[发明专利]分拣开采的材料

说明书

技术领域

本发明涉及使用射频电磁辐射，以便于分拣开采的材料。

术语“射频电磁辐射”在此处应当理解为表示具有频率范围在1-100MHz范围内的电磁辐射。

特别地，虽然绝不是专门的，本发明提供了一种分拣矿物的方法，所述矿物例如是硫化物矿物，例如黄铜矿和黄铁矿，当暴露于微波频率的电磁辐射时所述矿物表现出非常类似的加热响应，所述微波频率的电磁辐射已经被提出作为分拣开采的材料的基础。在该背景下，本发明提供了一个区分有价值的和无价值的矿物的机会。而且，在该背景下，本发明还提供了一种评估矿石颗粒中有价值的和无价值的矿物的相对量并且使用该信息作为基础来分拣颗粒的机会。

背景技术

开采的材料可能是包含诸如有价值金属的有价值的材料的任何开采的材料。有价值的材料的示例是矿物中的有价值金属，所述矿物例如是含有金属氧化物或者金属硫化物的矿物。含有金属氧化物的有价值的材料的具体示例是铁矿石。含有金属硫化物的有价值的材料的具体示例是含铜的矿石。有价值的材料的另外的示例是盐。

术语“开采的”材料在此处应当理解为包括(a)原矿材料(run-of-mine material)和(b)在材料被开采之后而在分拣前已经经受至少初级粉碎或者类似的尺寸减小的原矿材料。

申请人特别感兴趣的方面是具有开采的矿石的形式的开采的材料，所述开采的矿石包括例如黄铜矿的矿物，该矿物含有具有硫化物形式的有价值金属，例如铜。

经常发现不同的硫化物矿物在自然中紧密地坐落在一起。具体的示例是经常被发现一起处于相同的矿物颗粒中的黄铜矿(CuFeS₂)和黄铁矿(FeS₂)。由于呈现非常小的颗粒尺寸，所以识别这样的相和/或将它们彼此分离或者从开采的材料的其它部分中分离是很困难的。

曾经有建议使用微波频率的电磁辐射作为基础以用于从诸如含有黄铁矿的颗粒的比较无价值的颗粒中分拣诸如黄铜矿的包含含铜矿物的颗粒。署名为昆士兰大学(The University of Queensland)的国际公布WO 2007/051225是这样的建议的一个示例。然而，发明人发现微波辐射不是用于区分黄铜矿和黄铁矿的有效的选择。当暴露于微波辐射时，黄铜矿和黄铁矿吸收微波辐射并且具有非常类似的热响应(10-100℃/s)。在微波频率下，黄铜矿和黄铁矿的加热率明显大于大多数由岩石形成的、与黄铜矿和黄铁矿伴生的矿物。这些主岩(host rock)可以被看作是微波透明主岩。因此，虽然加热率可用于从这些微波透明的主岩中识别黄铜矿和黄铁矿(作为分拣方法的基础)，微波频率(100MHz-10GHz)的使用不能将这样的黄铜矿和黄铁矿矿物互相区分开。这是由于黄铜矿和黄铁矿之间在经济价值方面存在明显的差异的问题。

上面的描述不应被理解为承认在澳大利亚或者其它地方为公知常识。

发明内容

本发明是基于这样的认识，当含有金属硫化物矿物，特别是含有铜的矿物的开采材料暴露于射频电磁辐射(即1-100MHz的频率)时，矿物表现出明显不同的加热特性，包括加热率，这可用作分拣这样的开采材料的方法。

本发明还基于这样的认识，当含有金属氧化物的矿物，特别是铁矿石的开采材料暴露于射频电磁辐射时，矿物表现出明显不同的加热特性，包括加热率，这可用作分拣这类开采材料的方法。

本发明所基于的实验工作表明，本发明能够基于在给定的电场中作为损耗因子(loss factor)的函数的矿物的热特性来识别矿物，这里“损耗因子”应当理解为矿物将储存的能量转化成热的能力的表示。本发明人发现，在低频率下，将在无线电频率带下，传导是主要的加热机制，并且金属氧化物和金属硫化物矿物表现出不同的传导性并能够以不同的速率被加热，因此可在非常短的时长(＜＜1s)内以非常高的分辨率被选择性地识别。

在分拣含有铜矿物的矿石的情况下，本发明不但能够识别含有金属硫化物矿物的颗粒(具有有价值的金属或者无价值的金属)，而且能够定位含有特定的金属硫化物矿物，例如黄铜矿和其他含有铜的硫化物矿物的颗粒。换句话说，本发明使在特定的金属硫化物矿物之间进行区分成为可能。

在一些情况下，本发明可以将在单独的岩石中的有价值金属的等级与温升联系起来。

本发明还涉及一种用于从已经如上所述地分拣过的开采材料中回收有价值的材料，例如有价值金属的方法和设备。

特别地，虽然不是专有地，本发明适用于分拣低等级的开采材料。