ES2400279B1 - Procedimiento de clasificación de material extraído de minas, y aparato correspondiente. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de clasificación de material extraído de minas, y aparato correspondiente, para separar el material extraído de minas en por lo menos dos categorías, conteniendo por lo menos una categoría partículas de material extraído de minas que son más sensibles a la energía de microondas, y conteniendo otra categoría partículas de material extraído de minas que son menos sensibles a la energía de microondas, dicho procedimiento estando caracterizado porque comprende exponer las partículas del material extraído de minas a energía de microondas y calentar las partículas dependiendo de la sensibilidad del material en las partículas; analizar térmicamente las partículas utilizando las temperaturas de las partículas como base para el análisis para indicar las diferencias de composición entre las partículas; y clasificar las partículas basándose en los resultados del análisis térmico; comprendiendo además el procedimiento compensar las variaciones de temperatura en el material extraído de minas que se suministra al procedimiento.
Description
La presente invención se refiere a un procedimiento y a un aparato para clasificar material extraído de minas.
La presente invención se refiere, en particular, aunque en modo alguno de manera exclusiva, a un procedimiento y a un aparato para clasificar material extraído de minas para su procesamiento posterior con el fin de recuperar el material valioso, tal como metales valiosos, del material extraído de minas.
La presente invención se refiere asimismo a un procedimiento y a un aparato para recuperar el material valioso, tal como metales valiosos, de material extraído de minas que se ha clasificado.
El material extraído de minas puede ser cualquier material extraído de minas que contenga material valioso, tal como metales valiosos, tal como metales valiosos en forma de minerales que comprenden óxidos o sulfuros metálicos.
La expresión material "extraído de minas" en la presente memoria incluye (aJ material extraído de minas y (b) material extraído de minas que se ha sometido a trituración primaria o una reducción de tamaño similar tras extraer el material de la mina y antes de clasificarse.
Un ámbito particular de interés para el solicitante es el material extraído de minas en forma de menas extraídas de minas que incluyen minerales, tales como calcopirita que contienen metales valiosos, tal como cobre, en forma de sulfuro.
La presente invención puede aplicarse, en particular, aunque no de manera exclusiva, a clasificar material de baja ley extraído de minas.
El término "baja" ley en la presente memoria significa que el valor económico del material valioso, tal como un metal, en el material extraído de minas sólo es ligeramente mayor que los costes para explotar minas y recuperar y transportar el material valioso hasta un cliente.
- En cualquier situación dada, las concentraciones que se consideran como
- "baja" ley dependerán del valor económico del material valioso y de la explotación de
- minas y otros costes para recuperar el material valioso en un punto de tiempo
- particular. La concentración del material valioso puede ser relativamente alta y
- 5
- considerarse todavía como "baja" ley. Éste es el caso con las menas de hierro.
- En el caso de material valioso en forma de minerales de sulfuro de cobre,
- actualmente las menas de "baja" ley son menas sacadas de minas que contienen
- menos del 1,0% en peso, normalmente menos del 0,6% en peso, de cobre en la
- menas. La separación de menas que presentan tales concentraciones bajas de cobre
- 1 O
- de las partículas estériles es una tarea complicada desde un punto de vista técnico, en
- particular en situaciones en las que existe la necesidad de clasificar cantidades muy
- grandes de mena, normalmente por lo menos 10.000 toneladas por hora, y en las que
- las partículas estériles representan una proporción más pequeña de la mena que la
- mena que contiene cobre recuperable de manera rentable.
- 15
- La expresión partículas "estériles", cuando se utiliza en el contexto de las
- menas que contienen cobre, en la presente memoria que significa partículas sin cobre
- o con cantidades muy pequeñas de cobre que no pueden recuperarse de manera
- rentable de las partículas.
- La expresión partículas "estériles" cuando se utiliza en un sentido más general
- 20
- en el contexto de los materiales valiosos, se entiende en la presente memoria que
- significa partículas sin material valioso o cantidades de material valioso que no pueden
- recuperarse de manera rentable de las partículas.
- La presente invención se basa en la comprensión de que exponer material
- extraído de minas a energía de microondas y calentar las partículas que contienen
- 25
- minerales de cobre hasta temperaturas superiores que las partículas estériles (como
- consecuencia de los minerales de cobre) y posteriormente, analizar térmicamente las
- partículas utilizando las temperaturas másicas promedio de las partículas que se
- expusieron a energía de microondas como base para el análisis es un procedimiento
- eficaz para separar las partículas que contienen cobre de las partículas estériles. En
- 30
- este contexto, las partículas que contienen cobre pueden describirse como partículas
- que son más sensibles a la energía de microondas y las partículas estériles pueden
- describirse como partículas que son menos sensibles a la energía de microondas y
- que no se calentarán en el mismo grado que las partículas que contienen cobre
- cuando se exponen a energía de microondas.
- La presente invención también se basa en compremder que utilizar las
- temperaturas másicas promedio de las partículas que se expusieron a energía de
- 5
- microondas como base para clasificar las partículas significa que habrá a menudo
- diferencias de temperatura relativamente pequeñas, por ejemplo del orden de 5 a
- 1 0°C, entre las partículas que contienen cobre y las partículas estériles, en particular
- cuando se estén procesando menas de baja ley. Por consiguiente, es importante que
- se minimice el "ruido" de temperatura de las partículas, de modo que puedan
- 1 O
- identificarse fácilmente los cambios de temperatura en las partículas que se deben a la
- exposición a energía de microondas en el análisis térmico aguas abajo de las
- partículas. Un ejemplo de "ruido" de temperatura son las variaciones en la temperatura
- de base de las partículas en el material de alimentación para el procedimiento de
- clasificación. Estas variaciones de temperatura pueden tener un impacto significativo
- 15
- en el análisis térmico y pueden distorsionar los resultados del análisis.
- Específicamente, el análisis térmico de las partículas puede atribuir cambios de
- temperatura aparentes en las partículas al calentamiento de las partículas debido a la
- exposición a energía de microondas, en lugar de a cambios que se deben a los
- cambios en la temperatura de base de las partículas en el material de alimentación ..
- 20
- Las variaciones en la temperatura de base pueden deberse a varios factores-
- operacionales y relacionados con el clima. Por ejemplo, un lote del material de
- alimentación puede tomarse de una reserva que se ha expuesto a clima cálido durante
- varias semanas y presenta una temperatura de base relativamente alta y un lote
- sucesivo del material de alimentación puede recibirse directamente de una mina y
- 25
- estar a una temperatura inferior. A modo de ejemplo adicional, pueden existir
- diferencias en la temperatura de base como consecuencia de la energía de trituración
- requerida para reducir el tamaño de la mena extraída de minas hasta un tamaño de
- partícula requerido para el procedimiento de clasificación.
- En particular, la presente invención se basa en el hallazgo del solicitante en
- 30
- relación con las menas que contienen cobre referente a que:
- (a) como consecuencia de la alta sensibilidad de los minerales de cobre a la
- energía de microondas, incluso concentraciones pequeñas de minerales
- de cobre
- en partículas de material extraído de minas pueden producir
- aumentos detectables o medibles, aunque pequeños, en la temperatura de
- las partículas, en comparación con los aumentos en las temperaturas en el
- otro material extraído de minas que comprende partículas estériles y es
- 5
- menos sensible a la energía de microondas, y
- (b) es importante compensar las variaciones en la temperatura del material de
- alimentación para el procedimiento de clasificación.
- La
- compensación de las variaciones en la temperatura del material de
- 1 O
- alimentación para el procedimiento de clasificación mejora la clasificación, en
- particular desde el punto de vista de que es menos probable que el análisis térmico
- identifique incorrectamente las partículas.
- Según la presente invención, se proporciona un procedimiento de clasificación
- de material extraído de minas, tal
- como mena extraída de minas, para separar el
- 15
- material extraído de minas en por lo menos dos categorías, conteniendo por lo menos
- una
- categoría partículas de material extraído de minas que son más sensibles a la
- energía de microondas, y conteniendo
- por lo menos otra categoría partículas de
- material extraído de minas que
- son menos sensibles a la energía de microondas,
- comprendiendo el procedimiento las etapas siguientes:
- 20
- (a)
- exponer las partículas del material extraído de minas a energía de
- microondas y calentar las partículas dependiendo de la sensibilidad del
- material en las partículas;
- (b)
- analizar térmicamente las partículas utilizando las temperaturas de las
- 25
- partículas como base para el análisis para indicar las diferencias de
- composición entre las partículas; y
- (e)
- clasificar las partículas basándose en los resultados del análisis térmico; y
- comprendiendo también el procedimiento compensar las variaciones de
- temperatura
- en el material extraído de minas que se suministra al
- 30
- procedimiento.
- La compensación de temperatura puede comprender precalentar el material de
- alimentación hasta una temperatura de fondo dada antes de suministrar el material
- extraído de minas que va a exponerse a energía de microondas en la etapa (a).
- La compensación de temperatura puede comprender ejecutar la etapa (a) para
- 5
- suministrar suficiente energía de microondas al material extraído de minas para
- compensar las variaciones de temperatura en el material extraído de minas que se
- suministra al procedimiento.
- La compensación de temperatura puede comprender monitorizar la
- temperatura del material extraído de minas que va a suministrarse a la etapa (a) y
- 1 O
- tener en cuenta las variaciones de temperatura en el material extraído de minas
- cuando se analizan los datos obtenidos en la etapa (b).
- La compensación de temperatura puede comprender utilizar agua para reducir
- la temperatura del material de alimentación que va a suministrarse a la etapa (a).
- La compensación de temperatura puede comprender almacenar el material
- 15
- extraído de minas en condiciones de temperatura controlada y utilizar el material
- almacenado como material de alimentación para el procedimiento.
- La base del análisis térmico en la etapa (b) puede ser que el material extraído
- de minas contiene partículas que presentan niveles superiores del material valioso, taJ
- como cobre, que responderán térmicamente de manera diferente a las partículas má&
- 20
- estériles, es decir, las partículas sin concentraciones recuperables o con
- concentraciones recuperables poco rentables del material valioso, cuando se exponen
- a la energía de microondas hasta un grado en que la respuesta térmica diferente
- puede utilizarse como base para clasificar partículas.
- La base del análisis térmico en la etapa (b) puede ser que las partículas del
- 25
- material extraído de minas que son más sensibles a la energía de microondas son
- material menos valioso que el resto del material extraído de minas que es menos
- sensible a la energía de microondas hasta el grado en que puede utilizarse la
- respuesta térmica diferente como base para clasificar partículas. Un ejemplo de una
- situación de este tipo es el carbón que contiene sulfuros metálicos no deseados. Los
- 30
- sulfuros metálicos son más sensibles a la energía de microondas que el carbón.
- El análisis térmico en la etapa (b) puede llevarse a cabo, por ejemplo, utilizando
- sistemas de análisis térmico conocidos, basados en detectores de infrarrojos que
- pueden colocarse para ver una región de análisis, tal como una región a través de la
- cual pasan las partículas de material extraído de minas. Estos sistemas de análisis
- térmico se utilizan comúnmente en áreas tales como la monitorización de la
- temperatura corporal, el examen de las conexiones eléctricas tal como en
- subestaciones, y la monitorización de tanques y tuberías y ahora presentan precisión
- 5
- suficiente como para detectar pequeñas diferencias de temperatura (es decir, <2°C).
- A título de ejemplo, en una situación en la que el material valioso es cobre y el
- cobre está contenido por ejemplo en un mineral de sulfuro en partículas en menas,
- normalmente las partículas que contienen cobre se calentarán y las partículas estériles
- no se calentarán en absoluto o ni mucho menos en el mismo grado. Por tanto, en esta
- 1 O
- situación, la etapa de clasificación (e) comprende separar las partículas más calientes
- de las partículas más frías. En este caso, el análisis térmico se ocupa de detectar
- directa o indirectamente las diferencias de temperatura entre las partículas. Se
- observa que puede haber situaciones en las que las partículas estériles se calienten
- hasta temperaturas superiores que las partículas que contienen cobre porque las
- 15
- partículas contengan otro material sensible.
- En cualquier situación dada, la selección de la longitud de onda u otras
- características de la energía de microondas se realizará basándose en facilitar una
- respuesta térmica diferente de las partículas, de modo que puedan utilizarse las
- diferentes temperaturas de las partículas, que son indicativas de diferente~
- 20
- composiciones, como base para clasificar las partículas.
- El procedimiento puede comprender dejar tiempo suficiente para que el calor
- generado en las partículas mediante la exposición a energía de microondas se
- transfiera a través de las partículas, de modo que la temperatura de cada partícul~
- sobre la superficie de la partícula sea una medida de la temperatura másica promedio
- 25
- a través de la partícula. Esto garantiza que, por lo menos sustancialmente, puedel1
- detectarse todas las partículas que presentan minerales de cobre dentro de las
- partículas, porque el calor generado mediante el contacto con la energía de
- microondas ha tenido tiempo suficiente para calentar todas las partículas.
- La cantidad de tiempo requerido para la transferencia de calor dependerá de
- 30
- una variedad de factores incluyendo, a modo de ejemplo, la composición de las
- partículas, el tamaño de las partículas y las temperaturas implicadas, incluyendo la~
- diferencias de temperatura requeridas para distinguir entre las partículas más
- sensibles y las menos sensibles, lo que puede equipararse con partículas de
- materiales valiosos y no valiosos.
- Por ejemplo, en el caso de menas que contienen cobre de baja ley que
- presentan tamaños de partícula del orden de 15 a 30 mm, la cantidad de tiempo
- 5
- requerida es normalmente de por lo menos 5 segundos, más normalmente de por lo
- menos 1 O segundos, y la diferencia de temperatura requerida es normalmente de por
- lo menos 2°C, y más normalmente de por lo menos 5 a 1 0°C, y para tamaños de
- partícula más grandes, normalmente se requieren periodos de tiempo y diferencias de
- temperatura más grandes.
- 1 O
- El procedimiento puede comprender procesar las partículas separadas de la
- etapa de clasificación (e) para recuperar el material valioso de las partículas.
- Se observa que puede haber situaciones en las que todo el material extraído
- de minas que se clasifica es "valioso". En el sentido más amplio, el procedimiento de la
- presente invención es una opción eficaz para separar material extraído de minas
- 15
- basándose en las sensibilidades de los componentes del material extraído de minas a
- la energía de microondas. La exposición a energía de microondas calienta el material
- en respuesta a las sensibilidades de los componentes del material. Pueden existir
- situaciones en las que un material extraído de minas presenta material "valioso" que
- es sensible a la energía de microondas y otro material que no es sensible a la energíct
- 20
- de microondas pero que no obstante es material "valioso". El carbón que contiene
- sulfuros metálicos no deseados mencionado anteriormente es un ejemplo. Los sulfuros
- metálicos pueden ser no deseados en el contexto de la comerciabilidad del carbón,
- pero no obstante pueden ser valiosos cuando se separan del carbón.
- El procedimiento puede comprender reducir el tamaño de las partículas
- 25
- separadas de la etapa de clasificación (e) que contienen niveles superiores de material
- valioso para facilitar la recuperación mejorada del material valioso de las partículas.
- El procesamiento adicional de las partículas separadas puede ser cualquier
- etapa o etapas adecuadas incluyendo, a modo de ejemplo únicamente, cualquiera o
- más de etapas de lixiviación en pilas, lixiviación por oxidación a presión y fundición.
- 30
- El procedimiento puede comprender la trituración u otra reducción de tamaño
- adecuada del material extraído de minas antes de la etapa (a).
- Un ejemplo de una opción adecuada para la etapa (a) es utilizar rodillos de
- molienda a alta presión.
- El procedimiento puede comprender además tamizar o separar de otra forma
- los finos del material extraído de minas de modo que no haya finos en el material
- extraído de minas que se suministra a la etapa (a). En el caso de las menas que
- contienen cobre, el término "finos" se refiere a partículas de tamaño inferior a 13 mm.
- 5
- Normalmente, la distribución de tamaño de partícula manejable es una con
- partículas que presentan una dimensión principal en un intervalo comprendido entre 13
- y 100 mm.
- La distribución de tamaño de partícula puede seleccionarse según se requiera.
- Un factor relevante para la selección de la distribución de tamaño de partícula puede
- 1O
- ser el tiempo requerido para que la temperatura de la superficie de partículas sea una
- medida de la temperatura másica promedio de las partículas. Otro factor relevante
- puede ser el grado en que es posible "ajustar" las características de la energía de
- microondas (es decir, la frecuencia, etc.) a las distribuciones de tamaño de partícula
- particulares. La cuestión de la distribución de tamaño de partícula, en particular el
- 15
- extremo inferior de las distribuciones, es en particular importante cuando se considera
- la clasificación de menas de rendimientos de mena mayores.
- La expresión "energía de microondas" se entiende en la presente memoria que
- significa radiación electromagnética que presenta frecuencias en el intervalo
- comprendido entre 0,3 y 300 GHz.
- 20
- La etapa (a) puede comprender utilizar energía de microondas pulsada ~
- continua para calentar el material extraído de minas.
- La etapa (a) puede comprender producir microfisuración en las partículas del
- material extraído de minas.
- Aunque es en particular deseable en algunas situaciones que la etapa (a)
- 25
- produzca microfisuración de las partículas del material extraído de minas,
- preferiblemente la etapa (a) no conduce a rotura significativa de las partículas en ese
- momento.
- La etapa (a) puede incluir cualquier etapa o etapas adecuadas para exponer la.
- mena extraída de minas a energía de microondas.
- 30
- Una opción es permitir que la mena extraída de minas caiga libremente por una.
- rampa de transferencia pasado un generador de energía de microondas, tal como se
- describe en la publicación internacional número WO 03/102250 en nombre del
- solicitante.
- Otra opción, aunque no la única posible, es hacer pasar la mena a través de
- una cavidad de microondas en una cinta transportadora dispuesta horizontalmente u
- otro lecho móvil adecuado del material.
- El lecho móvil puede ser un lecho móvil mixto, con un generador de
- 5
- microondas colocado para exponer la mena a energía de microondas tal como se
- describe en la publicación internacional número WO 06/034553 en nombre del
- solicitante.
- La expresión "lecho móvil mixto" se refiere a un lecho que mezcla las
- partículas de la mena a medida que las partículas se mueven a través de una zona o
- 1O
- zonas de exposición a microondas y de ese modo cambia las posiciones de las
- partículas con respecto a otras partículas y a la energía de microondas incidente a
- medida que las partículas se mueven a través de la zona o zonas.
- La etapa de clasificación (e) puede ser cualquier etapa o etapas adecuadas
- para clasificar las partículas basándose en los resultados del análisis térmico.
- 15
- Por ejemplo, la etapa (e) puede comprender utilizar chorros de un fluido, tal
- como aire o agua, para desviar una corriente que fluye hacia abajo de las partículas.
- El material extraído de minas puede estar en forma de menas en las que el
- material valioso está en una forma mineralizada tal como un óxido o sulfuro metálico.
- El solicitante está interesado en particular en menas que contienen cobre eñ
- 20
- las que el cobre está presente como mineral de sulfuro.
- El solicitante está interesado asimismo en menas que contienen molibdeno en
- las que el molibdeno está presente como mineral de sulfuro.
- El solicitante está interesado asimismo en menas que contienen níquel en las
- que el níquel está presente como mineral de sulfuro.
- 25
- El solicitante está interesado asimismo en menas que contienen uranio.
- El solicitante también está interesado en menas que contengan minerales de
- hierro en las que algunos de los minerales de hierro presentan niveles
- desproporcionadamente superiores de impurezas no deseadas.
- El solicitante también está interesado en menas de diamante, en las que la
- 30
- mena presenta una mezcla de minerales que contienen diamante y minerales estériles
- para diamantes tal como cuarzo.
- Según la presente invención, está previsto además un aparato para clasificar
- material extraído de minas, tal como mena extraída de minas, que comprende:
- (a)
- una estación de tratamiento por microondas para exponer las partículas del material extraído de minas a energía de microondas;
- (b)
- una estación de análisis térmico para detectar diferencias térmicas entre las partículas procedentes de la estación de tratamiento por microondas que indican diferencias de composición entre las partículas que pueden utilizarse como base para clasificar partículas;
- (e)
- un sistema de análisis térmico para analizar los datos de la estación de análisis térmico para determinar diferencias de composición entre las partículas y tomar decisiones sobre clasificar las partículas en categorías basándose en la composición; y
- (d)
- un clasificador para clasificar las partículas basándose en el análisis térmico; y
- (e)
- un sistema para compensar las variaciones de temperatura en el material de alimentación que va a suministrarse a la estación de tratamiento por microondas.
El sistema de compensación de temperatura puede comprender un conjunto para precalentar el material de alimentación hasta una temperatura de fondo dada antes de suministrar el material extraído de minas a la estación de tratamiento po~ microondas.
El sistema de compensación de temperatura puede comprender unos sensores para monitorizar la temperatura del material extraído de minas que va a suministrarse a la estación de tratamiento por microondas y el sistema de análisis térmico puede estar configurado para tener en cuenta las variaciones de temperatura en el material extraído de minas cuando se analizan los datos de la estación de análisis térmico.
El sistema de compensación de temperatura puede comprender pulverizaciones de agua u otros medios adecuados para humedecer el material de alimentación para reducir la temperatura del material de alimentación.
La estación de análisis térmico puede estar dispuesta en relación con la estación de tratamiento por microondas de modo que las partículas tengan tiempo suficiente para que el calor generado en las partículas mediante la exposición a energía de microondas en la estación de tratamiento por microondas se transfiera a
- través de las partículas, de modo que la temperatura de cada partícula sobre la
- superficie de la partícula sea una medida de la temperatura másica promedio a través
- de la partícula.
- El aparato puede comprender un conjunto, tal como una cinta o cintas
- 5
- transportadoras, para transportar las partículas del material extraído de minas desde la
- estación de tratamiento por microondas hasta la estación de análisis térmico.
- Según la presente invención, está previsto asimismo un procedimiento para
- recuperar el material valioso, tal como un metal valioso, de material extraído de minas,
- tal como mena extraída de minas, que comprende clasificar material extraído de minas
- 1 O
- según el procedimiento descrito anteriormente y procesar después las partículas que
- contienen material valioso y recuperar el material valioso.
- La presente invención se describe además a título de ejemplo haciendo
- referencia al dibujo adjunto. que es un diagrama esquemático que ilustra una
- realización de un procedimiento de clasificación según la presente invención.
- 15
- La forma de realización se describe en el contexto de un procedimiento de
- recuperación de un metal valioso en forma de cobre de menas que contienen cobre de
- baja ley en las que el cobre está presente como mineral de cobre, tal como calcopirita.
- Normalmente, la mena contiene del 30 al 40% en peso de partículas estériles. El
- objetivo del procedimiento en esta forma de realización es separar las partícula~
- 20
- estériles y las partículas que contienen cobre. Las partículas que contienen cobre
- pueden procesarse entonces según se requiera para recuperar el cobre de las
- partículas. La separación de las partículas que contienen cobre antes de las etapas de
- recuperación aguas abajo aumenta significativamente la ley promedio del material que:
- está procesándose en estas etapas.
- 25
- Se observa que la presente invención no está limitada a estas menas y al cobre
- como el material valioso que ha de recuperarse.
- Haciendo referencia al dibujo, se suministra un material de alimentación en
- forma de partículas 3 de mena que presentan un tamaño de partícula de 10-25 cm a
- través de un transportador 5 (u otro medio de transferencia adecuado) a una estación
- 30
- de tratamiento por energía de microondas 7 y se mueve pasado un generador 9 de
- energía de microondas y se expone a energía de microondas, en forma de microondas
- o bien continuas o bien pulsadas.
- Tal como se describe con mayor detalle en la presente memoria a
- continuación, se emprenden una o más etapas para garantizar que se hace frente a
- las variaciones de temperatura en el material de alimentación en el procedimiento.
- La energía de microondas produce el calentamiento localizado de las partículas
- 5
- dependiendo de la composición de las partículas. En particular, las partículas se
- calientan hasta diferentes grados dependiendo de si las partículas contienen o no
- minerales de cobre, tales como calcopirita, que son sensibles a la energía de
- microondas. Como se indicó anteriormente, el solicitante ha encontrado que las
- partículas que presentan concentraciones relativamente pequeñas de cobre,
- 1 O
- normalmente menos del 0,5% en peso, se calientan hasta un grado detectable o
- medible, aunque pequeño, mediante la energía de microondas debido a la alta
- sensibilidad del cobre. Éste es un hallazgo significativo en relación con las menas de
- baja ley, porque significa que concentraciones relativamente bajas de cobre en las
- partículas pueden producir aumentos de temperatura detectables o medibles. Sin
- 15
- embargo, como se indicó anteriormente, el solicitante también ha encontrado que hay
- un efecto de tiempo en cuanto a cuándo se hará detectable mediante análisis térmico
- el calor que se genera en las partículas. Este efecto de tiempo es una función de si los
- minerales de cobre están sobre la superficie o dentro de las partículas y del tamaño de
- las partículas. En particular, el solicitante ha encontrado que es necesario un period~
- 20
- de tiempo de por lo menos 5 segundos, normalmente de por lo menos 5 a 1~
- segundos, para los tamaños de partícula mencionados anteriormente, para permitir la
- transferencia de calor dentro de cada partícula, de modo que haya una temperatura de
- la partícula, sustancialmente uniforme, es decir, másica promedio (incluyendo en 1~
- superficie de la partícula) y por tanto, el análisis térmico proporciona información
- 25
- precisa sobre las partículas. En otras palabras, las temperaturas de superficie de las
- partículas son las temperaturas másicas promedio de las partículas.
- La base del análisis térmico en esta realización es que las partículas que
- contienen niveles superiores de minerales de cobre se calentarán más que las
- partículas estériles.
- 30
- Las partículas pueden formarse como un lecho relativamente profundo en la
- cinta transportadora 5. La profundidad del lecho y la velocidad de la cinta y la potencia
- del generador de microondas y la frecuencia de las microondas están
- interrelacionados. El requisito clave es permitir una exposición suficiente de las
- partículas a energía de microondas para calentar los minerales de cobre en las
- partículas hasta un grado requerido para permitir que esas partículas se diferencien
- térmicamente de las partículas estériles. Aunque no es siempre el caso, normalmente
- las partículas estériles comprenden material que es menos sensible que los minerales
- 5
- de cobre y que no se calientan significativamente, si es que lo hacen, cuando se
- exponen a energía de microondas. Un requisito secundario es generar variaciones de
- temperatura suficientes dentro de las partículas que contienen cobre para producir
- microfisuración de las partículas, sin romperse las partículas en esta fase. La
- microfisuración puede ser beneficiosa en particular en el procesamiento aguas abajo
- 1 O
- de las partículas. Por ejemplo, la microfisuración posibilita el mejor acceso al líquido de
- lixiviación al interior de las partículas en un tratamiento de lixiviación aguas abajo para
- eliminar el cobre de las partículas. Además, por ejemplo, la microfisuración posibilita
- una mejor rotura de la partícula en cualquier etapa de reducción de tamaño aguas
- abajo. Un punto importante es que la microfisuración tiende a producirse donde el
- 15
- gradiente de temperatura dentro de las partículas es mayor, en la superficie de
- contacto entre los minerales de cobre y el material de ganga en las partículas. Como
- consecuencia, cuando la mena se muele posteriormente (como normalmente es el
- caso en el procesamiento aguas abajo) los minerales de cobre se separan del material
- de ganga más fácilmente en vista de las microfisuras en las superficies de contacto,
- 20
- produciendo de este modo mineral de cobre diferenciado y partículas de ganga. Esta
- liberación preferida resulta ventajosa para el procesamiento aguas abajo.
- Las partículas que pasan a través de la estación de tratamiento por microondas
- 7 caen desde el extremo de la cinta transportadora 5 en una cinta transportadora
- inferior 15 y se transportan sobre esta cinta a través de una estación de detección por
- 25
- radiación infrarroja 11 en la que las partículas se observan mediante una cámara 13
- de infrarrojos (u otro aparato de detección térmica adecuado) y se analizan
- térmicamente. La cinta transportadora 15 se hace funcionar a una velocidad más
- rápida que la cinta transportadora 5 para permitir que las partículas se extiendan a lo
- largo de la cinta 15. Esto es útil en lo que se refiere al procesamiento aguas abajo de
- 30
- las partículas.
- La separación entre las estaciones 7 y 11 se selecciona teniendo en cuenta la
- velocidad de la cinta para dejar tiempo suficiente, normalmente por lo menos 5
segundos, para que las partículas se calienten uniformemente dentro de cada partícula.
Ventajosamente, las condiciones de procesamiento aguas arriba se seleccionan de tal modo que las partículas tengan suficiente calor retenido para el análisis térmico sin que se requiera el calentamiento adicional de las partículas. Si se requiere calentamiento adicional, puede proporcionarse mediante cualquier medio adecuado.
En un modo de funcionamiento, el análisis térmico se basa en distinguir entre las partículas que están por encima y por debajo de una temperatura umbral. Las partículas pueden catalogarse entonces como partículas "más calientes" y "más frías". La temperatura de una partícula está relacionada con la cantidad de minerales de cobre en la partícula. Por tanto, las partículas que presentan un intervalo de tamaño de partícula dado y se calientan en las condiciones dadas presentarán un aumento de temperatura hasta una temperatura superior a una temperatura umbral "x" grados si las partículas contienen por lo menos "y" % en peso de cobre. La temperatura umbral puede seleccionarse inicialmente basándose en factores económicos y puede ajustarse cuando cambian estos factores. Las partículas estériles generalmente no se calentarán cuando se expongan a energía de microondas a temperaturas por encima de la temperatura umbral.
Una vez identificadas mediante análisis térmico, las partículas más calientes sQ separan de las partículas más frías y las partículas más calientes se procesan después para recuperar cobre de las partículas. Dependiendo de las circunstancias, las partículas más frías pueden procesarse en una ruta de proceso diferente de la~ partículas más calientes para recuperar cobre de las partículas más frías.
Las partículas se separan proyectándose desde el extremo de la cinté1 transportadora 15 y desviándose selectivamente mediante chorros de aire comprimida (u otros chorros de fluido adecuados, tales como chorros de agua) a medida que la& partículas se mueven en una trayectoria en caída libre desde la cinta 15 y clasificándose así en dos corrientes 17, 19. En relación con esto, el análisis térmico identifica la posición de cada una de las partículas en la cinta transportadora 15 y los. chorros de aire se activan en un momento fijado previamente una vez que una: partícula se analiza como una partícula que va a desviarse.
- Dependiendo de la situación particular, las partículas de ganga pueden
- desviarse mediante chorros de aire o las partículas que contienen cobre por encima de
- una concentración umbral pueden desviarse mediante chorros de aire.
- Las partículas más calientes se convierten en una corriente de alimentación de
- 5
- concentrado 17 y se transfieren para su procesamiento aguas abajo, que normalmente
- incluye molienda, flotación para formar un concentrado, y luego procesamiento
- adicional para recuperar cobre de las partículas.
- Las partículas más frías pueden convertirse en una corriente de desecho de
- subproducto 19 y se desechan de una manera adecuada. Puede que éste no sea
- 1 O
- siempre el caso. Las partículas más frías presentan concentraciones inferiores de
- minerales de cobre y pueden ser suficientemente valiosas para su recuperación. En
- ese caso, las partículas más frías pueden transferirse a un proceso de recuperación
- adecuado, tal como lixiviación.
- Tal como se indicó anteriormente, la utilización de las temperaturas másicas
- 15
- promedio de las partículas que se han expuesto a energía de microondas como base
- para clasificar las partículas significa que habrá a menudo diferencias de temperatura
- relativamente pequeñas, por ejemplo del orden de 5-1 0°C, entre las partículas que
- contienen cobre y las partículas estériles, en particular cuando estén procesándose
- menas de baja ley. Por consiguiente, es importante que se minimice el "ruido" de
- 20
- temperatura de las partículas, de modo que puedan identificarse fácilmente los
- cambios de temperatura en las partículas que se deben a la exposición a energía de
- microondas en el análisis térmico aguas abajo de las partículas. Un ejemplo de "ruido"
- de temperatura son las variaciones en la temperatura de base de las partículas en el
- material de alimentación para el procedimiento de clasificación. Estas variaciones de
- 25
- temperatura pueden tener un impacto significativo en el análisis térmico y pueden
- distorsionar los resultados del análisis. En particular, el análisis térmico de las
- partículas puede atribuir cambios de temperatura aparentes en las partículas al
- calentamiento de las partículas debido a la exposición a energía de microondas, en
- lugar de a cambios que se deben a los cambios en la temperatura de base de las
- 30
- partículas en el material de alimentación. Las variaciones en la temperatura de base
- pueden deberse a varios factores operacionales y relacionados con el clima. Por
- ejemplo, un lote del material de alimentación puede tomarse de una reserva que se ha
- expuesto a clima cálido durante varias semanas y presenta una temperatura de base
- relativamente alta y un lote sucesivo del material de alimentación puede recibirse
- directamente de una mina y estar a una temperatura inferior. A título de ejemplo
- adicional, pueden existir diferencias en la temperatura de base como consecuencia de
- la energía de trituración requerida para reducir el tamaño de la mena extraída de
- 5
- minas hasta un tamaño de partícula requerido para el procedimiento.
- Como consecuencia, el procedimiento incluye compensar las variaciones de
- temperatura en el material extraído de minas que se suministra al procedimiento. La
- compensación de temperatura puede incluir precalentar el material de alimentación
- hasta una temperatura de fondo dada antes de suministrar el material extraído de
- 1O
- minas que va a exponerse a energía de microondas. Alternativamente, la
- compensación de temperatura puede incluir suministrar selectivamente energía de
- microondas suficiente al material extraído de minas para compensar las variaciones de
- temperatura en el material extraído de minas que se suministra al procedimiento. Otra
- opción, aunque no la única posible, para la compensación de temperatura, es
- 15
- monitorizar la temperatura del material extraído de minas que se suministra al
- procedimiento y tener en cuenta las variaciones de temperatura en la temperatura del
- material de alimentación cuando se analizan los datos obtenidos en la etapa de
- análisis térmico. Otra opción, aunque no la única posible, para la compensación de
- temperatura es humedecer el material extraído de minas que se suministra al
- 20
- procedimiento para enfriar el material de alimentación, según pueda ser necesario.
- Otra opción, aunque no la única posible, para la compensación de temperatura, es
- almacenar el material extraído de minas en condiciones de temperatura controlada y
- utilizar el material almacenado como material de alimentación para el procedimiento.
- Pueden realizarse muchas modificaciones en la forma de realización de la
- 25
- presente invención descrita anteriormente sin apartarse del espíritu y del alcance de la
- presente invención.
- A título de ejemplo, aunque la forma de realización incluye el análisis térmico
- utilizando una cámara de infrarrojos colocada por encima de las partículas de mena
- calentadas en una cinta transportadora 15 dispuesta horizontalmente, la presente
- 30
- invención no está limitada de ese modo y se extiende a otras posibles disposiciones
- de cámaras y a la utilización de otros tipos de análisis de obtención de imágenes
- térmicas. Una disposición de este tipo comprende permitir que las partículas
calentadas caigan hacia abajo y disponer una cámara de infrarrojos para visualizar una sección de la trayectoria de vuelo hacia abajo.
A título de ejemplo adicional, aunque la forma de realización incluye la utilización de chorros de aire y agua para desviar las partículas selectivamente, la presente invención no está limitada de este modo y se extiende a la utilización de otros tipos de dispositivos de desviación con aire y agua y a otras opciones para desviar las partículas.
A título de ejemplo adicional, aunque la forma de realización incluye la utilización de dos cintas transportadoras 5, 15 para transportar la mena extraída de
1 O minas pasada la estación de tratamiento por microondas 7 y la estación de análisis térmico 7, desplazándose la cinta inferior a una velocidad superior que la cinta superior para separar las partículas en la cinta para facilitar el análisis térmico más claro de las partículas, la presente invención no está limitada de este modo y se extiende a cualquier disposición alternativa adecuada.
Claims (17)
- REIVINDICACIONES
- 5 1 O
- 1. Procedimiento de clasificación de material extraído de minas, tal como mena extraída de minas, para separar el material extraído de minas en por lo menos dos categorías, conteniendo por lo menos una categoría partículas de material extraído de minas que son más sensibles a la energía de microondas, y conteniendo por lo menos otra categoría partículas de material extraído de minas que son menos sensibles a la energía de microondas, dicho procedimiento estando caracterizado porque comprende las etapas siguientes:
- 15
- a) b) e) exponer las partículas del material extraído de minas a energía de microondas y calentar las partículas dependiendo de la sensibilidad del material en las partículas; analizar térmicamente las partículas utilizando las temperaturas de las partículas como base para el análisis destinado a indicar las diferencias de composición entre las partículas; y clasificar las partículas basándose en los resultados del análisis térmico; y
- 20
- comprendiendo además el procedimiento temperatura en el material extraído de procedimiento. compensar las variaciones minas que se suministra de al
- 25
- 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la compensación de temperatura comprende precalentar el material de alimentación hasta una temperatura de fondo dada antes de suministrar el material extraído de minas que va a exponerse a energía de microondas en la etapa (a).
- 30
- 3. Procedimiento según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque la compensación de temperatura comprende ejecutar la etapa (a) para suministrar suficiente energía de microondas al material extraído de minas para compensar las variaciones de temperatura en el material extraído de minas que se suministra al procedimiento.
- 4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la compensación de temperatura comprende monitorizar la5 temperatura del material extraído de minas que va a suministrarse a la etapa (a) y tener en cuenta las variaciones de temperatura en el material extraído de minas cuando se analizan los datos obtenidos en la etapa (b).
- 5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,1 O caracterizado porque la compensación de temperatura comprende utilizar agua para reducir la temperatura del material de alimentación que va a suministrarse a la etapa (a).
- 6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,15 caracterizado porque la compensación de temperatura comprende almacenar el material extraído de minas en condiciones de temperatura controlada y utilizar el material almacenado como material de alimentación para el procedimiento.
- 7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,20 caracterizado porque, en una situación en la que el material valioso es cobre y el cobre está contenido, por ejemplo como mineral de sulfuro en partículas en menas, la etapa(a) comprende exponer las menas extraídas de minas a energía de microondas y calentar las partículas que contienen cobre hasta un grado mayor que las partículas estériles.
- 8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la etapa (b) comprende mover las partículas pasada la superficie de fondo, con una cámara de infrarrojos u otro aparato de detección térmica colocado para ver las partículas, y estando la superficie de fondo en la línea de visión del30 aparato de detección térmica.
-
9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende seleccionar la longitud de onda u otras características de la energía de microondas basándose en facilitar una respuesta térmica diferente de las partículas de modo que se utilicen las diferentes temperaturas de las partículas, que son indicativas de diferentes composiciones, como base para clasificar las partículas en la etapa (e).1O. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende dejar tiempo suficiente para que el calor generado en las partículas mediante la exposición a energía de microondas se transfiera a través de las partículas, de tal modo que la temperatura de cada partícula sobre la superficie1 O de la partícula sea una medida de la temperatura másica promedio a través de la partícula. - 11. Procedimiento según la reivindicación 1 O, caracterizado porque, en caso de menas que contienen cobre de baja ley que presentan tamaños de partícula del15 orden de 15-30 mm, la cantidad de tiempo requerida es de por lo menos 5 segundos, más típicamente de por lo menos 1 O segundos, y la diferencia de temperatura requerida es típicamente de por lo menos 2°C, y más normalmente por lo menos 5-100C.20 12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende procesar las partículas separadas de la etapa de clasificación (e) para recuperar el material valioso de las partículas.
- 13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,25 caracterizado porque comprende reducir el tamaño de las partículas separadas de la etapa de clasificación (e) que contienen niveles superiores de material valioso para facilitar la recuperación mejorada del material valioso de las partículas.
- 14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
30 caracterizado porque comprende la trituración u otra reducción de tamaño adecuada del material extraído de minas antes de la etapa (a). -
- 15.
- Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende tamizar o separar de otra forma los finos del material extraído de minas de modo que no haya finos en el material extraído de minas que se suministra a la etapa (a).
-
- 16.
- Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material extraído de minas está en forma de menas en las que el material valioso está en una forma mineralizada tal como un óxido o sulfuro metálico.
-
- 17.
- Aparato para clasificar material extraído de minas, tal como mena extraída de minas, caracterizado porque comprende:
a) una estación de tratamiento por microondas para exponer las partículas del material extraído de minas a energía de microondas;b) una estación de análisis térmico para detectar diferencias térmicas entre las partículas que indican las diferencias de composición entre las partículas que pueden utilizarse como base para clasificar partículas;e) un sistema de análisis térmico para analizar los datos de la estación de análisis térmico para determinar diferencias de composición entre las partículas y tomar decisiones sobre la clasificación de las partículas en categorías basándose en la composición; yd) un clasificador para clasificar las partículas basándose en el análisis térmico; ye) un sistema para compensar las variaciones de temperatura en el material de alimentación que va a suministrarse a la estación de tratamiento por microondas. -
18. Aparato según la reivindicación 17, caracterizado porque el sistema de compensación de temperatura comprende un conjunto para precalentar el material de alimentación hasta una temperatura de fondo dada antes de suministrar el material extraído de minas a la estación de tratamiento por microondas. -
- 19. Aparato según la reivindicación 17 o
- la reivindicación 18, caracterizado
- porque el sistema de compensación de temperatura comprende unos sensores para
- monitorizar la temperatura del material extraído de minas que va a suministrarse a la
- estación
- de tratamiento por microondas y el sistema de análisis térmico está
- 5
- configurado para tener en cuenta las variaciones de temperatura en el material
- extraído de minas cuando se analizan los datos de la estación de análisis térmico.
-
- 20. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, caracterizado
- porque la estación de análisis térmico está dispuesta en relación con la estación de
- 1 O
- tratamiento por microondas, de tal modo que las partículas tengan tiempo suficiente
- para que el calor generado
- en las partículas mediante la exposición a energía de
- microondas en la estación de tratamiento por microondas se transfiera a través de las
- partículas de tal modo que la temperatura de cada partícula sobre la superficie de la
- partícula sea una medida de la temperatura másica promedio a través de la partícula.
- 15
-
- 21. Procedimiento para recuperar material valioso, tal como un metal valioso, a
- partir de material extraído de minas, tal como mena extraída de minas, caracterizado
- porque comprende clasificar el material extraído de minas según el
- procedimiento
- definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16 y procesar posteriormente las
- 20
- partículas que contienen material valioso y recuperar el material valioso.
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