WO2012107027A1 - Verfahren und einrichtung zum aufschluss von erz - Google Patents

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WO2012107027A1
WO2012107027A1 PCT/DE2012/000134 DE2012000134W WO2012107027A1 WO 2012107027 A1 WO2012107027 A1 WO 2012107027A1 DE 2012000134 W DE2012000134 W DE 2012000134W WO 2012107027 A1 WO2012107027 A1 WO 2012107027A1
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ore
radiation
alternating
alternating field
minerals
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Peter Regenfuss
Andre Streek
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Hochschule Mittweida (Fh)
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    • B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
    • B02C19/18—Use of auxiliary physical effects, e.g. ultrasonics, irradiation, for disintegrating
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
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    • C22B4/00—Electrothermal treatment of ores or metallurgical products for obtaining metals or alloys
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    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B4/00—Electrothermal treatment of ores or metallurgical products for obtaining metals or alloys
    • C22B4/08—Apparatus

Definitions

  • the invention relates to methods and devices for the digestion of ore.
  • a method of weakening the bond between a first material phase and a second material phase in a rock or ore is known from the document DE 603 18 027 T2, which is a method for the microwave treatment of multiphase materials. Further references concerning microwave treatment of rock or ore are US 7,678,172 B2, US 7,727,301 B2, US 5,824,133 A and WO2009 / 101435 A2. The rock or ore is guided through a microwave cavity and thereby heated. That leads to the
  • claims 1 and 7 has the object of breaking up ore so that ore mineral or ore minerals can be subsequently extracted. This object is achieved with the features listed in the claims 1 and 7.
  • the methods and equipment for the extraction of ore are characterized in particular by the fact that ore mineral or ore minerals are subsequently easily extractable.
  • the ore is in each case at least once with coherent NIR radiation, non-coherent NIR radiation, at least one alternating electric field having a frequency greater than 300 GHz, at least one alternating magnetic field having a frequency greater than 300 GHz, at least one alternating electromagnetic field having a frequency greater than 300 GHz or a combination it is acted upon by means for generating the radiation, the at least one alternating field or the radiation and the at least one alternating field, wherein ore mineral, ore minerals, absorbent components or ore minerals and absorbent components of the ore energy from the radiation, the alternating field or the radiation and
  • Alternating field absorbs or absorbs and gait does not or only slightly absorbs this energy.
  • cracks are advantageously produced in the ore by means of the stresses caused thereby or the ore splits.
  • NIR is the well-known shortcut for NahInfraRot.
  • the ore minerals and / or other absorbing components of the gait in conjunction with a large penetration depending on the rate of heating of the minerals and the competing heat conduction in the gait, either locally heating the ore minerals locally or heating a significant volume of the ore so that, accordingly, the ore is either specific to single points or unspecific in the irradiated volume but profound in both cases and not just superficial is worn down.
  • ore is understood to mean a gangrenous and metallic mineral or mineral mixture. Gait is especially the rock, which is fused with the mineral or the mineral mixture. Ore minerals are the minerals from which metal can be obtained. This includes solid metal.
  • the other absorbent components are in particular local absorbent components.
  • the methods and the facilities are particularly suitable for ores, in which ore minerals are finely distributed in the gangue, so-called “finely intergrown ores", and also ores with very solid gait are thereby easily aufsch spabar or breakable.
  • a mineral or mineral mixture which evaporates during the loading of the ore with the respective radiation and / or the respective alternating field can be sprayed with a device, for example a suction device, as extracted mineral or
  • Mineral mixture are derived. After condensation, the mineral or mineral mixture is available for further processing.
  • Another advantage is that the ore can be acted upon both on site - ie during mining - and comminuted in a processing location with the respective radiation and or the respective alternating field,
  • a laser beam may be selectively directed across the surface of a rock digestion to either remove only mineral-bearing areas and receive the debris with a suction device, or selectively remove (or possibly in separate crossings) both mineral and gait, with different extraction snorkels from the mining site dissipate and precipitate in separate filters or capacitors.
  • This option of spatial separation of the radiation source and the application position opens up the possibility of performing the ore extraction from a hermetically sealed station or a corresponding vehicle and thus to carry out this work in life-unfriendly or toxic atmospheres or under water, ie under protective gas or in a somewhat distant future in the extraterrestrial area as well as in submarine missions.
  • an alternate mechanical crushing with appropriate mills or crushers and applying the respective radiation and / or the take place alternating field so that ore minerals or their reaction products are economically low extractable from the ore and thus separated by gait.
  • the loading of the respective ore with the respective radiation and / or the respective alternating field is advantageously also carried out alternately, so that as far as possible a complete extraction of the ore minerals can take place.
  • the focusability of this radiation allows a power density (intensity) of the electromagnetic radiation of about 100kW to a few square millimeters even at focal lengths of several meters.
  • a laser beam source can be placed sufficiently far away in space, so that a device and work safety is guaranteed.
  • the size of the beam diameter and thus the intensity can be adjusted.
  • NIR radiation is absorbed by excitation of the electrons.
  • the microwave stimulates the lattice vibrations of inorganic solids (ore).
  • the energy transfer of NIR radiation to the ore or specific minerals takes place by electronic excitation.
  • the electronic excitation is much more selective with respect to the different constituents of the ore than the excitation of the lattice vibrations of the solid.
  • the ore to be broken up or separated from the aisle can also be under water (or another liquid or solution) and can be exposed to the radiation there.
  • the radiation can be directed at a smaller angle than 90 ° to the body or the camp, from which the ore or mineral to be solved.
  • this medium is suitable as a flowing medium for the removal of the dissolved from the gang crushing, decomposition or evaporation products. This can also be worked with a continuous radiation.
  • Advantageous embodiments of the invention are specified in claims 2 to 6 and 8 to 12.
  • the cracked or split ore is mechanically processed according to the embodiment of claim 2.
  • a comminution, with known mills or crushers are applied.
  • Ore minerals of the ore digested with the radiation and / or the alternating field are subsequently extracted according to the embodiment of patent claim 3.
  • the ore is cooled according to the embodiment of claim 5 after or during the exposure to the radiation and or the alternating field with a cooling device.
  • the resulting stresses lead to further cracks in the ore or fissure of the ore.
  • the ore is acted upon sequentially or simultaneously with different radiations and / or alternating fields with one or with different frequencies over 300 GHz according to the embodiment of patent claim 6.
  • the registered energy is accumulated by the ore, causing further cracks or fissions.
  • parts of the ore are on a support.
  • This is also part of a conveyor, wherein the carrier is coupled to a drive mechanism.
  • the support consists of a material which does not or only slightly absorbs the radiations and / or the energy of the alternating fields.
  • the carrier is in another embodiment, a portion of the inner surface of a rotating cylinder or drum wall.
  • the parts of the ore are advantageously circulated, so that the energy is optimally incorporated into the ore.
  • the carrier is according to the embodiment of claim 9 is part of a vibratory conveyor.
  • the ore pieces arranged thereon are circulated by means of the oscillations, so that an optimal energy input into the ore pieces takes place.
  • the energy is entered from several sides in the ore parts.
  • the ore pieces are irradiated while passing by, while flying by or in limbo, and these are conveniently irradiated with multiple lasers / beam sources as devices. If these parts are larger pieces, it is advantageous to let them pass individually or fly by. These pieces are also effectively disrupted if they are thicker than the effective depth of the radiation in the ore. These ore pieces are irradiated from several sides.
  • Ore particles can also be detected before reaching the irradiation zone with detectors with respect to fall direction and speed, which allows a pulse-wise and energy-saving use of the respective source as a device.
  • This run is repeatable with or without simultaneous or intermediate blowing / discharging of the fine fractions.
  • the material, which is discharged by blowing or other intermediate or simultaneous sorting steps, can be replaced continuously or step by step with new ore particles. Blowing or otherwise discharging the material which has been eroded by the radiation can be assisted by swirling the irradiated ore, for example, in an air, gas or liquid stream, the resulting friction reducing the eroded portion of the still massive residual grains.
  • Discharge can be extended to take advantage of selective separation of granules according to their size or specific gravity.
  • a sorting by ore mineral content is possible in principle.
  • a scanner is arranged in the beam path after the source of coherent NIR radiation or non-coherent NIR radiation as a means for generating it, so that the coherent NIR radiation or non-coherent NIR radiation is defined by means of the scanner or stochastically transmitted through the NIR radiation Ore is led.
  • the embodiment of claim 12 is a part of an exit optics for the NIR radiation for politiciansellesdes or out of the way ore in a fluid transparent to the radiation window.
  • the radiation decoupling surface of the window is at least wetted by the fluid.
  • a fluid is, for example, water, so that ore located in the water can also be exposed to the NIR radiation. This means that underwater deposits can be opened up with ore.
  • Fig. 2 shows the ore part with exposure to NIR radiation or an alternating field
  • Fig. 3 the ore part with cracks
  • FIG. 1 shows an ore part 1 with ore minerals 2 and / or further absorbent components 2 in gait 3 in a basic representation.
  • a device for the digestion of ore consists essentially of at least one device each for generating
  • the ore is in each case at least once with
  • FIG. 2 shows the ore part 1 with exposure to NIR radiation 4 or an alternating field 4 in a basic representation.
  • the ore mineral 2, the ore mineral mixture 2 and / or other absorbent components 2 of the ore absorb energy from the radiation 4, the alternating field 4 or the radiation 4 and the alternating field 4 during gait 3, this energy is not or only slightly absorbed, so that means the resulting stresses cracks 5 are produced in the ore or the ore splits. Show this
  • Fig. 4 shows the ore part with cracks 5 and 6 splits each in a schematic representation.
  • Ore minerals 2 of the ore digested with the radiation 4 and / or the alternating field 4 are subsequently extracted or subjected to further mechanical treatment and then extracted. This is done by known methods
  • an alternating field 4 or a combination thereof the respectively corresponding means as a source of the respective radiation 4 or the means for generating the alternating field 4 is spaced from the ore in its respective form to be split.
  • ore parts 1 are for this purpose on a support. This is a component of a vibratory conveyor or a portion of the inner wall of a rotating tube or a rotating drum. Due to the movements of the respective carrier, the ore parts 1 are circulated, so that they are acted upon from different sides by the radiation 4 and / or the alternating field 4.
  • a scanner is located in the beam path after that of the corresponding source in the form of a laser, so that the ore parts 1 are defined on the carrier or stochastically, the radiation 4 can be acted upon once or several times.
  • the ore parts 1 are exposed to the radiation 4 or the alternating field 4.
  • the ore parts 1 are in an apparent container above the respective device or are transported to the space above the respective device.
  • a known spinner is used. During the flight, the ore parts 1 are exposed to the radiation 4 or the alternating field 4.
  • the irradiation is repeated once or several times, the ore being vortexed after irradiation in a cyclone system.
  • the gnarled areas are detached from the massive remainder of the ore parts 1, whereupon fractions with differently sized ore parts 1 or different densities are deposited separately.
  • 300GHz modifies the absorption of the ore for this radiation 4 by an irradiating or reactive treatment.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren und Einrichtungen zum Aufschluss von Erz. Die Verfahren und Einrichtungen zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass Erzmineral oder Erzminerale nachfolgend einfach extrahierbar sind. Dazu wird das Erz jeweils wenigstens einmal mit kohärenter NIR-Strahlung, nichtkohärenter NIR-Strahlung, mindestens einem elektrischen Wechselfeld mit einer Frequenz größer 300GHz, mindestens einem magnetischen Wechselfeld mit einer Frequenz größer 300GHz, mindestens einem elektromagnetischen Wechselfeld mit einer Frequenz größer 300GHz oder einer Kombination daraus mittels einer Einrichtung zur Erzeugung der Strahlung, des wenigstens eines Wechselfeldes oder der Strahlung und dem wenigstens einem Wechselfeld beaufschlagt wird, wobei Erzmineral, Erzminerale, absorbierende Komponenten oder Erzminerale und absorbierende Komponenten des Erzes Energie aus der Strahlung, dem Wechselfeld oder der Strahlung und dem Wechselfeld absorbiert oder absorbieren und Gangart diese Energie nicht oder nur geringfügig absorbiert. Damit werden vorteilhafterweise mittels der dadurch hervorgerufenen Spannungen Risse im Erz erzeugt oder das Erz spaltet sich.

Description

Beschreibung
Verfahren und Einrichtung zum Aufschluss von Erz
Die Erfindung betrifft Verfahren und Einrichtungen zum Aufschluss von Erz.
Ein Verfahren, die Verbindung zwischen einer ersten Materialphase und einer zweiten Materialphase in einem Gestein oder Erz zu schwächen, ist durch die Druckschrift DE 603 18 027 T2 bekannt, wobei das ein Verfahren zur Mikrowellenbehandlung von Mehrphasenwerkstoffen ist. Weitere Druckschriften betreffend eine Mikrowellenbehandlung von Gestein oder Erz sind die US 7,678,172 B2, US 7,727,301 B2, US 5,824,133 A und WO2009/101435 A2. Das Gestein oder das Erz wird dabei durch ein Mikrowellenhohlraum hindurch geführt und dabei erhitzt. Das führt zu der
Schwächung der Verbindung der Materialphasen, wobei Risse oder ein Schwächung ihrer Grenzflächen verursacht werden. Die Anwendung des Verfahrens ist konstruktiv auf die Mikrowelleneinrichtung begrenzt. Darüber hinaus ist eine Anwendung dieses Verfahrens vor Ort, dass bedeutet beim Abbau, nicht möglich.
Diese Druckschriften beziehen sich explizit auf Verfahren mit elektromagnetischen Wechselfeldern im Mikrowellenbereich. Die obere Grenze des Frequenzspektrums ist dabei maximal 300GHz. Es ist davon auszugehen, dass diese Abgrenzung bewusst vollzogen wurde, da das anschließende Spektrum der fernen infraroten Strahlung als unvorteilhaft angesehen wurde, weil es rasch zu oberflächlicher Verglasung des bestrahlten Gesteins oder zu einem glasartigen Abtrag fuhrt, der sehr inert und damit nicht nasschemisch aufschließbar ist.
Der in den Patentansprüchen 1 und 7 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Erz aufzuschließen, so dass Erzmineral oder Erzminerale nachfolgend extrahierbar sind. Diese Aufgabe wird mit den in den Patentansprüchen 1 und 7 aufgeführten Merkmalen gelöst.
Die Verfahren und Einrichtungen zum Aufschluss von Erz zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass Erzmineral oder Erzminerale nachfolgend einfach extrahierbar sind. Dazu wird das Erz jeweils wenigstens einmal mit kohärenter NIR-Strahlung, nichtkohärenter NIR- Strahlung, mindestens einem elektrischen Wechselfeld mit einer Frequenz größer 300GHz, mindestens einem magnetischen Wechselfeld mit einer Frequenz größer 300GHz, mindestens einem elektromagnetischen Wechselfeld mit einer Frequenz größer 300GHz oder einer Kombination daraus mittels einer Einrichtung zur Erzeugung der Strahlung, des wenigstens eines Wechselfeldes oder der Strahlung und dem wenigstens einem Wechselfeld beaufschlagt wird, wobei Erzmineral, Erzminerale, absorbierende Komponenten oder Erzminerale und absorbierende Komponenten des Erzes Energie aus der Strahlung, dem Wechselfeld oder der Strahlung und dem
Wechselfeld absorbiert oder absorbieren und Gangart diese Energie nicht oder nur geringfügig absorbiert. Damit werden vorteilhafterweise mittels der dadurch hervorgerufenen Spannungen Risse im Erz erzeugt oder das Erz spaltet sich.
Dazu ist in einer Einrichtung zum Aufschluss von Erz jeweils wenigstens eine Einrich- tung zur Erzeugung kohärenter NIR-Strahlung, nichtkohärenter NIR-Strahlung, mindestens eines elektrischen Wechselfeldes mit einer Frequenz größer 300GHz, mindestens eines magnetischen Wechselfeldes mit einer Frequenz größer 300GHz, mindestens eines elektromagnetischen Wechselfeldes mit einer Frequenz größer 300GHz oder einer Kombination daraus beabstandet zum Erz angeordnet.
NIR ist die bekannte Abkürzung für NahesInfraRot.
Vorteilhafterweise werden dabei wegen der geringfügigen Absorption der Energie durch Gangart und einer großen Absorption der Energie durch das Erzmineral, die Erzminerale und/oder weitere absorbierende Komponenten der Gangart in Verbindung mit einer großen Eindringtiefe, je nach Geschwindigkeit der Erwärmung der Minerale und der konkurrierenden Wärmeleitung in die Gangart, entweder die Erzmineralphasen lokal begrenzt erhitzt oder ein bedeutendes Volumen des Erzes erwärmt, so dass dementsprechend das Erz entweder spezifisch an einzelnen Punkten oder unspezifisch im durchstrahlten Volumen aber in beiden Fällen tiefgreifend und nicht nur oberflächlich zermürbt wird.
Als Erz wird dazu ein mit Gangart verwachsenes und metallisches Mineral oder Mineralgemenge verstanden. Gangart ist insbesondere das Gestein, welches mit dem Mineral oder dem Mineralgemenge verwachsen ist. Erzminerale sind die Minerale, aus denen Metall gewinnbar ist. Dazu zählt auch gediegenes Metall.
Die weiteren absorbierenden Komponenten sind insbesondere lokale absorbierende Komponenten.
Die Verfahren und die Einrichtungen eignen sich insbesondere auch für Erze, in denen Erzminerale in der Gangart fein verteilt vorliegen, sogenannte„fein verwachsene Erze", wobei auch Erze mit sehr fester Gangart hierdurch einfach aufschließbar oder aufbrechbar sind.
Ein während der Beaufschlagung des Erzes mit der jeweiligen Strahlung und/oder dem jeweiligen Wechselfeld verdampfendes Mineral oder Mineralgemenge kann mit einer Vorrichtung, zum Beispiel einer Saugvorrichtung, als extrahiertes Mineral oder
Mineralgemenge abgeleitet werden. Nach einer Kondensation steht das Mineral oder Mineralgemenge zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Erz sowohl vor Ort - also beim Abbau - als auch zerkleinert in einem Bearbeitungsort mit der jeweiligen Strahlung und oder dem jeweiligen Wechselfeld beaufschlagbar ist,
Im ersten Fall wird der Abbau erleichtert. Zum Beispiel kann ein Laserstrahl gezielt über die Oberfläche eines Gesteinsaufschlusses geführt werden, um entweder nur mineralhaltige Bereiche abzutragen und den Abtrag mit einer Saugvorrichtung aufzunehmen, oder um sowohl Mineral als auch Gangart selektiv (oder eventuell in getrennten Überfahrten) abzutragen, mit unterschiedlichen Absaugschnorcheln vom Abbauort abzuführen und in getrennten Filtern oder Kondensatoren niederzuschlagen. Diese Option der räumlichen Trennung von Strahlquelle und Beaufschlagungsposition eröffnet die Möglichkeiten den Erzabbau aus einer hermetisch abgeschlossenen Station oder einem entsprechenden Fahrzeug heraus durchzuführen und somit diese Arbeiten auch in lebensunfreundlichen oder giftigen Atmosphären oder unter Wasser durchzu- führen, also unter Schutzgas oder in etwas fernerer Zukunft im extraterrestrischen Bereich sowie bei submarinen Einsätzen.
Im zweiten Fall kann ein wechselweises mechanisches Zerkleinern mit entsprechenden Mühlen oder Brechern und Beaufschlagen mit der jeweiligen Strahlung und/oder dem jeweiligen Wechselfeld erfolgen, so dass Erzminerale oder ihre Reaktionsprodukte ökonomisch günstig aus dem Erz extrahierbar und damit von Gangart abtrennbar sind. Die Beaufschlagung des jeweiligen Erzes mit der jeweiligen Strahlung und/oder dem jeweiligen Wechselfeld ist vorteilhafterweise auch alternierend durchführbar, so dass eine weitestgehend vollständige Extraktion der Erzminerale erfolgen kann.
Der prinzipielle Mechanismus der Anregung durch nahe Infrarotstrahlung unterscheidet sich wesentlich von der Energieübertragung durch Mikrowellen auf das Erz.
Die Fokussierbarkeit dieser Strahlung ermöglicht auch bei Brennweiten von mehreren Metern eine Leistungsdichte (Intensität) der elektromagnetischen Strahlung von etwa 100kW auf wenigen Quadratmillimetern. Im Gegensatz zur Mikrowellenbehandlung kann deshalb eine Laserstrahlquelle räumlich genügend weit entfernt aufgestellt werden, so dass ein Geräte- und Arbeitsschutz gewährleistet ist.
Bei Ausnutzung der hohen Strahlintensitäten sind einerseits Bewegungen des Strahls oder des Erzmaterials nötig, um eine ökonomisch sinnvolle Erzmenge zu bearbeiten, andererseits erzeugt die kurze und intensive Bestrahlung gerade den gewünschten lokalen Schockeffekt, der zu Rissen und Brüchen führt.
Dabei kann auch die Größe des Strahldurchmessers und somit die Intensität eingestellt werden.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass NIR-Strahlung durch Anregung der Elektronen absorbiert wird. Dagegen werden durch die Mikrowelle die Gitterschwingungen der anorganischen Festkörper (Erz) angeregt. Damit findet die Energieübertragung von NIR-Strahlung auf das Erz beziehungsweise auf spezifische Mineralien durch elektronische Anregung statt. Die elektronische Anregung ist erheblich selektiver bezüglich der unterschiedlichen Bestandteile des Erzes als die Anregung der Gitter- Schwingungen des Festkörpers.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sich das aufzuschließende oder aus dem Gang zu trennende Erz auch unter Wasser (oder einer anderen Flüssigkeit oder Lösung) befinden kann und dort mit der Strahlung beaufschlagbar ist. Günstigerweise kann dabei die Strahlung in einem kleineren Winkel als 90° auf den Körper oder das Lager gelenkt werden, aus dem das Erz oder Mineral gelöst werden soll. Vorteilhafterweise ist dabei dieses Medium als strömendes Medium zur Wegführung der aus dem Gang gelösten Zerkleinerungs-, Zersetzungs- oder Verdampfungsprodukte geeignet. Damit kann auch mit einer kontinuierlicher Strahlung gearbeitet werden kann. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 6 und 8 bis 12 angegeben.
Das gerissene oder gespaltene Erz wird nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 mechanisch bearbeitet. Dabei erfolgt eine Zerkleinerung, wobei bekannte Mühlen oder Brecher angewandt werden.
Erzminerale des mit der Strahlung und/oder dem Wechselfeld aufgeschlossenen Erzes werden nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 nachfolgend extrahiert.
In Fortführung erfolgt das nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 durch
- Auslösen von Erzmineral durch Laugen, Säuren oder Lösungsmitteln mit oder ohne Komplexbildner,
- chemische Reaktion von Erzmineral durch Reaktion mit Festkörpern, Flüssigkeiten und/oder Gasen,
- Ausschmelzen von Erzmineralen oder von Reaktionsprodukten von Erzmineralen mit oder ohne Hilfe eines Metalls oder eines Flussmittels oder
- Verdampfen.
Das sind bekannte und ökonomisch günstig zu realisierende Methoden, um die Minerale und Metalle zu gewinnen.
Das Erz wird nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 nach oder während der Beaufschlagung mit der Strahlung und oder dem Wechselfeld mit einer Kühlvorrichtung gekühlt. Die dadurch hervorgerufenen Spannungen fuhren zu weiteren Rissen im Erz oder Spaltung des Erzes.
Das Erz wird nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 sequentiell oder gleichzeitig mit verschiedenen Strahlungen und/oder Wechselfeldern mit einer oder mit unterschiedlichen Frequenzen über 300GHz beaufschlagt. Die eingetragene Energie wird vom Erz akkumuliert, so dass weitere Risse oder Spaltungen hervorgerufen werden.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 befinden sich Teile des Erzes auf einem Träger. Dieser ist weiterhin ein Bestandteil einer Fördereinrichtung, wobei der Träger an einem Antriebsmechanismus gekoppelt ist. Der Träger besteht dazu aus einem Material, welches die Strahlungen und/oder die Energie der Wechselfelder nicht oder nur geringfügig absorbiert.
Der Träger ist in einer anderen Ausführungsform ein Bereich der Innenoberfläche einer rotierenden Zylinder- oder Trommelwand. Dabei werden die Teile des Erzes vorteil- hafterweise umgewälzt, so dass die Energie optimal in das Erz eingetragen wird.
Der Träger ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 ein Bestandteil eines Schwingförderers. Die darauf angeordneten Erzteile werden mittels der Schwingungen umgewälzt, so dass ein optimaler Energieeintrag in die Erzteile erfolgt. Die Energie wird dabei von mehreren Seiten in die Erzteile eingetragen.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 sind eine Vorrichtung für Teile des Erzes und die Einrichtung zur Erzeugung kohärenter NIR-Strahlung, nichtkohärenter NIR-Strahlung, des elektrischen Wechselfeldes mit einer Frequenz größer 300GHz, des magnetischen Wechselfeldes mit einer Frequenz größer 300GHz, des elektromagnetischen Wechselfeldes mit einer Frequenz größer 300GHz oder einer Kombination daraus so angeordnet, dass Erzteile beabstandet zur Einrichtung durch das Wirken der Normalkraft vorbeifallen oder mittels einer Blas- oder Schleudervorrichtung als Vorrichtung beabstandet zur Einrichtung vorbeigeblasen oder vorbeigeschleudert werden. Die Erzteile werden im Vorbeifallen, im Vorbeifliegen oder im Schwebezustand bestrahlt, wobei diese günstigerweise mit mehreren Lasern/Strahlquellen als Einrichtungen bestrahlt werden. Falls diese Teile größere Stücke sind, ist es vorteilhaft, sie einzeln vorbeifallen oder vorbeifliegen zu lassen. Diese Stücke werden auch dann effektiv aufgeschlossen, wenn sie dicker als die wirksame Tiefe der Strahlung im Erz sind. Diese Erzteile werden dabei von mehreren Seiten bestrahlt.
Erzteile können darüber hinaus vor dem Erreichen der Bestrahlungszone mit Detektoren bezüglich Fallrichtung und Geschwindigkeit erfasst werden, was einen pulsweisen und energiesparenden Einsatz der jeweiligen Quelle als Einrichtung ermöglicht. Dieser Durchlauf ist mit oder ohne gleichzeitigem oder intermediärem Ausblasen/ Austragen der feinen Fraktionen wiederholbar.
Das Material, das durch Ausblasen oder andere intermediäre oder gleichzeitige Sortierschritte ausgetragen wird, kann dabei kontinuierlich oder schrittweise durch neue Erzteile ersetzt werden. Das Ausblasen oder anderweitige Austragen des durch die Strahlung zermürbten Materials kann dadurch unterstützt werden, dass das bestrahlte Erz zum Beispiel in einem Luft-, Gas- oder Flüssigkeitsstrom verwirbelt wird, wobei durch die entstehenden Reibungen der zermürbte Anteil von den noch massiven Restkörnern gelöst wird.
Das Austragen kann dahingehend erweitert werden, dass es zur selektiven Trennung von Körnern entsprechend ihrer Größe oder ihres spezifischen Gewichts ausgenutzt werden kann. Damit ist prinzipiell eine Sortierung nach Erzmineralgehalt möglich.
Im Strahlengang nach der Quelle kohärenter NIR-Strahlung oder nichtkohärenter NIR- Strahlung als Einrichtung zu deren Erzeugung ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 11 ein Scanner angeordnet, so dass die kohärente NIR-Strahlung oder nichtkohärente NIR-Strahlung mittels des Scanners definiert oder stochastisch über das Erz geführt wird. Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 12 ist ein Bestandteil einer Austrittsoptik für die NIR-Strahlung für aufzuschließendes oder aus dem Gang zu trennendes Erz in einem Fluid ein für die Strahlung transparentes Fenster. Weiterhin ist die die Strahlung auskoppelnde Oberfläche des Fensters wenigstens von dem Fluid benetzt. Ein Fluid ist beispielsweise Wasser, so dass auch sich im Wasser befindenes Erz mit der NIR-Strah- lung beaufschlagbar ist. Damit können auch unter Wasser angeordnete Lagerstätten mit Erz aufgeschlossen werden.
Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. I ein Erzteil mit Erzmineralen und/oder weiteren absorbierenden Komponenten in Gangart,
Fig. 2 das Erzteil mit Beaufschlagung von NIR-Strahlung oder einem Wechselfeld, Fig. 3 das Erzteil mit Rissen und
Fig. 4 das Erzteil mit Rissen und Abspaltungen. Im nachfolgenden Ausführungsbeispiel werden Verfahren und Einrichtungen zum Aufschluss von Erz zusammen näher erläutert.
Die Fig. 1 zeigt ein Erzteil 1 mit Erzmineralen 2 und/oder weiteren absorbierenden omponeneten 2 in Gangart 3 in einer prinzipiellen Darstellung.
Eine Einrichtung zum Aufschluss von Erz besteht im Wesentlichen aus jeweils wenigstens einer Einrichtung zur Erzeugung
- kohärenter NIR-Strahlung 4,
- nichtkohärenter NIR-Strahlung 4,
- wenigstens eines elektrischen Wechselfeldes 4 mit einer Frequenz größer 300GHz,
- wenigstens eines magnetischen Wechselfeldes 4 mit einer Frequenz größer 300GHz,
- wenigstens eines elektromagnetischen Wechselfeldes 4 mit einer Frequenz größer 300GHz oder
- wenigstens einer Kombination daraus,
die beabstandet zum Erz angeordnet ist.
Das Erz wird dabei jeweils wenigstens einmal mit
- kohärenter NIR-Strahlung 4,
- nichtkohärenter NIR-Strahlung 4,
- dem elektrischen Wechselfeld 4 mit einer Frequenz größer 300GHz,
- dem magnetischen Wechselfeld 4 mit einer Frequenz größer 300GHz,
- dem elektromagnetischen Wechselfeld 4 mit einer Frequenz größer 300GHz oder
- wenigstens einer Kombination daraus mittels der jeweiligen mindestens einen
Einrichtung beaufschlagt.
Die Fig. 2 zeigt das Erzteil 1 mit Beaufschlagung von NIR-Strahlung 4 oder einem Wechselfeld 4 in einer prinzipiellen Darstellung.
Das Erzmineral 2, das Erzmineralgemenge 2 und/oder weitere absorbierende Kompo- nenten 2 des Erzes absorbieren Energie aus der Strahlung 4, dem Wechselfeld 4 oder der Strahlung 4 und dem Wechselfeld 4 während Gangart 3 diese Energie nicht oder nur geringfügig absorbiert, so dass mittels der dadurch hervorgerufenen Spannungen Risse 5 im Erz erzeugt werden oder das Erz sich spaltet. Dazu zeigen
die Fig. 3 das Erzteil 1 mit Rissen 5 und
die Fig. 4 das Erzteil mit Rissen 5 und Abspaltungen 6 jeweils in einer prinzipiellen Darstellung.
Erzminerale 2 des mit der Strahlung 4 und/oder dem Wechselfeld 4 aufgeschlossenen Erzes werden nachfolgend extrahiert oder einer weiteren mechanischen Behandlung unterworfen und danach extrahiert. Das erfolgt mit bekannten Verfahren durch
- Auslösen des Erzminerals 2 durch Laugen, Säuren oder Lösungsmitteln mit oder ohne Komplexbildner,
- chemische Reaktion des Erzminerals 2 durch Reaktion mit Festkörpern, Flüssigkeiten und/oder Gasen,
- Ausschmelzen der Erzmineralien 2 oder ihrer Reaktionsprodukte mit oder ohne Hilfe eines anderen Metalls oder eines Flussmittels oder
- Verdampfen.
Zur Beaufschlagung des Erzes mit einer Strahlung 4, einem Wechselfeld 4 oder einer Kombination davon befindet sich die jeweils dementsprechende Einrichtung als Quelle der jeweiligen Strahlung 4 oder der Einrichtung zur Erzeugung des Wechselfeldes 4 beabstandet zum Erz in seiner jeweiligen aufzuschließenden Form.
In einer ersten Ausführungsform befinden sich Erzteile 1 dazu auf einem Träger. Dieser ist ein Bestandteil eines Schwingförderers oder ein Bereich der Innenwand eines rotierenden Rohres oder einer rotierenden Trommel. Durch die Bewegungen des jeweiligen Trägers werden die Erzteile 1 umgewälzt, so dass diese von verschiedenen Seiten mit der Strahlung 4 und/oder dem Wechselfeld 4 beaufschlagt werden. Bei Verwendung kohärenter oder nichtkohärenter NIR-Strahlung 4 befindet sich dazu im Strahlengang nach der dem entsprechenden Quelle in Form eines Lasers ein Scanner, so dass die Erzteile 1 auf dem Träger definiert oder stochastisch, einfach oder mehrfach mit der Strahlung 4 beaufschlagbar sind.
In einer zweiten Ausführungsform sind eine Vorrichtung für Erzteile 1 und die Einrichtung zur Erzeugung kohärenter NIR-Strahlung 4, nichtkohärenter NIR-Strahlung 4, dem elektrischen Wechselfeld 4 mit einer Frequenz größer 300GHz, dem magnetischen Wechselfeld mit einer Frequenz größer 300GHz, dem elektromagnetischen Wechselfeld 4 mit einer Frequenz größer 300GHz oder wenigstens einer Kombination daraus so angeordnet, dass die Erzteile 1 beabstandet zur Einrichtung durch das Wirken der Normalkraft vorbeifallen. Während des Flugs werden die Erzteile 1 mit der Strahlung 4 oder dem Wechselfeld 4 beaufschlagt. Dazu befinden sich die Erzteile 1 in einem offenbaren Behälter über der jeweiligen Einrichtung oder werden zum Raum über der jeweilgen Einrichtung befördert. In einer dritten Ausführungsform sind eine Vorrichtung für Erzteile 1 und die Einrichtung zur Erzeugung kohärenter NIR- Strahlung 4, nichtkohärenter NIR- Strahlung 4, dem elektrischen Wechselfeld 4 mit einer Frequenz größer 300GHz, dem magnetischen Wechselfeld mit einer Frequenz größer 300GHz, dem elektromagnetischen Wechselfeld 4 mit einer Frequenz größer 300GHz oder wenigstens einer Kombination daraus so angeordnet, dass die Erzteile 1 beabstandet zur Einrichtung vorbeifliegen. Dazu wird eine bekannte Schleudervorrichtung verwendet. Während des Flugs werden die Erzteile 1 mit der Strahlung 4 oder dem Wechselfeld 4 beaufschlagt.
In einer vierten Ausführungsform wird die Bestrahlung einmal oder mehrmals wieder- holt, wobei das Erz nach der Bestrahlung in einem Zyklonsystem verwirbelt wird. Vorteilhafterweise lösen sich durch die Reibung die zermürbten Bereiche von dem massiven Rest der Erzteile 1, worauf Fraktionen mit unterschiedlich großen Erzteilen 1 oder unterschiedlicher Dichte getrennt abscheid bar sind. In einer fünften Ausführungsform wird vor der Bestrahlung mit Strahlung 4 über
300GHz die Absorption des Erzes für diese Strahlung 4 durch eine bestrahlende oder reaktive Behandlung modifiziert.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Aufschluss von Erz, dadurch gekennzeichnet, dass das Erz jeweils wenigstens einmal mit kohärenter NIR-Strahlung (4), nichtkohärenter NIR-Strahlung (4), mindestens einem elektrischen Wechselfeld (4) mit einer Frequenz größer 300GHz, mindestens einem magnetischen Wechselfeld (4) mit einer Frequenz größer 300GHz, mindestens einem elektromagnetischen Wechselfeld (4) mit einer Frequenz größer 300GHz oder einer Kombination daraus mittels einer Einrichtung zur Erzeugung der Strahlung (4), des wenigstens eines Wechselfeldes (4) oder der Strahlung (4) und dem wenigstens einem Wechselfeld (4) beaufschlagt wird, wobei Erzmineral (2),
Erzminerale (2), absorbierende Komponenten (2) oder Erzmineral (2) und
absorbierende Komponenten des Erzes Energie aus der Strahlung (4), dem Wechselfeld (4) oder der Strahlung (4) und dem Wechselfeld (4) absorbiert oder absorbieren und Gangart (3) diese Energie nicht oder nur geringfügig absorbiert, so dass mittels der dadurch hervorgerufenen Spannungen Risse 5 im Erz erzeugt werden oder das Erz sich spaltet.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das gerissene oder gespaltene Erz mechanisch bearbeitet wird.
3. Verfahren nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Erzmineral (2) oder Erzminerale (2) des mit der Strahlung (4) und/oder dem Wechselfeld (4)
aufgeschlossenen Erzes nachfolgend extrahiert werden.
4. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Extraktion von Erzmineralen (2) durch
- Auslösen von Erzmineral (2) durch Laugen, Säuren oder Lösungsmittel mit oder ohne Komplexbildner,
- chemische Reaktion von Erzmineral (2) durch Reaktion mit Festkörpern,
Flüssigkeiten und/oder Gasen, - Ausschmelzen von Erzmineralen (2) oder von Reaktionsprodukten von Erzmineralen (2) mit oder ohne Hilfe eines Metalls oder eines Flussmittels oder
- Verdampfen
erfolgt.
5. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Erz nach oder während der Beaufschlagung mit der Strahlung (4) und/oder dem Wechselfeld (4) mit einer Kühlvorrichtung gekühlt wird.
6. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Erz sequentiell oder gleichzeitig mit verschiedenen Strahlungen (4) und/oder Wechselfe! dem (4) mit einer oder mit unterschiedlichen Frequenzen über 300GHz beaufschlagt wird.
7. Einrichtung zum Aufschluss von Erz mit dem Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beabstandet zum Erz jeweils wenigstens eine Einrichtung zur Erzeugung kohärenter NIR-Strahlung (4), nichtkohärenter NIR-Strahlung (4), mindestens eines elektrischen Wechselfeldes (4) mit einer Frequenz größer 300GHz, mindestens eines magnetischen Wechselfeldes (4) mit einer Frequenz größer 300GHz, mindestens eines elektromagnetischen Wechselfeldes (4) mit einer Frequenz größer 300GHz oder einer Kombination daraus angeordnet ist, so dass Erzmineral (2), Erzminerale (2), absorbierende Komponenten oder Erzminerale (2) und absorbierende Komponenten des Erzes Energie aus der Strahlung (4), dem Wechselfeld (4) oder der Strahlung (4) und dem Wechselfeld (4) absorbiert oder absorbieren und Gangart (3) diese Energie nicht oder nur geringfügig absorbiert, wobei mittels der dadurch hervorgerufenen Spannungen Risse (5) im Erz erzeugt werden oder das Erz sich spaltet.
8. Einrichtung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich Teile des Erzes als Erzteile (1) auf einem Träger befinden und dass der Träger ein Bestandteil einer Fördereinrichtung ist, wobei der Träger an einen Antriebsmechanismus gekoppelt ist oder der Träger ein Bereich der Innenoberfläche einer rotierenden Zylinder- oder Trommelwand ist.
9. Einrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ein Bestandteil eines Schwingförderers ist.
10. Einrichtung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung für Teile des Erzes und die Einrichtung zur Erzeugung kohärenter NIR-Strahlung (4), nichtkohärenter NIR-Strahlung (4), des elektrischen Wechselfeldes (4) mit einer Frequenz größer 300GHz, des magnetischen Wechselfeldes (4) mit einer Frequenz größer 300GHz, des elektromagnetischen Wechselfeldes (4) mit einer Frequenz größer 300GHz oder einer Kombination daraus so angeordnet sind, dass Erzteile (1) beabstandet zur Einrichtung durch das Wirken der Normalkraft vorbeifallen oder mittels einer Blas- oder Schleudervorrichtung als Vorrichtung beabstandet zur Einrichtung vorbei geblasen oder vorbei geschleudert werden.
1 1 . Einrichtung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlengang nach der Quelle kohärenter NIR-Strahlung (4) oder nichtkohärenter NIR-Strahlung (4) als Einrichtung zur Erzeugung von kohärenter oder nichtkohärenter NIR-Strahlung (4) ein Scanner angeordnet ist, so dass die kohärente NIR-Strahlung (4) oder nichtkohärente NIR-Strahlung (4) mittels des Scanners auf das Erz geführt wird.
12. Einrichtung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bestandteil einer Austrittsoptik für die NIR-Strahlung für aufzuschließendes oder aus dem Gang zu trennendes Erz in einem Fluid ein für die Strahlung transparentes Fenster ist und dass die die Strahlung auskoppelnde Oberfläche des Fensters wenigstens von dem Fluid benetzt ist.
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