線內尾礦處理工藝的制作方法
【專利說明】
【背景技術】
[0001]本發明一般性地涉及可用于處理礦物漿料的一種或更多種方法、物質組合物和/或設備。礦物漿料如尾礦和其他廢料已成為了技術、環境和公共政策問題。礦物開采和精煉工藝，包括但不限于煤、石油、鐵、鋁、銅、金屬、貴金屬、鋅、鉛、礦砂和稀土金屬的那些工藝，常常產生大量被稱為尾礦的廢料。尾礦通常為可在具有分散顆粒狀固體(例如，砂、粘土、頁巖和另一些礦物)的水懸液中呈聚集漿料的形式。工業中存在并且仍然存在處理這些尾礦并在工藝最后完成液固分離以分離液體與固體的相當大的問題。這大大減少了尾礦的量并且使得尾礦的處置和/或再循環更容易、更安全且更加環境友好。
[0002]已開發了多個方法以幫助處理和處置尾礦。美國專利6，544，425和5，449，464，以及美國公開專利申請 2011/0135797、2010/0187181、2008/0190860、2011/0131873、2011/0000854和2009/0020458描述了多種先前考慮的方法。如美國專利6，485，651、5，788，867和7，901，583中所描述的，特別有效的方法包括添加合成聚合物或天然聚合物，如凝結劑和絮凝劑，以分離液體與固體。此外，如美國公開專利申請2012/0138542中所描述的，用于將化學品引入漿料中的一種特別有效的方法是這樣做的使用線內(in-line)引入方法。然而，處理尾礦的理想方法將通過以高度有效的方式進行添加劑的最佳線內添加來更好地利用化學添加劑。
[0003]因此，一直需要用于線內處理尾礦工藝流的新的改進方法和/或組合物和/或設備。除非特別指明，否則本部分中描述的技術不旨在承認本文提及的任何專利、出版物或其他信息相對于本發明為“現有技術”。此外，本部分不應被解釋為意味著已進行了檢索或者不存在如37 CFR § 1.56(a)所限定的其他相關信息。
【發明內容】
[0004]本發明的至少一個實施方案涉及用于改進線內礦物漿料處理的方法。所述方法包括依次:在主線流中提供漿料的線內流；使來自主線流的一部分線內流分流至側流中；通過至少一個注入點將至少一種添加劑引入側流中以使添加劑分散和使漿料中的固體開始固結以產生經處理漿料；使側流進入混合裝置中；將側流再次引入所述主線中；以及將主線流的至少一部分轉移至沉積區域中。
[0005]礦物漿料可包含源自以下中一種或更多種的尾礦漿料:金礦，鉑礦，鎳礦，煤礦，銅礦，鐵礦，金屬礦，來自鉆石礦的礦體，或者磷酸鹽尾礦或金尾礦、來自Bayer氧化鋁法的赤泥，由油砂開采產生的尾礦，由鉛礦、鋅礦或礦砂處理產生的尾礦，以及成熟的細尾礦(Mature Fine Tailings)。混合裝置可為靜態混合器。從側流引入主線流中的水的量可不大于分流至側流中水的量加上原樣形式的添加劑中存在的水的量。添加劑可為水包油乳劑、油包水乳劑或以原樣形式引入的固體聚合物。添加劑可通過向側流漿料流中投放有效量的添加劑引入側流中，使得混合器能夠誘導足夠的剪切并且在足夠的時間中逆轉并將聚合物釋放到側流中。添加劑可為以原樣形式引入的快速逆轉聚合物。添加劑可通過向側流漿料中投放有效量的至少一種油包水乳劑引入側流中，所述油包水乳劑包含至少一種聚合物、至少一種親水性表面活性劑和至少一種高萜含量天然油，所述表面活性劑以按重量計約1%至約10%的濃度存在于乳劑中；使得混合器能夠誘導足夠的剪切并且在足夠的時間中使得至少一種乳劑能夠逆轉并將至少一種聚合物釋放到側流中。主線流的凈流量可與側流的凈流量相同，但是以混合裝置劃分的側流上游和下游的流量不同于主線流的凈流量。經處理漿料的固結和水釋放程度可分別大于如果將較大劑量的添加劑直接添加至主線流中的固結和水釋放程度。可將主線流中0.1%至50%的漿料分流至側流中。所述方法還可包括在將側流再次引入主線流中之后實施固液分離的步驟。
【附圖說明】
[0006]下文中通過具體參照附圖對本發明進行了詳細描述，其中:
[0007]圖1是利用本發明的工藝流的圖示。
[0008]出于本公開內容的目的，除非另外說明，否則附圖中相同的附圖標記應指相同的特征。附圖僅是對本發明原理的示例性說明，并不旨在將本發明限制于所說明的特定實施方案。
【具體實施方式】
[0009]提供下列定義以確定應如何理解本申請中，特別權利要求中使用的術語。定義的結構僅為了方便，而不旨在將任何定義任限制于任何特定類別。
[0010]“固結(consolidate)”意指楽料的固體顆粒聚集在一起形成高固體密度區域的過程，其反過來在漿料中產生了低固體密度區域，這可導致漿料的固體材料與液相分離，固結的類型包括但不限于凝結和/或絮凝。
[0011]“線內(in-line)”是指引入到流經工藝流的漿料中。
[0012]“漿料”意指液體載體中混懸有固體顆粒的混合物。
[0013]“原樣”意指呈其通常存儲或運輸形式的物質組合物，其不同于通常應用其以實現化學結果的形式，如果是在水性環境中工作的組合物如聚合物，則“原樣”可意指水包油乳劑的形式，所述水包油乳劑是過度濃縮的并且包含太少的水而不能逆轉為油包水乳劑。或者，其可指固體聚合物。
[0014]“尾礦”是指從礦物開采或精煉操作中產生的廢料物質，尾礦可以是固體和/或漿料。
[0015]在上述定義或本申請其他地方陳述的描述與通常使用的、字典中的或通過引用并入本申請中的資料中所陳述的意思(明確或隱含)不一致的情況下，本申請和權利要求的術語特別地應理解為根據本申請中的定義或描述來解釋，而不是根據常用定義、字典定義或通過引用并入的定義來解釋。鑒于以上內容，在如果術語通過字典解釋，如果術語通過 Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology,第 5 版，(2005)，(Wiley,John&Sons，Inc.出版)定義才可理解該術語時，權利要求中定義的該術語應以該定義為準。
[0016]現參照圖1，示出了本發明的至少一個實施方案。包含漿料流的工藝流穿過主線流路徑(I)。在主線流路徑中的分流點(2)處，將包含總流0.1 %至50%的一部分流動漿料分流至一個側流路徑⑶中。在側流路徑⑶中，在添加點⑷處將至少一種處理添加劑添加至漿料中。漿料與處理添加劑適當地混合在一起。這種混合可任選地通過使二者進入混合設備(5)中來實現，所述混合設備(5)包括但不限于靜態混合器。然后，在接合點(6)處使混合的側流重新接合至主線流路徑(I)。然后，主線流路徑(I)經受進一步處理或者被排放至廢物池或廢物容器(7)中。
[0017]在至少一個實施方案中，一個或更多個側流在沿著主線的一個或更多個位置處從主線中分流出來。在至少一個實施方案中，將一個或更多個側流在沿著主線的一個或更多個接合點處再次引入主線中。在至少一個實施方案中，多于一個側流從主線中分流出來并且使至少一部分側流經歷不同或相同的處理(添加劑類型、添加劑劑量、添加劑濃度、混合速度、混合時間、混合器類型和流量中的一種或更多種)。
[0018]在至少一個實施方案中，通過側流和通過主線的流量相同或不同。在至少一個實施方案中，側流和主線的凈流量是相同的，使得在混合步驟之前和/或之后側流中的流量比主線中的流量快，以補償側流在混合器中存在的一段時間。在至少一個實施方案中，主線或側流的流量可為0.0lmVh至10，000m3/h。
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