專利名稱：用于確定元素含量和/或礦物含量的方法
用于確^L素^i:和/或礦物^i:的方法
技術領域：
本發明涉及一種從以固態或類似泥漿狀流動的孩^M^料中進行礦物分離的 工藝中，用于實時確定顆并l^/或礦物^J:的方法。
礦物i^廣時，首先經ii^f和磨^H吏AU廣井中獲得的材料變得更細，因而 礦石中所含的貴重礦物呈現為分離的顆粒。在礦物分離工藝中，貴重礦脈故回 收作為精礦用于進一步精煉。典型地，分離工藝是浮選、重力分離、磁力分離 或靜電分離，或者上idil些的組合。
控制分離工藝中，通常需要實時測量有關在該工藝中樹材料流的元素和/
或礦物的含量的數據。基于精礦的舍量測量，典型iM保該工藝生成的產品具 有利于進一步精煉的最佳質量。基于分離工藝給fr的含量，可能進行初步的調 整，并錄于廢料流襯的測量，保證該工藝辨具有最佳的產量。分離經常 包括內循環和幾個不同工藝步驟，^il種情況下為了工藝的控制需要測量^Mt 中間產物。
工藝材料流的測量通過公知的在線分析器實現。在礦物工藝中，分析元素
含量的最常用方法是X射線熒光分析。公開號FI 51872的芬蘭申請公開了一種 利用X射線熒ibf、理的用于分析移動的固M粉^t料的設備。但是，當4^1 所述原理時，該方法受到明顯的限制。實際上，濕工藝中，從礦泥中直接進行 的測量只可f^t某些元素具有所需的精度級。只能用復雜的樣品處理方法成功 測量較^L素，該方法IW干擾靈敏又實自來昂貴，該方法中礦泥樣品典型 i^過干燥、被研磨得更細并被壓制成用于分析的塊狀。分別地，在干礦物工
藝中，X射線焚光分析實際上對于直4^t理的材料只對)^i重的元素能可靠的工作。
關于控制分離工藝，通常測量樹量元素的^J:也是很重要的。例如，鎂、
硅、磷、和硫的絲是精礦中雜質的重射旨示。M藝控制的角絲，某些分
離工藝中，測量礦物^J:而不^L素^J:也是很重要的；例如^^5化的鎳
礦石的i^T中，除了精礦的#^*外，是否^s或^m錄礦物中得到精
礦中所包#鎂，對于工藝控制也是有必J^p道的。
在線測量^t量元素和礦物的舍量中，已知使用例如瞬發伽馬中子活化分
析(PGNAA)。在該情況下，直接對礦泥或干材^i行測量。通常準確度^# 適中，或測量的持續時間變得過度的長。為了從樣品得到足夠的伽馬脈沖，測 量必須對具有大體積的樣品進行，但是在懸浮液中保持所述大^ 游P^M吏得礦 泥測量更加困難。由于旨^標準，該設備昂貴并且難以銜棘維持。
it"卜，例如X射線衍射(XRD)用于元素和礦物^:在線測量是已知的； 在該情況下可以直接對礦;威干材料分析。在^^應用中，我們指出基于光i瞽 和核磁共振的襯測量方法，這些方法具有費用高、樣品匹配問題、i^A慢和 低測量分析準確度以及與可重復'1"封目關的問題。
的賴b^^料中實時確定顆豐i^/或礦物含量的 tii方法，因此為了確定顆津iL^/ 或礦物^i:，利用通 粒尺寸分析，凈^#料獲得的顆津^#料顆粒尺寸分布。
本發明J^的新穎特征，在附加^U'J要求中。
才娥本發明的方法具有幾個阮點。本發明涉及從以固態或類似^L^狀流動 的禍b^H"料中進行礦物分離的工藝中，實時確定顆凈i^/或礦物^:的方法，因 jtb^^l^H"料，提取具有卩J^^性的樣品，該樣品經it^粒尺寸分析，據此計算 顆津1#料中元素和/或礦物舍量。jtW卜，^^本發明的一^N^實施例，基于顆 粒尺寸分析，確定顆粒尺寸分布，其中累積顆粒尺寸分布值被描迷為顆粒尺寸 的函數；基于此，元素和/或礦物^f:通it^用描i^斤狄素或礦物特性的通過 校準確定的常數進行數學計算。皿粒尺寸分布獲得的信息可用于確定礦物分 離工藝中的工藝給fr、產品或副產品的元素和/或礦物舍量，并且該數據可用于
工藝控制。
才 本發明的一個實施例，顆粒尺寸分布通#于X射線衍射的方法確定。 才娥本發明的另一個實施例，顆粒尺寸分布通it^于超聲吸收的方法確定。根 據本發明的另一個實施例，顆粒尺寸分布通it^于光學圖象分析的方法確定。
物含量,為了i產i^^阡:產^k副產^口，對;物分離工藝進行控制。;娘
本發明的一個實施例，礦物分離工藝是浮選。4Mt本發明的另一個實施例，分
離工藝3_重力分離。^Ui本發明的又一個實施例，分離工藝;1_磁力分離。才N^ 本發明的一個實施例，分離工藝是靜電分離。才Mt本發明的一個實施例，分離
工藝A^"級(classification )。
參考附圖對本發明進行更詳盡的描述，其中
圖l通過流程解了本發明；以及
圖2a、圖2b、圖2c圖解了才娥本發明的實例。


圖1通過;^呈解了才 本發明的方法。^U戶物分離工藝的^K產品
或廢料，以已知的方式提:W^^性的樣品，例如從流動的礦泥中以兩個步驟 提糾品。基于該樣品，進行顆粒尺寸分析，以描錄工藝中流動的顆并^#料 中包含的顆粒的顆粒尺寸。可在工藝進行同時以期望的時間間隔^扦、產品 或廢料中提,品。可以實時(即幾乎同時，允^H十算中存^i^時間)獲得 工藝控制所需的某些含量的有關數據。對獲得的樣品進行處理，通it^于例如 超聲吸收、^^射或光學圖象分析的方法得到顆粒尺寸分布。基于顆粒尺寸 分析，形成顆粒尺寸分布，即累積顆粒尺寸分布^i^^^立尺寸的函數。才Nt顆 粒尺寸分布，通過校^^型數學計算*的元素和/或礦物的^*，該校^1M^型 描述了元素和/或礦物^*與顆粒尺寸分布之間的相關性。在襯的計算中，通 常可以^^Hi^f數學函數G (F (x))，其中F (x)是測量的累希US^R分^^立尺 寸分布，或##分布計##到的員；通過應用多元統計方法，通過校準可以 確定函數G的形式。通常基于數 ^^^莫型，通it^測量的礦泥中提取多
個有統計^a^性的單個樣品，通過分析實驗室樣品中元素和/或礦物^*，絲
過將用統計方法(例如用多元線性回歸(MLR)、主成分回歸(PCR)或部分 最小二乘法回歸(PLS)分析)獲得的顆粒尺寸分布與實驗室測量結^目匹配。 才 所述的工藝和工藝控制的需要，可以分析元素的^J:或礦物的舍量。所述
在工藝控制中^ I的確定^i:艦過并基預期方向進^i^整，例4魂過調整
給桿、產品或副產品的舍量。
圖2a、 2b和2c所示的結^M合下面描述的實例共同對本發明進行說明。
該實例涉;sj^p、^5廣石的選礦，在該情況下應用的分離工藝是重力分離^tx
分離器實現的分級。目的是^MT石中回收磷^5礦物，其中分離工藝M中磷 A/S礦物明顯》b^it礦物粗。在圖2a、 2b和2c中，曲^述了累積WX 寸分布，該顆粒尺寸分布通i^t工藝^H"、精礦和廢料的顆粒尺寸分析獲得的。 圖2a圖解了工藝i^的顆粒尺寸分布，通it^于^^射的在線顆津iX寸分析 器測量。圖2b圖解了工藝精礦的顆粒尺寸分布，并且圖2c圖解了工藝廢料的顆粒尺寸分布。圖的垂直軸圖解了以百分tb4示的累積顆粒尺寸量(％v)，且
水平軸圖解了以賴沐為^立的固體顆粒的直徑(D nm)。 *扦中，幾乎100 %的磷灰石尺寸超過50微米。至于^ik脈石明顯更細，因而圖2a中作為分 離步驟的累積顆粒尺寸分布中有所區另'J。分離工藝^，精礦(圖2b)主要包 ^EL的磷灰石，而廢料(圖2c) J^包含細的皿鹽。在該示例情況下，描 述的方'W口下進行。當4線顆粒尺寸測量中獲辦為顆粒尺寸的函數F (x) 的累積顆粒尺寸分布值時，例如磷酸鹽的^^4t公式。/oP2Os^aAF(50nm)+b 計算，其中a和b;Ut值常數。F(50nm)的值的確定在圖2a中說明。從已知樣 品，通過將已知P20s含量的樣品的顆粒尺寸分布F(50nm)的^WI統計地回歸分 析法與°/^205^*4目匹配的校準(calibration)來確定常數a和b的值。使用 含量測量以便調整4tX分離的控制變量(使用的旋風分離器的數量、M流量、 給纖中固體^i:或^fr壓)以^ft礦中得到所需級別的P205舍量。
對于4^頁域4支^A員，很明顯地，本發明的M不同實施例并不限于上述 實例，而;1可以在附屬權利要求的范圍內進4亍變化。
權利要求
1、一種從以固態或類似泥漿狀流動的微粒材料中進行礦物分離的工藝中，用于實時確定顆粒和/或礦物含量的方法，其特征在于從顆粒材料中，提取有代表性的樣品，接著對該樣品進行顆粒尺寸分析，基于該顆粒尺寸分析計算顆粒材料的元素和/或礦物含量。
2、 才娥權利要求1所述的方法，^##于^^顆粒尺寸分析，確定顆粒 尺寸分布，其中累積顆粒尺寸分布的值作為顆粒尺寸的函數，并JX素和/或礦物^t通過^U常數對所述值進行數學計，到，該常數通過校準確定并描述 了所i^L素或礦物的特性。
3、 #^權利要求2所述的方法，^^i4于顆粒尺寸分布通it^于'JM^ 射的方法確定。
4、 才娥權利要求2所述的方法，^##于顆粒尺寸分布通:^于超聲吸 收的方法確定。
5、 才 權利要求2所述的方法，其特;^于顆粒尺寸分布通it^于光學圖 象^^斤的方法確定。
6、 才M^又利^"求1、 2、 3、 4或5所述的方法，^##于基于實時確定 以固態或類似泥漿狀流動的微^i^料的顆粒和/或礦物含量，控制礦物分離工藝 以獲得最佳的^K產品或副產品。
7、 才N^5U'j要求1或6所述的方法，^##于應用的礦物分離工藝是浮選。
8、 才娥;M，要求1或6所述的方法，*#棘于應用的分離工藝是重力分離。
9、 才^t權利要求1或6所述的方法，^##于應用的分離工藝是磁力分離。
10、 才娥;f^N要求1或6所述的方法，^#絲于應用的分離工藝是靜電 分離。
11、 才娥權利J^求1所述的方法，^ft棘于應用的分離工藝;l^良
全文摘要
本發明涉及一種從以固態或類似泥漿狀流動的微粒材料中進行礦物分離的工藝中，用于實時確定顆粒和/或礦物含量的方法，因此從該顆粒材料中，提取有代表性的樣品，隨后對該樣品進行顆粒尺寸分析，并據此計算顆粒材料的元素和/或礦物含量。
文檔編號G01N23/223GK101351697SQ200680048174
公開日2009年1月21日 申請日期2006年12月19日 優先權日2005年12月21日
發明者C·馮阿爾夫坦, K·塞羅海默 申請人:奧圖泰有限公司