimethylammoniumbromid; die Alkalimetall- und Erdalkalimetallalkylarlylsulfonate, wie Natriumdodecylbenzolsulfonat und Kalziumdodecylbenzolsulfonat; die Alkylammoniumacetate, wie Dodecylammoniumacetat; Langkettenalkohole, wie Dodecylalkohol; äthylenungesättigte Monocarboxylsäuren und ihre Seifen, wie Ölsäure, Linolsäure, Natriumoleat und Natriumlinoleat; fetthaltige Aminacetate und Benzol.

Das auf einigen Erzteilchen vorzugsweise absorbierte fluoreszierende Material kann durch Strahlen aus dem ganzen Spektrum elektromagnetischer Energie, von den Radiowellen über die infraroten, sichtbaren, ultravioletten Strahlen, Gammastrahlen bis zum Ionenbeschuß, bei einer bestimmten Wellenlänge zum Fluoreszieren gebracht werden. Die beson-

dere Art der Strahlung, die im einzelnen Fall zur Anwendung gelangt, hängt von dem gewählten fluoreszierenden Material ab. Zum Beispiel fluoreszieren Anthracen und Schmieröle auf Petroleumbasis bei Belichtung durch ultraviolettes Licht (2500 bis 3700 A), und zwar besonders stark bei 4000 A.

Durch richtige Auswahl des floreszierenden Materials und des oberflächenaktiven Reagenz ist es möglich, fast jedes Mineral zu überziehen, während das gleichzeitig vorhandene andere Material nicht überzogen wird. Somit läßt sich jedes Erzbestandteil leicht von jedem anderen Bestandteil trennen. Dies soll im folgenden an zwei ausgewählten Anwendungsbeispielen dargestellt werden.

Beispiel I

Eine Menge zerkleinerten Erzes, das hauptsächlich Quarz und Kalkspat enthält, wird mit einem Schmieröl auf Petroleumbasis überzogen. Das überschüssige Schmieröl wird durch Spülen mit Wasser entfernt. Eine mikroskopische Untersuchung der Teilchen zeigte, daß der Quarz das Schmieröl zurückweist, während es den Kalkspat überzieht. Die Vorrichtung zum Trennen des Erzes weist einen Förderer auf, an dessen Abgabeende eine Quelle ultravioletten Lichtes angebracht ist. Unter der ultravioletten Lichtquelle befindet sich eine auf Emissionen von 4000 A ansprechende Fotoelektronenvervielfacherröhre. Ein Wratten-Filter ist in dem optischen Strahlengang der Röhre eingeschaltet, um ultraviolettes Streulicht auszufiltern. Der Ausgang der Röhre führt zu einem Verstärker, der einen als Schalter dienenden gesteuerten Siliziumgleichrichter betätigt, der seinerseits einen unterhalb der ultravioletten Lichtquelle befindlichen solenoidbetätigten Luftstrom in Tätigkeit versetzt. Das behandelte Erz wird in einer solchen Menge auf das sich bewegende Förderband geschüttet, daß eine einzige Schicht von Erzteilchen darauf liegt. Die Erzteilchen werden ultraviolettem Licht ausgesetzt, wenn sie vom Ende des Förderbandes frei nach unten fallen. Auf die bei 4000A auftretende Emissionsstrahlung der überzogenen Teilchen spricht die Fotoelektronenvervielfacherröhre an. Es wurde festgestellt, daß die durch die Röhre betätigte, mit Luftstrom arbeitende Ablenkvorrichtung eine sehr gute Trennung des überzogenen Kalkspats von dem Quarz bewirkt.

Beispiel II

Eine Menge zerkleinerten Erzes mit sulfidhaltigen Mineralien, Sandstein, Argillit und Kalkspat wird mit Wasser gewaschen, um anhaftende Teilchen zu entfernen. Darauf wird das Erz in eine wäßrige Lösung von Anthracen und Phenyldithiophosphorsäure getaucht und der Überschuß durch Waschen mit Wasser entfernt. Es hat sich gezeigt, daß das Anthracen vorzugsweise an der Oberfläche der Sulfidmineralien anhaftet. Das Sulfidmineral wird danach von der Gangart in der in Beispiel I beschriebenen Weise getrennt.

Mit dem neuartigen Verfahren läßt sich bei einer Vielzahl von Mineralien, einschließlich der unten aufführten, ein Trennungsgrad von etwa 90% erreichen. So z. B. bei Quarz von Quarzit, Quarz von Sandstein, Quarz von Argillit, Quarz von Kalkspat, Quarz von Glimmerschiefer, Quarz von Kalkschiefer, Quarz von Hornblendeschiefer, Kalkstein von Quarz, Kalkstein von Sandstein, Kalkstein von Argillit, Kalkstein von Kalkspat, Kalkstein von Glimmerschiefer, Kalkstein von Kalkschiefer, Kalkstein von Hornblendeschiefer.

Daraus ergibt sich, daß sich das neuartige Verfahren besonders gut zur Anreicherung von Quarz, Kalkspat und Sulfiderzen eignet.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Sortieren von Erzen durch selektive elektromagnetische Induzierung von erzhaltigen Materialien, Messung der von dem induzierten Erz ausgestrahlten charakteristischen Wellenlänge und Betätigung von mit der Meßvorrichtung in Verbindung stehenden Sortiereinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß das erzhaltige Material vor der elektromagnetischen Bestrahlung mit einem flüssigen, fluoreszierenden Mittel behandelt wird, das auf einem Teil des Erzes selektiv einen Überzug bildet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das fluoreszierende Material Anthracen ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das fluoreszierende Material ein Schmieröl auf Petroleumbasis ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Erzmaterial vor der Behandlung mit dem fluoreszierenden Mittel mit oberflächenaktiven Reagenzien konditioniert wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 516 130;
österreichische Patentschrift Nr. 114 673;
USA.-Patentschrift Nr. 3 011 634;
Broda und Schönfeld, »Die technischen Anwendungen der Radioaktivität«, 1956, S. 106.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen