EP2537590B1 - Verfahren zur Gewinnung von nichtmagnetischen Erzen aus einem nichtmagnetische Erzpartikel enthaltenden suspensionsartigen Massestrom - Google Patents

Verfahren zur Gewinnung von nichtmagnetischen Erzen aus einem nichtmagnetische Erzpartikel enthaltenden suspensionsartigen Massestrom Download PDF

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EP2537590B1
EP2537590B1 EP11170703.0A EP11170703A EP2537590B1 EP 2537590 B1 EP2537590 B1 EP 2537590B1 EP 11170703 A EP11170703 A EP 11170703A EP 2537590 B1 EP2537590 B1 EP 2537590B1
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magnetic
separator
particles
ore
flow
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Michael Diez
Argun Gökpekin
Wolfgang Krieglstein
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00—Magnetic separation
    • B03C1/005—Pretreatment specially adapted for magnetic separation
    • B03C1/015—Pretreatment specially adapted for magnetic separation by chemical treatment imparting magnetic properties to the material to be separated, e.g. roasting, reduction, oxidation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B13/00—Control arrangements specially adapted for wet-separating apparatus or for dressing plant, using physical effects

Definitions

  • a flotation cell or a flotation reactor is a mass flow in the form of an ore-containing pulp, i. essentially a suspension of water, ground rock (gangue) and ground ore fed.
  • the mass flow containing the ore particle magnetic particle agglomerates is subsequently supplied as so-called separator flow to a (first) separation device in the form of a magnetic separator.
  • the magnetic separator serves to separate the ore particle-magnetic particle agglomerates from the bulk stream or pulp, i. the magnetic ore particle magnetic particle agglomerates are discharged from the pulp and transferred to a so-called separator concentrate stream which essentially contains the ore particle-magnetic particle agglomerates, minor amounts of gait and water.
  • the remaining constituents or residues are fed into what is known as a separator residual stream.
  • the ore particle magnetic particle agglomerates are cleaved into their constituents, ie ore particles and magnetic particles, so that they are present in the form of a mixture unbound or separately next to one another (so-called "unload” process).
  • the ore particle-magnetic particle agglomerates are separated by means of a further or second separation device via chemical processes through the use of appropriate chemicals such as solvents or the like.
  • the separation of the substantially isolated magnetic particles from the ore particles and the remaining constituents is then likewise carried out in the context of the "unload" process via a further or third separation device, again typically in the form of or comprising a magnetic separator in which the magnetic particles are separated magnetically , This is followed by separation into a mass flow containing first magnetic particles and a mass flow containing a second ore particles, which are present separately from each other and basically or ideally only the respective pure substance, i. either pure magnetic particles or pure ore particles.
  • a generic method is for example off EP 2 090 367 A1 or belonging to the same patent family WO 2009/101070 A2 which relates to a process for the continuous recovery of non-magnetic ores from non-magnetic ore particles having pulp.
  • Magnetic or magnetizable magnetic particles which form ore-magnetic particle agglomerates with the non-magnetic ore particles, are fed to a pulp flowing continuously through a reactor.
  • the ore magnetic particle agglomerates are moved by means of a magnetic field into an accumulation region of the reactor and removed from the accumulation region of the reactor.
  • both the ore particles and the magnetic particles are subject to certain losses, since both the non-agglomerated ore particles or magnetic particles and the ore particle magnetic particle agglomerates not separated from the separator flow are not or only with considerable effort available for further use are.
  • the invention is therefore based on the problem of specifying an improved method for obtaining non-magnetic ores, in particular with regard to monitoring the process yield of the "load" process.
  • the inventive method provides to determine the proportion of ore particles or magnetic particles or the ore particle magnetic particle agglomerates qualitatively or quantitatively. This is done on the basis of the at least one information indicating the proportion of ore particles and / or magnetic particles in the Separatorzustrom and / or the Separatorkonzentratstrom and / or the Separatorreststrom information.
  • the efficiency or yield of the process step of forming the ore particle magnetic particle agglomerates and / or the process step of separating the ore particle magnetic particle agglomerates from the Separatorzustrom first qualitatively or quantitatively described.
  • direct or indirect knowledge about the efficiencies of the corresponding process steps can be obtained.
  • the determination of the at least one information indicative of the proportion of ore particles and / or magnetic particles in the Separatorzustrom and / or the Separatorkonzentratstrom and / or the Separatorreststrom information is preferably carried out by X-ray analysis method, in particular X-ray fluorescence analysis (XRF) or X-ray diffractometry (XRD).
  • XRF X-ray fluorescence analysis
  • XRD X-ray diffractometry
  • Magnetic particles in the sense of the invention are to be understood as meaning all magnetic or magnetizable particles.
  • L e-diglich example ferrimagnetic particles such as magnetite (Fe 3 O 4) are cited.
  • ore particles-magnetic particle agglomerates which comprise at least one ore particle and at least one magnetic particle, carried out in the context of the method according to the invention takes place via at least one suitable mixing device.
  • a magnetic separator which optionally comprises a plurality of magnetic devices.
  • the separation of the ore particles from the deposited ore magnetic particle agglomerates as part of the process of the present invention may be accomplished by a step of feeding the ore particle magnetic particle agglomerates into a separation apparatus wherein the ore particle magnetic particle agglomerates into a mixture of separately adjacent ore particles and magnetic particles, and a process step of feeding the mixture into a separation device in which the magnetic particles are magnetically separated from the mixture via a magnetic device associated with the separation device to form a first magnetic particle containing mass flow and a second mass containing second ore particles ,
  • the magnetic separator for separating the ore particle magnetic particle agglomerates from the Separatorzustrom as a first separation device the separation device for separating the separated from the Separatorkonzentratstrom ore particles magnetic particle agglomerates in the mixture of separately coexistent ore particles and magnetic particles as the second separation device and the separation device for separating the magnetic particles from the mixture may be referred to as a third separating device.
  • All separation devices may have one or more associated or associated separation regions, separation chambers, separation devices or the like.
  • the determination of the information can be done, for example, from the residues remaining after separation of the ore particle magnetic particle agglomerates from the separator concentrate stream, ie from the separator residual stream. This is in particular a qualitative consideration of the process yield of "load” process possible. Certain levels of ore particles and / or magnetic particles in the separator tail stream (so-called tailing) indicate that the process step of the formation of the ore particle magnetic particle agglomerates should be optimized, since in the residues still a certain number of unbound, ie not to ore particles Magnetic particle agglomerates agglomerated ore particles respectively magnetic particles is present.
  • At least one information indicating a measure of the proportion of ore particles and magnetic particles in the Separatorzustrom and / or the Separatorkonzentratstrom and / or the Separatorreststrom information is determined. That is, it is possible to know about both the proportion of ore particles and the proportion of magnetic particles in the respective streams to obtain, so that a comprehensive picture of the efficiency of the respective process steps of the method according to the invention both in terms of the respective proportions of ore particles and magnetic particles is feasible.
  • the information indicative of the proportion of ore particles and / or magnetic particles is determined for at least two of the streams, the information relating to the respective streams indicating the measure of the proportion of ore particles and / or magnetic particles based on the information, in particular after a comparison Information, at least one operating parameter of the mixing device and / or the magnetic separator is set. Accordingly, for example, the content of ore particles and / or magnetic particles in the Separatorzustrom be determined and compared with the corresponding contents in the Separatorkonzentratstrom. With ideal attachment of the ore particles to the magnetic particles, the separator concentrate stream contains no unbound, i. isolated ore particles or magnetic particles. The same applies of course to the Separatorreststrom.
  • the information for the Separatorzustrom and the Separatorreststrom is determined, it can also be adjusted based on the comparison of the separatorzustrom content information and the separatorreststrom detaileden information at least one operating parameters of the mixing device and / or the magnetic separator.
  • the respective contents of ore particles or magnetic particles for all three streams i. the Separatorzustrom, the Separatorkonzentratstrom and the Separatorreststrom, determined via appropriate information concerning the respective streams and compared with each other.
  • the mass flow to be supplied to the mixer can be a quantitative determination of the proportion of ore particles in the separated ore particle magnetic particle agglomerates from a comparison of the proportion of ore particles contained in the mass flow and the proportion of ore particles contained in the separated ore particle magnetic particle agglomerates to be possible.
  • the content of ore particles in the mass flow is known even before the formation of ore particle magnetic particle agglomerates, so that the efficiency of the "load” process from the difference of the initial content of ore particles in the mass flow and the content of ore particles in the results in separated ore particle magnetic particle agglomerates containing Separatorkonzentratstrom.
  • a corresponding consideration also applies to the conventionally known proportion of added magnetic particles.
  • the content of ore particles or magnetic particles of the mass flow can also be compared with the corresponding contents of ore particles or magnetic particles in Separatorzustrom what equally provides knowledge about the efficiency of the mixing process performed in the mixing device.
  • the setting of the respective operating parameters, in particular the mixing device and the magnetic separator is basically such that the proportion of ore particles and / or magnetic particles in the Separatorreststrom is reduced or minimized.
  • the method according to the invention preferably provides the information indicating a measure of the proportion of ore particles or magnetic particles in the respective streams not only as an indication of the efficiency of the corresponding process steps for forming the ore particle magnetic particle agglomerates or for separating the ore particle magnetic particles Agglomerates from the Separatorzustrom use, but this equally as a control signal for the adjustment or change of corresponding mixing devices or magnetic separators for separating the ore particles magnetic particle agglomerates from the Separatorzustrom to use.
  • the information is compared with at least one threshold value indicating a minimum or maximum concentration of ore particles in the separator concentrate stream and / or in the separator residual stream, wherein at least one operating parameter of the mixing device and / or of the magnetic separator is set as a function of the comparison result becomes.
  • a threshold value which of course also corresponding threshold ranges are understood, a particularly simple and fast quality monitoring in particular the "load” process can take place and therefore settings corresponding operating parameters of the mixing device (s) and / or the or the magnetic separators for the purpose of Process optimization are made.
  • a threshold value which threshold value may of course also include corresponding tolerance ranges
  • the fraction of ore particles in the separator concentrate stream or in the separator stream Separator residual flow is increased above a predetermined or specifiable standard value, this also indicates that the proportion of ore particles in the separated ore particle magnetic particle agglomerates is too low.
  • a corresponding adaptation of in particular at least one operating parameter of the mixing device used to form the ore particle magnetic particle agglomerates takes place, and consequently the process step involves the formation of the ore particle magnetic particle agglomerates. The same applies when detecting an exceeding of a threshold value of magnetic particles in Separatorreststrom.
  • an excess of the proportion of ore particle magnetic particle agglomerates in Separatorreststrom be detected, which indicates that process technology should be intervened in the process step of separating the ore particle magnetic particle agglomerates from the Separatorzustrom. Consequently, at least one operating parameter required for the operation of the magnetic separator for separating off the ore particle magnetic particle agglomerates from the separator flow is hereby primarily adapted or optimized.
  • the threshold value is formed in consideration of a degree of pulverization and / or digestion of the ore particles in the mass flow.
  • other parameters in particular the ore particles, can also be taken into account within the framework of the formation of the threshold value.
  • the concentration of the magnetic particles in particular the concentration of the magnetic particles relative to the ore particles, and / or the concentration and / or composition of a hydrophobizing the ore particles and / or the magnetic particles hydrophobicizing and / or the shear rate and / or the mixing time and / or the composition of the mass flow, in particular a water content of the mass flow, and / or the flow rate of the mass flow are used.
  • At least one magnetic parameter in particular the field strength and / or a field gradient, and / or the mass flow through the magnetic separator fluid influencing means, in particular in the form of orifices and / or displacement bodies, and / or the Flow rate of the mass flow can be used by the magnetic separator.
  • the adjustment of magnetic parameters is particularly useful when using a traveling magnetic field separator as a magnetic device correspondingly associated with the magnetic separator for separating the ore particle magnetic particle agglomerates from the separator feed. This also applies the setting of corresponding signal exciter forms, signal frequencies, signal phase positions of relative signal characteristics such as countercurrent, synchronization, velocity relative to the flow of Separatorzustroms or the pulp and other, the magnetic field influencing magnetic parameters.
  • All processes are determined by several communicating decentralized or a central control and / or regulating device, recorded and evaluated in particular via suitable computer-based evaluation algorithms and optionally deposited in a storage means.
  • the determination of a measure of the proportion of ore particles or magnetic particles in the respective streams indicating information can be continuous or discontinuous.
  • this information is constantly determined at all times, so that a complete image of the process control with regard to the yield, in particular of the "load" process, is given.
  • a discontinuous determination of the information these are determined at given or predefinable times, for example once a minute. Both variants allow a so-called in situ or online determination of the information.
  • a discontinuous determination of the information also means sampling of ore particle magnetic particle agglomerates separated from the mass flow, which sample, separately from the method according to the invention, for example in a laboratory, is tested for its corresponding composition, i. in particular the proportion of ore particles.
  • the determination of the information is carried out continuously, wherein on the basis of the continuously determined information, a continuous control and / or regulation of the method is performed. Consequently, within the scope of the method according to the invention, a measure of the proportion of ore particles or magnetic particles in the respective streams can be determined continuously.
  • the continuous identification of the corresponding, Information associated with the respective streams permits continuous or dynamic regulation or optimization of the process, so that the process control of changing process parameters, such as the composition of the mass flow, can be readjusted quickly, ie possibly even in real time.
  • the mass flow or the Separatorzustrom is supplied again.
  • the further usable ore particles, magnetic particles or ore particle magnetic particle agglomerates contained in the Separatorreststrom are fed again to the mass flow or the Separatorzustrom.
  • the mass flow supplied ore particles or magnetic particles in the mixing device are again bonded to ore particle magnetic particle agglomerates respectively not transferred from the Separatorzustrom transferred to the Separatorkonzentratstrom Erzpumble magnetic particle agglomerates again promoted by the magnetic separator and optionally separated.
  • the process efficiency can be increased in such a way, as fundamentally reusable or reusable materials are not lost.
  • the Separatorzustrom can for example have a solids content of non-magnetic ore particles below 10%, in particular less than 10%, preferably between 1 and 10% nickel ore particles.
  • the solids content of copper or molybdenum ore particles may be below 5%, preferably between 1 and 5%.
  • the proportion of copper ore particles can be between 0.3 and 2.5%.
  • the proportion of molybdenum ore particles may be between 0.025 and 0.1%. All salary information is purely exemplary nature.
  • the operating parameters of the mixing device and / or of the magnetic separator are advantageously set such that the proportion of ore particles and / or magnetic particles in the separator residual stream is reduced, in particular minimized.
  • This embodiment is then advantageously used when the mined ore is a first extraction step, often also Grobflotation called, goes through.
  • the maximum mass flow to be processed is present, which may be on the order of several thousand to 10,000 m 3 / h, since only the ore fraction present in the pulp is present in the pulp, and accordingly a comparatively large proportion of deaf rock ,
  • the goal here is to extract as much of the ore from the pulp as possible.
  • the ore, which is not extracted from the pulp in this first extraction step is usually lost and is discharged from the plant into a so-called Tailing Dam. If this first recovery step is sub-optimal with regard to the yield of the ore, this considerably reduces the economic efficiency of the entire process, since the missing yield in this process step can hardly be compensated in later process steps.
  • the Separatorzustrom has a solids content of more than 5%, in particular between 5 and 40%, wherein the operating parameters of the mixing device and / or the magnetic separator are adjusted such that the proportion of ore particles in the Separatorkonzentratstrom increased, in particular maximized , becomes.
  • the process is used for concentrate processing.
  • a separator stream enriched with ore particle magnetic particle agglomerates is already fed to the magnetic separator to further increase the fraction of ore particle magnetic particle agglomerates by their magnetic separation by means of the magnetic separator in a separator concentrate stream.
  • a plurality of these steps is required in order to achieve a desired for further processing ore content in the concentrate stream.
  • the present invention also relates to an apparatus for carrying out the method described above.
  • the device comprises at least one mixing device for mixing the mass flow with magnetic particles to form ore particle magnetic particle agglomerates, at least one feed device for feeding the mass flow as Separatorzustrom in at least one magnetic separator for separating the ore particle magnetic particle agglomerates from the mass flow, at least one separation device for separating the ore particles from the Separatorkonzentratstrom, at least one detection means for determining at least one a measure of the proportion of Ore particles and / or magnetic particles in the Separatorzustrom and / or the Separatorkonzentratstrom and / or the Separatorreststrom and at least one control and / or regulating device.
  • the control and / or regulating device comprises at least one machine-readable program means, the program means being designed as a function of the determined information for controlling and / or regulating the mixing device and / or the magnetic separator and / or the separating device.
  • control and / or regulating device for a device as described above.
  • the control and / or regulating device comprises at least one machine-readable program means, wherein the program means in dependence of a measure of the proportion of ore particles or magnetic particles in the Separatorzustrom and / or Separatorkonzentratstrom and / or Separatorreststrom determined information for controlling and / or regulating a mixing device and / or the magnetic separator and / or the separating device is formed.
  • FIG. 1 shows a block diagram of the method according to the invention for obtaining non-magnetic ores from a non-magnetic ore particle and suspension-like mass flow containing magnetic particles. It is preferably a continuous process.
  • a device 13 for extracting non-magnetic ores from a non-magnetic ore particle E containing mass flow which device 13 can be referred to as a magnetic flotation cell associated mixing device 14 is a mass flow in the form of a pulp P and Magnetic particles M supplied.
  • the pulp P consists essentially of non-magnetic ore particles E, such as Cu 2 S particles, the magnetic particles M are for example in the form of magnetite (Fe 3 O 4 ) before. If appropriate, the magnetic particles M may already be hydrophobized.
  • the so-called "load” process takes place in which the hydrophobized magnetic particles M are deposited on the hydrophobized ore particles E or interact with them to form ore magnetic particle agglomerates A.
  • the ore magnetic particle agglomerates A contained in the mass flow comprise at least one hydrophobized magnetic particle M and at least one hydrophobized ore particle E.
  • the magnetic particles M are to be considered as carrier particles for the ore particles E.
  • Essential influencing factors for the formation of an efficient yield of ore particle magnetic particle agglomerates A are the mixing time, shear forces prevailing during the mixing process and, if appropriate, the freeness or the particle size or particle size distribution of the ore particles E contained in the mass flow.
  • the mass flow is supplied as separator flow (see arrow 11) to a magnetic separator 16, in particular by means of a feed device 15.
  • a magnetic separator 16 In the third process step, magnetic separation of the ore particle-magnetic particle agglomerates A from the separator feed takes place, i. essentially of gait G.
  • the magnetic separator 16 which may also be referred to as the first separating device, has at least one magnetic device (not shown).
  • the magnetic particle particles magnetic particle agglomerates A which are magnetic due to the magnetic particles M, accumulate in the region of the magnetic device and can thus largely be separated from the gait G, i.
  • the concentrated ore particle magnetic particle agglomerates A contained in the separator concentrate stream are fed to a second separation device 17 in which the ore particle magnetic particle agglomerates A are mixed with separately present unbonded ore particles E and Magnetic particles M are separated (so-called "unload” process).
  • the separation of the ore particle magnetic particle agglomerates A for example, chemically, in particular via a change in the pH and / or an addition of chemical release agents T done.
  • the "unload" process is largely completed, i. there is a mixture of separately present unbound ore particles E and magnetic particles M.
  • the isolated magnetic particles M are magnetically separated from the non-magnetic ore particles E via a third separating device 21 comprising a magnetic device, in particular a traveling-field magnetic separator, and converted into a mass flow MS1 containing a first magnetic particle M.
  • the first mass flow MS1 can be recycled, so that the magnetic particles M contained in it can be reused at the beginning of the process (see arrow 10). Accordingly, the overall process can be optimized in economic and environmental terms.
  • the ore particles E are converted into a mass stream MS2 containing a second ore particle E, which is subsequently dehydrated or dried (cf., box 7), so that dried ore particles E are largely present after dehydration or drying.
  • the water W is discharged separately.
  • the first mass flow MS1 contains exclusively magnetic particles M and the second mass flow MS2 exclusively ore particles E.
  • this is difficult to realize in practice, so that there are certain losses of magnetic particles bound in the first mass flow MS1 and magnetic particles bound in the second mass flow MS2 M is coming.
  • the loss of ore particles E in the magnetic separation by means of the magnetic separator 16 in the context of the method according to the invention can be determined in order to estimate the efficiency and the yield of the "load" process and possibly also of the overall process and optionally to optimize.
  • the inventive method is characterized accordingly by the fact that at least one is a measure of the proportion of ore particles E or magnetic particles M in the Separatorzustrom and / or the Separatorkonzentratstrom and / or the Separatorreststrom indicating information I is determined.
  • the information I indicating a measure of the proportion of ore particles E or magnetic particles M can thus be determined at different process steps of the method described above.
  • Particularly suitable are at least indirectly associated with the "lo-ad" Prozz process steps of mixing the nonmagnetic ore particles E containing mass flow or the pulp P with the magnetic particles M in the mixing device 14, so that the information I from the Mixing device 14 and optionally the feed device 15 leaving Separatorzustrom (see arrow 11) is determined.
  • the measure of the proportion of ore particles E and / or magnetic particles M indicating information I is preferably determined for all three streams, that is the Separatorzustrom, the Separatorkonzentratstrom and Separatorreststrom, based on a comparison of the respective currents information I, at least an operating parameter of the mixing device 14 and / or the magnetic separator 16 is set.
  • the comparison of the information I concerning the separator flow and the information I concerning the separator concentrate flow for the respective proportion of ore particles E allows a quantitative statement about the yield of the "load" process. That is, it can be quantitatively determined what proportion of ore particles E could be separated from the ore particle magnetic particle agglomerates A separated from the separator feed. In this way, overall relevant findings can be obtained for the process yield of the method according to the invention.
  • the determination of the respective information I is preferably carried out continuously by means of X-ray fluorescence analysis methods, such as, for example, X-ray fluorescence analysis (XRF) or X-ray diffractometry analysis (XRD).
  • XRF X-ray fluorescence analysis
  • XRD X-ray diffractometry analysis
  • At least one operating parameter of the mixing device 14 and / or of the magnetic separator 16 is adjusted on the basis of the determined respective information I or comparison results of specific information I.
  • other devices used in the context of the method according to the invention such as, in particular, further separating devices 17, 21 or the like, or their operating parameters, can be set or optimized as a function of the determined information (I).
  • Exemplary operating parameters for the mixing device 14 are the concentration of the magnetic particles M, in particular the concentration of the magnetic particles M relative to the ore particles E, and / or the concentration and / or composition of a water repellent H and / or hydrophobizing the ore particles E and / or the magnetic particles M the shear rate and / or the mixing time and / or the composition of the mass flow, in particular a water content of the mass flow, and / or the flow rate of the mass flow.
  • Exemplary operating parameters for the magnetic separator 16 are at least one magnetic parameter, in particular the field strength and / or a field gradient, and / or the mass flow through the magnetic separator 16 fluid influencing means, in particular in the form of diaphragms and / or displacement bodies, and / or the Flow rate of the mass flow through the magnetic separator 16.
  • the proportion of ore particle magnetic particle agglomerates A in the separator concentrate stream is increased or maximized or the proportion of ore particles E and / or magnetic particles M and / or ore particle magnetic particle agglomerates A in the separator residual stream is reduced or minimized.
  • the information I can be compared with at least one threshold value indicating a minimum or maximum concentration of ore particles E in the separator concentrate stream and / or in the separator residual stream, wherein at least one operating parameter of the mixing device 14 and / or of the magnetic separator 16 is set as a function of the comparison result.
  • the threshold value (s) of which, of course, corresponding threshold ranges, are advantageously formed taking into account a degree of pulverization and / or digestion of the ore particles E in the mass flow originally used.
  • mixing device (s) 14 respectively separating device (s) 16, 17, 21, d. H. in particular of the magnetic separator 16 for separating the ore particle magnetic particle agglomerates A from the Separatorzustrom is possible.
  • Particular embodiments of the method according to the invention provide that before the actual setting of at least an operating parameter is simulated a change of the information I which is expected to be associated therewith.
  • the separator residual stream (see arrow 3) is again supplied to the original mass flow or to the separator feed after separation of the ore particle magnetic particle agglomerates A.
  • Corresponding ore particles E and / or magnetic particles M contained in the separator residual stream may if appropriate be converted into corresponding ore particle magnetic particle agglomerates A or, in relation to the recycled ore magnetic particle agglomerates A, be separated from the separator stream.
  • the reusable particles present in the Separatorreststrom are thus not lost, which is beneficial to the efficiency of the method according to the invention.
  • the Separatorzustrom may for example have a solids content of non-magnetic ore particles E below 10%, in particular less than 10%, preferably between 1 and 10% nickel ore particles.
  • the solids content of copper or molybdenum ore particles may be below 5%, preferably between 1 and 5%.
  • the proportion of copper ore particles can be between 0.3 and 2.5%.
  • the proportion of molybdenum ore particles may be between 0.025 and 0.1%. All salary information is purely exemplary nature.
  • the operating parameters of the mixing device 14 and / or of the magnetic separator 16 are advantageously adjusted in such a way that the proportion of ore particles E and / or magnetic particles M in the separator residual stream is reduced, in particular minimized.
  • the Separatorzustrom has a solids content of more than 5%, in particular between 5 and 40%, wherein the operating parameters of the mixing device 14 and / or the magnetic separator 16 are adjusted such that the proportion of ore particles E increases in Separatorkonzentratstrom , in particular, is maximized.
  • Boxes 8, 9 shown in dashed lines indicate that, if necessary, a remixing operation (see box 8) may be required to remove residues, i. non-separated or split ore particle magnetic particle agglomerates A to remix after the separation carried out in the fifth process step.
  • a remixing operation may be required to remove residues, i. non-separated or split ore particle magnetic particle agglomerates A to remix after the separation carried out in the fifth process step.
  • an addition of a more highly concentrated release agent T may be expedient. Accordingly, a new dewatering or drying takes place (see Box 9).
  • the device 13 used for carrying out the method according to the invention has at least one mixing device 14 for mixing the mass flow with optionally pre-hydrophobized magnetic particles M to form ore particle magnetic particle agglomerates A, at least one feed device 15 for feeding the mass flow as Separatorzustrom in at least one Magnetic separator 16 for separating the ore particle magnetic particle agglomerates A from the Separatorzustrom, at least one separator 17 for separating the ore particles E from the Separatorkonzentratstrom, at least one detection means 18 for determining at least one measure of the proportion of ore particles E or magnetic particles M in the Separatorzustrom and / or Separatorkonzentratstrom and / or Separatorreststrom indicating information I and at least one control and / or regulating device 19.
  • the control and / or regulating device 19 comprises at least one machine-readable program means 20, the program means 20 depending on the determined information I for controlling and / or regulating the mixing device 14 and / or the magnetic separator 16 and / or the separation device (s) 17th , 21 is formed.

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  • Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von nichtmagnetischen Erzen aus einem nichtmagnetische Erzpartikel enthaltenden suspensionsartigen Massestrom, umfassend die Schritte:
    • Vermischen des Massestroms mit Magnetpartikeln in wenigstens einer Mischeinrichtung unter Ausbildung von Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten,
    • Zuführen des Massestroms als Separatorzustrom in wenigstens einen magnetischen Separator zur Abtrennung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate aus dem Separatorzustrom,
    • Bilden eines Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate enthaltenden Separatorkonzentratstroms und eines die übrigen Bestandteile des Massestroms enthaltenden Separatorreststroms,
    • Abtrennen der Erzpartikel aus den in dem Separatorkonzentratstrom enthaltenen Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten, wobei zur Ermittlung einer Effizienz zumindest eines Prozessschritts wenigstens eine ein Maß für den Anteil an Erzpartikeln und/oder Magnetpartikeln in dem Separatorzustrom und/oder dem Separatorkonzentratstrom und/oder dem Separatorreststrom angebende Information ermittelt wird.
  • Der Einsatz von Flotationszellen zur Gewinnung von Erzen aus erzhaltigem Schüttgut ist weithin bekannt. Dabei wird einer Flotationszelle bzw. einem Flotationsreaktor ein Massestrom in Form einer erzhaltigen Pulpe, d.h. im Wesentlichen einer Suspension aus Wasser, gemahlenem Gestein (Gangart) und gemahlenem Erz, zugeführt.
  • Im Rahmen sogenannter magnetischer Flotationsverfahren wird der die Pulpe enthaltende Massestrom zur Ausbildung sogenannter Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate mit Magnetpartikeln, worunter beispielsweise magnetische Partikel in Form von Magnetit fallen, beladen (sogenannter "load-Prozess"). Zur Ausbildung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate ist üblicherweise eine vorherige Hydrophobierung sowohl der Erzpartikel als auch der Magnetpartikel erforderlich. Die Bildung der sonach im Wesentlichen über hydrophobe Wechselwirkungen respektive Anziehungskräfte erzeugten Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate erfolgt durch Vermischen der Ausgangsstoffe in einer Mischeinrichtung unter Berücksichtigung bestimmter Mischparameter, wie Scherkräfte, Zeit, Temperatur etc.
  • Der die Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate enthaltende Massestrom wird im Weiteren als so genannter Separatorzustrom einer (ersten) Trennvorrichtung in Form eines magnetischen Separators zugeführt. Der magnetische Separator dient der Abtrennung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate aus dem Massestrom respektive der Pulpe, d.h. die magnetischen Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate werden aus der Pulpe ausgetragen und in einen sogenannten Separatorkonzentratstrom, welcher im Wesentlichen die Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate, kleinere Mengen an Gangart sowie Wasser enthält, überführt. Die übrigen Bestandteile respektive Rückstände (so genanntes tailing) werden in einen so genannten Separatorreststrom geführt.
  • Anschließend werden die Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate in ihre Bestandteile, d.h. Erzpartikel und Magnetpartikel, gespalten, so dass diese in Form eines Gemisches ungebunden bzw. separat nebeneinander vorliegen (sogenannter "unload"-Prozess). Typischerweise erfolgt die Trennung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate mittels einer weiteren oder zweiten Trennvorrichtung über chemische Verfahren durch den Einsatz entsprechender Chemikalien wie Lösungsmittel oder dergleichen.
  • Das Abtrennen der im Wesentlichen isoliert vorliegenden Magnetpartikel von den Erzpartikeln und den übrigen Bestandteilen erfolgt anschließend gleichermaßen im Rahmen des "unload"-Prozesses über eine weitere oder dritte Trennvorrichtung wiederum typischerweise in Form eines oder umfassend einen magnetischen Separator, in welcher die Magnetpartikel magnetisch abgetrennt werden. Daraufhin erfolgt eine Auftrennung in einen ersten Magnetpartikel enthaltenden Massestrom und einen zweiten Erzpartikel enthaltenden Massestrom, welche getrennt voneinander vorliegen und grundsätzlich bzw. idealerweise nur den jeweiligen Reinstoff, d.h. entweder reine Magnetpartikel oder reine Erzpartikel, enthalten.
  • Ein gattungsgemäßes Verfahren ist beispielsweise aus EP 2 090 367 A1 bzw. der derselben Patentfamilie zugehörigen WO 2009/101070 A2 bekannt, welche ein Verfahren zur kontinuierlichen Gewinnung von nichtmagnetischen Erzen aus einer nichtmagnetische Erzpartikel aufweisenden Pulpe betrifft. Da-bei werden einer einen Reaktor kontinuierlich durchströmenden Pulpe magnetische oder magnetisierbare Magnetpartikel zugeführt, welche mit den nichtmagnetischen Erzpartikeln Erz-Magnetpartikel-Agglomerate bilden. Die Erz-Magnetpartikel-Agglomerate werden mittels eines Magnetfelds in einen Akkumulationsbereich des Reaktors bewegt und aus dem Akkumulationsbereich des Reaktors abgeführt.
  • Bei den bekannten Verfahren ist es regelmäßig problematisch, dass das Abtrennen der entsprechenden Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate aus dem Separatorkonzentratstrom nicht mit ausreichender Effizienz realisierbar ist. Ein Abtrennen sämtlicher Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate aus dem Separatorkonzentratstrom ist üblicherweise nicht möglich, d.h., dass ein gewisser nicht abgeschiedener Rückstand an Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten in dem Separatorkonzentratstrom verbleibt. Dies begründet sich vornehmlich zum einen aus statistischen Gründen, wonach stets ein gewisser Anteil an Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten nicht aus dem Separatorkonzentratstrom abgeschieden werden kann und zum anderen durch den Wirkungsgrad des zur Abtrennung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate aus dem Separatorzustrom verwendeten magnetischen Separators (erste Trennvorrichtung).
  • Entsprechend treten bezogen auf den Gesamtprozess sowohl betreffend die Erzpartikel als auch die Magnetpartikel bestimmte Verluste auf, da sowohl die nicht agglomerierten Erzpartikel bzw. Magnetpartikel als auch die nicht aus der Separatorzustrom abgetrennten Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate einer weiteren Verwendung nicht oder nur mit erheblichem Aufwand zugänglich sind. Es findet weder eine Überwachung des Prozesses der Bildung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate noch eine Überwachung des Prozesses der Abtrennung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate aus dem Separatorzustrom statt.
  • Der Erfindung liegt sonach das Problem zugrunde, ein, insbesondere im Hinblick auf eine Überwachung der Prozessausbeute des "load"-Prozesses, verbessertes Verfahren zur Gewinnung von nichtmagnetischen Erzen anzugeben.
  • Das Problem wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, den Anteil an Erzpartikeln oder Magnetpartikeln bzw. der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate qualitativ oder quantitativ zu bestimmen. Dies erfolgt anhand der wenigstens einen ein Maß für den Anteil an Erzpartikeln und/oder Magnetpartikeln in dem Separatorzustrom und/oder dem Separatorkonzentratstrom und/oder dem Separatorreststrom angebenden Information.
  • Die Information erlaubt es, Rückschlüsse auf die Effizienz bzw. Prozessausbeute insbesondere des "load"-Prozesses sowie gegebenenfalls auch auf die der Abtrennung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate nachfolgenden, insbesondere das Abtrennen der Erzpartikel aus den Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten betreffenden Prozessschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens anzustellen.
  • Demzufolge lässt sich die Effizienz respektive Ausbeute des Prozessschritts der Bildung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate und/oder des Prozessschritts der Abtrennung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate aus dem Separatorzustrom erstmalig qualitativ oder quantitativ beschreiben. Mithin können direkte oder indirekte Erkenntnisse über die Wirkungsgrade der entsprechenden Prozessschritte erhalten werden.
  • Die Ermittlung der wenigstens einen ein Maß für den Anteil an Erzpartikeln und/oder Magnetpartikeln in dem Separatorzustrom und/oder dem Separatorkonzentratstrom und/oder dem Separatorreststrom angebenden Information erfolgt bevorzugt mittels Röntgenanalyseverfahren, insbesondere Röntgenfluoreszenzanalyse (XRF) oder Röntgendiffraktometrieanalyse (XRD). Selbstverständlich sind auch andere geeignete Methoden zur Ermittlung der Information denkbar.
  • Als Magnetpartikel im erfindungsgemäßen Sinne sind sämtliche magnetischen oder magnetisierbaren Partikel zu verstehen. Le-diglich beispielhaft werden ferrimagnetische Partikel wie Magnetit (Fe3O4) genannt.
  • Als Erzpartikel im erfindungsgemäßen Sinne sind sämtliche nichtmagnetische, d.h. weder ursprünglich oder im Verhältnis zu den Magnetpartikeln nur schwach magnetische noch magnetisierbare oder im Verhältnis zu den Magnetpartikeln nur schwach magnetisierbare Erzpartikel zu verstehen. Lediglich beispielsweise werden Kupfererze wie Chalkosin (Cu2S) genannt.
  • Die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführte Bildung von Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten, welche wenigstens einen Erzpartikel und wenigstens einen Magnetpartikel umfassen, erfolgt über wenigstens eine geeignete Mischeinrichtung. Die nachfolgende Abscheidung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate aus dem Separatorzustrom erfolgt über einen magnetischen Separator, welcher gegebenenfalls mehrere Magnetvorrichtungen umfasst. Die Abtrennung der Erzpartikel aus den Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten erfolgt über geeignete Trennvorrichtungen.
  • Die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehene Abtrennung der Erzpartikel aus den abgeschiedenen Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten kann über einen Verfahrensschritt des Zuführens der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate in eine Trennvorrichtung, in welcher die Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate in ein Gemisch aus separat nebeneinander vorliegenden Erzpartikeln und Magnetpartikeln getrennt werden, sowie einen Verfahrensschritt des Zuführens des Gemisches in eine Trennvorrichtung, in welcher die-Magnetpartikel über eine der Trennvorrichtung zugeordnete Magnetvorrichtung magnetisch aus dem Gemisch abgetrennt werden, wobei ein erster Magnetpartikel enthaltender Massestrom und ein zweiter Erzpartikel enthaltender Massestrom gebildet wird, erfolgen.
  • Somit kann der magnetische Separator zur Abtrennung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate aus dem Separatorzustrom als erste Trennvorrichtung, die Trennvorrichtung zur Abtrennung der aus dem Separatorkonzentratstrom abgetrennten Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate in das Gemisch aus separat nebeneinander vorliegenden Erzpartikeln und Magnetpartikeln als zweite Trennvorrichtung und die Trennvorrichtung zur Abtrennung der Magnetpartikel aus dem Gemisch als dritte Trennvorrichtung bezeichnet werden.
  • Sämtliche Trennvorrichtungen können eine oder mehrere diesen zugehörige oder zugeordnete Trennbereiche, Trennkammern, Trenneinrichtungen oder dergleichen aufweisen.
  • Die Ermittlung der Information kann z.B. aus den nach dem Abtrennen der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate aus dem Separatorkonzentratstrom zurückbleibenden Rückständen, d.h. aus dem Separatorreststrom erfolgen. Hierdurch ist insbesondere eine qualitative Betrachtung der Prozessausbeute des "load"-Prozesses möglich. Bestimmte Gehalte an Erzpartikeln und/oder Magnetpartikeln im Separatorreststrom (so genanntes Tailing) weisen darauf hin, dass der Prozessschritt der Bildung der Erzpartikel-Magnetpartikeln-Agglomerate optimiert werden sollte, da in den Rückständen weiterhin eine bestimmte Anzahl an ungebundenen, d.h. nicht zu Erzpartikel-Magnetpartikeln-Agglomeraten agglomerierten Erzpartikeln respektive Magnetpartikeln vorliegt.
  • Insbesondere Kenntnisse über den Anteil an in den Rückständen enthaltenen Erzpartikeln lassen bereits frühzeitig Rückschlüsse auf die Effizienz bzw. Ausbeute insbesondere des "load"-Prozesses, d.h. im Wesentlichen den Gehalt an in den Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten gebundenen Erzpartikeln zu.
  • Bestimmte Gehalte an Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten im Separatorreststrom weisen hingegen darauf hin, dass der Prozessschritt der Abtrennung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate aus dem Separatorzustrom optimiert werden sollte.
  • Somit können bereits anhand der qualitativen Aussage über sich gegebenenfalls zeitlich ändernde Gehalte an Erzpartikeln, Magnetpartikeln oder Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten im Separatorreststrom Kenntnisse über die Prozesseffizienz insbesondere des "load"-Prozesses erhalten werden, um derart gegebenenfalls entsprechende, im Weiteren näher erläuterte Maßnahmen zur Erhöhung des für die Effizienz des Gesamtprozesses relevanten Anteils an in den Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten gebundenen Erzpartikeln durchzuführen.
  • Bevorzugt wird wenigstens eine ein Maß für den Anteil an Erzpartikeln und Magnetpartikeln in dem Separatorzustrom und/oder dem Separatorkonzentratstrom und/oder dem Separatorreststrom angebende Information ermittelt. D.h. es ist möglich, Kenntnisse über sowohl den Anteil an Erzpartikeln als auch den Anteil an Magnetpartikeln in den jeweiligen Strömen zu erlangen, so dass ein umfassendes Bild über die Effizienz der jeweiligen Prozessschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens sowohl bezüglich der jeweiligen Anteile an Erzpartikeln als auch Magnetpartikeln realisierbar ist.
  • Erfindungsgemäß wird die das Maß für den Anteil an Erzpartikeln und/oder Magnetpartikeln angebende Information für wenigstens zwei der Ströme ermittelt, wobei anhand der Information, insbesondere nach einem Vergleich der die jeweiligen Ströme betreffenden, das Maß für den Anteil an Erzpartikeln und/oder Magnetpartikeln angebenden Informationen, wenigstens ein Betriebsparameter der Mischeinrichtung und/oder des magnetischen Separators eingestellt wird. Entsprechend kann beispielsweise der Gehalt an Erzpartikeln und/oder Magnetpartikeln in dem Separatorzustrom ermittelt und mit den entsprechenden Gehalten im Separatorkonzentratstrom verglichen werden. Bei idealer Anbindung der Erzpartikel an die Magnetpartikel enthält der Separatorkonzentratstrom keine ungebundenen, d.h. isoliert vorliegenden Erzpartikel respektive Magnetpartikel. Gleiches gilt selbstverständlich für den Separatorreststrom.
  • Sofern die Information für den Separatorzustrom und den Separatorreststrom ermittelt wird, kann ebenso anhand des Vergleichs der separatorzustromseitigen Information und der separatorreststromseitigen Information wenigstens ein Betriebsparameter der Mischvorrichtung und/oder des magnetischen Separators eingestellt werden.
  • Zweckmäßig werden die jeweiligen Gehalte an Erzpartikeln respektive Magnetpartikeln für alle drei Ströme, d.h. den Separatorzustrom, den Separatorkonzentratstrom und den Separatorreststrom, über entsprechende die jeweiligen Ströme betreffende Informationen ermittelt und miteinander verglichen.
  • Grundsätzlich geben jeweils hohe Gehalte an ungebundenen Erzpartikeln bzw. Magnetpartikeln im Separatorkonzentratstrom und dem Separatorreststrom Hinweise auf eine unzureichende Ausbildung entsprechender Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate, d.h. der Mischprozess der im ursprünglichen Massestrom enthaltenen Erzpartikeln mit den Magnetpartikeln ist zu verbessern. Hohe Gehalte an Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate im Separatorreststrom liefern ebenso Kenntnisse über die Prozesseffizienz insbesondere der Verfahrensschritte der Bildung bzw. Abtrennung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate.
  • Sofern auch eine Ermittlung der ein Maß für den Anteil an Erzpartikeln in den abgeschiedenen Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten angebenden Information für den ursprünglichen Massestrom, d.h. den der Mischeinrichtung zuzuführenden Massestrom, vorgesehen ist, kann aus einem Vergleich des Anteils an in dem Massestrom enthaltenen Erzpartikeln und des Anteils an in den abgetrennten Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten enthaltenen Erzpartikeln eine quantitative Bestimmung des Anteils an Erzpartikeln in den abgetrennten Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten möglich sein. Hier ist der Gehalt an Erzpartikeln in dem Massestrom bereits vor der Bildung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate bekannt, so dass sich die Effizienz des "load"-Prozesses aus der Differenz des Ausgangsgehalts an Erzpartikeln in dem Massestrom und des Gehalts an Erzpartikeln in dem die abgetrennten Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate enthaltenden Separatorkonzentratstrom ergibt. Eine entsprechende Betrachtung gilt auch für den üblicherweise bekannten Anteil an zugegebenen Magnetpartikeln.
  • Selbstverständlich kann der Gehalt an Erzpartikeln bzw. Magnetpartikeln des Massestroms auch mit den entsprechenden Gehalten an Erzpartikeln bzw. Magnetpartikeln im Separatorzustrom verglichen werden, was gleichermaßen Kenntnisse über die Effizienz des in der Mischeinrichtung durchgeführten Mischprozesses liefert.
  • Die Einstellung der jeweiligen, insbesondere die Mischeinrichtung sowie den magnetischen Separator, betreffenden Betriebsparameter erfolgt grundsätzlich derart, dass der Anteil an Erzpartikeln und/oder Magnetpartikeln in dem Separatorreststrom verringert bzw. minimiert wird.
  • Allgemein sieht das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt vor, die ein Maß für den Anteil an Erzpartikeln bzw. Magnetpartikeln in den jeweiligen Strömen angebende Information nicht allein als Hinweis auf die Effizienz der entsprechenden Prozessschritte zur Bildung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate respektive zur Abtrennung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate aus dem Separatorzustrom heranzuziehen, sondern diese gleichermaßen als Steuersignal für die Einstellung bzw. Änderung entsprechender Mischeinrichtungen respektive magnetischer Separatoren zur Abtrennung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate aus dem Separatorzustrom zu verwenden.
  • In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Information mit wenigstens einem eine Mindest- oder Höchstkonzentration an Erzpartikeln im Separatorkonzentratstrom und/oder im Separatorreststrom angebenden Schwellwert verglichen wird, wobei in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses wenigstens ein Betriebsparameter der Mischeinrichtung und/oder des magnetischen Separators eingestellt wird. Durch die Festlegung eines Schwellwerts, worunter selbstverständlich auch entsprechende Schwellwertbereiche verstanden werden, kann eine besonders einfache und schnelle Qualitätsüberwachung insbesondere des "load"-Prozesses erfolgen und demnach Einstellungen entsprechender Betriebsparameter der Mischeinrichtung(en) und/oder des oder der magnetischen Separatoren zum Zwecke der Prozessoptimierung vorgenommen werden.
  • Wird beispielsweise eine Überschreitung eines Schwellwerts, welcher Schwellwert selbstverständlich auch entsprechende To-leranzbereiche umfassen kann, an Erzpartikeln im Separatorkonzentratstrom oder im Separatorreststrom erfasst, d.h. der Anteil an Erzpartikeln im Separatorkonzentratstrom oder im Separatorreststrom ist über einen vorgegebenen oder vorgebbaren Normwert erhöht, deutet dies entsprechend auch darauf hin, dass der Anteil an Erzpartikeln in den abgetrennten Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten zu niedrig ist. Sonach erfolgt eine entsprechende Anpassung insbesondere wenigstens eines Betriebsparameters der zur Bildung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate verwendeten Mischeinrichtung, mithin wird prozesstechnisch in den Prozessschritt zur Bildung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate eingegriffen. Entsprechendes gilt bei Erfassen einer Überschreitung eines Schwellwerts an Magnetpartikeln im Separatorreststrom.
  • Gegebenenfalls kann auch eine Überschreitung des Anteils an Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten im Separatorreststrom erfasst werden, was darauf hindeutet, dass prozesstechnisch in den Prozessschritt der Abtrennung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate aus dem Separatorzustrom eingegriffen werden sollte. Mithin wird hier vornehmlich wenigstens ein für den Betrieb des magnetischen Separators zur Abtrennung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate aus dem Separatorzustrom erforderlicher Betriebsparameter angepasst bzw. optimiert.
  • Vorzugsweise wird der Schwellwert unter Berücksichtigung eines Aufmahlgrads und/oder Aufschlusses der Erzpartikel in dem Massestrom gebildet. Selbstverständlich können andere, insbesondere die Erzpartikel betreffende Parameter, im Rahmen der Bildung des Schwellwerts ebenso berücksichtigt werden.
  • Es ist denkbar, dass vor der tatsächlichen Einstellung des wenigstens einen Betriebsparameters eine damit voraussichtlich verbundene Änderung der Information simuliert wird. Eine Simulation, welche typischerweise über geeignete Simulationsalgorithmen erfolgt, ermöglicht sonach eine vorausschauende Bewertung der mit der vorzunehmenden Einstellung des wenigstens einen Betriebsparameters verbundenen Effekte im Hinblick auf die Information. Gegebenenfalls ist es denkbar, zeitlich zurückliegende Einstellungen der jeweiligen Betriebsparameter respektive die damit verbundenen Effekte auf den Anteil an Erzpartikeln in den abgeschiedenen Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten in einem Speichermittel zu hinterlegen und im Rahmen der Simulation zu berücksichtigen. Derart ist eine weitgehend automatisierte, dynamische Optimierung der Gehalte an erwünschten bzw. unerwünschten Partikeln in den jeweiligen Strömen realisierbar.
  • Im Folgenden werden beispielhaft verschiedene für den Betrieb entsprechender Mischeinrichtungen bzw. magnetischer Separatoren erforderliche Betriebsparameter genannt. Die Aufzählung ist nicht abschließend.
  • Als Betriebsparameter für eine entsprechende Mischeinrichtung kann beispielsweise die Konzentration der Magnetpartikel, insbesondere die Konzentration der Magnetpartikel relativ zu den Erzpartikeln, und/oder die Konzentration und/oder Zusammensetzung eines die Erzpartikel und/oder die Magnetpartikel hydrophobierenden Hydrophobierungsmittels und/oder die Scherrate und/oder die Mischdauer und/oder die Zusammensetzung des Massestroms, insbesondere eines Wassergehalts des Massestroms, und/oder die Strömungsgeschwindigkeit des Massestroms verwendet werden.
  • Als Betriebsparameter für einen entsprechenden magnetischen Separator kann beispielsweise wenigstens ein magnetischer Parameter, insbesondere die Feldstärke und/oder ein Feldgradient, und/oder den Massestrom durch den magnetischen Separator strömungstechnisch beeinflussende Mittel, insbesondere in Form von Blenden und/oder Verdrängungskörpern, und/oder die Strömungsgeschwindigkeit des Massestroms durch den magnetischen Separator verwendet werden.
  • Die Einstellung magnetischer Parameter ist insbesondere bei Verwendung eines Wandermagnetfeldseparators als eine dem magnetischen Separator zur Abtrennung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate aus dem Separatorzustrom entsprechend zugeordnete Magnetvorrichtung zweckmäßig. Hierunter fällt auch die Einstellung entsprechender Signalerregerformen, Signalfrequenzen, Signalphasenlagen relativer Signalverläufe wie Gegenlauf, Gleichlauf, Geschwindigkeit relativ zur Strömung des Separatorzustroms bzw. der Pulpe sowie weitere, das Magnetfeld beeinflussende magnetischer Parameter.
  • Sämtliche Vorgänge werden über mehrere, miteinander kommunizierende dezentrale oder eine zentrale Steuer- und/oder Regeleinrichtung ermittelt, erfasst und insbesondere über geeignete rechnerbasierte Auswertealgorithmen ausgewertet und gegebenenfalls in einem Speichermittel hinterlegt.
  • Die Ermittlung der ein Maß für den Anteil an Erzpartikeln bzw. Magnetpartikeln in den jeweiligen Strömen angebenden Information kann kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Im Falle einer kontinuierlichen Ermittlung der Information wird diese zu jedem Zeitpunkt ständig ermittelt, so dass ein vollständiges Abbild der Prozessführung im Hinblick auf die Ausbeute insbesondere des "load"-Prozesses gegeben ist. Im Falle einer diskontinuierlichen Ermittlung der Information erfolgt eine Ermittlung dieser zu vorgegebenen oder vorgebbaren Zeitpunkten, beispielsweise einmal in der Minute. Beide Varianten erlauben eine sogenannte in situ oder online Ermittlung der Information. Unter einer diskontinuierlichen Ermittlung der Information ist auch eine Probenentnahme von aus dem Massestrom abgeschiedenen Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten zu verstehen, welche Probe separat zu dem erfindungsgemäßen Verfahren etwa in einem Labor auf ihre entsprechende Zusammensetzung, d.h. insbesondere den Anteil an Erzpartikeln, geprüft wird.
  • Vorteilhaft erfolgt die Ermittlung der Information kontinuierlich, wobei anhand der kontinuierlich ermittelten Information eine kontinuierliche Steuerung und/oder Regelung des Verfahrens durchgeführt wird. Mithin ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kontinuierlich ein Maß für den Anteil an Erzpartikeln bzw. Magnetpartikeln in den jeweiligen Strömen ermittelbar. Die kontinuierliche Ermittlung der entsprechenden, den jeweiligen Strömen zugeordneten Informationen erlaubt eine kontinuierliche bzw. dynamische Regelung bzw. Optimierung des Prozesses, so dass die Prozessführung sich ändernden Prozessparametern, wie etwa der Zusammensetzung des Massestroms, schnell, d.h. gegebenenfalls sogar in Echtzeit, nachgestellt werden kann.
  • Es ist ferner denkbar, dass wenigstens ein Teil des Separatorreststroms dem Massestrom oder dem Separatorzustrom erneut zugeführt wird. Mithin werden die in dem Separatorreststrom enthaltenen weiter verwendbaren Erzpartikel, Magnetpartikel oder Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate dem Massestrom oder dem Separatorzustrom erneut zugeführt. So können ungebunden vorliegende, dem Massestrom zugeführte Erzpartikel bzw. Magnetpartikel in der Mischeinrichtung erneut zu Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten aneinander gebunden werden respektive nicht aus dem Separatorzustrom in den Separatorkonzentratstrom überführte Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate erneut durch den magnetischen Separator gefördert und gegebenenfalls abgetrennt werden. Die Prozesseffizienz ist derart steigerbar, da grundsätzlich weiter- oder wiederverwendbare Stoffe nicht verloren gehen.
  • Der Separatorzustrom kann beispielsweise einen Feststoffanteil an nichtmagnetischen Erzpartikeln unterhalb 10 %, insbesondere weniger als 10 %, bevorzugt zwischen 1 und 10 % Nickelerzpartikel, aufweisen. Der Feststoffanteil an Kupfer- oder Molybdänerzpartikeln kann unterhalb 5 %, bevorzugt zwischen 1 und 5 % liegen. Der Anteil an Kupfererzpartikeln kann zwischen 0,3 und 2,5 % liegen. Der Anteil an Molybdänerzpartikeln kann zwischen 0,025 und 0,1 % liegen. Sämtliche Gehaltsangaben sind rein exemplarischer Natur. Die Betriebsparameter der Mischeinrichtung und/oder des magnetischen Separators werden vorteilhaft derart eingestellt, dass der Anteil an Erzpartikeln und/oder Magnetpartikeln im Separatorreststrom verringert, insbesondere minimiert, wird. Diese Ausführungsform ist dann vorteilhafterweise anzuwenden, wenn das abgebaute Erz einen ersten Gewinnungsschritt, häufig auch Grobflotation genannt, durchläuft. In diesem Stadium liegt der maximale zu verarbeitende Massenstrom vor, welcher in einer Größenordnung von mehreren 1000 bis 10000 m3/h liegen kann, da in Pulpe nur der beim Abbau vorliegende Erzanteil in der Pulpe vorliegt, und dementsprechend ein vergleichsweise großer Anteil an taubem Gestein. Hier ist es das Ziel, möglichst viel des Erzes aus der Pulpe zu gewinnen. Das Erz, was in diesem ersten Gewinnungsschritt nicht aus der Pulpe gewonnen wird, ist in der Regel verloren und wird aus der Anlage in einen sogenannten Tailing Dam ausgetragen. Ist dieser erste Gewinnungsschritt suboptimal hinsichtlich der Ausbeute des Erzes, so senkt dies die Wirtschaftlichkeit des gesamten Prozesses erheblich, da die in diesem Prozessschritt fehlende Ausbeute in späteren Prozessschritten kaum kompensiert werden kann.
  • Es ist weiterhin denkbar, dass der Separatorzustrom einen Feststoffanteil von mehr als 5 % aufweist, insbesondere zwischen 5 und 40 %, wobei die Betriebsparameter der Mischeinrichtung und/oder des magnetischen Separators derart eingestellt werden, dass der Anteil an Erzpartikeln im Separatorkonzentratstrom erhöht, insbesondere maximiert, wird. In dieser Ausführungsform wird das Verfahren zur Konzentrataufbereitung verwendet. Es wird bereits ein mit Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten angereicherter Separatorzustrom dem magnetischen Separator zugeführt, um eine weitere Erhöhung des Anteils an Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten durch deren magnetische Abscheidung mittels des magnetischen Separators in einem Separatorkonzentratstrom zu erreichen. In der Regel ist eine Mehrzahl dieser Schritte erforderlich, um einen für die Weiterverarbeitung gewünschten Erz-Gehalt im Konzentratstrom zu erreichen.
  • Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens. Die Vorrichtung umfasst wenigstens eine Mischeinrichtung zur Vermischung des Massestroms mit Magnetpartikeln unter Ausbildung von Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten, wenigstens eine Zuführeinrichtung zum Zuführen des Massestroms als Separatorzustrom in wenigstens einen magnetischen Separator zur Abtrennung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate aus dem Massestrom, wenigstens eine Trennvorrichtung zum Abtrennen der Erzpartikel aus dem Separatorkonzentratstrom, wenigstens eine Erfassungseinrichtung zur Ermittlung wenigstens einer ein Maß für den Anteil an Erzpartikeln und/oder Magnetpartikeln in dem Separatorzustrom und/oder dem Separatorkonzentratstrom und/oder dem Separatorreststrom sowie wenigstens eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung. Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung umfasst wenigstens ein maschinenlesbares Programmmittel, wobei das Programmmittel in Abhängigkeit der ermittelten Information zur Steuerung und/oder Regelung der Mischeinrichtung und/oder des magnetischen Separators und/oder der Trennvorrichtung ausgebildet ist.
  • Daneben betrifft die vorliegende Erfindung eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung für eine Vorrichtung wie vorstehend beschrieben. Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung umfasst wenigstens ein maschinenlesbares Programmmittel, wobei das Programmmittel in Abhängigkeit einer ein Maß für den Anteil an Erzpartikeln oder Magnetpartikeln in dem Separatorzustrom und/oder Separatorkonzentratstrom und/oder Separatorreststrom ermittelten Information zur Steuerung und/oder Regelung einer Mischeinrichtung und/oder des magnetischen Separators und/oder der Trennvorrichtung ausgebildet ist.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigt:
    • Fig. 1
    ein Blockschaubild des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Gewinnung von nichtmagnetischen Erzen aus einer nichtmagnetische Erzpartikel sowie Magnetpartikel enthaltenden Suspension.
  • Fig. 1 zeigt ein Blockschaubild des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Gewinnung von nichtmagnetischen Erzen aus einem nichtmagnetische Erzpartikel sowie Magnetpartikel enthaltenden suspensionsartigen Massestrom. Es handelt sich dabei vorzugsweise um einen kontinuierlichen Prozess.
  • In einem ersten Verfahrensschritt (vgl. Kasten 1) wird in einem einer Vorrichtung 13 zur Gewinnung von nichtmagnetischen Erzen aus einem nichtmagnetische Erzpartikel E enthaltenden Massestrom, welche Vorrichtung 13 als magnetische Flotationszelle bezeichnet werden kann, zugehörigen Mischeinrichtung 14 ein Massestrom in Form einer Pulpe P sowie Magnetpartikel M zugeführt. Die Pulpe P besteht im Wesentlichen aus nichtmagnetischen Erzpartikeln E, wie z.B. Cu2S-Partikeln, die Magnetpartikel M liegen z.B. in Form von Magnetit (Fe3O4) vor. Die Magnetpartikel M können gegebenenfalls bereits hydrophobiert sein.
  • Es erfolgt unter Zugabe weiterer Zusätze wie insbesondere von Hydrophobierungsmitteln H, wie z.B. Xanthat, welche eine Hydrophobierung der Magnetpartikel M und/oder der Erzpartikel E ermöglichen, mittels der Mischeinrichtung 14 ein Mischvorgang der in diese zugeführten Stoffe.
  • In dem zweiten Verfahrensschritt (vgl. Kasten 2) erfolgt der sogenannte "load"-Prozess, bei welchem sich die hydrophobierten Magnetpartikel M an die hydrophobierten Erzpartikel E lagern respektive mit diesen unter Ausbildung von Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten A wechselwirken. Die sonach in dem Massestrom enthaltenen Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate A umfassen wenigstens einen hydrophobierten Magnetpartikel M und wenigstens einen hydrophobierten Erzpartikel E. Dabei sind die Magnetpartikel M als Trägerpartikel für die Erzpartikel E zu erachten.
  • Wesentliche Einflussfaktoren zur Bildung einer effizienten Ausbeute an Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten A sind die Mischdauer, während des Mischvorgangs herrschende Scherkräfte sowie gegebenenfalls der Mahlgrad respektive die Korngröße bzw. Korngrößenverteilung der in dem Massestrom enthaltenen Erzpartikel E.
  • Zur Durchführung des dritten Verfahrensschritts (vgl. Kasten 4) wird der Massestrom als Separatorzustrom (vgl. Pfeil 11) insbesondere mittels einer Zuführeinrichtung 15 einem magnetischen Separator 16 zugeführt. In dem dritten Verfahrensschritt erfolgt ein magnetisches Abtrennen der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate A aus dem Separatorzustrom, d.h. im Wesentlichen von der Gangart G. Hierfür weist der magnetische Separator 16, welcher auch als erste Trennvorrichtung bezeichnet werden kann, wenigstens eine Magnetvorrichtung (nicht gezeigt) auf. Die aufgrund der Magnetpartikel M magnetischen Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate A sammeln sich im Bereich der Magnetvorrichtung an und können derart größtenteils von der Gangart G separiert, d.h. aus dem Separatorzustrom ausgetragen und in einen Separatorkonzentratstrom (vgl. Pfeil 12) überführt werden. Nicht agglomerierte Erzpartikel E und Magnetpartikel M werden als Rückstände in einem Separatorreststrom (so genanntes Tailing) abgeführt (vgl. Pfeil 3).
  • In dem nachfolgenden vierten Verfahrensschritt (vgl. Kasten 5) werden die in dem Separatorkonzentratstrom enthaltenen konzentrierten Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate A einer zweiten Trennvorrichtung 17 zugeführt, in welcher die Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate A in ein Gemisch aus separat nebeneinander vorliegenden ungebundenen Erzpartikeln E und Magnetpartikeln M getrennt werden (sogenannter "unload"-Prozess). Die Trennung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate A kann beispielsweise chemisch, insbesondere über eine Veränderung des pH-Werts und/oder eine Zugabe von chemischen Trennmitteln T erfolgen. Denkbar ist auch der Einsatz von von einer der zweiten Trennvorrichtung 17 zugeordneten Ultraschalleinrichtung eingebrachten Ultraschallwellen. Insgesamt liegt auch hier ein Mischvorgang vor, der durch Einbringen von Scherkräften und chemischen Substanzen in Form der beispielsweise auf Tensiden basierenden Trennmitteln T eine Dehydrophobierung der Magnetpartikel M und Erzpartikel E bewirkt, welche die Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate A in ihre Bestandteile zersetzt. Es ist möglich, dass in der zweiten Trennvorrichtung 17 weiterhin ein bestimmter Anteil an Gangart G vorliegt, welcher in dem vorherigen dritten Verfahrensschritt nicht ordnungsgemäß abgetrennt werden konnte.
  • In dem mit 6 bezeichneten Kasten ist der "unload"-Prozess weitgehend abgeschlossen, d.h. es liegt ein Gemisch aus separat nebeneinander vorliegenden ungebundenen Erzpartikeln E und Magnetpartikeln M vor. Die isoliert vorliegenden Magnetpartikel M werden über eine dritte, eine Magnetvorrichtung, insbesondere einen Wanderfeldmagnetseparator, umfassende Trennvorrichtung 21 magnetisch von den nichtmagnetischen Erzpartikeln E separiert und in einen ersten Magnetpartikel M enthaltenden Massestrom MS1 überführt.
  • Ersichtlich kann der erste Massestrom MS1 rückgeführt werden, so dass die in diesem enthaltenen Magnetpartikel M zu Prozessbeginn erneut verwendet werden können (vgl. Pfeil 10). Entsprechend kann der Gesamtprozess in ökonomischer und ökologischer Hinsicht optimiert werden.
  • Die Erzpartikel E werden in einen zweiten Erzpartikel E enthaltenden Massestrom MS2 überführt, welcher im Weiteren entwässert bzw. getrocknet wird (vgl. Kasten 7), so dass nach Entwässerung respektive Trocknung weitestgehend getrocknete Erzpartikel E vorliegen. Das Wasser W wird separat abgeführt.
  • Idealerweise enthält der erste Massestrom MS1 ausschließlich Magnetpartikel M und der zweite Massestrom MS2 ausschließlich Erzpartikel E. Dies ist in der Praxis jedoch schwer realisierbar, so dass es zu gewissen Verlusten an in dem ersten Massestrom MS1 gebundenen Erzpartikeln E sowie in dem zweiten Massestrom MS2 gebundenen Magnetpartikeln M kommt.
  • Den dritten Verfahrensschritt der Abtrennung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate A aus dem Separatorzustrom betreffend, können regelmäßig nicht 100% der der ersten Trennvorrichtung in Form des magnetischen Separators 16 zugeführten Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate A abgetrennt werden, was sich zum einen aus Gründen der Statistik und zum anderen aus dem Wirkungsgrad des magnetischen Separators 16, welcher unterhalb von hundert Prozent liegt, ergibt.
  • Jedoch kann der Verlust an Erzpartikeln E bei der magnetischen Abtrennung mittels des magnetischen Separators 16 im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelt werden, um die Effizienz respektive die Ausbeute des "load"-Prozesses sowie gegebenenfalls auch des Gesamtprozesses abzuschätzen und gegebenenfalls zu optimieren.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich entsprechend dadurch aus, dass wenigstens eine ein Maß für den Anteil an Erzpartikeln E oder Magnetpartikeln M in dem Separatorzustrom und/oder dem Separatorkonzentratstrom und/oder dem Separatorreststrom angebende Information I ermittelt wird.
  • Die ein Maß für den Anteil an Erzpartikeln E oder Magnetpartikeln M angebende Information I, wobei selbstverständlich auch entsprechende Informationen I sowohl für den Anteil an Erzpartikeln E als auch an Magnetpartikeln M ermittelt werden können, kann sonach an unterschiedlichen Verfahrensschritten des vorstehend beschriebenen Verfahrens ermittelt werden. Besonders geeignet sind die wenigstens mittelbar mit dem "lo-ad"-Prozss in Verbindung stehenden Prozessschritte des Vermischens des die nichtmagnetischen Erzpartikel E enthaltenden Massestroms bzw. der Pulpe P mit den Magnetpartikeln M in der Mischeinrichtung 14, so dass die Information I aus dem die Mischeinrichtung 14 sowie gegebenenfalls die Zuführeinrichtung 15 verlassenden Separatorzustrom (vgl. Pfeil 11) ermittelt wird. Denkbar ist es auch, die Information I aus dem die Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate A enthaltenden Separatorkonzentratstrom (vgl. Pfeil 12) bzw. dem die Rückstände, das heißt das Tailing, enthaltenden Separatorreststrom (vgl. Pfeil 3) zu ermitteln. Derart ist ein Maß für die Ausbeute insbesondere des "load"-Prozesses möglich und im Weiteren die Prozessführung des kontinuierlich arbeitenden erfindungsgemäßen Verfahrens regelbar.
  • Dabei wird die das Maß für den Anteil an Erzpartikeln E und/oder Magnetpartikeln M angebende Information I bevorzugt für alle drei Ströme, das heißt den Separatorzustrom, den Separatorkonzentratstrom und den Separatorreststrom ermittelt, wobei anhand eines Vergleichs der die jeweiligen Ströme betreffenden Informationen I, wenigstens ein Betriebsparameter der Mischeinrichtung 14 und/oder des magnetischen Separators 16 eingestellt wird.
  • Insbesondere der Vergleich der den Separatorzustrom betreffenden Information I und der den Separatorkonzentratstrom betreffenden Informationen I für den jeweiligen Anteil an Erzpartikeln E lässt eine quantitative Aussage über die Ausbeute des "load"-Prozesses zu. D.h., es lässt sich quantitativ feststellen, welcher Anteil an Erzpartikeln E von den aus dem Separatorzustrom abgetrennten Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten A abgetrennt werden konnte. Derart können für die Prozessausbeute des erfindungsgemäßen Verfahrens insgesamt relevante Erkenntnisse erhalten werden.
  • Gleiches gilt für den Vergleich der den Separatorzustrom betreffenden Informationen I und der den Separatorreststrom betreffenden Informationen I an Erzpartikel- bzw. Magnetpartikelgehalten. Auch anhand dieses Vergleichs werden für die Prozessausbeute des erfindungsgemäßen Verfahrens insgesamt relevante qualitative oder quantitative Erkenntnisse erhalten.
  • Die Ermittlung der jeweiligen Informationen I erfolgt vorzugsweise kontinuierlich mittels Röntgenfluoreszenzanalyseverfahren, wie beispielsweise Röntgenfluoreszenzanalyse (XRF) oder Röntgendiffraktometrieanalyse (XRD). Anhand der kontinuierlich ermittelten Information(en) I wird eine kontinuierliche Steuerung und/oder Regelung des Verfahrens oder einzelner Prozessschritte bzw. im Rahmen des Verfahrens verwendeter Betriebs- oder Prozessparameter durchgeführt, für welche nachfolgend Beispiele genannt werden.
  • Anhand der ermittelten jeweiligen Informationen I bzw. Vergleichsergebnisse bestimmter Informationen I wird, wie erwähnt, bevorzugt wenigstens ein Betriebsparameter der Mischeinrichtung 14 und/oder des magnetischen Separators 16 eingestellt. Gegebenenfalls können selbstverständlich auch weitere im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Vorrichtungen wie insbesondere weitere Trennvorrichtungen 17, 21 oder dergleichen respektive deren Betriebsparameter in Abhängigkeit der ermittelten Information(en) I eingestellt bzw. optimiert werden.
  • Beispielhafte Betriebsparameter für die Mischeinrichtung 14 sind die Konzentration der Magnetpartikel M, insbesondere die Konzentration der Magnetpartikel M relativ zu den Erzpartikeln E, und/oder die Konzentration und/oder Zusammensetzung eines die Erzpartikel E und/oder die Magnetpartikel M hydrophobierenden Hydrophobierungsmittels H und/oder die Scherrate und/oder die Mischdauer und/oder die Zusammensetzung des Massestroms, insbesondere eines Wassergehalts des Massestroms, und/oder die Strömungsgeschwindigkeit des Massestroms.
  • Beispielhafte Betriebsparameter für den magnetischen Separator 16 sind wenigstens ein magnetischer Parameter, insbesondere die Feldstärke und/oder ein Feldgradient, und/oder den Massestrom durch den magnetischen Separator 16 strömungstechnisch beeinflussende Mittel, insbesondere in Form von Blenden und/oder Verdrängungskörpern, und/oder die Strömungsgeschwindigkeit des Massestroms durch den magnetischen Separator 16.
  • Insbesondere erfolgen sämtliche steuerungs- bzw. regelungstechnische Eingriffe in das erfindungsgemäße Verfahren unter der Prämisse der Effizienzsteigerung des Verfahrens, d.h. z.B., dass der Anteil an Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten A im Separatorkonzentratstrom erhöht bzw. maximiert respektive der Anteil an Erzpartikeln E und/oder Magnetpartikeln M und/oder Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten A im Separatorreststrom verringert bzw. minimiert wird.
  • Hierbei kann die Information I mit wenigstens einem eine Mindest- oder Höchstkonzentration an Erzpartikeln E im Separatorkonzentratstrom und/oder im Separatorreststrom angebenden Schwellwert verglichen werden, wobei in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses wenigstens ein Betriebsparameter der Mischeinrichtung 14 und/oder des magnetischen Separators 16 eingestellt wird. Vorliegend ist es also möglich, verschiedene den Anteil an Erzpartikeln E, Magnetpartikeln M und/oder Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten A in den jeweiligen Strömen betreffende Schwellwerte vorzusehen. Durch einen Vergleich der ermittelten Informationen I mit den jeweiligen Schwellwerten kann die Prozessausbeute auf einfache Weise überprüft werden. Der oder die Schwellwerte, worunter selbstverständlich auch entsprechende Schwellwertbereiche fallen, werden vorteilhaft unter Berücksichtigung eines Aufmahlgrads und/oder Aufschlusses der Erzpartikel E in dem ursprünglich eingesetzten Massestrom gebildet.
  • Insgesamt ist mit dem erfindungsgemäßen Prinzip eine Dynamisierung des Verfahrens möglich, da in Abhängigkeit der Information I stets eine individuelle und bedarfsgerechte Anpassung der entsprechenden Betriebsparameter der im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere bezüglich des "lo-ad"-Prozesses, verwendeten Mischeinrichtung(en) 14 respektive Trennvorrichtung(en) 16, 17, 21, d. h. insbesondere des magnetischen Separators 16 zur Abtrennung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate A aus dem Separatorzustrom, möglich ist.
  • Besondere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sehen vor, dass vor der tatsächlichen Einstellung des wenigstens einen Betriebsparameters eine damit voraussichtlich verbundene Änderung der Information I simuliert wird.
  • Weiterhin ist es denkbar, dass der Separatorreststrom (vgl. Pfeil 3) nach dem Abtrennen der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate A erneut dem ursprünglichen Massestrom oder dem Separatorzustrom zugeführt wird. Entsprechende in dem Separatorreststrom enthaltene Erzpartikel E und/oder Magnetpartikel M können gegebenenfalls zu entsprechenden Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten A umgesetzt respektive - betreffend die rückgeführten Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate A - aus dem Separatorzustrom abgetrennt werden. Die in dem Separatorreststrom vorhandenen weiterverwendbaren Partikel sind somit nicht verloren, was der Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens zuträglich ist.
  • Der Separatorzustrom kann beispielsweise einen Feststoffanteil an nichtmagnetischen Erzpartikeln E unterhalb 10 %, insbesondere weniger als 10 %, bevorzugt zwischen 1 und 10 % Nickelerzpartikel, aufweisen. Der Feststoffanteil an Kupfer- oder Molybdänerzpartikeln kann unterhalb 5%, bevorzugt zwischen 1 und 5 % liegen. Der Anteil an Kupfererzpartikeln kann zwischen 0,3 und 2,5 % liegen. Der Anteil an Molybdänerzpartikeln kann zwischen 0,025 und 0,1 % liegen. Sämtliche Gehaltsangaben sind rein exemplarischer Natur. Die Betriebsparameter der Mischeinrichtung 14 und/oder des magnetischen Separators 16 werden vorteilhaft derart eingestellt, dass der Anteil an Erzpartikeln E und/oder Magnetpartikeln M im Separatorreststrom verringert, insbesondere minimiert, wird.
  • Es ist weiterhin denkbar, dass der Separatorzustrom einen Feststoffanteil von mehr als 5 % aufweist, insbesondere zwischen 5 und 40 %, wobei die Betriebsparameter der Mischeinrichtung 14 und/oder des magnetischen Separators 16 derart eingestellt werden, dass der Anteil an Erzpartikeln E im Separatorkonzentratstrom erhöht, insbesondere maximiert, wird.
  • Die gestrichelt dargestellten Kästen 8, 9 zeigen an, dass gegebenenfalls ein erneuter Mischvorgang (vgl. Kasten 8) erforderlich sein kann, um Rückstände, d.h. nicht getrennte bzw. gespaltene Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate A nach der in dem fünften Verfahrensschritt durchgeführten Trennung erneut zu durchmischen. Hierbei kann eine Zugabe eines höher konzentrierten Trennmittels T zweckdienlich sein. Entsprechend erfolgt eine erneute Entwässerung bzw. Trocknung (vgl. Kasten 9).
  • Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Vorrichtung 13 weist in ihrer Minimalkonfiguration wenigstens eine Mischeinrichtung 14 zur Vermischung des Massestroms mit gegebenenfalls vorab hydrophobierten Magnetpartikeln M unter Ausbildung von Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten A, wenigstens eine Zuführeinrichtung 15 zum Zuführen des Massestroms als Separatorzustrom in wenigstens einen magnetischen Separator 16 zur Abtrennung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate A aus dem Separatorzustrom, wenigstens eine Trennvorrichtung 17 zum Abtrennen der Erzpartikel E aus dem Separatorkonzentratstrom, wenigstens eine Erfassungseinrichtung 18 zur Ermittlung wenigstens einer ein Maß für den Anteil an Erzpartikeln E oder Magnetpartikeln M in dem Separatorzustrom und/oder Separatorkonzentratstrom und/oder Separatorreststrom angebende Information I sowie wenigstens eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung 19 auf. Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 19 umfasst wenigstens ein maschinenlesbares Programmmittel 20, wobei das Programmmittel 20 in Abhängigkeit der ermittelten Information I zur Steuerung und/oder Regelung der Mischeinrichtung 14 und/oder des magnetischen Separators 16 und/oder der Trennvorrichtung(en) 17, 21 ausgebildet ist.

Claims (14)

  1. Verfahren zur Gewinnung von nichtmagnetischen Erzen aus einem nichtmagnetische Erzpartikel enthaltenden suspensionsartigen Massestrom, umfassend die Schritte:
    - Vermischen des Massestroms mit Magnetpartikeln in wenigstens einer Mischeinrichtung unter Ausbildung von Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten,
    - Zuführen des Massestroms als Separatorzustrom in wenigstens einen magnetischen Separator zur Abtrennung der Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate aus dem Massestrom,
    - Bilden eines Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomerate enthaltenden Separatorkonzentratstroms und eines die übrigen Bestandteile des Massestroms enthaltenden Separatorreststroms,
    - Abtrennen der Erzpartikel aus den in dem Separatorkonzentratstrom enthaltenen Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten, wobei zur Ermittlung einer Effizienz zumindest eines Prozessschritts
    wenigstens eine ein Maß für den Anteil an Erzpartikeln und/oder Magnetpartikeln in dem Separatorzustrom und/oder dem Separatorkonzentratstrom und/oder dem Separatorreststrom angebende Information ermittelt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass die das Maß für den Anteil an Erzpartikeln und/oder Magnetpartikeln angebende Information für wenigstens zwei der Ströme ermittelt wird, wobei anhand der Information wenigstens ein Betriebsparameter der Mischeinrichtung und/oder des magnetischen Separators eingestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Information für den Separatorzustrom und den Separatorreststrom ermittelt wird, wobei anhand des Vergleichs der separatorzustromseitigen Information und der separatorreststromseitigen Information wenigstens ein Betriebsparameter der Mischvorrichtung und/oder des magnetischen Separators eingestellt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Information mit wenigstens einem eine Mindest- oder Höchstkonzentration an Erzpartikeln im Separatorkonzentratstrom und/oder im Separatorreststrom angebenden Schwellwert verglichen wird, wobei in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses wenigstens ein Betriebsparameter der Mischeinrichtung und/oder des magnetischen Separators eingestellt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert unter Berücksichtigung eines Aufmahlgrads und/oder Aufschlusses der Erzpartikel in dem Massestrom gebildet wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass vor der tatsächlichen Einstellung des wenigstens einen Betriebsparameters eine damit voraussichtlich verbundene Änderung der Information simuliert wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebsparameter für die Mischeinrichtung die Konzentration der Magnetpartikel, insbesondere die Konzentration der Magnetpartikel relativ zu den Erzpartikeln, und/oder die Konzentration und/oder Zusammensetzung eines die Erzpartikel und/oder die Magnetpartikel hydrophobierenden Hydrophobierungsmittels und/oder die Scherrate und/oder die Mischdauer und/oder die Zusammensetzung des Massestroms, insbesondere eines Wassergehalts des Massestroms, und/oder die Strömungsgeschwindigkeit des Massestroms verwendet wird.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebsparameter für den magnetischen Separator wenigstens ein magnetischer Parameter, insbesondere die Feldstärke und/oder ein Feldgradient, und/oder den Massestrom durch den magnetischen Separator strömungstechnisch beeinflussende Mittel, insbesondere in Form von Blenden und/oder Verdrängungskörpern, und/oder die Strömungsgeschwindigkeit des Massestroms durch den magnetischen Separator verwendet wird.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Information kontinuierlich erfolgt, wobei anhand der kontinuierlich ermittelten Information eine kontinuierliche Steuerung und/oder Regelung des Verfahrens durchgeführt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Information mittels Röntgenanalyseverfahren, insbesondere Röntgenfluoreszenzanalyse oder Röntgendiffraktometrieanalyse, erfolgt.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil des Separatorreststroms dem Massestrom oder dem Separatorzustrom erneut zugeführt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Separatorzustrom einen Feststoffanteil an nichtmagnetischen Erzpartikeln unterhalb 10 %, insbesondere weniger als 10 % für Nickelerzpartikel, insbesondere unterhalb 5% für Kupfer- oder Molybdänerzpartikel, insbesondere 0,3 bis 2,5 % für Kupfererzpartikel, insbesondere 0,025 bis 0,1 % für Molybdänerzpartikel, aufweist, wobei die Betriebsparameter der Mischeinrichtung und/oder des magnetischen Separators derart eingestellt werden, dass der Anteil an Erzpartikeln und/oder Magnetpartikeln im Separatorreststrom verringert, insbesondere minimiert, wird.
  12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Separatorzustrom einen Feststoffanteil an nichtmagnetischenErzen von mehr als 5 %, insbesondere zwischen 5 bis 40%, aufweist, wobei die Betriebsparameter der Mischeinrichtung und/oder des magnetischen Separators derart eingestellt werden, dass der Anteil an Erzpartikeln im Separatorkonzentratstrom erhöht, insbesondere maximiert, wird.
  13. Vorrichtung (13) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend wenigstens eine Mischeinrichtung (14) zur Vermischung des Massestroms mit Magnetpartikeln (M) unter Ausbildung von Erzpartikel-Magnetpartikel-Agglomeraten (A), wenigstens eine Zuführeinrichtung (15) zum Zuführen des Massestroms als Separatorzustrom (11) in wenigstens einen magnetischen Separator (16) zur Abtrennung der Erzpartikel-, Magnetpartikel-Agglomerate (A) aus dem Separatorzustrom (11), wenigstens eine Trennvorrichtung (17, 21) zum Abtrennen der Erzpartikel (E) aus dem Separatorkonzentratstrom (12), wenigstens eine Erfassungseinrichtung (18) zur Ermittlung wenigstens einer ein Maß für den Anteil an Erzpartikeln (E) und/oder Magnetpartikeln (M) in dem Separatorzustrom (11) und/oder Separatorkonzentratstrom (12) und/oder Separatorreststrom (3) angebendenInformation (1), sowie wenigstens eine Steuer-und/oder Regeleinrichtung (19), welche Steuer- und/oder Regeleinrichtung (19) wenigstens ein maschinenlesbares Programmmittel (20) umfasst,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    in der Vorrichtung (13) die das Maß für den Anteil an Erzpartikeln (E) und/oder Magnetpartikeln (M) angebende Information (I) für wenigstens zwei der Ströme ermittelt wird,
    und dass das Programmmittel (20) in Abhängigkeit der ermittelten Information (I) zur Steuerung und/oder Regelung wenigstens der Mischeinrichtung (14) und/oder des magnetischen Separators (16) und/ oder der Trennvorrichtung (17, 21) ausgebildet ist.
  14. Steuer- und/oder Regeleinrichtung (19) für eine Vorrichtung nach Anspruch 13, welche Steuer- und/oder Regeleinrichtung (19) wenigstens ein maschinenlesbares Programmmittel (20) umfasst, wobei das Programmmittel (20) in Abhängigkeit einer ein Maß für den Anteil an Erzpartikeln (E) und/oder Magnetpartikeln. (M) in einem Separatorzustrom (11) und/öder Separatorkonzentratstrom (12) und/oder Separätorreststrom (3) angebenden, ermittelten Information (I), wobei die das Maß für den Anteil an Erzpartikeln (E) und/oder Magnetpartikeln (M) angebende Information (I) für wenigstens zwei der Ströme ermittelt wird, zur Steuerung und/oder Regelung wenigstens der Mischeinrichtung (14) und/oder des magnetischen Separators (16) und/oder der Trennvorrichtung (17, 21) ausgebildet ist.
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