利用水解淀粉作為礦石加工中的研磨助劑的制作方法
【專利說明】利用水解淀粉作為礦石加工中的研磨助劑
[0001] 本申請要求于2013年7月2日提交的美國臨時申請?zhí)?1/482188的優(yōu)先權，其全 部內(nèi)容通過援引加入本申請中。
【背景技術】
[0002] 本發(fā)明涉及提高研磨礦石漿料效率的組合物。所述組合物包含水解淀粉。通常， 在礦物開采中研磨礦石之前或過程中將所述組合物加入到礦石漿料中。
[0003] 礦工業(yè)是一個龐大的化學品消費行業(yè)，在對礦石處理的許多階段都使用化學品。 例如，一些化學品被加入以促進大塊礦石研磨成更細小的礦石顆粒。一旦礦石降低到適當 的尺寸，礦粉可以被提取并轉化成有用的產(chǎn)品。
[0004] 礦石的研磨是礦石處理中非常高能耗，低效率的階段。為了使該過程更高效和節(jié) 約成本，人們對其進行了機械和化學改進以促進礦石的研磨。其中一個改進是加入能夠使 研磨過程更有效的化學品。這類化學品可統(tǒng)稱為研磨助劑。研磨助劑可以直接降低研磨過 程的能量，并使得礦石的產(chǎn)出更有效。這些化學添加劑也已顯示出能提高研磨過程中產(chǎn)出 的礦粉的等級，從而提尚生廣效率。
[0005] 在采礦作業(yè)中已顯示增強研磨效果的化學品和化學品的組合，包括羧甲基纖維 素，苯乙烯和馬來酸酐，甘油和陰離子聚丙烯酸酯。然而，采礦業(yè)不斷尋求新的添加劑技術， 以提高研磨過程的效率和采礦作業(yè)中整體礦石采收率。另外，由于日益增加的對采礦作業(yè) 時環(huán)境影響的關切，人們期望得到降低環(huán)境危害的包含天然材料的研磨助劑。
[0006] 本文所闡述的所有份數(shù)和百分數(shù)都是基于重量，除非另有說明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 在采礦作業(yè)中可用作研磨助劑的組合物包括水解淀粉。通常在礦石采收工藝中研 磨階段之前或過程中將所述組合物加入到礦物漿料中。因此，本發(fā)明包括礦石漿料，所述礦 石漿料包括含有礦石和研磨助劑的水相，所述研磨助劑包括有效量的用以研磨礦石的水解 淀粉。
[0008] 總的來說，水解淀粉的應用提高在采礦作業(yè)中的研磨階段礦石的容量和產(chǎn)量，特 別是由礦石得到礦粉的回收。這將通過降低停機時間和在更短的時間內(nèi)使更多的礦石通過 研磨過程而有利于采礦作業(yè)。在給定的產(chǎn)量下改善礦漿流動能力將減少將礦石從磨機中排 出并輸送到研磨流水線中的下一個目標點的礦漿栗送能量。
【具體實施方式】
[0009] 有用的水解淀粉包括非離子型低分子量物質。在實施方案中，研磨助劑組合物包 括水解淀粉，所述水解淀粉選自糊精、麥芽糖糊精、玉米糖漿固體和類似物以及它們的組 合。所述研磨助劑組合物可以由或主要由水解淀粉組成。
[0010] 通常，研磨是商業(yè)采礦作業(yè)中的過程，在所述過程中將較大的礦石塊破碎成非常 細的顆粒尺寸的顆粒，即礦粉。由礦粉中提取有價值的礦物。研磨過程在一個或多個用于 磨碎礦石的裝置中進行，如球磨機、棒磨機、自磨機、半自磨（"SAG"）機、卵石磨機、高壓磨 機、石磨機（burhstone mills)、垂直移位沖擊磨機、塔磨機等。優(yōu)選在工業(yè)采礦作業(yè)中使用 球磨機、SAG磨機、棒磨機和高壓研磨輥磨機。所述研磨助劑組合物有利于礦石漿料中礦石 碎塊的研磨，從而可以在較低的能量需求下研磨至所需顆粒大小。研磨助劑組合物還影響 礦石漿料的流變能力，使其在磨機內(nèi)更好流動，較少附聚，使礦石的研磨更有效。另外，由于 水解淀粉影響礦石漿料的流變性能，并改善流動能力，本發(fā)明還促進由礦石磨碎裝置中排 出的漿料的流動和栗出能力。因此，水解淀粉提高了在漿料被從磨碎礦石的裝置中轉移至 采礦流程中其他單元操作時研磨礦石在管道或其它導管中以及通過栗的流動性，并提高了 研磨操作下游單元操作中的流動性和加工性。
[0011] 所述包含水和礦石的礦石漿料，連續(xù)地例如通過供給管或者手動地加入到研磨機 中。所述研磨助劑組合物在礦石漿料進入研磨機的研磨室例如進料管之前在研磨之前加入 到礦物漿料中，或者在漿料已經(jīng)在研磨機的研磨室中時加入。也可以在礦石漿料進入研磨 機之前和礦石漿料已經(jīng)在研磨機的研磨室中的同時都將研磨助劑組合物加入到礦石漿料 中。因此，在濕法研磨礦石的方法中使用研磨助劑組合物，所述方法包括將有效量的包括水 解淀粉的研磨助劑例如所述的那些加入到含有礦石的水性漿料中，并通過磨碎礦石的裝置 例如上述的磨機來研磨礦石。
[0012] 典型的礦石包括賤金屬、貴金屬或它們的組合。一些可構成所述礦石的賤金屬或 貴金屬中礦物的一些實例，包括選自金、錯、銀、鉬、銅、鎳、鋅、鉛、鉬、鐵等及其組合的礦物。 可構成所述礦石的其它材料包括磷酸鹽、煤等以及它們的組合。
[0013] 在本發(fā)明的一個方面，研磨助劑組合物被以礦石干重的約0. 005%至約1. 0%，優(yōu) 選約0. 01 %至約0. 40%的量添加到礦石漿料中，所述礦石漿料是包含礦石的水性漿料。 雖然研磨助劑組合物在礦石漿料的各種固體含量下都是有效的，但通常，礦石漿料的固體 含量，即漿料中礦石的量（礦石含量），為至少約30%，至少約40%，至少約50%，至少約 60 %，至少約70 %或至少約80 %，例如約50 %至約90 %，例如約60 %至80 %。這些本領域 的普通技術人員在閱讀本公開內(nèi)容后，將了解到研磨助劑組合物的量和固體含量的所有范 圍和數(shù)值都是可能的。
[0014] 粘性和粒徑分布是直接關系到礦石漿料中研磨助劑的有效性的兩個因素。在礦石 碎塊在磨碎裝置中研磨時，研磨助劑組合物降低礦石漿料的粘性。還發(fā)現(xiàn)研磨助劑組合物 調節(jié)漿料中礦石的粒徑分布。當漿料在磨碎裝置中時，研磨助劑組合物的分散作用使得所 述漿料能夠流動，從而使得在磨碎裝置中的碰撞例如在礦石顆粒和研磨機中的球之間的碰 撞發(fā)生得更加頻繁以更有效地研磨。水解淀粉，特別是那些低分子量的非離子型低聚物，作 為研磨添加劑在下面的實施例中被評估。
[0015] 實施例
[0016] 實施例中采用下述的研磨技術。
[0017] 使用一個全方位行星式球磨機進行礦石研磨，其型號為XBM4X-VL，產(chǎn)自Col-Int Tech，Columbia，South Carolina，USA。四個1升不銹鋼（SS)杯被放入安置在旋轉45°的 旋轉盤上的杯夾具中，使杯子的長軸水平，以模仿較大規(guī)模的工業(yè)球磨機取向。在研磨測試 中，每個杯以與所述盤旋轉方向相反的方向旋轉以產(chǎn)生行星運動。研磨的能量通過預先設 定的電機輸入頻率以及測試持續(xù)的時間來調整。
[0018] -般的礦石研磨工藝如下（除非指明不同）。將可變量的干礦石和可變量的自來 水裝入1升316不銹鋼杯，根據(jù)下述的每個實施例在開始研磨前添加研磨助劑組合物。將 十五個20mm的316不銹鋼球置于每個杯子中。將杯子固定在球磨機上。使用30赫茲的能 量輸入，對金礦石進行研磨，測試時間持續(xù)40分鐘，對其它類型的礦石進行研磨時間持續(xù) 20分鐘。為了調節(jié)濕礦（漿料）的濃度，采用恒定的礦石量，變化的水量以獲得具有如下實 施例確定的礦石含量漿料）的礦石漿料。
[0019] 在每個實施例中，使用下述的分析工藝對細磨礦石/礦石漿料的粒徑分布，粘性， 屈服應力和粘度進行分析。
[0020] 干粒徑分析
[0021] 顆粒的粒徑分布使用產(chǎn)自 Sympatec GmbH，Clausthal-Zellerfield，Germany 的 HELOS干粒徑分析儀按照制造商的說明進行分析。這種測量粒徑的方法是基于由光學稀釋 分散相散射的光的角度相關性分析。測量儀器包括一個正向散射角光環(huán)二極管檢測器和多 個離散的更高的正向和反向散射角光電二極管探測器。散射光的角度相關性在兩個離散的 波長下進行測量并迭代得出粒徑分布以復制出所測量的散射圖譜。確定粉末的平均粒徑 (平均值和中間值）和粒徑分布。假定所述顆粒是實心的，均勻的球體，計算材料的比表面 積。
[0022] 通過將體積約1/2茶匙的干燥的研磨的礦物粉末樣品放置在HEL0S干粒徑分析儀 的振動臺上計算