專利名稱：氣味控制的制作方法
氣味控制本發(fā)明涉及將與由開采的礦石制得的精礦相關(guān)的氣味最小化。本發(fā)明的氣味減輕策略涉及完全除去或至少顯著地降低開采的礦石的精礦中的 有機(jī)負(fù)荷。本發(fā)明更具體地但絕不排他地涉及將與由開采的礦石制得的硫化物精礦相關(guān)的 氣味最小化。本發(fā)明更具體地但絕不排他地涉及將與由開采的礦石制得的硫化鎳精礦相關(guān)的 氣味最小化。本發(fā)明使得能夠促進(jìn)精礦產(chǎn)物的生產(chǎn)，具體地為鎳精礦產(chǎn)物，所述精礦產(chǎn)物是至 少基本上無氣味的產(chǎn)物并且能夠?qū)⑵湔赵瓨訌纳a(chǎn)地點(diǎn)運(yùn)輸至遠(yuǎn)方的位置。具體地但絕不排他地，本發(fā)明使得能夠生產(chǎn)精礦產(chǎn)物，具體地是鎳精礦產(chǎn)物，所述 精礦產(chǎn)物是至少基本上無氣味的產(chǎn)物。在硫化鎳浮選工廠中正在產(chǎn)生的氣味的問題正變得越來越重要。此外，當(dāng)將它們(a)堆放任何長度的時(shí)間時(shí)，例如當(dāng)?shù)却怨S或港口或鐵路轉(zhuǎn) 運(yùn)點(diǎn)運(yùn)輸時(shí)或當(dāng)位于最終使用地點(diǎn)時(shí)，或(b)通過船或鐵路運(yùn)輸時(shí)，生產(chǎn)產(chǎn)生氣味的鎳精 礦產(chǎn)物的問題變得越來越重要。與生產(chǎn)硫化鎳精礦相關(guān)的有機(jī)化合物是在浮選加工工廠中以及在工廠和其它地 方堆放的精礦中產(chǎn)生氣味的主要原因。不應(yīng)將本說明書中的包括硫化鎳精礦生產(chǎn)中有機(jī)化合物對產(chǎn)生氣味的影響在內(nèi) 的有機(jī)化合物的討論視為承認(rèn)在澳大利亞或其它地方是公知常識。申請人:已經(jīng)意識到，如果可能的話，優(yōu)選在將與有機(jī)化合物結(jié)合的精礦過濾或干 燥之前，處理所述有機(jī)化合物。更具體地，本發(fā)明基于一認(rèn)識，即如果可能的話，當(dāng)精礦為諸如泡沫產(chǎn)物漿液的漿 液形式，或當(dāng)有機(jī)化合物在硫化鎳浮選工廠中被解吸附至溶液而不是在將精礦過濾并干燥 后時(shí)，處理有機(jī)化合物更為有效。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)，本發(fā)明不局限于在硫化鎳浮選工廠中處理漿液或溶液，并且還延伸至 在工廠中或其它地方處理在這樣的工廠中產(chǎn)生的潮濕或干燥的精礦的處理方案。本發(fā)明適用于新建項(xiàng)目(green field)精礦工廠，例如硫化鎳精礦工廠。本發(fā)明還適用于目前的精礦工廠，例如硫化鎳精礦工廠，并且優(yōu)選將對工廠 的改進(jìn)將至最低限度。在這樣的應(yīng)用中，本發(fā)明的氣味減輕策略為能夠?qū)崿F(xiàn)的“翻新 (retro-fit)”策略，例如在諸如硫化鎳精礦工廠的精礦工廠或其它地方。在新建項(xiàng)目應(yīng)用和翻新應(yīng)用中，本發(fā)明為用于生產(chǎn)精礦產(chǎn)物的方法，所述精礦產(chǎn) 物為至少基本上無氣味的產(chǎn)物，所述方法能夠在諸如硫化鎳浮選工廠，或在其它地方的另 一地點(diǎn)的精礦工廠中實(shí)施，所述方法包括以下三種加工方案中的任何一種或多于一種(a)通過處理包含漂浮的礦物粒子的泡沫產(chǎn)物漿液以從礦物粒子中除去有機(jī)化合 物來除去有機(jī)物，并由此促進(jìn)形成具有低有機(jī)化合物負(fù)荷的礦物粒子的精礦；(b)在諸如硫化鎳浮選工廠的精礦工廠或其它地方，通過熱處理去除有機(jī)物，特別4是通過使用干燥爐(包括特制的干燥爐或者熱解吸和熱破壞設(shè)備)對精礦進(jìn)行熱處理以去 除有機(jī)物；以及(c)添加化學(xué)品以防止精礦中的殘余有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化為有氣味的化合物，特別是 在將精礦堆放或運(yùn)輸時(shí)。在新建項(xiàng)目應(yīng)用和翻新應(yīng)用中，本發(fā)明是用于從開采的材料中生產(chǎn)精礦的方法， 所述方法包括(a)使所選擇的礦物粒子自開采的材料的漿液中漂浮，并形成包含漂浮的礦物粒 子的泡沫產(chǎn)物漿液形式的潮濕精礦，漂浮步驟包括向開采的材料的漿液中添加有機(jī)化合物 形式的捕收劑(collector)，所述捕收劑吸附于所選擇的礦物粒子上并且促進(jìn)礦物粒子的 漂浮，以及(b)處理包含漂浮的礦物粒子的泡沫產(chǎn)物漿液以從礦物粒子中除去有機(jī)化合物， 并由此促進(jìn)形成具有低有機(jī)化合物負(fù)荷的礦物粒子的精礦。處理步驟(b)可以通過破壞有機(jī)化合物來除去有機(jī)化合物。在這樣的情況下，該方法優(yōu)選包括將礦物粒子與泡沫產(chǎn)物漿液分離，所分離的礦 物粒子形成具有低有機(jī)化合物負(fù)荷的精礦。例如，處理步驟(b)可以包括將有機(jī)化合物氧化。更特別地，處理步驟(b)可以包括向漿液中供給SO2和空氣以將有機(jī)化合物氧化。其它適合的氧化劑包括例如，三價(jià)鐵(或螯合的三價(jià)鐵)、卡羅酸(Caro’ s acid)、 高錳酸鹽、過氧化氫、臭氧、次氯酸鹽和氯氣。或者，處理步驟(b)可以通過使有機(jī)化合物從礦物粒子中解吸附來除去有機(jī)化合 物。在這樣的情況下，該方法優(yōu)選包括將礦物粒子與泡沫產(chǎn)物漿液(和解吸附的有機(jī) 化合物)分離，所分離的礦物粒子形成具有低有機(jī)化合物負(fù)荷的精礦。在其中沒有由于處理步驟對作為捕收劑的化合物的功能性產(chǎn)生不利影響而導(dǎo)致 有機(jī)化合物發(fā)生化學(xué)變化的情況下，該方法可以包括在漂浮步驟中再次使用分離的有機(jī)化 合物。例如，處理步驟(b)可以包括堿解吸附步驟，所述堿解吸附步驟包括增加包含漂 浮的礦物粒子的泡沫產(chǎn)物漿液的PH以引起有機(jī)化合物從礦物粒子中解吸附。在研究工作 中，申請人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，將包含漂浮的硫化鎳粒子的泡沫產(chǎn)物漿液的PH升高至至少pH 10并 優(yōu)選PH 11-12，引起黃原酸鹽捕收劑形式的有機(jī)化合物從硫化鎳粒子中解吸附?？梢栽诃h(huán) 境溫度下或?qū)⑴菽a(chǎn)物漿液加熱至較高溫度時(shí)進(jìn)行該處理步驟。在研究工作中，申請人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對包含漂浮的硫化鎳粒子的加熱的泡沫產(chǎn)物漿 液進(jìn)行堿解吸附步驟促進(jìn)有機(jī)化合物的解吸附。堿解吸附步驟可以包括加熱包含漂浮的硫化鎳粒子的泡沫產(chǎn)物漿液。在其中有機(jī)化合物為黃原酸鹽捕收劑的情況下，堿解吸附步驟可以包括將包含漂 浮的硫化鎳粒子的泡沫產(chǎn)物漿液加熱至至少50°C的溫度。特別地，申請人已經(jīng)在研究工作中發(fā)現(xiàn)解吸附的速率和程度取決于包含漂浮的礦 物粒子的泡沫產(chǎn)物漿液中固體的百分率。在黃原酸鹽捕收劑作為有機(jī)化合物的情況下，解 吸附很迅速，溶液中黃原酸鹽的濃度通常在低于1小時(shí)內(nèi)達(dá)到最大值。
在對黃原酸鹽捕收劑的研究工作中，申請人已經(jīng)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，通過保持泡沫產(chǎn)物 漿液中的條件低于二黃原酸的形成電位，對于避免在溶液中形成該化合物是有益的。能夠 由!fepel和Pomianowshi提供的關(guān)系式(1977)計(jì)算出二黃原酸的形成電位Eh = -0. 070-0. 0591 log[X”]因此，當(dāng)有機(jī)化合物為黃原酸鹽捕收劑時(shí)，堿處理步驟可以包括保持包含漂浮的 礦物粒子的泡沫產(chǎn)物漿液的H1低于二黃原酸的形成電位以促進(jìn)有機(jī)化合物從礦物粒子中 的解吸附?？梢酝ㄟ^添加諸如連二亞硫酸鹽或硫化銨或已知為強(qiáng)還原劑的任何其它化合物 的適合的還原劑來保持H1低于二黃原酸的形成電位?；蛘撸軌蛲ㄟ^添加氧化劑以破壞黃原酸鹽捕收劑來降低黃原酸鹽捕收劑的濃 度，所述氧化劑包括三價(jià)鐵(或螯合的三價(jià)鐵)、卡羅酸、高錳酸鹽、過氧化氫、臭氧、次氯酸 鹽、氯氣或已知為強(qiáng)氧化劑的任何其它化合物。再如，處理步驟(b)可以包括加熱包含漂浮的礦物粒子的泡沫產(chǎn)物漿液以引起有 機(jī)化合物從礦物粒子中解吸附。在研究工作中，申請人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，能夠在環(huán)境溫度下以及將 泡沫產(chǎn)物漿液加熱至高達(dá)至少50°C的溫度時(shí)，在泡沫產(chǎn)物漿液中發(fā)生黃原酸鹽捕收劑從硫 化鎳粒子中的解吸附。再如，處理步驟可以包括以下任何兩種或多種的組合堿解吸附步驟以及調(diào)節(jié) Hu加熱包含漂浮的礦物粒子的泡沫產(chǎn)物漿液和添加氧化劑的促進(jìn)方案中的任何一種或多 種。參考附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明，其中

圖1為生產(chǎn)硫化鎳精礦的典型礦物加工工廠的流程圖；圖2為顯示在典型礦物加工工廠的泡沫產(chǎn)物漿液中，有機(jī)化合物能夠以其存在的 化學(xué)物質(zhì)和相的餅形圖；圖3為生產(chǎn)硫化鎳精礦的典型礦物加工工廠的流程圖，其顯示用于除去/破壞有 機(jī)化合物的方案；以及圖4為顯示用于評估氣味減輕策略效果的一種方法的簡圖。參照圖1，在一系列浮選池3中，對研磨的礦石和水及標(biāo)準(zhǔn)添加劑的漿液進(jìn)行浮選 工藝。對從浮選池3排出的泡沫產(chǎn)物漿液中的漂浮的硫化物礦物粒子進(jìn)行某種形式的固/ 液分離5。在某些情況下，這之后還可以進(jìn)行過濾步驟。結(jié)果為(a)包含水分的精礦產(chǎn)物流 7和(b)用于浮選工藝的返回溶液流9。浮選工藝還產(chǎn)生了含有主要的脈石礦物和一部分 漿液流的尾礦流11。有機(jī)化合物能夠以多種化學(xué)物質(zhì)和相存在于如上參照圖1所述的典型礦物加工 工廠中的泡沫產(chǎn)物漿液中，即吸附于表面、溶解于溶液中以及不溶性懸浮的粒子形式-參 見圖2。有機(jī)化合物通過添加至浮選工藝中的化學(xué)品或自再循環(huán)的加工用水進(jìn)入如上參 照圖1所述的典型礦物加工工廠中。一部分有機(jī)化合物(通常是黃原酸鹽以及衍生物)被 吸附在硫化物礦物粒子上并促進(jìn)粒子的漂浮，并被從浮選池3排出的泡沫產(chǎn)物漿液中漂浮 的粒子攜帶。部分有機(jī)化合物可以留在溶液中，并且部分有機(jī)化合物可以由吸附態(tài)解吸附 和/或分解，從而也進(jìn)入返回溶液流。部分有機(jī)化合物可以直接地蒸發(fā)或通過多種機(jī)理分解，并且隨后作為氣態(tài)物質(zhì)進(jìn)入大氣中。與脈石礦物結(jié)合的有機(jī)化合物(即抑制劑)可以 主要地成為尾礦。部分有機(jī)化合物可以被代謝為ω2并蒸發(fā)，同時(shí)由于在循環(huán)中對微生物 有益的生長條件占優(yōu)勢，一部分可以新陳代謝地轉(zhuǎn)化并且并入細(xì)菌生物質(zhì)(biomass)中。 生物質(zhì)可以具有與試劑碳類似的目的地，即一部分生物質(zhì)可被吸附至精礦產(chǎn)物和脈石礦物 上，而剩余的生物質(zhì)保持非附著，作為懸浮于溶液中的多孔粒子。在如上參照圖1所述的典型的礦物加工工廠中，漂浮的硫化物礦物粒子攜帶化學(xué) 形式和吸附的生物質(zhì)形式的吸附的有機(jī)化合物，進(jìn)入從浮選池3排出的泡沫產(chǎn)物漿液中， 并且所述有機(jī)化合物被轉(zhuǎn)移至固/液分離步驟5并形成固/液分離步驟5中產(chǎn)生的精礦產(chǎn) 物流7的一部分。在如上所述的典型礦物加工工廠中，進(jìn)入由精礦產(chǎn)物流形成的精礦產(chǎn)物中的有機(jī) 化合物的比例通常取決于(a)逆流傾析(CCD)洗滌階段的數(shù)目，(b)是否采用過濾步驟，以及如果采用，是否將濾液再循環(huán)至浮選工藝或轉(zhuǎn)移至單 獨(dú)的加工循環(huán)中，(c)精礦產(chǎn)物流的水分含量；以及(d)是否在過濾期間采用洗滌步驟。一般地，在礦物加工工廠中可利用的C⑶洗滌步驟和過濾越多，將可溶的有機(jī)化 合物與最終的精礦產(chǎn)物流分離的機(jī)會(huì)越多。一般地，這樣的CXD洗滌步驟和過濾還允許吸附的有機(jī)化合物發(fā)生某些解吸附， 從而與最終的精礦產(chǎn)物分離。通常，經(jīng)由潮濕的精礦產(chǎn)物流7(即，或者附著于礦物粒子表面或者與包含于結(jié)合 的水分中)，產(chǎn)生氣味的大部分添加的有機(jī)化合物離開如上參照圖1所述的典型礦物加工 循環(huán)。如上所述，與精礦產(chǎn)物結(jié)合的有機(jī)化合物負(fù)荷對揮發(fā)氣味產(chǎn)生的可能性有直接影 響，所述揮發(fā)氣味或者從潮濕的精礦產(chǎn)物的料堆中產(chǎn)生，或者在于熔煉爐19中熔煉之前在 干燥爐17中精礦干燥期間產(chǎn)生。礦物加工循環(huán)中有機(jī)物質(zhì)量余量的量化可以是實(shí)施本發(fā) 明氣味減輕策略的關(guān)鍵性前提?？梢酝ㄟ^多種常規(guī)的廢水處理方案處置或處理在圖1中顯示的固/液分離步驟5 中與精礦產(chǎn)物流7分離的返回溶液流9中的有機(jī)化合物。重要地，通過該方法，就地處理有 機(jī)化合物并且不離開有精礦產(chǎn)物的礦物加工工廠。比較起來，在干燥爐17 (作為熔煉的預(yù)處理)中或在潮濕的精礦的堆放、運(yùn)輸和處 理期間，允許有機(jī)化合物進(jìn)入精礦的方法可能帶來麻煩。在干燥爐17的情況下，存在吸附至潮濕的精礦干燥爐進(jìn)料上或與潮濕的精礦干 燥爐進(jìn)料結(jié)合的有機(jī)化合物中僅有一部分蒸發(fā)的情況，揮發(fā)形式的這些有機(jī)化合物和它們 的分解產(chǎn)物明顯地更難以捕獲并且包含于限定的干燥爐區(qū)域中。這樣的揮發(fā)物通常具有非 常低的氣味閾值，并且與在礦物加工工廠的范圍內(nèi)以溶解的形式處理的有機(jī)化合物的情況 相比，顯著地更加可能影響臨近的區(qū)域。雖然在干燥爐中除去有機(jī)物可能有用，但不提倡將 其用作單獨(dú)的以及主要的有機(jī)物減弱方法學(xué)，除非諸如溫度和停留時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)使得能 夠完全地將有機(jī)化合物解吸附并破壞。如果不可能，優(yōu)選在基于溶液的有機(jī)物減弱后將干燥爐用作第二有機(jī)物減弱方法。未從輸出的精礦中除去(即既未通過基于溶液的減弱處理又未干燥)的有機(jī)化合 物能夠成為最大的問題。這些有機(jī)化合物能夠通過多種機(jī)理引起高度地氣味釋放。能夠在 精礦產(chǎn)物已經(jīng)離開受控制的礦物加工環(huán)境后，發(fā)生這樣的釋放。能夠在客戶目的地的儲存、 加工、運(yùn)輸或卸下期間從料堆中散發(fā)氣味。這樣的不受控制的釋放帶來的最大風(fēng)險(xiǎn)在于伴 隨的對區(qū)域的影響。如上所示，如作為翻新應(yīng)用至例如在圖1中所示的典型的礦物加工浮選工廠的那 樣，本發(fā)明優(yōu)選包括圖3中所示的三種加工方案中的一種或多于一種(a)在從浮選池3中排出的泡沫產(chǎn)物漿液中，從硫化物礦物粒子中除去有機(jī)化合 物；(b)在硫化鎳浮選工廠或其它地方，通過使用現(xiàn)有的干燥爐17 (或者特制的干燥 爐或者熱解吸和熱破壞設(shè)備)對硫化物精礦進(jìn)行熱處理以除去有機(jī)物；以及(c)添加化學(xué)品以防止硫化物精礦中殘余的有機(jī)化合物被轉(zhuǎn)化為有氣味的化合 物，特別是在將精礦堆放或運(yùn)輸時(shí)。在圖3中概述了圖1所示的典型硫化物礦物加工工廠(通過翻新)中及現(xiàn)場或非 現(xiàn)場的下游操作中能夠使用每一上述加工方案的區(qū)域，以及從礦物加工工廠循環(huán)中除去有 機(jī)化合物對多種去向(sink)的整體預(yù)期影響。具體地，圖3顯示在固/液分離步驟5上游的泡沫產(chǎn)物漿液中，能夠?qū)ζ〉牧蚧?物礦物粒子實(shí)施在下文中進(jìn)一步討論的濕化學(xué)解吸附方案，固/液分離步驟5使解吸附的 有機(jī)化合物進(jìn)入返回溶液流9中，使得包含水分的精礦產(chǎn)物流7至少基本上沒有有機(jī)化合 物。應(yīng)當(dāng)注意，盡管在圖3中顯示了熔煉爐19，但是要為將整個(gè)熔煉爐進(jìn)料轉(zhuǎn)移以便 輸出而做準(zhǔn)備。以下進(jìn)一步討論上述加工方案。(a)從泡沫產(chǎn)物漿液中去除除去有機(jī)化合物的一種方案是用氧化劑將化合物全部破壞，例如通過向漿液中供 給SO2*空氣。其它適合的氧化劑包括，例如三價(jià)鐵(或螯合的三價(jià)鐵)、卡羅酸、高錳酸鹽、 過氧化氫、臭氧、次氯酸鹽和氯氣。除去有機(jī)化合物的另一方案包括(i)將有機(jī)化合物與從浮選池3排出的泡沫產(chǎn) 物漿液中的硫化物礦物粒子濕化學(xué)解吸附，以及ii)將泡沫產(chǎn)物漿液(和解吸附的有機(jī)化 合物)與硫化物礦物粒子分離，由此分離的硫化物礦物粒子形成具有低有機(jī)化合物負(fù)荷的 精礦流7。該方案可以包括將分離的有機(jī)化合物再循環(huán)至浮選工藝，或者如果這些有機(jī)化合 物不再是功能性浮選化學(xué)品，則處理并將它們從返回流中除去。例如，有利地，在圖1所示的固/液分離步驟5上游的泡沫產(chǎn)物漿液中，對漂浮的 硫化物礦物粒子實(shí)施濕化學(xué)解吸附，固/液分離步驟5使解吸附的有機(jī)化合物進(jìn)入返回溶 液流9中，使得包含水分的精礦產(chǎn)物流至少基本上沒有有機(jī)化合物。能夠通過例如調(diào)節(jié)漿液的pH使得漿液為堿性，以實(shí)現(xiàn)有機(jī)化合物從硫化物礦物 粒子濕解吸附進(jìn)入泡沫產(chǎn)物漿液中的溶液中。當(dāng)在浮選工藝中使用黃原酸鹽和相關(guān)的有機(jī)化合物時(shí)，用于這樣的堿解吸附步驟8的靶PH為至少pH 10，并優(yōu)選pH 11-12，因?yàn)樵谘芯抗ぷ髦?，申請人已?jīng)證實(shí)，這將導(dǎo)致黃 原酸鹽及相關(guān)有機(jī)化合物的快速而全面的解吸附。已經(jīng)在研究工作中發(fā)現(xiàn)，暴露于該受控 制的PH下通常少于一小時(shí)以及有時(shí)短至5分鐘的反應(yīng)時(shí)間就足夠了。此外，研究工作已經(jīng)表明，能夠在環(huán)境溫度下或?qū){液加熱至較高溫度時(shí)進(jìn)行該 處理步驟。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，至少50°C的溫度對于促進(jìn)堿解吸附步驟特別有效?？梢酝ㄟ^漿液的H1調(diào)節(jié)，例如通過添加連二亞硫酸鹽或亞硫酸銨來降低H1至低 于形成不期望的二黃原酸的閾值，進(jìn)一步促進(jìn)堿解吸附步驟。由于不同的當(dāng)時(shí)條件和流程圖，需要為每一礦物加工地點(diǎn)確定用于這樣的解吸附 步驟(在礦物加工工廠循環(huán)內(nèi))的適當(dāng)位置。實(shí)施解吸附方法的其它重要的考慮為(i)水的品質(zhì)-高pH條件將導(dǎo)致鎂沉淀為氫氧化物。鎂沉淀將導(dǎo)致礦物產(chǎn)物不期 望的污染。因此，應(yīng)當(dāng)優(yōu)選不在包含高濃度鎂的工藝用水中進(jìn)行PH的更改。不含鎂不僅從 鎳精礦產(chǎn)物污染的觀點(diǎn)出發(fā)是重要的，而且由于其影響PH調(diào)節(jié)期間石灰(Ca(OH)2)和氫氧 化鈉的消耗，不含鎂也是重要的。(ii)固液分離-對于每一礦物加工工廠，優(yōu)選應(yīng)當(dāng)最佳地利用可利用的固/液分 離方法(包括增稠劑、CCD和過濾器)，以便從精礦產(chǎn)物中分離并除去已經(jīng)將有機(jī)化合物解 吸附于其中的溶液。(iii)解吸附水的再循環(huán)點(diǎn)-一旦已經(jīng)將有機(jī)化合物解吸附至溶液中并與精礦產(chǎn) 物分離，就應(yīng)當(dāng)將解吸附水適當(dāng)?shù)靥幚?。在這里，主要的考慮是解吸附的有機(jī)化合物是否保 留了作為捕收劑的功能性。既可以將該高PH和較富于有機(jī)物的水處置至尾礦也可以將其 返回礦物加工工廠。如果被返回工廠，可以需要適當(dāng)?shù)腜H調(diào)節(jié)。根據(jù)溶液中有機(jī)化合物的 濃度和性質(zhì)，還可以需要有機(jī)化合物的處理及除去步驟以防止循環(huán)內(nèi)有機(jī)化合物和生物質(zhì) 的增加。這樣的處理步驟可以包括諸如滴濾池的常規(guī)廢水處理體系。(b)熱解吸在將有機(jī)化合物濕化學(xué)解吸附并將有機(jī)化合物與硫化物礦物粒子分離后，可以將 所得精礦產(chǎn)物流7進(jìn)行熱處理，使得使用圖3中所示的礦物加工工廠中的精礦干燥爐17設(shè) 備(或者其它適合的干燥爐或者熱解吸和熱破壞設(shè)備-未顯示)以將殘余的有機(jī)化合物熱 解吸附。在濕化學(xué)解吸附和分離后再使用干燥以除去殘余有機(jī)化合物意味著來自干燥爐 煙道的揮發(fā)性排放物會(huì)減少。因此，不應(yīng)當(dāng)阻礙煙道排放。相反，由于基于溶液的有機(jī)物的 減弱，煙道中的有機(jī)化合物應(yīng)當(dāng)減少。熱解吸額外的優(yōu)點(diǎn)如下(i)滅菌-熱解吸能夠破壞與精礦結(jié)合的大多數(shù)細(xì)菌并且可以被認(rèn)為是精礦的滅 菌。由于細(xì)菌對礦物料堆中氣味產(chǎn)生的潛在作用，這是有益的。(ii)地點(diǎn)差異-由于不同地點(diǎn)用于有機(jī)化合物的濕化學(xué)解吸附和分離的設(shè)備不 同的事實(shí)，基于溶液的有機(jī)物減弱的效率可以是地點(diǎn)特異性的。為此，在具有較低濕化學(xué)有 機(jī)物去除能力的地點(diǎn)，熱解吸可能更重要。然而，在任何地點(diǎn)，一旦實(shí)施，就應(yīng)當(dāng)評估濕化學(xué) 解吸附和分離的效果，然后對其它加工方案作出決定。(iii)再濕潤-熱解吸后，可能需要將精礦再濕潤至相關(guān)的適運(yùn)水分限量?？梢允褂眠€允許將添加劑與精礦共混的再濕潤混合器。適合的再濕潤混合器可以為捏和碾磨機(jī)、 漿式混合機(jī)或螺條混合機(jī)。(c)預(yù)防性添加劑如在圖3中所例示的那樣，本發(fā)明優(yōu)選的氣味減輕策略的第三組成部分為使用預(yù) 防性添加劑。使用添加劑的基本原理是在存在或無意中再次引入痕量殘余有機(jī)化合物的情況 下，防止可以引起氣味產(chǎn)生的情況發(fā)生。特別地，可以選擇添加劑以防止以下任何一種或多種(a)降低pH至低于9，(b) 厭氧(低氧化還原電位)環(huán)境，以及(c)精礦料堆的溫度升高。實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的添加劑包括以下添加劑(i)石灰Ca(OH)2-添加石灰(至靶pH為11)具有許多預(yù)防作用。根據(jù)具體的精 礦，石灰添加速率可以為4kg每噸至7kg每噸。石灰處理將防止低pH的情況，申請人已知 所述低PH的情況促使氣味的產(chǎn)生。此外，在高pH下，礦物硫化物的氧化被抑制，因此還防 止產(chǎn)生熱。這相應(yīng)地還防止料堆溫度的升高并因此消除氣味產(chǎn)生的熱機(jī)理。最后，高pH還 可以抑制在大于10的pH水平下被嚴(yán)重地抑制的微生物的活性，并因此消除氣味產(chǎn)生的細(xì) 菌途徑。(ii)硝酸鹽-添加硝酸鹽(如硝酸鈉或硝酸鈣)可以緩沖氧化還原電位并防止料 堆環(huán)境變成還原性。這相應(yīng)地可以防止氣味產(chǎn)生的厭氧機(jī)理。在高PH下硝酸鹽是可溶解 的并且具有額外的優(yōu)勢，即如果發(fā)生的話，其作為電子受體(即還原為N2)的用途可以導(dǎo)致 酸的消耗-由此還作為反應(yīng)的pH緩沖劑。基于500g每噸的殘余有機(jī)化合物濃度，建議的 硝酸鹽的添加速率為2. 5kg每噸(如果添加硝酸鈉)。作為NaNO3添加硝酸鹽的預(yù)計(jì)成本 為 $1. 8每噸精礦。由于其溶解度、低成本以及在環(huán)境條件下不以能夠刺激堆內(nèi)硫化物氧 化(隨后導(dǎo)致對PH和溫度的有害影響)的方式提供氧的事實(shí)，相對于諸如過氧化鈣(CaO2) 的其它氧化劑，優(yōu)選硝酸鹽。在再濕潤期間(在經(jīng)干燥爐處理精礦的情況下)或在礦物加工工廠循環(huán)中(即在 過濾原料槽中或至濾液洗滌水中，在不是經(jīng)干燥爐處理精礦的情況下)都能夠添加這兩種 添加劑。對于礦物加工工廠循環(huán)，將需要評估這樣的添加對于整個(gè)工藝效率的影響。類似 地，將需要明確地考慮添加劑對于熔煉爐運(yùn)行的影響。除了石灰和硝酸鹽以外，還可以考慮使用許多其它的添加劑。這些添加劑包括以 下的添加劑(i)鉬酸鹽-在還原的條件下，鉬酸鹽可以抑制廣泛的微生物活性。不像大多數(shù)其 它的金屬，在高PH下，鉬酸鹽是可溶解的?？梢詫f酸鹽應(yīng)用于其中懷疑硫酸鹽還原條件 引起氣味的加工循環(huán)中，或可以將鉬酸鹽添加至精礦產(chǎn)物中。(ii)螯合的三價(jià)鐵-螯合的三價(jià)鐵(具體地為BASF，s Trilon SFC 50)是液體產(chǎn) 品，并且允許三價(jià)鐵保持可溶性，并且在高達(dá)13的pH水平下，保持作為氧化劑的活性。在高 PH洗滌液體中將該產(chǎn)品用作洗滌劑以從氣流中除去H2S (將H2S氧化為元素硫)。可以在礦 物加工工廠循環(huán)中使用該產(chǎn)品以防止溶液環(huán)境變得更具還原性(即氧化還原電位緩沖性) 并在產(chǎn)生還原的硫化合物的地方與它們反應(yīng)。還可以將其用在用于干燥爐煙道氣的高pH氣體洗滌溶液中或在精礦中用作添加劑以防止在料堆中發(fā)生低氧化還原電位的情況。(iii)活性炭-可以在再濕潤混合期間添加活性炭。可以在選擇最適合的混合設(shè) 備時(shí)為這樣的添加作準(zhǔn)備。在礦物料堆中產(chǎn)生有氣味的VOCS化合物的情況下，活性炭的作 用是吸附它們，由此防止它們逃逸至大氣中。預(yù)期5kg每噸的施加速率是充分的。這應(yīng)當(dāng) 被視為緊急措施并且不建議作為首要的減輕方法。但是，對于將防止氣味產(chǎn)生的減輕措施 列為優(yōu)先，其可以是適當(dāng)?shù)?。除了所有上述考慮，相關(guān)評論是在礦物加工工廠中，不同形式的有機(jī)碳的濃度的 常規(guī)監(jiān)測目前沒有進(jìn)行并且是期望的。沒有這樣的監(jiān)測，則精礦產(chǎn)物中的有機(jī)化合物負(fù)荷 未進(jìn)行量化，并且潛在的產(chǎn)生氣味的傾向是未知的。因此，在礦物加工工廠和精礦產(chǎn)物中， 有機(jī)化合物(所有形式)的定量和監(jiān)測均是本發(fā)明氣味減輕策略的優(yōu)選要素。這樣的信息 可以允許評估涉及與精礦結(jié)合的有機(jī)負(fù)荷的氣味產(chǎn)生傾向。此外，可以定期評估降低精礦 產(chǎn)物中有機(jī)負(fù)荷的措施的有效性。推薦以下三種分析方式。這不是分析測量的窮盡性清單，而是集中在具有實(shí)際操 作價(jià)值的關(guān)鍵參數(shù)上。1.精礦產(chǎn)物中的有機(jī)負(fù)荷-可以提供將允許確定精礦中總有機(jī)化合物濃度的分 析方法。該方法可以是通過溶劑從精礦中提取總有機(jī)物并隨后量化的技術(shù)。這些分析可以 允許在循環(huán)中有機(jī)化合物解吸附步驟之前和之后以及在最終的精礦產(chǎn)物中監(jiān)測有機(jī)化合 物負(fù)荷。在不斷進(jìn)行的基礎(chǔ)上，該信息對于確定濕化學(xué)有機(jī)物減弱方法的有效性以及與精 礦產(chǎn)物相關(guān)的有機(jī)物傾向是關(guān)鍵的。2.氧化還原電位-可以用標(biāo)準(zhǔn)探針容易地進(jìn)行氧化還原電位的測量。該測量可以 預(yù)示在諸如泡沫浮選漿液的工廠漿液中還原條件可以發(fā)生的程度。該測量可以預(yù)示加工循 環(huán)中有機(jī)物減弱的有效性。3.氣味產(chǎn)生-可以通過無氣味，具體地是潮濕的輸出的精礦產(chǎn)物的無氣味，來評 估諸如上述策略的氣味減輕策略的效果。在圖4中圖示了由適當(dāng)?shù)暮喖s實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的方法 學(xué)的一實(shí)例?？梢詫⒊睗竦木V39 (處理前和處理后進(jìn)行比較)放入容器41中，并置于容 器底部的玻璃球41的層的頂部，并使其處于已知的引起氣味產(chǎn)生的條件下?？梢酝ㄟ^將容 器置于70°C水浴中，其中使氮?dú)饩徛赝ㄟ^精礦39吹掃以將氣體收集至氣體收集容器中 (未顯示)，來模擬產(chǎn)生氣味的與溫度相關(guān)的機(jī)理。類似地，可以通過強(qiáng)加還原條件來模擬 引起氣味的還原條件的機(jī)理?？梢詫悠繁３衷谑覝叵拢玫?dú)鉀_洗。一周后，可以將樣品 用氮?dú)鉀_洗并將氣體捕獲?？梢詫⑹占臍怏w樣品遞交至嗅辨員以進(jìn)行公認(rèn)的評估。嗅辨 員是受控的并且具有校準(zhǔn)的人類嗅覺的人員。該信息可以用作氣味減輕策略的證據(jù)并可以 按要求重復(fù)。在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以對如上所述的本發(fā)明進(jìn)行多種修 飾。
權(quán)利要求
1.用于生產(chǎn)精礦產(chǎn)物的方法，所述精礦產(chǎn)物為至少基本上無氣味的產(chǎn)物，所述方法包 括以下加工方案中的任何一種或多于一種(a)通過處理包含漂浮的礦物粒子的泡沫產(chǎn)物漿液以從所述礦物粒子中除去有機(jī)化合 物來除去有機(jī)物，并由此促進(jìn)形成具有低有機(jī)化合物負(fù)荷的所述礦物粒子的精礦；(b)通過熱處理除去有機(jī)物；以及(c)添加化學(xué)品以防止精礦中的殘余有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化為有氣味的化合物，特別是在將 所述精礦堆放或運(yùn)輸時(shí)。
2.用于由開采的材料生產(chǎn)精礦的方法，其包括(a)使所選擇的礦物粒子自所述開采的材料的漿液中漂浮，并形成包含漂浮的所述礦 物粒子的泡沫產(chǎn)物漿液形式的潮濕精礦，所述漂浮步驟包括向所述開采的材料的漿液中添 加有機(jī)化合物形式的捕收劑，所述捕收劑吸附于所選擇的礦物粒子上并促進(jìn)所述礦物粒子 的漂浮，以及(b)處理包含漂浮的所述礦物粒子的所述泡沫產(chǎn)物漿液以從所述礦物粒子中除去所述 有機(jī)化合物，并由此促進(jìn)形成具有低有機(jī)化合物負(fù)荷的所述礦物粒子的精礦。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中處理步驟(b)通過破壞所述有機(jī)化合物來除去所述 有機(jī)化合物。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其包括將所述礦物粒子從所述泡沫產(chǎn)物漿液中分離，分 離的所述礦物粒子形成具有低有機(jī)化合物負(fù)荷的所述精礦。
5.如權(quán)利要求2至4中任一權(quán)利要求所述的方法，其中處理步驟(b)包括將所述有機(jī) 化合物氧化。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述處理步驟(b)包括向漿液中供給SO2和空氣以 將所述有機(jī)化合物氧化。
7.如權(quán)利要求2至4中任一權(quán)利要求所述的方法，其中處理步驟(b)通過將所述有機(jī) 化合物從所述礦物粒子中解吸附來除去所述有機(jī)化合物。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其包括將所述礦物粒子從所述泡沫產(chǎn)物漿液(和解吸 附的所述有機(jī)化合物)中分離，分離的所述礦物粒子形成具有低有機(jī)化合物負(fù)荷的所述精 礦。
9.如權(quán)利要求7或權(quán)利要求8所述的方法，其中如果沒有由于所述處理步驟(b)對作 為捕收劑的化合物的功能性產(chǎn)生不利影響而導(dǎo)致所述有機(jī)化合物發(fā)生化學(xué)變化時(shí)，所述方 法包括在所述漂浮步驟中再次使用分離的所述有機(jī)化合物。
10.如權(quán)利要求7至9中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述處理步驟(b)包括堿解 吸附步驟，所述堿解吸附步驟包括增加包含漂浮的所述礦物粒子的所述泡沫產(chǎn)物漿液的PH 以弓I起所述有機(jī)化合物從所述礦物粒子中解吸附。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其包括增加包含漂浮的硫化鎳粒子的所述泡沫產(chǎn)物漿 液的PH至至少PH 10并優(yōu)選PH 11-12，以引起黃原酸鹽捕收劑形式的所述有機(jī)化合物從硫 化鎳粒子中解吸附。
12.如權(quán)利要求10或權(quán)利要求11所述的方法，其中所述堿解吸附步驟包括加熱包含漂 浮的硫化鎳粒子的所述泡沫產(chǎn)物漿液。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中當(dāng)所述有機(jī)化合物為黃原酸鹽捕收劑時(shí)，所述堿解吸附步驟包括將包含漂浮的硫化鎳粒子的所述泡沫產(chǎn)物漿液加熱至至少50°C的溫度。
14.如權(quán)利要求12或權(quán)利要求13所述的方法，其中當(dāng)所述有機(jī)化合物為黃原酸鹽捕收 劑時(shí)，所述堿處理步驟包括保持包含漂浮的所述礦物粒子的所述泡沫產(chǎn)物漿液的H1低于 二黃原酸的形成電位以促進(jìn)所述有機(jī)化合物從所述礦物粒子中解吸附。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其包括通過添加諸如連二亞硫酸鹽或硫化鈉或硫化銨 的適合的還原劑來保持所述肪低于二黃原酸的形成電位。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其包括通過添加氧化劑來降低所述黃原酸鹽捕收劑的 濃度，所述氧化劑包括三價(jià)鐵(或螯合的三價(jià)鐵)、卡羅酸、高錳酸鹽、過氧化氫、臭氧、次氯 酸鹽、氯氣或已知為強(qiáng)氧化劑的任何其它化合物中的任何一種或多種。
17.如權(quán)利要求7至9中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述處理步驟(b)包括加熱包 含漂浮的所述礦物粒子的所述泡沫產(chǎn)物漿液以引起所述有機(jī)化合物從所述礦物粒子中解 吸附。
全文摘要
用于生產(chǎn)精礦產(chǎn)物的方法，所述精礦產(chǎn)物為至少基本上無氣味的產(chǎn)物，所述方法包括以下的任何一種或多于一種(a)通過以下方法去除有機(jī)物(i)處理包含漂浮的礦物粒子的泡沫產(chǎn)物漿液以從礦物粒子中除去有機(jī)化合物，和/或(ii)熱處理，以及(b)添加化學(xué)品以防止精礦中殘余的有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化為有氣味的化合物，特別是在將精礦堆放或運(yùn)輸時(shí)。
文檔編號B03D1/08GK102056672SQ200980120825
公開日2011年5月11日 申請日期2009年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月4日
發(fā)明者克里斯·杜珀萊希斯, 戈奧弗里·大衛(wèi)·西尼爾 申請人:Bhp比利通Ssm開發(fā)有限公司