用于工艺水处理的方法和装置与流程

1.本公开涉及一种用于处理浮选设备的工艺水的方法和装置，以及该装置的用途。
2.背景
3.随着最好的矿床越来越多地已经在使用中或已经被使用，矿物矿石的质量正在下降。因此，开采的矿石可能包含显著更少的有价值材料。为了运行有收益的操作，有必要从矿床中释放出所有有价值的金属或其他有价值的材料。
4.当有价值的矿物沉积在母石(mother stone)内较小的区域(pocket)中时，需要在精矿工艺(例如在浮选设备中进行浮选)中处理包含有价值材料的颗粒之前，将矿石研磨到更细的水平，通常研磨到平均粒径小于300μm，并且在使用再研磨回路的情况下，甚至研磨到小于100μm，以便从价值较低或无价值的基质中释放有价值的材料。当将矿石研磨成更细的粒径时，自然地增加了细颗粒(即平均粒径小于10μm的颗粒)的量。细颗粒通过例如消耗过量的浮选化学品而破坏主要的浮选过程。由于普通的曝气浮选(dispersed air flotation)、压气浮选(pneumatic flotation)或柱浮选过程的浮选气泡尺寸，这些浮选过程在回收细小、轻质的颗粒方面不是非常有效。例如，泡沫浮选采用600至2500μm的气泡尺寸范围，该范围被选择用于为粒径超过100μm的相对大而粗糙的矿石颗粒产生足够的浮力。
5.通过在分级回路中对主要矿石流进行脱泥，去除不想要的细颗粒，该回路的废品部分通常在矿泥增稠器中进行重力固液分离。然而，细颗粒部分可能包含大量有价值的材料，如果简单地将废品流或不想要的材料流丢弃到尾矿中，这些材料就会损失掉。在某些情况下，细粒部分中有价值材料的量可能为10％至30％，因此还回收这种材料对于提高富集操作的经济可行性非常重要。
6.通常，在浮选过程中去除的包含不需要或无价值的材料的脉石、尾矿或底流被送到尾矿坝，预期在那里通常为20
‑
40天的停留时间，以沉积和分离固体，以及分解来自收集的和可重复使用的工艺水中残留的浮选化学品。然后将收集的工艺水再循环回富集过程。
7.在将上述部分引导到尾矿坝之前，可以将材料流在各种类型的重力固液分离器，例如在增稠器中脱水，溢流或上清液从其中再循环到主浮选过程中。可以将来自分级回路的不需要的材料部分在矿泥增稠器中进行脱水，并且可以将计划用于后续的一个或多个浮选阶段的部分在浮选增稠器中进行脱水和/或调节。来自它们的水的溢流或上清液也被收集起来，储存在回收水槽中，并再循环回浮选过程，用于各种应用，例如用于研磨或调节的稀释水。
8.根据在浮选设备中处理的矿石的类型，水的溢流或上清液或来自这些来源的工艺水可能包含大量呈细颗粒形式的有价值材料。此外，水可能包含残留的浮选化学品、其他细颗粒如含硅酸盐的颗粒、胶体和可溶性化合物以及微生物和/或促进微生物生长的化合物。一般来说，从浮选设备的各个点收集的这种类型的再循环的工艺水不太适合再循环回浮选过程，但更重要的是，它可能包含大量从主浮选线操作携带的细颗粒形式的有价值材料。
9.今天，水资源短缺、立法和公众压力提出的生态要求、上述用于工艺水处理的常规尾矿方法的成本和大的空间要求对于将工艺水进行再循环施加了越来越多的压力，因为浮
选中的主要工艺在用水方面至少部分地成为闭环系统。可能需要处理尾矿流的替代方法，其实现至少部分闭环的水系统。
10.具有20
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40天通常停留时间的传统尾矿处理方法可能产生可接受的水质，使处理过的工艺水可以在主浮选工艺和其他工艺步骤中重复使用。改用其他尾矿方法，例如稠化的尾矿、糊、干堆或这些方法的混合，将导致更短的沉积时间，这是由于这些工艺步骤中需要的新的增稠剂。在将沉积用作洗涤阶段以将粗颗粒部分(固体)与细颗粒部分(液体)分离的情况下更短的沉积时间，大约3
‑
8小时，或者甚至更短，导致更多细粒、残留的化学品和其他有害或不利的物质最终进入增稠器溢流，随后进入回收或再循环的工艺水中。除了包含相当部分的有价值材料的细颗粒之外，如果在将工艺水循环回主工艺之前未正确处理，则再循环的工艺水中的这些杂质可能对主浮选过程和最终产品质量产生负面影响。总的来说，封闭的水系统导致浮选过程的运行问题并增加干扰，这使得控制浮选过程更具挑战性。
11.增稠器溢流中细粒材料的增加可能增加浮选化学品的用量或降低所需的有价值材料的回收率和质量。由于需要通过研磨至更小的粒径来进一步粉碎低质量矿石材料，以使矿石处于允许回收有价值材料的形式，细粒负载也可能增加。细粒以及诸如微生物和有机材料等杂质的积累对随后的脱水产生负面影响。细粒材料，尤其是源自硅酸盐的细粒材料，干扰捕收剂化学品按预期发挥作用的能力，因为含二氧化硅的细粒可能具有相反的表面电位，因此可能附着于矿物表面并导致阻止捕收剂附着在颗粒上的空间效应，或者空间位阻层太厚以至于捕收剂分子长度不足以使矿石颗粒疏水——表观表面能保持不变，并且不能发生与浮选气泡的附着。此外，仅包含不需要的材料的细粒更难以沉降到底流/尾矿中。试剂的选择性随着细粒量的增加而降低。浮选回路中存在的胶体状氢氧化物和碳酸盐等化合物形式的细粒可能会结合在一起并导致与浮选化学品发生反应并将其耗尽的大表面积。
12.改用其他尾矿方法，例如稠化的尾矿、糊、干堆或这些方法的混合，将导致更短的沉积时间，这是由于这些工艺步骤中需要的新的增稠剂。这导致更短的沉积时间(大约3
‑
8小时)，其导致更多细粒、残留的化学品和其他有害或不利的物质最终进入增稠器溢流，随后进入回收的工艺水中。化学品和其他化合物在封闭的水循环中积累，因为这些物质无法通过标准的脱水操作有效去除。因此，例如，增稠器溢流将包含难以沉降的材料和会对主浮选过程产生负面影响的残留化学品。如果要使工艺用水再循环而不会由于来自脱水过程的残留的浮选化学品等而在主过程中造成问题，则需要将它们从溢流中除去。细粒可能会造成问题，特别是因为这类系统由于相对短的停留时间而不能有效地使细粒沉降。微生物污染物也可能引起问题。
13.发明概述
14.根据本公开的方法的特征在于权利要求1中提出的内容。
15.根据本公开的装置的特征在于权利要求23中提出的内容。
16.根据本公开的装置的用途的特征在于权利要求33中提出的内容。
17.公开了一种处理浮选设备的工艺水以回收有价值材料的方法。该浮选设备包括矿物浮选线，其包括磨机；分级回路，用于将来自磨机的经研磨的矿石的进料分级为分级器溢流和分级器底流；以及矿物浮选回路，用于处理作为包含悬浮在矿浆中的有价值材料的矿石颗粒的进料的分级溢流，该浮选回路包括粗选(rougher)部分，用于将矿浆进料分离成回
收的有价值材料的粗选溢流和废品(reject)的粗选底流；和精选(cleaner)部分，其被布置为接收来自粗选部分的粗选溢流作为矿浆进料，用于将矿浆分离成回收的有价值材料的精选溢流和被布置成作为矿浆进料流回到粗选部分的精选底流。该浮选设备还包括用于处理矿物浮选线的底流和/或溢流的工艺水回路，该工艺水回路包括重力固液分离器，用于对矿物浮选线的底流和/或溢流进行脱水，以将沉积物与至少包含水和未回收的包含有价值材料的细颗粒上清液分离；以及回收水槽，用于收集包括来自矿物浮选线的溢流和/或底流的工艺水。该方法的特征在于，在将上清液从重力固液分离器引导到回收水槽中之前，在精选(cleaning)浮选单元中对上清液进行精选浮选，其中至少90％的浮选气泡的尺寸为0.2至250μm，用于至少收集未回收的包含有价值材料的细颗粒；用于从上清液中分离出包含有价值材料的细颗粒，使其作为回收的有价值材料进入精选浮选溢流；以及用于形成净化的工艺水作为精选浮选底流；并且在于，将净化的工艺水再循环到矿物浮选线中，或收集到回收水槽中作为收集的工艺水。
18.在本发明的另一方面，公开了一种用于处理浮选设备的工艺水以回收有价值材料的装置。该浮选设备包括矿物浮选线，其包括磨机；分级回路，用于将来自磨机的经研磨的矿石的进料分级为分级器溢流和分级器底流；以及矿物浮选回路，用于处理包含有价值材料并悬浮在矿浆中的矿石颗粒，该浮选回路包括粗选部分，用于将矿浆进料分离成回收的有价值材料的粗选溢流和废品的粗选底流；和精选部分，其被布置为接收来自粗选部分的粗选溢流作为矿浆进料，用于将矿浆分离成回收的有价值材料的精选溢流和被布置为作为矿浆进料流回到粗选部分的精选底流。该浮选设备还包括用于处理矿物浮选线的底流和/或溢流的工艺水回路，该工艺水处理回路包括重力固液分离器，其被布置为使矿物浮选线的底流和/或溢流脱水，以将沉积物与至少包含水和未回收的包含有价值材料的细颗粒的上清液分离；以及回收水槽，用于收集包括来自矿物浮选线的溢流和/或底流的工艺水。该装置的特征在于，水处理回路还包括使用浮选气泡的精选浮选单元，至少90％的浮选气泡的尺寸为0.2至250μm，该精选浮选单元可操作地连接到重力固液分离器，用于接收上清液(然后将上清液引导到回收水槽中)，并被布置成至少收集未回收的包含有价值材料的细颗粒；从上清液中分离出包含有价值材料的细颗粒，使其进入精选浮选溢流作为回收的有价值材料；以及形成净化的工艺水作为精选浮选底流，其被配置为再循环到矿物浮选线中，或收集到回收水槽中作为收集的工艺水。
19.在本发明的又一方面，公开了用于处理浮选设备的工艺水的装置用于回收有价值材料的用途，其中该装置用于从密度低于4g/cm3，优选为2.4至3.2g/cm3的矿石中回收有价值的材料。
20.利用本发明，可以减轻与传统解决方案相关的水再循环中的上述问题和缺点。将来自重力固液分离器的溢流或上清液在精选浮选单元中进行精选浮选，使得细颗粒，特别是那些包含有价值材料的细颗粒可以被1)浮选并收集到精选浮选的溢流中——来自主浮选过程的捕收剂化学品可以用作为细颗粒的捕收剂，或者可以使用额外的化学品来进一步提高收集效率，2)通过精选浮选步骤与如此净化的工艺水分离，以及3)收集起来以进一步作为精矿处理，从而提高浮选设备的总回收率。在某些情况下，例如脱泥增稠机溢流或上清液可能包含高达40％的有价值材料，如果没有在精选浮选步骤或单元中收集，则这些材料将会损失。
21.特别是对于容易粉碎的矿石，即密度相对较低的矿石或矿物，例如锂辉石(锂铝链硅酸盐，lial(sio3)2)或pgm矿物，在研磨回路中以及此外的重研磨回路中产生大量的细粒。通常，在分级器回路中，特别是在旋风分离器(其将经研磨的材料分级为指定用于浮选过程的接受或溢流以及过细颗粒的废品或底流)中，将这些细粒从与浮选结合的经研磨的材料中去除。为了从分级器底流中去除细颗粒，使用脱泥增稠机获得无细粒的工艺用水以供进一步使用。
22.如上文所讨论的，细颗粒部分可能包含大量有价值的材料，例如锂或铂。通过回收细粒材料部分，而不是最终将细颗粒和它们所包含的有价值材料损失到尾矿坝或将它们再循环回主浮选线(在那里它们很可能再次进入底流，此外，还可能会破坏浮选过程)，本发明可以增加有价值材料的总回收率。
23.此外，得到的净化的工艺水可以很容易地再循环回主浮选过程。由于净化的工艺水包含显著较少的残留浮选化学品和细颗粒，因此其可能不会对主浮选过程产生不利影响。
24.由于来自矿物或主浮选过程的溢流在重力固液分离器中停留的时间相对较短，因此来自主浮选过程的溢流所携带的浮选化学品和捕收剂不像在传统尾矿坝中发生的那样随时间分解。然后，这些捕收剂化学品可以作为捕收剂用在精选浮选步骤中，从而使所需材料的浮选和收集，即细颗粒的收集，成为可能，从而产生净化的工艺水。同时，这些残留的浮选化学品会被用完，并且当净化的工艺水再循环时，它们不会被携带回主矿物浮选过程。因此，主浮选过程不受此类不需要的浮选化学品的影响，从而更容易控制矿物浮选过程。
25.在精选浮选过程中，还可以除去其他胶体状材料，例如非常细的颗粒中存在的c、p、n，以及工艺水中存在的任何基于淀粉的抑制剂，从而去除会促进净化的工艺水中的微生物生长的营养物质。这可以改善任何后续水处理阶段(例如过滤)的结果。例如，去除这种材料可以防止陶瓷过滤器的过滤孔口堵塞。
26.由于矿浆或重力固液分离器溢流仅包含细颗粒(较大的颗粒最终进入沉积物)，因此可以在最有效的阶段能量有效地利用精选浮选，即，用于去除细颗粒。
27.在该方法的一个实施方案中，工艺水回路包括第一重力固液分离器，用于使分级器底流脱水以将第一沉积物与至少包含水和未回收的包含有价值材料的细颗粒的上清液分离；第一沉积物被布置成流入过滤回路中以回收有价值材料，并将上清液收集到回收水槽中作为收集的工艺水。
28.在进一步的实施方案中，在将上清液从第一重力固液分离器引导到回收水槽中之前，在第一精选浮选单元中对上清液进行精选浮选，其中至少90％的浮选气泡的尺寸为0.2至250μm，用于至少收集未回收的包含有价值材料的细颗粒；用于从上清液中分离包含有价值材料的细颗粒，使其进入精选浮选溢流中作为回收的有价值材料；以及用于形成净化的工艺水作为精选浮选底流；并且将净化的工艺水再循环到矿物浮选线中，或收集到回收水槽中作为收集的工艺水。
29.在一个实施方案中，工艺水回路包括第二重力固液分离器，用于使分级器溢流脱水，以将第二沉积物与至少包含水和未回收的包含有价值材料的细颗粒的上清液分离；将第二沉积物作为矿浆进料引导到矿物浮选回路中；并将上清液收集到回收水槽中作为收集的工艺水。
30.在一个实施方案中，工艺水回路包括第三重力固液分离器，用于使来自浮选回路的精选溢流脱水，以将第三沉积物与至少包含水和未回收的包含有价值材料的细颗粒的上清液分离；将上清液收集到回收水槽中作为收集的工艺水。
31.在一个实施方案中，工艺水回路包括第四重力固液分离器，用于使来自浮选回路的粗选底流脱水，以将第四沉积物与至少包含水和未回收的包含有价值材料的细颗粒的上清液分离；将上清液收集到回收水槽中作为收集的工艺水。
32.在一个实施方案中，在将收集的工艺水从回收水槽再循环到矿物浮选线中之前，在第二精选浮选单元中使收集的工艺水经过精选浮选，其中至少90％的浮选气泡的尺寸为0.2至250μm，用于至少收集未回收的包含有价值材料的细颗粒，用于从收集的工艺水中分离出包含有价值材料的细颗粒，使其进入精选浮选溢流中作为回收的有价值材料，以及用于形成净化的工艺水作为精选浮选底流；并且将净化的工艺水再循环到矿物浮选线中。
33.取决于浮选线的构造，工艺水回路可以包括多个重力固液分离器，其被构造成处理来自浮选线中多个源的溢流和/或底流。然后可以根据需要在精选浮选中处理来自这些的一个或多个上清液，以回收包含有价值材料的细颗粒，以提高浮选设备的有价值材料的总回收率。在一个特定的实施方案中，通过重力固液分离器将来自分级回路的底流引导到精选浮选步骤中，以确保从分级回路中回收包含有价值材料的细颗粒，该分级回路通常可能包含大量这样的细颗粒。
34.在一个实施方案中，在将溢流和/或底流从矿物浮选线引导到重力固液分离器之前，将溢流和/或底流的浓度调节到0.5至15w
‑
％。
35.在进一步的实施方案中，在将来自矿物浮选线的溢流和/或底流的湍流引导到重力固液分离器中时，将其调节为层流。
36.在一个实施方案中，从重力固液分离器的上清液中回收至少40％的在矿物浮选线中未回收的包含有价值材料的细颗粒。
37.在一个实施方案中，来自矿物浮选线的溢流和/或底流在重力固液分离器中的停留时间为10小时以下，优选0.5至8小时。
38.相对短的停留时间意味着浮选化学品(特别是捕收剂化学品)不分解而是被上清液携带，并且它们可以在随后的精选浮选步骤中使用。同时，细颗粒没有时间下降到沉积物中，这在相对低湍流的重力固液分离器中时有发生。调节来自浮选线的底流和/或溢流的流动以显示层流模式，可以改善细颗粒与下降到沉积物的颗粒的分离或洗涤。通过使沉积物实现所需的固体含量，可以减少待处理的固体尾矿的量。
39.在一个实施方案中，在将上清液从重力固液分离器引导到精选浮选中之前，将上清液引导到分离器溢流槽中。
40.分离器溢流槽可以用于控制上清液流入精选浮选单元或混合单元(如果使用的话)的流量。这可能有助于稳定整个工艺水处理操作，因为进入后续操作步骤的上清液的流动受到控制。
41.在一个实施方案中，在将来自重力固液分离器的上清液引导到精选浮选中之前，将上清液引导到混合单元中，以通过添加凝结剂和/或絮凝剂以至少使上清液中的包含有价值材料的细颗粒絮凝来对上清液进行化学调节。
42.在进一步的实施方案中，凝结剂选自：无机捕收剂、铝盐、铁盐、有机凝结剂。
43.在又一个实施方案中，以1至2000ppm的量将凝结剂添加到上清液中。
44.在一个实施方案中，絮凝剂选自：天然聚合物、合成絮凝剂。
45.在进一步的实施方案中，以1至100ppm的量将絮凝剂添加到上清液中。
46.虽然通常有足够的浮选化学品(捕收剂化学品)作为主浮选过程的残留物存在于上清液中，但在某些情况下，可能需要在精选浮选处理之前调节上清液，以确保可以通过精选浮选单元去除足够的包含有价值材料的细粒。这可以在常规混合单元中完成，该混合单元被配置为允许添加不同的化学品，例如絮凝剂和/或凝结剂，以及用这些化学品处理流体。凝结剂和/或絮凝剂的用量根据工艺进行选择，并且很大程度上受化学品成本的影响。有机凝结剂比无机凝结剂贵。通常，絮凝剂的添加量低于10ppm。
47.在一个实施方案中，在将上清液引导到精选浮选单元中之前将其温度调节到2
‑
60℃。
48.在一个实施方案中，在将上清液引导到精选浮选单元中之前将其ph值调节到6
‑
12。
49.上清液的温度和/或ph值可能是固有的，即由前面的工艺步骤或环境引起，或者，当需要时，可以根据需要调整这些性质，以例如优化精选浮选。
50.在一个实施方案中，精选浮选单元是溶气浮选(dissolved gas flotation，daf)单元。
51.daf是一种微浮选工艺，可用于水或污水净化的各种应用中。通过使用非常小的浮选气泡(微泡)将固体颗粒与液体分离。通过在压力下将空气或其他浮选气体溶解到液体中而产生尺寸范围为30
‑
100μm的微泡。当分散体被释放时，在压降中形成气泡。固体形式的颗粒附着在气泡上并上升到表面。通过污泥滚轮从液体表面去除形成的漂浮污泥作为daf溢流。有时可能需要使用化学品来帮助絮凝并提高固体去除效率。通常，通过有效的凝结可以去除胶体。
52.在一个实施方案中，有价值的材料是li。
53.在一个实施方案中，有价值的材料是pt。
54.在该装置的一个实施方案中，工艺水回路包括第一重力固液分离器，该第一重力固液分离器被布置成使分级器底流脱水，以将第一沉积物与至少包含水和未回收的包含有价值材料的细颗粒的上清液分离；第一沉积物被布置成流入过滤回路中以回收有价值的材料，而上清液被配置成收集到回收水槽中作为收集的工艺水。
55.在进一步的实施方案中，水处理回路包括使用浮选气泡的第一精选浮选单元，至少90％的所述浮选气泡的尺寸为0.2至250μm，该第一精选浮选单元可操作地连接至第一重力固液分离器，用于接收上清液，并且被布置成至少收集未回收的包含有价值材料的细颗粒；从上清液中分离出含有有价值材料的细颗粒，使其进入精选浮选溢流中作为回收的有价值材料；以及形成净化的工艺水作为精选浮选底流，其被配置为再循环到矿物浮选线中，或被收集到回收水槽中作为收集的工艺水。
56.在一个实施方案中，工艺水回路包括第二重力固液分离器，该第二重力固液分离器被布置为使分级器溢流脱水，以将第二沉积物与至少包含水和未回收的包含有价值材料的细颗粒的上清液分离；第二沉积物被布置为作为矿浆进料流到矿物浮选回路中，并且上清液被配置为收集到回收水槽中作为收集的工艺水。
57.在一个实施方案中，工艺水回路包括第三重力固液分离器，该第三重力固液分离器被布置为使来自矿物浮选回路的精选溢流脱水，以将第三沉积物与至少包含水和未回收的包含有价值材料的细颗粒的上清液分离；上清液被配置为收集到回收水槽中作为收集的工艺水。
58.在一个实施方案中，工艺水回路包括第四重力固液分离器，该第四重力固液分离器被布置为使来自矿物浮选回路的粗选底流脱水，以将第四沉积物与至少包含水和未回收的包含有价值材料的细颗粒的上清液分离；上清液被配置为收集到回收水槽中作为收集的工艺水。
59.在一个实施方案中，工艺水回路还包括使用浮选气泡的第二精选浮选单元，至少90％的浮选气泡的尺寸为0.2至250μm，该第二精选浮选单元可操作地连接至回收水槽以接收收集的工艺水，并且被布置为至少收集未回收的包含有价值材料的细颗粒，从收集的工艺水中分离出包含有价值材料的细颗粒，使其进入精选浮选溢流中作为回收的有价值材料，以及形成净化的工艺水作为精选浮选底流；净化的工艺水被配置为再循环到矿物浮选线中。
60.在一个实施方案中，工艺水回路包括分离器溢流槽，来自重力固液分离器的上清液被配置为在被引导到精选浮选中之前流入该分离器溢流槽。
61.在一个实施方案中，工艺水回路还包括混合单元，来自重力固液分离器的上清液被配置为在被引导到精选浮选中之前流入该混合单元，该混合单元被布置为化学调节上清液，以至少使上清液中的包含有价值材料的细颗粒絮凝。
62.在一个实施方案中，精选浮选单元是溶气浮选(daf)单元。
63.在该用途的一个实施方案中，该装置用于回收li。
64.在一个实施方案中，该装置用于从锂辉石中回收li。
65.在一个实施方案中，该装置用于回收pt。
66.在一个实施方案中，该装置用于从pgm矿物中回收pt。
67.根据本发明的方法和装置的目的是从矿物浮选线的底流和/或溢流中去除尽可能多的细颗粒。同时，作为伴随作用，残留的浮选化学品会被用完并被去除。因此，可以回收细颗粒中的有价值材料，并改善浮选线的总回收率。此外，由于保留在净化的工艺水中的细颗粒和残留化学品对主浮选过程有害，并可能降低最终产品(有价值的金属/矿物)的质量和价值，与将工艺水再循环回主浮选过程有关的问题可能会得到缓解。这两种情况还降低矿物浮选过程的效率。去除多余的细颗粒和残留的浮选化学品可以减少新鲜浮选化学品和淡水的消耗。
68.附图的简要描述
69.所包括的附图提供对本公开的进一步理解并且构成本说明书的一部分，其说明了本公开的实施方案并且与其他描述一起有助于解释本公开的原理。图中：
70.图1
‑
3是浮选装置的简化表示，其中可以使用根据本发明的方法的实施方案。
71.详细描述
72.现在将详细参考本公开的实施方案，其示例在附图中示出。
73.下文的描述公开了一些实施方案，其详细程度使得本领域技术人员能够利用浮选装置及其用途，以及基于本公开的方法。并未详细讨论实施方案的所有步骤，因为基于本公
开，许多步骤对于本领域技术人员来说将是显而易见的。
74.为简单起见，在组件重复的情况下，将在以下示例性实施方案中保留项目编号。
75.附图1
‑
3以示意方式说明了浮选设备1。附图不是按比例绘制的，并且为了清楚起见省略了许多组件。一些组件显示为代表整个过程的框。
76.上文所述的实施方案可以以彼此的任何组合使用。几个实施方案可以组合在一起以形成进一步的实施方案。本公开内容所涉及的浮选槽可以包括上文所述的实施方案中的至少一个。对于本领域技术人员来说显而易见的是，随着技术的进步，本发明的基本思想可以以多种方式实现。因此，本发明及其实施方案不限于上述实例；与之相比，它们可以在权利要求的范围内变化。
77.浮选设备1包括矿物浮选线10。在矿物浮选线10中有磨机11，在浮选过程之前将矿石原料(例如锂辉石)在磨机11中研磨成合适的粒径或合适的粒径分布，例如粒径小于300μm，或小于100μm。同时，产生了一部分平均粒径小于10μm的细颗粒。为了生产包含具有适合于浮选的粒径范围的颗粒的矿浆，将磨碎的矿石进料引导到分级回路12中，分级回路12包括多个分级器，例如本领域公知的旋风分离器和磁力分离器(图中未示出)。例如，旋风分离器根据矿石颗粒的密度分离矿石颗粒，将粗颗粒引导到接受物(accept)，然后在磁力分离器中进一步分级，以将矿石颗粒的含铁部分(例如磁铁矿)从矿浆进料分离到浮选回路中。简而言之，分级回路12将磨碎的矿石分离成待在矿物浮选回路13中处理的分级器溢流121，以及从浮选线10中去除的底流122。分级回路12可以根据矿石原料和浮选工艺以任何合适的方式布置，这对于本领域技术人员来说是不言而喻的。
78.浮选线10还包括矿物浮选回路13，用于将分级器溢流121处理为包含悬浮在矿浆中的有价值材料的矿石颗粒的进料。在将分级器溢流121引导到矿物浮选回路13中之前，可以以任何合适的常规方式对其进行调节和/或另外的预处理，以将分级器溢流121准备成矿浆的进料，例如通过添加浮选化学品。
79.矿物浮选回路13包括粗选部分13a，用于将矿浆进料分离成回收的有价值材料的粗选溢流131a和废品的粗选底流132a。矿物浮选回路还包括精选部分13b，其被布置为接收来自粗选部分13a的粗选溢流131a作为矿浆进料，并用于将矿浆分离成回收的有价值材料的精选溢流131b和精选底流132b，将其布置为流回粗选部分13a作为矿浆进料，以常规方式再次处理。
80.浮选设备1还包括工艺水回路20，用于处理浮选线10的底流和/或溢流121、122、131b、132a。工艺水回路20包括重力固液分离器21，用于使矿物浮选线10的底流和/或溢流121、122、131b、132a脱水，以将沉积物212与上清液211分离。上清液211至少包含水和未回收的包含有价值材料的细颗粒。重力固液分离器21可以是本技术领域中已知的任何合适的类型，并且根据浮选设备1和/或浮选线10的工艺要求来选择，这对于本领域技术人员来说是不言而喻的。重力固液分离器21可以是例如尾矿增稠器(常规增稠器、高速率增稠器、高浓度增稠器或糊增稠器)或澄清器。
81.工艺水回路20还包括回收水槽25，用于收集包括来自矿物浮选线10的溢流和/或底流的工艺水500。还可以有另一个回收水槽26，用于收集和/或储存净化的工艺水232、232a、232b，然后将其作为工艺水500再循环回到浮选线10中(见图2和3)。
82.重力固液分离器21可以是第一重力固液分离器21a，其被布置成使分级器底流122
脱水，以将第一沉积物212a与至少包含水和未回收的包含有价值材料的细颗粒的上清液211a分离。第一沉积物212a被布置成流到过滤回路(图中未示出)中，用于回收有价值的材料(如常规进行的那样)，并且上清液211a配置成被收集到回收水槽中作为收集的工艺水。第一沉积物212a作为尾矿从浮选设备1中去除，并以常规方式处理，例如在尾矿坝(图中未示出)中。
83.替代地或另外地，重力固液分离器21可以是第二重力固液分离器21b，其被布置为使分级器溢流121脱水，以将第二沉积物212b与至少包含水和未回收的包含有价值材料的细颗粒的上清液211b分离。第二沉积物212b被布置为作为矿浆进料流到矿物浮选回路13中，并且上清液211b配置为被收集到回收水槽25中作为收集的工艺水500。
84.替代地或另外地，重力固液分离器21可以是第三重力固液分离器21c，其被布置为使来自矿物浮选回路13的精选溢流131b脱水，以将第三沉积物212c与至少包含水、未回收的包含有价值材料的细颗粒的上清液211c分离。来自第三重力固液分离器21c的上清液211c可以进一步包含从浮选线10携带的残留的浮选化学品和微生物和其他可溶或胶体物质。上清液211c配置为被收集到回收水槽25中作为收集的工艺水500。第三沉积物212c作为精矿被回收并以常规方式处理以回收所需的有价值材料。
85.替代地或另外地，重力固液分离器21可以是第四重力固液分离器21d，其被布置为对来自矿物浮选回路13的粗选底流132a进行脱水，以将第四沉积物212d与至少包含水和未回收的包含有价值材料的细颗粒的上清液211d分离。上清液211d还可以包含从浮选线10携带的残留的浮选化学品和微生物和其他可溶或胶体物质。上清液211d配置为被收集到回收水槽25中作为收集的工艺水500。第四沉积物212d作为尾矿从浮选设备1中去除。
86.工艺水回路20包括使用浮选气泡的精选浮选单元23，所述浮选气泡中至少90％具有0.2至250μm的尺寸，该精选浮选单元23可操作地连接至重力固液分离器21，用于在将上清液211引导到回收水槽25中之前接收上清液211。精选浮选单元23被布置为：1)至少收集未回收的包含有价值材料的细颗粒；2)将含有有价值材料的细颗粒从上清液中分离到精选浮选溢流231中作为回收的有价值材料；和3)形成净化的工艺水232作为精选浮选底流，其被配置为再循环到矿物浮选线10中，或收集到回收水槽25中作为收集的工艺水500。
87.精选浮选单元23可以是使用浮选气泡的第一精选浮选单元23a，所述浮选气泡中至少90％具有0.2至250μm的尺寸，该第一精选浮选单元23a可操作地连接到第一重力固液分离器21a，用于接收上清液211a，并且被布置为：1)至少收集未回收的包含有价值材料的细颗粒；2)将含有有价值材料的细颗粒从上清液中分离到精选浮选溢流231a中作为回收的有价值材料；和3)形成净化的工艺水232a作为精选浮选底流，其被配置为再循环到矿物浮选线10中，或收集到回收水槽25中作为收集的工艺水500。
88.替代地或另外地，精选浮选单元23可以是使用浮选气泡的第二精选浮选单元23b，所述浮选气泡中至少90％具有0.2至250μm的尺寸，该第二精选浮选单元23b可操作地连接至回收水槽25，用于接收收集的工艺水500，并且被布置为：1)至少收集未回收的包含有价值材料的细颗粒，2)将包含有价值材料的细颗粒从收集的工艺水中分离到精选浮选溢流231b中作为回收的有价值材料，以及3)形成净化的工艺水232b作为精选浮选底流；净化的工艺水被配置为再循环到矿物浮选线10中。
89.取决于浮选设备1的配置，工艺水回路20可以因此包括1至4个重力固液分离器21。
取决于它们在浮选设备内的位置，重力固液分离器21、21a、21b、21c、21d可以从包括以下的列表中选择：矿泥增稠器、浮选增稠器、有价值材料精矿增稠器、尾矿增稠器。
90.为了从浮选线10的溢流和/或底流中回收包含有价值材料的细颗粒，可以将来自重力固液分离器或来自多个重力固液分离器21a、21b、21c、21d的上清液211a、211b、211c、211d首先收集到回收水槽25中，再引导到第二精选浮选单元23b中(图3)。
91.替代地或另外地，可以将来自第一重力固液分离器21a的上清液211a首先引导到第一精选浮选单元23a中，然后引导到回收水槽25中，或者在浮选线10的某些合适的位置再循环回到浮选线10中，例如作为稀释水，即，配置可以是图2和3中所示的替代方案的组合。
92.精选浮选单元23、23a、23b使用浮选气体来浮选由捕收剂化学品收集的颗粒。特别地，精选浮选单元23、23a、23b中的浮选是通过利用微泡或具有特定尺寸范围的浮选气泡来执行的。在根据本发明的精选浮选和精选浮选单元23、23a、23b中，至少90％的浮选气泡落入2至250μm的尺寸范围内。精选浮选可以采用溶气浮选(daf)，并且精选浮选单元23、23a、23b可以是daf单元。也可以采用使用较小尺寸的浮选气泡进行浮选的其他方法，例如双电层浮选或膜浮选。
93.此外，工艺水回路20可以包括过滤单元24，以去除微生物和促进微生物生长的化学物质，或从净化的工艺水中去除任何其他不想要的化学物质(见图2)。过滤单元24可以是本领域中已知的任何类型。在一个实施方案中，过滤单元24包括一个陶瓷过滤器或多个陶瓷过滤器。过滤单元可以位于精选浮选单元23之后或回收水槽25、26之后，以便净化的工艺水在其被再循环回到浮选线10中之前被过滤。
94.此外，工艺水回路20可以包括紧接在重力固液分离器之后的分离器溢流槽22a(见图2)。在将上清液引导到精选浮选单元中之前，将其引导到分离器溢流槽22a中，例如以控制进入精选浮选单元的体积流量。
95.此外，附加地或替代地，工艺水回路20可以包括在重力固液分离器之后或在分离器溢流槽22a之后(如果使用的话)的混合单元22b(见图2)。混合单元22b可以是本领域中已知的任何类型，被布置成能够添加期望的化学品(例如凝结剂和/或絮凝剂)以及通过化学调节来处理上清液，使得可以在将上清液引导到精选浮选单元中之前使至少包含有价值材料的细颗粒絮凝。也可以因此将其他化合物(例如可溶性sio2)絮凝成固体形式的颗粒，并因此随后从净化的工艺水中去除。如果上清液不包含足够量的从浮选线10携带的残留的捕收剂化学品，则可能需要这样做，以确保包含有价值材料的细颗粒在精选浮选单元中充分絮凝，或确保在精选浮选单元中产生足够大的絮凝物。如果需要，可以进一步使用分离器溢流槽22a和混合单元22b二者，以调节上清液的温度和/或ph值，以准备用于精选浮选的上清液。
96.工艺水回路20还可以包括过滤单元24，以去除微生物和促进微生物生长的化学物质，或从净化的工艺水或再循环到浮选线10中的工艺水500中去除任何其他不需要的化学物质(见图2)。过滤单元24可以是本领域中已知的任何类型。在一个实施方案中，过滤单元24包括一个陶瓷过滤器或多个陶瓷过滤器。
97.在用于处理浮选装置1的工艺水的方法中，实现以下步骤。
98.将来自矿物浮选线10的底流和/或溢流在包括用于对矿物浮选线10的底流和/或溢流进行脱水的重力固液分离器21的工艺水回路20中进行处理，以将沉积物212与至少包
含水和包含有价值材料的细颗粒的上清液211分离。工艺水回路20还包括回收水槽25，用于收集和/或储存包含来自矿物浮选线10的溢流和/或底流的工艺水500。
99.在将上清液211从重力固液分离器21引导到回收水槽25中之前，在精选浮选单元23中对上清液211进行精选浮选，其中至少90％的浮选气泡的尺寸为0.2至250μm。在精选浮选中，至少从上清液211中回收未回收的包含有价值材料的细颗粒。将包含有价值材料的细颗粒从上清液211分离到精选浮选溢流231中作为回收的有价值材料或精矿，并且从那里引导到用于回收有价值材料的常规工艺步骤(例如过滤阶段)。净化的工艺水232形成为精选浮选底流。将净化的工艺水232在矿物浮选线10的任何合适或需要的位置处再循环到矿物浮选线10中，例如作为稀释水。或者，可以将净化的工艺水首先收集到回收水槽25中作为收集的工艺水500，然后再循环到矿物浮选线10中，或再循环到浮选设备1的任何其他工艺阶段中。
100.在一个实施方案中，工艺水回路20包括第一重力固液分离器21a，用于使分级器底流122脱水，以将第一沉积物212a与至少包含水和未回收的包含有价值材料的细颗粒的上清液211a分离。第一重力固液分离器21a可以是矿泥增稠器。可以将第一沉积物作为精矿收集并布置成流入过滤回路14中，以回收有价值的材料。上清液被收集到回收水槽25中作为收集的工艺水500。
101.在将上清液211a从第一重力固液分离器21a引导到回收水槽25中之前，在第一精选浮选单元23a中对上清液211a进行精选浮选，其中至少90％的浮选气泡的尺寸为0.2至250μm，1)用于至少收集未回收的包含有价值材料的细颗粒；2)用于将包含有价值材料的细颗粒从上清液中分离到精选浮选溢流231a中作为回收的有价值材料；和3)用于形成净化的工艺水232a作为精选浮选底流。将净化的工艺水232a再循环到矿物浮选线10中，或收集到回收水槽25中作为收集的工艺水500。
102.替代地或另外地，工艺水回路20可以包括第二重力固液分离器21b，用于使分级器溢流121脱水，以将第二沉积物212b与至少包含水和未回收的包含有价值材料的细颗粒的上清液211b分离。第二重力固液分离器21b可以是浮选增稠器。将第二沉积物212b作为矿浆进料引导到矿物浮选回路13中。上清液211b被收集到回收水槽25中作为收集的工艺水500。
103.替代地或另外地，工艺水回路20可以包括第三重力固液分离器21c，用于使来自浮选回路13的精选溢流131b脱水，以将第三沉积物212c与至少包含水和未回收的包含有价值材料的细颗粒的上清液211c分离。第三重力固液分离器21c可以是有价值的材料精矿增稠器，例如高速率增稠器。上清液211c还可以包含残留的浮选化学品、胶体状和可溶性化合物和微生物。上清液211c被收集到回收水槽25中作为收集的工艺水500。第三沉积物212c可以作为精矿被收集并且被引导到进一步处理以回收目标的有价值材料，例如在过滤阶段(图中未示出)。
104.替代地或附加地，工艺水回路20可以包括第四重力固液分离器21d，用于使来自浮选回路13的粗选底流132a脱水，以将第四沉积物212d与至少包含水和未回收的包含有价值材料的细颗粒的上清液211d分离。第四重力固液分离器21d可以是尾矿增稠器。上清液211d还可以包含残留的浮选化学品、胶体状和可溶性化合物和微生物。上清液211d被收集到回收水槽25中作为收集的工艺水500。第四沉积物212d可以作为尾矿从浮选设备1中去除，并相应地进行处理，例如在尾矿坝中。
105.在一个实施方案中，在将一个或多个上清液211a、211b、211c、211d作为收集的工艺水500从回收水槽25再循环到矿物浮选线10中之前，在第二精选浮选单元23b中对收集的工艺水500进行精选浮选，其中至少90％的浮选气泡的尺寸为0.2至250μm，1)用于至少收集未回收的包含有价值材料的细颗粒，2)用于将包含有价值材料的细颗粒从收集的工艺水中分离到精选浮选溢流231b中作为回收的有价值材料，和3)形成净化的工艺水232b作为精选浮选底流；净化的工艺水然后可以被再循环到矿物浮选线10中。
106.精选浮选可以是溶气浮选(daf)，即，精选浮选单元23可以是daf单元。
107.取决于浮选设备1的配置，工艺水回路20因此可以包括1至4个重力固液分离器21。为了从浮选线10的溢流和/或底流中回收包含有价值材料的细颗粒，可以将来自重力固液分离器或来自多个重力固液分离器21a、21b、21c、21d的上清液211a、211b、211c、211d首先收集到回收水槽25中，再引导到第二精选浮选单元23b中(图3)。
108.替代地或另外地，可以将来自第一重力固液分离器21a的上清液211a首先引导到第一精选浮选单元23a中，然后引导到回收水槽25中，或者在浮选线10的某些合适的位置再循环回到浮选线10中，例如作为稀释水，即，配置可以是图2和3中所示的替代方案的组合。
109.在将净化的工艺水再循环到矿物浮选线10中之前，可以将它收集到和/或储存在第二回收水槽26中。
110.此外，在将净化的工艺水再循环到矿物浮选线10中之前，或者在将工艺水500从回收水槽25、26再循环到矿物浮选线10中之前，可以在过滤单元24中使水经历过滤步骤，以去除微生物和促进微生物生长的化学物质，或从净化的工艺水或再循环到矿物浮选线10中的工艺水500中去除任何其他不需要的化学物质(见图2)。
111.在将溢流和/或底流121、122、131b、132a从矿物浮选线10引导到重力固液分离器21、21a、21b、21c、21d之前，可以以任何常规的方式将溢流和/或底流121、122、131b、132a的浓度调节到0.5至15w
‑
％，例如通过使用再循环的工艺水500作为稀释水。此外，通过这样，来自矿物浮选线10的溢流和/或底流的湍流在其被引导到重力固液分离器21、21a、21b、21c、21d中时可以被调整为层流。
112.例如，在第四重力固液分离器21d(“尾矿增稠器”)中，进入的底流132a可以具有通常为35至45w
‑
％的浓度。通过添加工艺水500将浓度降低到0.5至15w
‑
％，可以实现固体颗粒在层流条件下的改善的沉降，因为为细颗粒的洗涤步骤创造了理想条件。通常，粒径在10μm以下的细颗粒随后会随着水进入上清液，而不是作为沉淀物沉降到重力固液分离器的底部。本领域技术人员可以根据重力固液分离器的上升速率或表面载荷，利用进入的底流和/或溢流的材料的尺寸范围和密度的信息来调整合适的浓度。
113.溢流和/或底流121、122、131b、132a在重力固液分离器21、21a、21b、21c、21d中的停留时间低于10小时。停留时间可以为0.5至8小时，例如1小时；2.25小时；3.5小时；4小时；5.75小时；或6.5小时。
114.在将上清液211、211a、211b、211c、211d引导到精选浮选单元23、23a、23b中之前，可以将其温度调节至2
‑
60℃，将其ph调节至6
‑
12。ph可以是，或可以被调节到，例如7；或7.3；或7.5；或8；或9.25。可以调节上清液211、211a、211b、211c、211d的温度和ph以优化精选浮选单元23、23a、23b中的精选浮选，或者前面的工艺步骤可能导致上清液的温度和/或ph显示某些值。上清液211、211a、211b、211c、211d的上述性质可以在分离器溢流槽22a中单
独调节。
115.取决于浮选设备1中处理的原材料或矿石的类型，可以从重力固液分离器(21、21a、21b、21c、21d)的上清液211、211a、211b、211c、211d中回收在矿物浮选线10中未回收的大量包含有价值材料的细颗粒。在一个实施方案中，回收了至少40％的包含有价值材料的细颗粒。在某些情况下，可以回收高达90％的包含有价值材料的细颗粒。
116.在精选浮选之后，将精选浮选溢流231、231a、231b作为精矿去除，并且将净化的工艺水232、232a、232b再循环到矿物浮选回路10中。在将净化的工艺水231再循环到矿物浮选回路10中之前，可以对其进行过滤步骤，以去除促进微生物生长的化学物质，或去除其他不需要的或有害的化合物。在过滤步骤中，可以使用包括陶瓷过滤器的过滤单元24。
117.净化的工艺水232、232a、232b的硬度可以不受工艺水回路20和/或处理工艺水的方法的影响，即，来自矿物浮选线10的底流和/或溢流121、122、131b、132a的水的硬度与再循环到矿物浮选线10中的净化的工艺水232、232a、232b或工艺水500的水的硬度基本相同。
118.在另外的方法步骤中，在将上清液211、211a、211b、211c、211d从重力固液分离器21、21a、21b、21c、21d引导到精选浮选中之前，可以将上清液引导到分离器溢流槽22a中。另外地或替代地，在将上清液211、211a、211b、211c、211d从重力固液分离器21、21a、21b、21c、21d引导到精选浮选中之前，可以将上清液引导到混合单元22b中，以通过添加凝结剂和/或絮凝剂以至少絮凝上清液中的包含有价值材料的细颗粒来对上清液进行化学调节。凝结剂可选自无机凝结剂、铝盐、铁盐、有机凝结剂。
119.一种可能的无机凝结剂是聚合氯化铝(pac)。可以在混合单元22b中以1至2000ppm的量，例如以5ppm、10ppm、25ppm、50ppm、75ppm、150ppm、225ppm、350ppm或400ppm的量将无机凝结剂添加到上清液211、211a、211b、211c、211d中。在一个实施方案中，添加100ppm pac。可以以5至200ppm的量将有机凝结剂添加到上清液211、211a、211b、211c、211d中。
120.替代地或另外地，可以在混合单元22b中调节上清液211、211a、211b、211c、211d，这是通过添加絮凝剂以通过使包含有价值材料的细颗粒絮凝而进一步帮助将它们从上清液211、211a、211b、211c、211d中回收。例如，可以使用天然絮凝剂如淀粉或改性淀粉，或多糖。例如，可以使用合成絮凝剂。合成絮凝剂可能显示不同的电荷。合成絮凝剂的实例是：高分子量(500 000以上)絮凝剂，如聚丙烯酰胺(带负电或正电，或中性)，或mannich产物(带正电)；和低分子量(500 000以下)絮凝剂，例如聚胺(带正电)、聚表胺(带正电)、聚dadmac(带正电)、聚(乙烯)亚胺(带正电)或聚环氧乙烷(中性)。
121.可以以1至100ppm的量，例如以1.25ppm、1.75ppm、2.25ppm、7.5pp或12.25ppm的量添加絮凝剂。在一个实施方案中，添加2ppm的絮凝剂。
122.根据以上描述的装置可用于旨在从密度低于4g/cm3，优选2.4至3.2g/cm3的矿石中回收有价值材料的浮选设备1。例如，锂辉石的密度为3.11g/cm3。在一个实施方案中，有价值的材料是li。在一个实施方案中，有价值的材料是pt。在一个实施方案中，浮选设备1的原材料是锂辉石矿石，旨在从其中回收锂。在一个实施方案中，pgm矿物或其他pt来源被用作浮选设备1的原材料，以用于回收pt。