[发明专利]泡沫浮选控制方法

说明书

本发明涉及控制一个或多个泡沫浮选槽以分离物质的方法。

本发明具体地但绝非排它地涉及控制一个或多个泡沫浮选槽用于从含有矿物和其它物质——一般称为脉石——的矿石中分离矿物例如含有金属诸如镍和铜的矿物的方法。本发明的以下描述着重于从脉石中分离矿物的泡沫浮选方法，但是本发明不局限于该应用。

泡沫浮选方法的一个实例——但不是唯一的——是纸的脱墨，其中不期望的油墨经过泡沫去除，而期望的纸保留在浮选槽中的纸浆中。泡沫浮选方法的其它实例是用于蛋白质分离、分子分离和废物分离。

本发明也涉及在一个或多个泡沫浮选槽中的泡沫浮选的方法。

本发明也涉及泡沫浮选槽和包括多个泡沫浮选槽的设备。

背景：泡沫浮选

矿物泡沫浮选法是用于从例如通过采矿得到的矿石中提取有价值的矿物内含物的已知工业方法。它是通过利用不同物质之间的亲水性差异分离固体——一般为粉末固体——的表面化学方法。

在浮选槽或容器中含有从其中矿物要被提取的材料例如矿石与液体混合的浆，空气流过该浆，并且通过疏水颗粒选择性粘附到气泡上，同时任何亲水颗粒保留于在容器中的气泡之间流动的液体中实现分离。当气泡上升到容器中的顶部时，泡沫形成。

泡沫可以被设置成从其中包括疏水和亲水颗粒的浮选容器中溢出。那些颗粒可以被提取为精矿。浮选容器中剩下的浆通常称为尾矿。

槽组(Cell banks)和回路(circuits)

在实践中泡沫浮选设备将包含多个槽，一般以类似型号的槽组设置，其中材料一个槽接一个槽地供应通过槽组，然后到下一个槽组。在槽组之间槽型号可以不同，起始的槽组例如含有用于从不期望材料中起始粗分离期望材料的粗选机。在下游，槽组可以包括二次粗选机，也称为扫选机(scavenger)，其在泡沫已从粗选机中溢出后，对粗选机中剩下的矿浆进行另外的分离。下游的槽组也可以包括精选装置(cleaner)，其对已经从粗选机或扫选机中提取的泡沫进行分离。

定量性能

浮选方法的工作质量可以就从浮选容器中提取的精矿的两个特征——品位(或等级)和回收——进行测量。品位指与不期望的固体(脉石)相比，精矿中期望固体的分数。回收指与输入到浮选槽中的原始矿石进料中的期望固体的分数相比，精矿中期望固体的分数。工业浮选方法的关键目标是控制操作条件，以取得品位和回收之间的最佳平衡，理想的浮选方法产生高品位精矿的高回收。

控制浮选性能

已知数个可控的因素可以影响浮选方法的工作质量。这些包括浆的pH、加入到浮选容器中的各种化学品的浓度、泡沫深度(froth depth)、固体浓度和进入浮选容器中的空气流速。

按照控制和操作泡沫浮选设备的已知方法，控制者可以观察浮选槽并且手工或其它方法调节到槽中的输入，例如根据他的或她的观察，通过加入另外的化学品和/或改变进入槽中的空气流速。一般地，这些是基于经验的，特别是基于对泡沫表面和其行为的观察。然而，这些调节的方法常常不精确。此外，浮选泡沫的某些可见方面的改变不是必然对应于输出工作质量的变化。

另外，现代的工业方法利用日益变大的浮选槽。这种大小的增加往往促进了在浮选槽中使用增加的功率和空气体积，而不顾性能考虑因素，增加了现有控制和操作方法中固有的低效率。因此，在哪些变量应该被观察、测量和控制以最优化浮选性能，以及如何准确控制那些相关变量方面，在已知的实际浮选方法中仍然存在问题。

具体地，现有技术没有提供从工业浮选方法中回收的精矿的高品位和高回收。

在Barbian等″The Froth Stability Column-Measuring Froth Stabilityat an Industrial Scale″，第315-319页，Centenary of Flotation Symposium，Brisbane，QLD(6-9 June 2005)中提供了研究泡沫浮选性能的讨论，其中在单个槽中的泡沫稳定性因素、空气速度和泡沫深度之间的相关性被指出。