MXPA06005664A - Proceso de recuperacion de metales/minerales y tratamiento de desecho. - Google Patents

Abstract

Un proceso de recuperacion de metales/minerales y proceso de tratamiento de desecho que comprende una fase de separacion principal en la cual una mena llevando metal/mineral es mezclada con agua y separada dentro de una fraccion enriquecida y una fraccion de desecho metal/mineral, y una fase de sedimentacion de desecho en la cual la fraccion de desecho acuoso metal/mineral es sedimentada en una o mas lagunas de sedimentacion para proporcionar una capa de sedimento espesado y supernatante; y la fase de sedimentacion de desecho comprende alimentar el desecho acuoso metal/mineral en un recipiente de solidos de contacto u otra camara de floculacion, en la cual el desecho acuoso metal/mineral es diluido con agua que contiene uno o mas floculante(s) a mas de una concentracion, una de cuyas concentraciones es al menos 10 veces mas alta que la otra, dentro de SCV, flocular el desecho diluido acuoso, y sedimentar el desecho diluido y floculatado acuoso para proporcionar una capa supernatante liquida y una capa de sedimento espesado bombeable en una fuente sedimentable.

Description

coagulantes inorgánicos multivalentes como cal viva, sulfato ferroso, sulfato férrico y alumbre son usados para efectuar la agregación y formar ^coágulos' . La floculación en el sentido riguroso del término es la agregación de partículas por polímeros de cadena alarga en la cual la carga de la superficie de la partícula puede o no puede ser cargada . El término floculación es derivado a partir del Latin flocculus, el cual describe un manojo de lana, desde que este fue comparado a los agregados "apelusados" que resultaron a partir dé la partícula de floculación. El término floculante es algunas veces usado como un adjetivo para describir la apariencia de las sustancias floculatadas . En general, la fase de procesamiento del mineral de metales y/o la producción de minerales involucra una serie de etapas de procesamiento (ver figura 1) . Una vez que la mena ha sido extraída de la tierra, se requiere mejorar la calidad (también referido como beneficio) para concentrar el metal o valores del mineral por separar este de la ganga. El proceso de separación puede ser muy simple o muy complejo involucrando muchas unidades de procesos. En general, una o más de las siguientes unidades de procesos están involucradas : Pulverización: (también referida como un tamaño de reducción)- comprendido de dos actividades, este proceso involucra trituración, seguido por molienda en molinos de bola o de barra, para reducir el tamaño de la mena al punto que los minerales son liberados uno del otro y sirve para preparar el material para la separación fisica y/o quimica. Separación:- una vez que la mena se ha clasificado según tamaño, los minerales son luego separados por una o más de las siguientes unidades de procesos : separación de tamaño, la cual usa la diferencia en el tamaño de la partícula de los diferentes minerales (por ej . , lavando la arcilla de la arena en un tamiz); separación por gravedad, la cual' usa la diferencia en densidad o gravedad especifica de los minerales- el equipamiento usado incluye medios densos o viscosos, mesas sacudidoras, espirales, lavadoras de tambor giratorio, o lavadores de sacudidas; separación eléctrica o magnética, la cual usa aquellas propiedades físicas respectivas de los minerales; y flotación por espuma, la cual usa diferencias de la superficie química en los minerales. Separación sólido/líquido : -Después que los valores y ganga de los minerales han sido separados usando una o más de las unidades de procesos, las mezclas resultantes (duración del concentrado y las colas, respectivamente) necesario para ser desaguados de tal manera que ellos puedan ser transportados (en el caso del concentrado) y dispuestos en un medio ambiente aceptable (en el caso de colas) . Tipos de equipamientos de separación de sólido/liquido incluye espesadores, clarificadores, filtros al vacio, filtros de presión, filtros multi-rodillos, y centrifugas. En la realización de la separación sólido/liquido de la unidad de proceso de la fase de procesamiento del mineral, tres corrientes de "producto" emergen: (1) una corriente recuperada de agua que puede, o no puede, requerir actividades de clarificación adicional previo a ser retornada a la porción de actividades de minería del proceso; (2) una corriente espesadora concentrada que puede, o no puede, requerir procesamiento adicional (por ej . , procesamiento metalúrgico) para producir el metal terminado o mineral; y (3) unas corrientes de colas espesadoras que pueden, o no pueden, requerir procesamiento adicional (por ej . , ajustamiento de pH) previo a ser colocadas en unos estanques de colas para sedimentación y distribución (para remover y recuperar agua residual) . Esta invención se refiere a los "productos" de la fase de separación sólido/líquido del procesamiento de mineral-por ej . , el espesamiento mejorado de colas (también referido como sedimento) y la claridad mejorada del agua recuperada para reciclamiento (también referida como supernatante) . La mena de hierro, un ejemplo de un metal ferroso, es producida a partir de la extracción y procesamiento de dos menas: Hematina (Fe2Ü3) y/o Magnetita (Fe.30.4) . Las menas son procesadas a través de cinco etapas de procesos que consisten de: (1) minería- la perforación y voladura para quebrar la mena dentro de un tamaño conveniente, (2) trituración-la reducción física en el tamaño de la mena debajo de aproximadamente 9 pulgadas en diámetro; (3) molienda-la reducción física adicional en el tamaño de la mena para liberar el mineral fino a partir de la roca; (4) concentración- la separación de los valores de hierro a partir de desenlodar el coagulante vía ganga (si la mena siendo procesada es hematita) o coagulante vía magnética (si la mena siendo procesada es magnetita) y el agotamiento subsiguiente de la mena concentrada; y (5) granulación-la formación de pequeñas, bolas de tamaño uniforme "bolas verdes" de mena de hierro usando un aglutinante químico y el endurecimiento caliente de las bolas para formar pelotitas de mena de hierro duro para uso por plantas de elaboración de acero. Arena y grava, los materiales granulares no consolidados resultantes de desintegración natural de roca o piedra y un ejemplo de un mineral industrial, son típicamente minados en una condición húmeda por excavación abierta de hoyo o dragado. Después de la transportación para una planta de procesamiento la arena húmeda y alimentación cruda de grava es acumulada o vaciada directamente dentro de una tolva en la cual grandes pedazos y bloques de mineral son. físicamente separados de la alimentación. A partir de la tolva, el material es transportado para biombos fijos o vibratorios en los cuales el material demasiado grande es separado de los más pequeños, tamaños comerciales. El material demasiado grande puede ser usado para control de erosión, restauración, u otros usos, o este puede ser dirigido a un triturador para reducción de tamaño, para producir agregados triturados, o para producir arenas manufacturadas . El material que pasa a través del biombo es alimentado dentro de una batería de biombos de calibración, los cuales en general consisten de biombos vibratorios horizontal o inclinados-simples o de varias cubiertas . Trabas de biombos rotatorios con rociadores de agua son también usadas para procesar y lavar arena húmeda y grava. El cribado separa la arena y grava en rangos de tamaño diferente. Después del cribado, la grava calibrada es transportada a pilas de materiales, cajas de almacenamiento, etc. para venta subsiguiente. La arena es liberada de arcilla e impurezas orgánicas por trozos de depuradores de agua o purificadores rotatorios . Después de la purificación, la arena es típicamente dimensionada por clasificación de agua. Después de la clasificación, la arena es desaguada utilizando separadores de hélice, separadores cónicos, o hidro-separadores . Después del procesamiento, la arena es transportada a cajas de almacenamiento para venta subsiguiente. La floculación de la corriente de desecho (por ej . colas) con el fin de mejorar las características de sedimentación de un proceso industrial de depósitos de decantación de residuo han sido propuestas y practicadas en el arte previo. En la floculación, las partículas individuales son unidas dentro de bastantes aglomerados de enlace holgados o flóculos . El grado de floculación es controlado por la probabilidad de colisión entre las partículas- y sus tendencias hacia la adhesión después de la colisión. La agitación incrementa la probabilidad de colisión, y la tendencia de adhesión se incrementa por la adición de un floculante. Existen numerosas propuestas en la literatura para tratar de acelerar la sedimentación por floculación del desecho, y han sido propuestos para mejorar la estructura del sedimento de desecho sustancialmente sólido por la adición de arenas u otros materiales para el desecho. Ejemplos de divulgaciones de estos procesos de recuperación de mineral utilizando floculantes son U.S.

Pat. Nos. 3,418,237, 3,622,087, 3,707,523, 4,194,969, 4,224,149, 4251,363, 4,265,770, 4,342,653, 4,555,346, 4,690,752, 5,688,404, 6,077,441 y 6,039,189, las cuales son incorporadas aquí por referencia. A pesar de numerosas propuestas para usar floculantes, en la práctica se ha encontrado que su uso frecuente no es un costo e.fectivo. Aún cuando un floculante es usado para promover la sedimentación y la provisión de un supernatante que puede ser reciclado, la calidad del supernatante tiende a ser bastante pobre debido a que el supernatante tiende a ser contaminado con partículas de desecho no floculatadas . Es conocido dentro de la industria de procesamiento de metales y minerales que la utilización de columnas de arriba de suelos de sedimentación (por ej . , tanques de metal tubular) permite para la formación de una profundidad útil del supernatante, proporciona que tales columnas tengan suficiente altitud. Desafortunadamente el volumen de desechos acuosos los cuales son generados en metales y/o procesos de recuperación mineral pueden ser así grandes que esto es impracticable aún para contemplar la provisión de tanques de columnas de separación de este tipo .

Objetivo de la invención El objetivo de la invención es proporcionar una recuperación de metales y/o minerales y procesos de tratamiento de desecho para lo cual es posible de : (1) obtener y reciclar supernatante de calidad mejorada por flotación u otras etapas de separación; (2) utilizar lagunas de sedimentación más eficientes y (3) para utilizar la adición de diferentes concentraciones de uno o más soluciones floculantes para lograr eficiencia mejorada de floculación, en la cual una de las soluciones floculantes es diluida utilizando radios de dilución de agua sustancial más grande que los usual.

Sumario de la invención Un proceso de tratamiento de recuperación de metales/minerales y proceso de tratamiento de desecho de acuerdo a .la invención comprende una fase principal de separación en la cual una mena llevando metal/mineral es mezclada con agua y separada en una fracción enriquecida y una fracción acuosa de desecho metal /mineral, y una fase de sedimentación de desecho en la cual la fracción acuosa de desecho metal/mineral es sedimentada en una o más lagunas de sedimento para proporcionar una capa espesada de sedimento y supernatante; y la fase de sedimentación de desecho que comprende la alimentación del desecho acuoso metal/mineral en un recipiente de contacto de sólidos (de ahora en adelante referido como SCV) u otra cámara de floculación, en la cual el desecho acuoso metal/mineral es diluido con agua que contiene un floculente a más de una concentración, una concentración de la cual es al menos 10 veces más alta que la otra, dentro de SCV, floculando el desecho diluido acuoso, y sedimentando el desecho acuoso diluido y floculatado para proporcionar una capa liquida supernatante y una capa bombeable espesada de sedimento en una fuente de sedimento. La capa espesada de sedimento es luego alimentada a una o más lagunas finales, además permitiendo el sedimento espesado para experimentar más sedimentación para proporcionar un sedimento sustancial sólido en la una o más lagunas (ver figura 1) . La dilución de una reserva de solución concentrada del floculante o mezcla de floculante ocurre en las lineas de alimentación y las lineas de distribución (ver figura 2) . El floculante es diluido con grandes cantidades de agua de tal manera que varias concentraciones diluidas del floculante o mezcla floculante puede ser aplicada al SCV.

Breve descripción de los dibujos Figura 1 es un diagrama esquemático de un sistema de procesamiento industrial de materiales. Figura 2 es un diagrama esquemático de parte de un sistema de procesamiento industrial de materiales de acuerdo a la invención.

Descripción detallada de la invención Se conoce que para reducir la dosis requerida de floculante por introducir un efecto de dilución alta en un SCV. En métodos convencionales una solución floculante es aplicada directamente a una mezcla de agua residual y mezclando más vigoroso en una reguera de la colada es contada para proporcionar una interfase conveniente de sólidos/floculante para originar floculación. Esto puede posiblemente causar una reducción en la efectividad del floculante . En la presente invención, una gran cantidad de dilución de agua es adicionada a una parte de la solución floculante. Esto resulta en una gran cantidad de floculante muy diluido que, en turno, es mezclado con la mezcla de agua residual ascendente en el SCV (ver Figura 2) . Debido a la alta dilución, los requerimientos de mezclado son reducidos y el contacto entre sólidos y floculante es incrementado, asi elaborando para más floculación efectiva y reduciendo el uso del floculante total. En sistemas convencionales, el floculante es diluido a una concentración de alrededor de 0.05%. En la presente invención, el factor dilución es de 0.005% o menos por peso para esta parte muy diluida de la solución floculante. De conformidad a la presente invención además las eficiencias en el uso de floculante polimérico son beneficiadas por la introducción simultánea de una solución de floculante adicional, más concentrada dentro de SCV. Esta combinación de la mezcla de concentraciones de varios floculantes, (para adaptar a los cambios de las mezclas ascendentes) y métodos estratégicos de aplicación es una parte clave de la invención. Típicamente alrededor de 75% del floculante diluido, por ejemplo 70 a 80%, es aplicado a una concentración de alrededor de 0.005% o menos por peso (=concentración 1) y el restante es aplicado a áreas dentro de SCV a una concentración de alrededor de 0.05% o menos por peso (=concentración 2), con la condición que la concentración 2 es al menos 10 veces más alta que la concentración 1, por ejemplo al menos 30 veces más alta y en especial al menos 50 veces más alta que la concentración 1. Este 75%/25% puede ser cambiado para adaptar a los diferentes flujos que llegan dentro del SCV. El radio puede estar en el rango desde 75% a 25% a una concentración 1 y 25% a 75% a una concentración 2. Como un resultado simultáneo usando soluciones floculantes que tienen dos diferentes concentraciones de acuerdo a la invención, la cantidad total del floculante requerido es sustancialmente reducida. Una ventaja adicional de empleo de SCV es que se da un periodo extendido de flujo turbulento para lograr floculación óptima mientras se mantiene la suspensión de los flóculos y cualquier material ordinario presente, para evitar deposición prematura en el SCV. En general, la invención es aplicable para cualquier proceso en el cual la separación de un metal y/o mineral a partir de roca minada cruda u otro material que comprende mezclando con agua y de ese modo produciendo grandes volúmenes de desecho acuoso de metal/mineral que son luego sujetados a sedimentación en lagunas. Una caracterización/descripción de las corrientes típicas de desecho generadas por cada uno de los segmentos dentro de la industria de los metales y minerales permite: El sistema de sedimentación de desecho típico empleado dentro del sector de la industria de metales ferrosos son depósitos de decantaciones de residuos y lagunas. La corrientes de desecho saliendo de la fase de procesamiento mineral de la producción de mena de hierro (un metal ferroso) exhibe típicamente las siguientes características : Contenido total de sólidos: 3.0-35.0% P/V (peso/ olumen) Gravedad específica : 1.0-1.3 Distribución de tamaño de partícula pH (como se suministró a 25°C) : 7.0-8.0 SU Color : Verde -Café El sistema típico de sedimentación de desecho empleado dentro del sector de la industria base de metales es depósitos de decantaciones de sólidos y lagunas. La producción típica de las corrientes de desecho saliendo de la fase de procesamiento del mineral de cobre (un metal base) exhibe las siguientes características: Contenido total de sólidos: 15.0-35.0% P/V (peso/volumen) Gravedad específica : 1.1-1.3 Distribución de tamaño de partícula pH (como se suministró a 25°C) : 7.0-8.0 SU Color : Gris-Verde El sistema típico de sedimentación de desecho empleado dentro del sector de la industria de metales preciosos es depósitos de decantaciones de sólidos y lagunas. La producción típica de las corrientes de desecho saliendo de la fase de procesamiento del mineral para oro (un metal precioso) exhibe las siguientes características: Contenido total de sólidos: 12.0-60.0% > P/V (peso/volumen) Gravedad específica : 1.0-1.4 . Distribución de tamaño de partícula pH (como se suministró a 25 °C) : 8.0-8.5 SU Color : Rojo -Café El sistema típico de sedimentación de desecho empleado dentro del sector de la industria de metales industriales es en general un espesante convencional o de velocidad alta. Los sistemas de lagunas son también empleados en algunas áreas, por ejemplo, minas de fosfato. La producción típica de Las corrientes de desecho saliendo de la fase de procesamiento del mineral de arena y grava (un metal industrial) exhibe las siguientes características : Contenido total de sólidos: 5.0-20.0% P/V (peso/volumen) Gravedad específica : 1.0-1.3 Distribución de tamaño de partícula pH (como se suministró a 25°C) : 7.0-8.0 Sü Color Rojo -Anaranjado El sistema típico de sedimentación de desecho empleado dentro del sector de la industria del carbón es en general un tipo de espesante: convencional, velocidad alta, o cono profundo. Las corrientes de desecho saliendo de la fase de procesamiento de la producción de carbón exhiben en típico las siguientes características: Contenido total de sólidos: 1.0-8.0% P/V (peso/volumen) Gravedad específica : 1.0-1.3 ml/gr Distribución de tamaño de partícula pH (como se suministró a 25°C) : 7.5-8.5 SU Color : Negro El proceso inventivo exhibe beneficios cuando se empleó dentro de los cinco segmentos distintos de la Industria de metales y minerales. En general, el proceso es aplicado a la fase de separación sólido/liquido de las operaciones de procesamiento mineral dentro de cada segmento. En particular, la corriente de desecho (por ejemplo colas) saliendo de la fase de separación de las operaciones de procesamiento mineral está sujeta a la floculación dentro de las soluciones floculantes en un recipiente de sólidos de contacto (SCV) , y la sedimentación y consolidación en una fuente condicionada de sedimentos de sólidos (CSSB) ; seguida por la separación de colas consolidadas a partir del liquido supernatante, y, opcionalmente, retirada a partir de CSSB y colocada en una laguna . Cuando el proceso es un proceso de recuperación de metal y/o mineral, la fase de separación principal puede involucrar cualquiera de los procedimientos convencionales de separación en tales procesos. Por ejemplo, este puede involucrar ciclonando de la mezcla o este puede involucrar sujetar la mezcla a flotación. Una ventaja de la presente invención es la formación de un corriente de reciclado que tiene una cantidad reducida de los sólidos suspendidos. Una corriente de reciclado en relativo seca puede adversamente afectar la operación de procesamiento del mineral y causar perdidas excesivas de metal/mineral, causar un incremento en la cantidad de los reactivos de procesamiento mineral necesarios en el proceso de recuperación, y resulta en sólidos de valor no excesivo en el metal/mineral recuperado . El desecho acuoso a partir del procesamiento metal/mineral es una mezcla que consiste en primera de partículas de desecho mineral en agua. En general, el desecho mineral acuoso en general contiene no más del 20% y en común no más del 10% de sólidos totales del mineral por peso, pero en común contiene al menos 0.1% y en general al menos 0.5% por peso total de mineral de sólidos. Los sólidos en general consisten en completo o en principio de minerales finos pero pueden incluir algunos desechos ásperos o algunos valores de mineral áspero, de tal manera que el mineral áspero pueda ser sedimentado a partir del desecho mientras el fino restante pueda ser sedimentado en suspensión. Los minerales finos en común constituyen al menos 20% y en general al menos 10% por peso de la materia seca del desecho.

Si el desecho acuoso del mineral contiene valores de mineral áspero u otro material áspero sedimentable, estos materiales pueden ser sedimentados a partir de desecho al cual este fluye a través de un lavadero hacia el SCV (por ejemplo como se describió en la Patente U.S. No. 5,688,404), o estos valores pueden ser sedimentados en una laguna previa al tratamiento SCV de la presente invención. Además el desecho que contiene los valores del mineral puede ser dirigido dentro de un área de entrada de una laguna de sedimentación, y la reducción resultante en la velocidad de flujo que ocurre como las entradas de desecho de la laguna causa sedimentación de los valores del mineral en principio en el área de entrada. Los valores del mineral pueden luego ser recuperados a partir de la base del área de entrada o, si es apropiado, a partir de la base de la laguna de entrada por excavación. El desecho acuoso del mineral, opcionalmente después de la sedimentación preliminar de los materiales ásperos, luego fluye dentro de un SCV que ha sido formado en el suelo o existe como una pieza de equipamiento. El SCV puede ser localizado dentro o en la vecindad de la laguna primaria, un corte de mina existente, un canal, un vertedero de emergencia, un área de contaminación secundaria, o territorio virgen. En una modalidad preferida, el SCV es localizado en cualquier localización convencional, tal como una laguna primaria, más en particular en la base o desecho de entrada de la laguna primaria. El SCV puede ser elaborado por excavación de, por ejemplo, un área cuadrada, rectangular, circular u ovalar en el suelo a una profundidad suficiente. Opcionalmente, el SCV puede ser elaborado de una pieza fabricada de equipamiento existiendo cualquier suelo arriba, a nivel de suelo, o bajo suelo. Si se desea, el SCV puede ser lineado con el fin de prevenir la erosión de las paredes, pero esto es usualmente innecesario. Las dimensiones para el SCV en el proceso inventivo pueden variar ampliamente dependiendo de la velocidad de flujo. En general ellos comprenden una profundidad de desde alrededor de 6 hasta alrededor de 20 pies o más profundo como convenga, de preferencia alrededor de 10 hasta alrededor de 15 pies, y un área de superficie más arriba (en general la aproximación de un área cuadrada o redonda) la cual da una velocidad de flujo de 0.01 a 1, de preferencia 0.1 a 0.5, galones de U.S. por minuto por pie cuadrado de área de superficie. El área de superficie requerida depende de la velocidad de flujo del desecho. El SCV proporciona un ambiente óptimo para el floculante y sólidos de contacto. Una vez que los sólidos han sido floculados, el SCV se alimenta a la fuente de sólidos condicionados (CSSB) vía un dique y/o canal. Como un resultado de la utilización de un SCV y un CSSB asociado en lugar columna de sedimentación, esto es posible para generar un volumen muy grande y una zona de profundidad de sedimentación de mucha efectividad de costo. Una capa supernatante y una capa de sedimento espesante son formadas dentro de CSSB a partir de capa de desecho acuoso alimentada dentro de SCV. La capa supernatante puede ser removida, bombeada o desde otro punto de vista a partir de arriba de la CSSB proporcionó esta separación no interrumpiendo la capa espesante de sedimento al fondo de la CSSB. En general la capa supernatante es removida a partir de CSSB por cerramiento de CSSB durante alimentación sustancialmente continua dentro de CSSB, en general al final opuesto. La separación de la capa supernatante puede ser de cualquier manera conveniente, por ejemplo se puede remover a través de un canal y conducida por tubería de regreso a la fase de separación, en cuyo suceso el CSSB puede ser instalado en cualquier localización conveniente.

En una modalidad, la CSSB está formada en una laguna que está ya sustancialmente llena con un sedimento mineral sustancialmente sólido. Además, para practica de la invención, una laguna que ha sido ya sustancialmente llena con sedimento puede darse un nuevo y muy importante propósito por excavación o instalación de un tratamiento SCV y luego contar con el sedimento existente en la laguna (en este ejemplo sirve como un CSSB) para proporcionar un brillo del supernatante . La velocidad de incremento del sedimento en la laguna como un resultado de este proceso de abrillantado es en extremo lento, asi la laguna puede dar casi una extensión indefinida en su vida útil. La frase "sustancialmente lleno" significa que la laguna está también poco profunda para ser útil para separación del supernatante claro del sedimento, por ejemplo como un resultado del componente horizontal de la velocidad de flujo excediendo el componente vertical de la velocidad de sedimentación. La corriente de desecho del mineral acuoso es diluida con las dos diferentes concentraciones de floculantes que tienen rango desde 0.05% a 0.0005% en el SCV, una de las cuales las concentraciones es al menos 10 veces más alta que la otra, de tal manera como para optimizar la floculación con uso mínimo de floculante. El floculante puede ser adicionado a la dilución de agua en forma sólida, pero más usualmente este es adicionado como un solución previamente preparada, en típico que tenga una concentración floculante de alrededor de 0.1 a 0.5% por peso, en una manera convencional. El agua de dilución que contiene las dos diferentes concentraciones de floculante pueden ser adicionadas al agua residual después esta tiene entrada de SCV pero puede también ser adicionada al agua residual antes de que entre al SCV. El punto de adición puede ser justo previo a la entrada de la SCV o este puede ser en una posición sustancialmente temprana, por ejemplo como se describió en la Patente U.S. No. 5,688,404. En una modalidad el agua de dilución que contiene las dos diferentes concentraciones de floculante es adicionada al desecho como su flujo a través de un dispositivo de mezclado el cual descarga dentro de SCV. El dispositivo de mezclado puede ser un conducto u otro dispositivo conveniente, tal como un tanque, o un pozo pequeño formado en el suelo, a través del cual el desecho fluye con suficiente turbulencia para promover buen mezclado del floculante dentro del desecho. La turbulencia puede ser generada únicamente por la velocidad de flujo a través del conducto o por deflectores o por otros inductores de turbulencia o por la inyección de agua dentro del conducto. Si se desea, los rotores mecánicos, mezcladoras estáticas u otros aparatos mezcladores mecánicos pueden ser proporcionados para lograr mezclado conveniente del floculante dentro del desecho, suficiente para dar floculación sustancialmente uniforme. La dosis más efectiva del floculante para aplicaciones de sedimentación puede ser seleccionada por métodos de prueba convencional. Es usualmente 0.01 a 1, de preferencia alrededor de 0.0125 hasta alrededor de 0.75, libras de floculante por toneladas de sólidos en el desecho que está siendo floculado. La selección de ambas el floculante y cantidades de dosis pueden ser determinadas por procedimientos de selección descritos aquí como para obtener la combinación óptima de claridad, profundidad del supernatante y velocidad de sedimentación de un lado y bombeable, sedimento espesado del otro. El floculante puede ser cualquier floculante soluble en agua que es capaz de promover la floculación y por lo tanto la separación del desecho acuoso dentro de un supernatante y un sedimento espesado. El floculante es en general un floculante soluble en agua formado de uno o más monómeros etilénicamente insaturados. Los monómeros pueden ser no iónicos,, aniónicos o catiónicos. De manera similar,, el floculante puede ser no iónico, aniónico o catiónico, o este puede ser amfotérico. Los monómeros aniónicos convenientes incluyen monómeros etilénicamente insaturados carboxilicos o sulfónicos tal como ácido acrilico, ácido metacrilico y ácido 2-acrilamido-2-metil propanosulfónico (AMPS) (una marca US de Corporation Lubrizol) . La acrilamida es un monómero no iónico conveniente . Los monómeros catiónicos convenientes incluyen dialquilaminoalquilo (met) -acrilatos y acrilamidas, usualmente como amonio cuaternario o sales de ácido de adición, o cloruro de dialil dimetil amonio. Los floculantes aniónicos son preferidos. Los floculantes aniónicos preferidos son copolimeros de 5-70% por peso, en general 10-50% por peso, monómeros aniónicos tal como ácido acrilico (usualmente como acrilato de sodio) /o AMPS con otros monómeros, en general acrilamida. En particular, los copolimeros aniónicos preferidos incluyen MAGNAFLOC® 336, MAGNAFLOC® 358, MAGNAFLOC® 919, MAGNAFLOC® 1011, MAGNAFLOC® 3230, MAGNAFLOC® 4240, MAGNAFLOC® 5250, ó MAGNAFLOC® 6360, todos de Ciba Speciality Chemicals Corporation, Suffolk, Virginia. Floculantes catiónicos convenientes son formados de la adición de 1-50% por peso, en general 2-15% por peso, de monómeros catiónicos tal como ácido dimetil aminoetil acrilato o metacrilato o sales cuaternarias junto con otros monómeros, en general acrilamida. En particular los floculantes catiónicos preferidos son MAGNAFLOC® 455 o ZETAG® 336, ambos de Ciba Speciality Chemicals Corporation, Suffolk, Virginia. El peso molecular del floculante es en general tal que el floculante tiene una viscosidad íntrínsica ("IV") (medido usando un viscómetro de nivel suspendido, en cloruro de sodio 1N amortiguado a pH 7 a 20° Celsius) de al menos 4dl/gr y usualmente al menos 8 dl/gr. Cuando el floculante es aniónico, el IV es típico 10-30 dl/gr, y cuando este es catiónico el IV es típico 8-15 dl/gr. El floculante puede ser sintetizado en una manera conocida, por ejemplo por polimerización de gel, la polimerización de fase reversa de perla, o polimerización de emulsión reversa de fase o por cualquier otra técnica conveniente .

La figura 2 ilustra la dilución o floculantes designados polímero 1 y polímero 2. Estos floculantes pueden ser el mismo o diferente. En una modalidad de la invención, los floculantes son diferentes. De preferencia los dos floculantes son del mismo tipo, por ejemplo ambos aniónicos, pero se diferencian en el peso molecular y/o densidad de carga. De preferencia los dos floculantes son ambos aniónicos. El tiempo de residencia teórico del desecho de mineral acuoso diluido en la fuente de sólidos condicionados (CSSB) es usualmente desde 5 minutos a 5 horas, de preferencia 10 minutos a 3 horas. El sedimento mineral espesado es removido a partir de CSSB a una posición significativamente abajo del supernatante y/o a un tiempo tal que la eliminación no deteriore indeseablemente la calidad del supernatante. La eliminación puede ser continua o discontinua. El contenido de sólidos de sedimento aumentará en general hacia el fondo del CSSB y, con el fin de minimizar el riesgo de CSB gradualmente relleno arriba con sedimentó, este es por lo tanto deseable para removerle sedimento de mineral espesado cercano al fondo del CSSB como posible.

El sedimento que es removido del CSSB en general tiene un contenido de sólidos al menos 2 veces, y frecuentemente arriba de 10 veces el contenido de sólidos de la corriente de desecho del mineral acuoso diluido el cual está siendo floculatado. Frecuentemente el contenido de los sólidos del sedimento espesado es desde alrededor de 10% hasta alrededor del 30% de peso de sólidos secos. Este es medido al tomar una muestra del sedimento espesado del peso conocido y evaporando el componente liquido o humedad a una temperatura conocida (típicamente 110° Celsius) es un horno de secado estándar de laboratorio. El contenido de sólidos debe de preferencia ser tan alto como práctico pero no debe ser tan alto que el sedimento no es en conveniencia bombeable . La eliminación del sedimento puede de preferencia ser realizada por bombeo, tal como por uso de una bomba fija posicionada en el suelo cerca del lado de la CSSB y conectada por una tubería para acercar la base de la CSSB para dibujar lejos sedimento espesado del CSSB, o por uso de una bomba la cual flota en el supernatante y tiene una tubería extendida abajo para acercar la base del CSSB. El sedimento espesado es removido del CSSB de una o más lagunas finales en donde este es extendido sobre la laguna y permite sedimentar y evaporar para formar el sedimento final deseado, sustancialmente sólido. Debido a que el sedimento espesado removido del CSSB tiene un contenido de sólidos más altos que el desecho convencional, la cantidad de sedimentación y evaporación la cual es requerida para proporcionar el sedimento final de sólido es mucho menos que en procesos convencional, y ahí puede ser no incentive para tratar de reciclar cualquier supernatante residual (debido a que la cantidad incrementada de supernatante la cual ha sido recuperada y reciclada al proceso- del CSSB) . De conformidad, una o más lagunas finales no tienen que tener profundo un volumen de sedimentación como es normalmente considerado necesario. Como un resultado, el sedimento espesado puede ser bombeado dentro de lagunas que son en particular, o casi enteramente, llenas de sedimento. La invención además tiene las ventajas adicionales que esta puede ser en simultáneo proporcionar (1) recuperación aumentada de supernatante (frecuentemente de muy alta claridad) mientras (2) usando lagunas que pueden en normalidad ser consideradas para ser también llenas y también poco profundas para muchos propósitos .

Procedimiento de Prueba: Preparación de solución floculante Alcance & Objetivo: Para disolver el grado de floculante sólido en agua para preparar una solución conveniente para análisis adicionales. Este procedimiento usa floculante de grado sólido como se suministró para producir soluciones a concentración nominal (se refiere a la Nota 1 aba o) -la cuenta puede ser tomado del peso del floculante seco para producir soluciones de concentración precisa (se refiere a la Nota 2 abajo) . Las soluciones acuosas de floculantes son preparadas usando técnicas de humidificación especial para evitar la formación de aglomerados, la cual deteriora la disolución. . Procedimiento: [Etapa 1] Etiquetar una botella de 8-onzas con detalles de producto apropiado. [Etapa 2] Mezclar la muestra floculante sólida para asegurar que este es homogéneo. [Etapa 3] Pesar exactamente el peso requerido de floculante sólido dentro de la botella limpia, seca de 8-onzas. [Etapa 4] Adicionar el volumen requerido de acetona a partir de un dispensador y girar gentilmente para mojar el floculante sólido. [Etapa 5] Adicionar el volumen requerido de agua desionizada a partir de un dispensador. [Etapa 6] Atornillar la parte superior de la botella y sacudir vigorosamente hasta que el floculante es completamente dispersado por toda la solución y ha aumentado lo suficiente para prevenir el floculante a partir de cualquier atascamiento junto o atascamiento de los lados de la botella. Si el floculante aglomera o atasca de los lados de la botella, la muestra debe ser descargada. El procedimiento de preparación completa debe luego ser repetido. [Etapa 7] Colocar la botella muestra que contiene la solución floculante en un vaso y se rueda por dos horas para proporcionar agitación suficiente para permitir la disolución completa del floculante. Nota 1 : Cantidades de Floculante y reactivos requerida para producir soluciones a concentraciones nominales : Concentración Cantidad de Cantidad de acetona Cantidad de agua deseada de floculante (gr) (mi) (mi) floculante (%) 0.5% 0.5 ± 0.002 gr 5 ± 0.1 mi 95 ± 0.5 mi 1.0 1.0 + 0.002 gr 5 ± 0.1 mi 95 ± 0.5 mi 1.33 2.0 ± 0.002 gr 5 ± 0.1 mi 144 ± 0.5 mi 2.5 2.5 ± 0.002 gr 5 ± 0.1 mi 93.5 ± 0.5 mi 5.0 5.0 ± 0.002 gr 5 ± 0.1 mi 90 + 0.5 mi Nota 2: Preparación de una solución de floculante de concentración precisa: Para producir 100 mililitros de solución floculante: Peso del floculante (gr)= Concentración deseada (%) x 100 Peso seco del floculante Procedimiento de Prueba: Mezcla de caracterización Alcance & Objetivo: Estos métodos son usados para medir el contenido de sólidos de mezclas encontradas dentro de la industria de metales y minerales. Es importante realizar procedimientos existentes diferentes en dependencia de si la muestra es de un efluente bajo de sólidos industriales o una planta hidrometalúrgica o lavadero de carbón. Muestras para efluentes industriales tienden a ser de contenido razonablemente altos de sólidos disueltos . Muestras de plantas hidrometalúrgicas tienden a ser altas en ambos sólidos suspendidos y disueltos. Muestras de lavaderos de carbón tienden a ser de alto contenido de sólidos suspendidos pero bajo contenido de sólidos disueltos.

Caracterización 1: Contenido de sólidos totales Procedimiento: (Nota: La prueba es llevada a cabo en duplicado para asegurar exactitud de medición) . [Etapa 1] Agitar la mezcla muestra para ser probada para asegurar que esta es homogénea. [Etapa 2] Pesar un cilindro medido limpio, seco de 100-mililitro para la cercanía de 0.01 gramo. [Etapa 3] Mientras agitando la mezcla, muestra 100 ± 0.5 mililitros de la mezcla dentro del cilindro de 100 mililitros pre-pesado usando un vaso de precipitación plástico de 250 mililitros. [Etapa 4] Pesar el cilindro y lo que contiene para la cercanía de 0.01 gramo. [Etapa 5] Transferir el total de la muestra a un vaso de precipitación de vidrio de 250-mililitros (pre-pesado para la cercanía de 0.01 gramo) . Lavar el cilindro con agua desionizada y transferir todos los lavados del cilindro al vaso de precipitación. [Etapa 6] Colocar el vaso de precipitación y lo que contiene en un horno de laboratorio a 110° Celsius durante toda la noche para secar- nota: si el resultado es necesario en una cantidad corta de tiempo, la muestra puede ser colocada en un horno de microonda una vez que las siguientes precauciones son tomadas: (a) colocar una pieza de película pegada perforada sobre el vaso de precipitación para prevenir perdida de material vía chisporroteando: (b) secando por completo, se asegura que una muestra de agua es también colocada en un horno de microonda-como el horno de microondas nunca debe ser usado cuando está completamente seco; y (c) si la muestra siendo secada es sustancialmente carbón u otro material combustible, asegurar que la muestra no se haga ceniza o queme. [Etapa 7] Transferir el vaso de precipitación y secar su contenido del horno a un desecador y permitir que este enfrie por 10 minutos. [Etapa 8] Re-pesar el vaso de precipitación y su contenido seco a las cercanías de 0.01 gramo .

Cálculos : a. % Contenido de sólidos totales (P/V)= (P4-P3)xl00 = SI ( a las cercanía de' 0.1%) V en la cual : P4 = peso del vaso de precipitación y contenido seco (en gramos) ; P3 = peso de vaso de precipitación vacío (en gramos) ; V = volumen de mezcla tomada (en mililitros) . b. % Contenido de sólidos totales (P/P) = (P4-P3) x 100 = S2 (a las cercanía de 0.1%) P2 - Pl en la cual: P2 = peso del cilindro y mezcla (en gramos) ; Pl = peso del cilindro vacio (en gramos) . c. Gravedad especifica (SG) de mezcla = SI S2 (medido a dos lugares decimales) Caracterización 2: Contenido de sólidos suspendidos Procedimiento: (Nota: La prueba es llevada a cabo en duplicado para asegurar exactitud de medición) . [Etapa 1] Condiciones de etiquetado No.l papeles de filtro Whatman por colocación de ellos en un horno de laboratorio a 110° Celsius por al menos 10 minutos. [Etapa 2] Transferir los papeles filtros a un desecador y permitir que ellos se enfrien. Pesar para la cercanía de 0.0001 gramo. [Etapa 3] Agitar la mezcla a ser muestreada para asegurar que esta es homogénea. [Etapa 4] Pesar un cilindro limpio, seco de medida de 100-mililitros para la cercanía de 0.01 gramo. [Etapa 5] Mientras agitando la mezcla, muestra un volumen conocido de mezcla (en dependencia sobre el contenido de sólidos suspendidos esperados) dentro del cilindro de medición pret-pesado usando un vaso de precipitación plástico de 250-mililitros . [Etapa 6] Pesar el cilindro y su contenido para la cercanía de 0.01 gramos. [Etapa 7] Filtrar los contenidos del cilindro y lavar a través del papel filtro pre-pesado usando un embudo al vacío. [Etapa 8] Colocar el papel filtro y su contenido dentro de un horno de laboratorio a 110° Celsius hasta que esté completamente seco. [Etapa 9] Transferir el papel filtro y su contenido seco a un desecador y permitir que este se enfríe por 10 minutos. [Etapa 10] Pesar el papel filtro y su contenido a las cercanías de 0.0001 gramos.

Cálculos : a. % Contenido de sólidos suspendidos (P/V)= (P8-P7) x 100 = S3 (a las cercanía de 0.1%) V en la cual: P8 = peso del papel filtro y contenido seco (en gramos) ; P7 = peso papel filtro vacío (en gramos) ; V = volumen de mezcla tomada (en mililitros) . b. % Contenido de sólidos suspendidos (P/P)= (P8-P7) x 100 = S4 (a las cercanía de 0.1%) P6 - P5 en la cual: P8 = peso del papel filtro y contenido seco (en gramos) ; P6 = peso del cilindro y mezcla (en gramos) ; P5= peso del cilindro vacío (en gramos) .

Caracterización 3: Contenido de sólidos disueltos Procedimiento: [Etapa 1] Agitar la mezcla a ser muestreada para asegurar que esta es homogénea. [Etapa 2] Mientras agitando la mezcla, muestra un volumen conocido de mezcla (en dependencia sobre el contenido de sólidos disueltos esperados y el volumen de muestra disponible) usando un vaso de precipitación plástico de 250-mililitros . [Etapa 3] Filtrar la muestra completa con lavados a través de un papel filtro Whatman No .1 en un embudo Buchner limpio bajo vacio para remover la materia de sólidos suspendidos. [Etapa 4] Transferir la solución filtrada con lavados a un tamaño apropiado, pre-pesado del vaso de precipitación de vidrio (si el tamaño del vaso de precipitación es < 250-mililitros, medir a la cercanía- de 0.0001 gramos; si > 250-mililitros, medir a la cercanía de 0.01 gramo) . [Etapa 5] Colocar el vaso de precipitación y su contenido en un horno a 110° Celsius toda la noche para secar-nota: si el resultado es necesario en una cantidad corta de tiempo, la muestra puede ser colocada en un horno de microondas una vez que las siguientes precauciones son tomadas: (a) colocar una pieza de película perforada pegada sobre el vaso de precipitación para prevenir perdidas de material vía chisporroteando; (b) si secando completamente, se asegura que una muestra de agua sea también colocada en el horno de microondas- como el horno de microondas nunca debe ser usado cuando está completamente seco; y (c) si la muestra siendo secada es sustancialmente carbón o cualquier otro material combustible, asegurar que la muestra no se haga ceniza o queme. [Etapa 6] Transferir el vaso de precipitación y su contenido seco del horno al desecador y permitir que este se enfrie por 10 minutos. [Etapa 7] Repesar el vaso " de precipitación y su contenido seco a la misma precisión como el vaso de precipitación fue pesado en inicio (por ej . , a las cercanías de 0.0001 gramos o a las cercanías de 0.01 gramos) .

Cálculos : a. % Contenido de sólidos disueltos (P/V)= (P12-P11) x 100 = S5 (a las cercanía de 0.1%) V en la cual: P12= peso del vaso de precipitación y contenidos secos (en gramos) ; Pll= peso del vaso de precipitación vacío (en gramos); V= volumen de la mezcla tomada (en mililitros) .

Caracterización 4 : Análisis de tamaño de partícula [Nota: La distribución de tamaño de partícula del componente sólido de una mezcla puede tener un efecto significante en el desarrollo del floculante y demanda, y puede ser determinada bajo la fracción 62 µp? usando técnicas húmedas de cribado, como se detalla en el procedimiento abajo.] Procedimiento: [Etapa 1 ] Muestra un peso conocido de mezcla dentro de un tamaño de vaso de precipitación conveniente. [Etapa 2 ] Coloca las cribas (usualmente 1000 µp?, 500 p, 250 µ?a, 125 um, y un cribado 62 um) en un orden de tamaño descendiente es el aparato de cribado de cascada. [Etapa 3 ] Verter el total de la muestra con lavados en el cribado de la parte superior y lavar a través de cada cribado. [Etapa 4 ] El cuidado debe tomarse para, que la parte superior del cribado no cierre o derrame. [Etapa 5 ] Una vez que el cribado ha sido excesivamente lavado, apilar los cribados y secar. [Etapa 6] Pesar los sólidos secados retenidos en cada cribado.

Cálculos : a. El contenido de sólidos de la mezcla debe primero ser medido de acuerdo con: Peso de los sólidos secos presentes = P-Sp = Pt 100 en la cual: P= peso de la muestra tomada (en gramos); Sp= contenido de sólidos totales de la mezcla (% P/P- pr ej . , S2 ) b. % Retenido en cada fracción de tamaño de partícula i. % > cribado 1 = Pl x 100 Pt ii. % > cribado 1; < cribado 2 = P2 x 100 Pt iii. % > cribado 2; < cribado 3 = P3 x 100 Pt iv. etc. para % > cribado 3; < cribado 4 y % >cribado 4; < cribado 5 v. %< cribado 5 = Pt- (P1+P2+P3+P4+P5) x 100 Pt en la cual Pl = peso de sólidos retenidos en cribado 1 (en gramos) ; P2 = peso de sólidos retenidos en cribado 2; etc.; P5 = peso de sólidos retenidos en cribado 5.

Los resultados pueden ser citados como: 1) % retenido de fracción de tamaño de cada partícula (por ej . % retenido a 100 um) y debe ser citado en un lugar decimal . 2) % sub tamaño (a un lugar decimal) .

Prueba de Procedimiento 1 : Prueba de trabajo de dilución alta - concentración única Alcance & Objetivo: Esto es posible para reducir la dosis requerida de floculante por introducir un efecto de dilución. Para determinar el nivel de reducción de floculante logrado, unas series de niveles de dosis son evaluadas. La diferencia principal entre este método y el método estándar es la manera en la cual el floculante es aplicado a la mezcla. En métodos convencionales la solución floculante es aplicada directamente a la mezcla y mezclando más vigoroso en un lavadero se considera para proporcionar una interfase sólidos/floculante para asegurar la floculación, causando una reducción posible en la efectividad del floculante. En la presente invención, una mayor cantidad de agua de dilución es empleada para la cual la solución floculante es adicionada. Este resulta en una gran cantidad del floculante diluido extremamente que, en turno, es adicionado a la mezcla ascendente. Debido a la gran dilución, los requerimientos de mezclado son reducidos y el contacto entre sólidos y floculante incrementado, además elaborando para floculación más efectiva y dosis de floculante reducido.

Procedimiento: [Etapa 1] Preparar 0.5 % de soluciones floculantes. [Etapa 2] Diluir soluciones floculantes para la concentración requerida (usualmente 0.05 %) . [Etapa 3] Tomar 500-mililitros de la mezcla en un vaso de precipitación de 2000-mililitros . En un cilindro graduado, tomar 500-mililitros de agua. [Etapa 4] Para el cilindro de dilución de agua, adicionar el nivel de dosis apropiado de solución floculante via una jeringa e invertir el cilindro para asegurar homogeneidad. [Etapa 5] Usando un agitador de laboratorio Heidolph Overhead incorporando un rotor marino, mezclar la mezcla a 400 rpm. Adicionar lentamente el agua de dilución que contiene floculante a la mezcla y mezclando en continuo por 30 segundos. [Etapa 6] Transferir el material diluido, floculatado a un cilindro de 1000-mililitro y medir el tiempo tomado para la tubería conductora del lodo de inyección para pasar entre dos puntos fijos: 3cm y 8 cm de la superficie (marca de 1000-mililitros) . La turbiedad del líquido supernatante puede también ser determinada usando un espectrofotómetro, junto con una lectura visual del volumen de la corriente derivada después de 10 minutos. [Etapa 7] Un gráfico de velocidad de sedimentación contra dosis es dibujado para cada producto evaluado .

Cálculos : a. Contenido de sólidos finales (CF) = Contenido sólidos iniciales 2 b. Volumen de floculante requerido para dosis deseada Floculante requerido (en gr/t)=CF x V x (DG/1000) 1000 x C Floculante requerido (en lbs/ton)=SD x V x DD 2420 x C en la cual: DG=dosis deseada (en gamos por tonelada métrica) ; DD=dosis deseada (en libras por tonelada U.S.); y C=concentración de floculante. c. Velocidad de sedimentación (cnt/mi'n) = 300 ST Velocidad de sedimentación (plg/min)= 118.11 ST en la cual: ST= tiempo de sedimentación, segundos.

Prueba de Procedimiento 2 : Prueba de trabajo de dilución alta - concentración doble Alcance & Objetivo: Esto es posible para reducir la dosis requerida de floculante por introducir un efecto de dilución combinado con una concentración doble. Para determinar el nivel de reducción de floculante logrado, unas series de niveles de dosis son evaluadas . La diferencia principal entre este método y la dilución alta estándar-método de concentración única, es la manera en la cual el floculante es aplicado a la mezcla. En la dilución alta convencional-el método de concentración única de la solución floculante es aplicada solamente al agua de dilución. Este resulta en una gran cantidad de floxulante extremamente diluido que, en turno, es adicionado a la mezcla ascendente. Debido a la gran dilución, los requerimientos de mezclado son reducidos y el contacto entre sólidos y floculante incrementado. En el método inventivo, el floculante es adicionado en dos fases, a dos concentraciones diferentes. La primera adición es adicionada a la dilución dando una concentración extremadamente diluida, material floculatado. Esto efectivamente permite para los flóculos a combinar, haciendo flóculos más grandes, los cuales subsecuentemente sedimentan más rápido. La segunda adición también ayuda a la captura de cualquier fino que no haya sido colectado por la primera adición diluida.

Procedimiento: [Etapa 1] Preparar 0.5 % de soluciones floculantes. [Etapa 2] Diluir soluciones floculantes para la concentración requerida (usualmente 0.05 %) . [Etapa 3] Muestra de 500-mililitros de la mezcla en un vaso de precipitación de 2000-mililitros . En un cilindro graduado, tomar 500-mililitros de agua. [Etapa 4] Al cilindro de dilución de agua, adicionar la mitad del nivel de dosis apropiado de solución floculante via una jeringa e invertir para asegurar homogeneidad. [Etapa 5] Usando un agitador de laboratorio Heidolph Overhead incorporando un rotor marino, mezclar la mezcla a 400 rpm. Adicionar lentamente el agua de dilución que contiene floculante {Conc.l} a la mezcla y mezclando en continuo por 10 segundos. [Etapa 6] Adicionar la segunda mitad de la solución floculante {Conc.2} a la mezcla diluida, floculatada. Continuar agitando por 20 segundos adicionales. [Etapa 7] Transferir el material diluido, floculatado a un cilindro de 1000-mililitro y medir el tiempo tomado para la tubería conductora del lodo de inyección para pasar entre dos puntos fijos: 3cm y 8 cm de la superficie (marca de 1000-mililitros) . La turbiedad del líquido supernatante puede también ser determinada usando un espectrofotómetro, junto con una lectura visual del volumen de la corriente derivada después de 10 minutos . [Etapa 7] Un gráfico de velocidad de sedimentación contra dosis es dibujado para cada producto evaluado.

Cálculos : a. Contenido de sólidos finales (CF) = Contenido de sólidos iniciales 2 b. Volumen de floculante requerido para dosis deseada: floculante requerido (en gr/t)=CF x V x (DG/1000) 1000 x C o Floculante requerido (en lbs/ton)=SD x V x DD 2420 x C en la cual: DG=dosis deseada (en gamos por tonelada métrica) ; DD=dosis deseada (en libras por tonelada U.S.); y C=concentración de floculante. c. Velocidad de sedimentación (cm/min)= 300 ST Velocidad de sedimentación (plq/min)= 118.11 ST en la cual: ST= tiempo de sedimentación, segundos.

Los siguientes ejemplos describen ciertas modalidades de esta invención como se aplicó a sustratos a partir de varios segmentos dentro de la industria de metales y minerales, pero la invención no está limitada por esto. Se debe entender que numerosos cambios para las modalidades divulgadas pueden ser elaboradas de acuerdo con la divulgación aqui sin salir del espíritu o alcance de la invención. Bastante, el alcance de la invención es para ser determinado solo por las reivindicaciones agregadas y sus equivalentes. En estos ejemplos todas las partes son dadas por peso a menos que se indique lo contrario. Todos los floculantes empleados son disponibles por Giba Specialty Chemicals Corporation, Suffolk, Virginia.

Ej emplo 1 Los resultados detallados en este ejemplo detallan como tres métodos diferentes de adición de floculante desarrollan en una muestra de arcilla fosfática. Cada tabla representa el uso de diferente producto floculante para además ilustrar que las mejoras desarrolladas obtenidas por usar el método de concentración doble de adición no son limitadas para un caso aislado y que los beneficios desarrollados son logrados con cada evaluación . Floculante; MAGNAFLOC® 336 *NTU=Unidades de turbiedad Nefelométrica Floculante; MAGNAFLOC 4240 Método de Dosis Velocidad de Volumen de Turbiedad del adición de ppm lbs/T sedimentación flu o supernatante, floculante plg/min derivado, NTÜ* mi 3 0.72 1.58 270 354 Convencional 4 0.96 4.12 120 234 5 1.20 7.91 110 149 Alta 1 0.48 3.42 160 119 dilución- 1.5 0.72 8.97 120 117 concentración 2 0.96 12.73 100 96 única Alta 1 0.48 13.75 100 82 dilución- 1.5 0.72 17.73 90 70 concentración 2 0.96 27.21 90 65 doble DP203-9832* Método de Dosis Velocidad de Volumen de Turbiedad del adición de ppm lbs/T sedimentación flujo supernatante, floculante plg/min derivado, NTU* mi 3 0.72 0.55 275 366 Convencional 4 0.96 2.03 150 324 5 1.20 7.83 120 173 Alta 1 0.48 2.45 190 96 dilución- 1.5 0.72 5.34 130 74 concentración única 2 0.96 11.92 100 61 Alta 1 0.48 5.99 120 63 dilución- 1.5 0.72 19.17 100 37 concentración 2 0.96 39.37 90 38 doble *DP203-9832 es un producto aniónico desarrollado, basado en la misma química como el rango Ciba® MAGNAFLOC®.

Los resultados mostrados abajo son extrapolados para detallar las condiciones requeridas para lograr una velocidad objetiva de sedimentación de 6 plg/minuto. En la cual la velocidad objetiva de sedimentación no fue lograda, el valor cercano al objetivo fue usado.

Condiciones para proporcionar velocidad de sedimentación de 6 plg/min usando MAGNAFLQC®336.

Condiciones para proporcionar velocidad de sedimentación de 6 plg/min usando MAGNAFLOC® 240. Método Dosis Velocidad de Volumen de Turbiedad del floculante de Lbs/T sedimentación, flujo supernatante, adición plg/min derivado, NTÜ mi Convencional 0.84 6.00 184 380 Alta 0.59 6.00 141 119 dilución- Concentración única Alta 0.48 13.75 100 82 dilución- Concentración doble Condiciones para proporcionar velocidad edimentación de 6 plg/min usando DP203-9832.

Para las tres tablas arriba se puede ver claramente que para cada uno de los floculantes evaluados, el método de concentración doble de adición logra la velocidad de sedimentación deseada (o mejor en el caso de MAGNAFLOC®336 y MAGNAFLOC®4240) al nivel de dosis más bajo. Este método también proporciona mejoramiento en ambos volúmenes de flujos derivados y turbiedad de supernatante.

Ejemplo 2 Usando la técnica de adición doble descrita arriba, los siguientes resultados detallan el efecto de aplicar dos diferentes floculantes mezclados a varios radios : Producto Radio de Dosis Velocidad Volumen de Turbiedad combinación de flu o del A B de producto ppm Ibs/T sedimenta derivado, Superna (A: B) ción, mi tante, NTO Plg/min 1.5 0.63 4.15 160 184 100:0 2 0.84 5.99 150 164 2.5 1.05 12.99 130 130 1.5 0.63 4.20 170. 127 MAGNAFLOC DP203- 0:100 2 0.84 6.62 140 114 336 9832 2.5 1.05 11.99 130 89 1.5 0.63 3.05 220 73 75:25 2 0.84 7.87 140 136 2.5 1.05 14.60 130 109 1.5 0.63 3.40 190 171 60:40 2 0.84 12.35 120 99 2.5 1.05 17.84 120 101 1.5 0.63 3.28 190 164 50:50 2 0.84 9.69 130 113 2.5 1.05 17.58 130 102 1.5 0.63 2.95 200 163 40: 60 2 0.84 7.15 150 131 2.5 1.05 12.98 130 95 1.5 0.63 4.12 170 141 25:75 2 0.84 6.30 150 123 2.5 1.05 11.59 130 92 Los resultados abajo detallan las condiciones requeridas para lograr una velocidad de sedimentación de 6 plg/min .

Estos resultados indican que no solo el tratamiento del producto doble debe proporcionar mejoramiento desarrollado, pero que el radio al cual los dos productos son aplicados también afecta el desarrollo. Los ejemplos 3 y 4 proporcionan evidencia que el método de concentración doble de adición no es limitado para arcillas fosfáticas; esto también es benéfico en otras industrias. Ejemplos 3 y 4 detallan el efecto en sustratos de la industria de mena de hierro y la industria de arena & grava, respectivamente. Ej emplo 3 Mena de hierro-Usando MAGNAFL0C®370 Los resultados en la tabla de arriba indican que el método de concentración doble de adición logra mejorar ambas velocidad de sedimentación y turbiedad del supernatante E emplo 4 Arena & Grava-Usando MAGNAFLOC 5250 Los resultados abajo detallan las condiciones requeridas para lograr velocidad de sedimentación comparativa de 6 plg/min usando MAGNAFLOC®5250.

Dosis Velocidad Volumen de Turbiedad Método floculante de sedimenta flujo del de adición ppm ción, derivado, superna Plg/min mi tante, NTO lbs/T Convencional 0.0575 6 156.0 26.5 Alta dilución- 0.0200 6 166.5 49.5 Concentración única Alta dilución- 0.0120 6 160.0 60.0 Concentración doble De estos resultados se puede ver que un nivel de dosis en el rango de cinco veces menos que el método convencional es requerido para dar velocidad de sedimentación en el método de concentración doble de adición. La calidad de agua inferior ligeramente obtenidas está dentro de los requerimientos para retornar el agua y no supera en peso los beneficios económicos de la reducción significativamente de la dosis.

Claims (22)

1. REIVINDICACIONES 1.- Un proceso de recuperación de metal/minerales y proceso de tratamiento de desecho que comprende una fase de separación principal caracterizado porque la mena llevando metal/mineral es mezclada con agua y separada en una fracción enriquecida y una facción acuosa de desecho metal/mineral, y una fase de desecho de sedimentación en la cual la fracción acuosa de metal/mineral es sedimentada en una o más lagunas de sedimentación para proporcionar una capa espesada sedimentada y supernatante; y la fase de sedimentación de desecho consiste en alimentar el desecho acuoso metal/mineral dentro de un recipiente de sólidos de contacto u otra cámara de floculación, en la cual el desecho acuoso metal/mineral es diluido con agua que contiene un floculente a más de una concentración, una de las concentraciones es al menos 10 veces más alta que otra, dentro de dicho recipiente de sólidos de contacto u otra cámara de floculación, flocular el desecho diluido acuoso, y sedimentar el desecho acuoso diluido y floculatado para proporcionar una capa supernatante liquida y una capa de bombeable de sedimento espesado en una fuente de sedimentación .
2. 2. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque una de las concentraciones es al menos 30 veces más alta que la otra.
3. 3. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque 25 a 75% del floculante es diluido a una concentración de alrededor de 0.005% o menos por peso y el otro 75 a 25% es diluido a una concentración de alrededor de 0.05% o menos por peso.
4. 4. Un proceso de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque alrededor del 75% del floculante diluido es diluido a una concentración de alrededor de 0.005% o menos por peso y alrededor de 25% es diluido a una concentración de alrededor de 0.05% o menos por peso.
5. 5. Un proceso de recuperación de metales/minerales y proceso de tratamiento de desecho de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque el floculante es no iónico, aniónico, catiónico o amfotérico.
6. 6. Un proceso de recuperación de metales/minerales y proceso de tratamiento de desecho de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque es un metal ferroso, metal base, metal precioso, fosfato de minería, arena y grava o proceso de producción de carbón.
7. 7. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la velocidad de flujo dentro del recipiente de sólidos de contacto es 0.01 a 1 U.S. galones por minuto por pie cuadrado de superficie de área.
8. 8. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 caracterizado porque el recipiente de sólidos de c-ontacto ha sido extraído o colocado en una laguna primaria contiene sedimento sustancialmente sólido a partir del proceso de recuperación de metal /mineral .
9. 9. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 caracterizado porque el supernatante líquido fluye sobre un sedimento sustancialmente sólido en una laguna primaria antes de ser reciclado a la fase de separación principal.
10. 10. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 caracterizado porque la capa de sedimento espesado tiene un contenido de sólidos que están en el rango desde 2 hasta 10 veces el contenido de sólidos del desecho diluido acuoso de metal/mineral.
11. 11. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10 caracterizado porque una o más de las lagunas de sedimentación y uno o más de las lagunas finales son sustancialmente rellenadas con un sedimento sustancialmente sólido a partir del proceso de recuperación de metal/mineral.
12. 12. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 caracterizado porque son usados dos diferentes floculantes.
13. 13. Un proceso de conformidad con . la reivindicación 12 caracterizado porque los dos diferentes floculantes son del mismo tipo pero difieren en peso molecular y/o densidad de carga.
14. 14. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 caracterizado porque los dos diferentes floculantes son ambos aniónicos.
15. 15. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14 caracterizado porque el proceso de recuperación de metal es un proceso de recuperación de metales ferrosos.
16. 16. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15 caracterizado porque el proceso de recuperación de metal es un proceso de recuperación de metales base.
17. 17. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16 caracterizado porque el proceso de recuperación de metal es un proceso de recuperación de metales preciosos .
18. 18. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17 caracterizado porque el proceso de recuperación de metal es un proceso de recuperación de minerales industriales .
19. 19. Un proceso de conformidad con la reivindicación 18 caracterizado porque el mineral es seleccionado a partir del grupo que consiste de grupo de minerales industriales que comprende minerales químicos y fertilizantes; materiales de construcción; arcilla, cerámica y minerales refractarios; y minerales misceláneos no metálicos seleccionados a partir del grupo que consiste de asbestos, roca de asfalto, diatomita, feldespato, grafito, yeso, piedras preciosas y cuarzo.
20. 20. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19 caracterizado porque el proceso de recuperación de metal es un proceso de recuperación de carbón .
21. 21. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20 caracterizado porque el proceso de recuperación de metal es un proceso de recuperación de arcilla fosfática.
22. 22. Un proceso de recuperación de metales/minerales y proceso de tratamiento de desecho de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizado porque el floculante es un polímero soluble en agua que tiene una viscosidad intrínseca de al menos 4 dl/gr.