CN105492120A - 用于高效地从尾矿中回收钻石、黄金的规程 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通过重力分离从低等级(low-grade)浆体中捕获有价值矿物。浆体中的液体对固体的比例会影响捕获效率，并且理想的液体/固体比例是使得捕获效率处于最大值的比例。所述理想比例对于不同的颗粒尺寸是不同的。所述规程包括对浆体进行除水，通过颗粒尺寸对干颗粒进行划分，以及把几个经过尺寸划分的干流馈送到对应的捕获站。在每一个干流进入其对应的捕获站之前，把一定数量的补给水添加到干流中，从而把液体/固体比例提升到对应于该颗粒尺寸的理想比例。所述规程使得可以简单地提供对于液体/固体比例的准确测量和准确控制。

Description

用于高效地从尾矿中回收钻石、黄金的规程

本技术涉及从来源浆体中回收冲积砂金和钻石。所述浆体可以从已经通过挖泥机(suctiondredge)或水力冲挖(hydraulicking)开采的砂积矿石(placerore)得到，或者从来自先前的采矿操作的尾矿(tailing)得到所述浆体。通常来说，来源浆体包含砾石、沙土、淤泥、水泥状红土材料、粘土。这些术语指的是浆体中的固体颗粒的尺寸，并且浆体可以包含可以被称作“石块”、“岩石”等等的更大的颗粒。

这样的浆体的一项一般特性是浆体中的水和固体的比例在浆体的不同部分中有很大的变化，并且颗粒的尺寸以及颗粒的尺寸的混合也在浆体的不同部分中有很大的变化。浆体的液体成分应当足够稀释，以便简化固体成分到处理工厂的运输，而不会在运输期间发生沉淀。

浆体中的水与固体的比例的不规则变化降低了重力处理技术的有效性以及从该浆体中回收黄金和钻石的有效性。当浆体的液体-固体比例处于最优水平时，可以从浆体中捕获有价值矿物(例如黄金、钻石、铂族矿物)的小颗粒的效率得以提高。也就是说：当液体-固体比例对于特定捕获站处于最优水平时，与液体-固体比例不处于最优水平时的情况相比，逃脱捕获的颗粒更少。(浆体的“液体对固体比例”常常被称作浆体的“密度”。)

液体-固体比例的最优水平取决于捕获站处的特定装备，并且还取决于浆体中的颗粒的尺寸。因此，用于从主要具有砾石尺寸的颗粒的浆体中高效地捕获有价值矿物的晶粒的最优液体-固体比例与用于从主要具有卵石尺寸的颗粒中捕获晶粒的最优比例可能显著不同。

可以通过重力处理从浆体中捕获黄金和钻石的效率可能会受到液体-固体比例的变化、粘土含量、馈送速率的激增以及其他因素的影响。

冲积处理工厂通常不具有用于崩解(disaggregation)的装备，并且无法处理水泥状红土矿石材料。优选的是，在新的技术中，进给的含水浆体经过用于崩解水泥状红土材料的装备。

一种用于处理矿石馈送以便回收纯金(finegold)的传统技术是通过在所述处理开始时稳定浆体密度。这涉及到把所挖掘出的浆体(通过尺寸分类装备)发送到充当贮存库的大型浆体储存罐。随后从所述储存罐的底部泵浦出沉积物，从而产生具有恒定密度的浆体。通常从该储存罐的顶部倒出过多的水。

这些储存罐通常大而重，并且需要高压喉管(venturi)***(其使用高压水来运输浆体)或者浆体处理泵浦来提取以及把浆体移动到所述处理的其他部分。所产生的浆体通常具有稳定的固体对液体比例。

这些传统的处理在被应用于小型挖掘采矿(dredgemining)操作(500立方米/小时以下)时存在限制。在每一项单元处理开始时，作为馈送准备的一部分需要浆体储存罐。在重力和离心处理装备的情况下，为了高效地进行后续的捕获处理必须小心地控制浆体密度。在其中提供电子控制和主动反馈处理是经济的做法的大型操作中可以这样做，但是在小型采矿操作中则无法这样做。

通常来说，在传统的有价值矿物捕获工厂中，进给的含水浆体在所有处理操作中都保持作为含水浆体。本发明的技术则基本上是对浆体进行除水并且随后再注水。这样就允许准确地确定和控制再注水的浆体的液体-固体比例。因此，在已经基于颗粒尺寸把浆体划分成几个流的情况下，所述技术允许对于每一个流准确地优化液体-固体比例。这样所得到的改进的捕获效率可以大大有益于捕获操作的经济性。

所述新的技术旨在提供一种用于确保浆体在被传递到价值捕获站中并且经过价值捕获站时处于其最优液体-固体比例的成本有效的规程时，尽管进给的含水浆体在其密度(即其液体-固体比例)、粒度测定、粘土含量等方面是高度可变的。

所述新的规程涉及增加水的处理，从而可能使得所述技术在更大型的冲积工厂和操作中是不经济的，因此其优选的领域是在每小时处理500立方米以下的含水浆体的更小规模的工厂和操作中。

附图列表

图1是其中对包含有价值矿物的含水浆体进行处理以便捕获这些矿物的基本装置和操作的示意图。

图2是更加详尽的装置的类似图示。

图3是示出了更多细节的图2的装置的一部分的详细描绘。

在图1中，构成总体处理站20的组件本身属于传统的结构和操作，并且将不被详细描述。但是所述传统组件的设置以及其间的交互是新的，并且这一新的设置给出了这里所描述的有益的技术效果。

在图1所适用的操作中，进给的含水浆体21可以被如下表征。在一个实例中，仅有浆体21中的少数固体颗粒具有大于例如12毫米的直径。这种情况可能在现场处自然出现的(大多数)颗粒小于12mm时发生。

含水浆体21是悬浮在水中的固体颗粒的混合物。含水浆体21中的充裕的水的存在意味着可以简单地通过重力来运输含水浆体，也就是说水通过重力(不需要动力)流过洗矿槽(launder)、溜槽(trough)、管道等等，并且固体与水一同被载送。已被除水的浆体(这里称作干浆体)通常必须通过动力输送机、动力泵等等来运输。

在本上下文中，“含水”意味着浆体21的液体-固体比例的含水量高于百分之五十液体(以重量计)。

有可能的情况是，进给的含水浆体21中的颗粒在颗粒尺寸方面完全不是均匀的。一般来说，颗粒的尺寸例如可以被归类成：沙土-砾石-卵石-石块-岩石-巨砾。这些词并不把特定的颗粒尺寸定义成数值测量，而是表明尺寸的相对分级结构，也就是说砾石颗粒小于卵石，并且石块小于岩石。后面是可以被如下描述的颗粒尺寸数字的分级结构的一个实例：沙土，2mm以下；砾石，2到6mm；卵石，6到12mm；石块，12到19mm；岩石，19到32mm；巨砾，超过32mm。在给出这一数字分级结构的情况下，在图1的工厂/操作中，含水浆体21中的大于卵石的颗粒的比例将是相对较小的。

进给的含水浆体21被馈送到沙土湿划分器(sand-wet-divider)中，其在本例中包括滚筒筛(trommel)24的沙土孔径25。沙土孔径允许(在示例性的本例中)小于2毫米直径的沙土颗粒经过滚筒筛24的壁面。此外，存在于含水浆体21中的松散水(loosewater)经过沙土孔径25流出滚筒筛xx。因此，所得到的沙土湿流26是沙土和更小的颗粒连同(几乎)所有松散水和一部分紧密水(tight-water)的混合物。

在沙土湿流26经过滚筒筛24的沙土孔径25流出之后，大于2毫米的颗粒(即砾石、卵石等)保留在滚筒筛24的内部。包括保留在滚筒筛24内部的这些砾石加(gravel-plus)颗粒的浆体因此被除水，也就是干浆体。砾石加干流27包含很少或者不包含松散水，并且包含很少或者不包含小于由滚筒筛24的壁面中的砾石孔径28所确定的尺寸的颗粒。

这里所使用的术语“松散水”是可以很容易与进给的含水浆体21的固体分离或者已经很容易地分离的水。含水浆体21的剩余的水成分是“紧密水”，也就是更加牢固地附着到固体上的水，其例如通过毛细管作用、表面张力或者通过其他方式粘附，并且抗拒与固体颗粒分离。

在本发明的技术所涉及的各种浆体中，含水浆体21的水成分通常是例如85％松散水和15％紧密水。可以预期的是，所述比例对于不同的位置将是不同的，并且可能会随着时间变化。

在一种典型的情况中，含水浆体21的液体-固体比例是60％液体(以重量计)。因此，10吨含水浆体包括4吨固体、5吨松散水以及1吨(难以移除的)紧密水。在除水之后，10吨含水浆体当中的5吨松散水被去除，并且剩余的干浆体包括粘附有1吨紧密水的4吨固体。

在本发明的技术中，通常仅从含水浆体中移除松散水，并且不尝试把紧密水与固体分离。也就是说：在整个处理过程中，紧密水都作为干流的一个组成部分与固体保持在一起。可以提到的是，经过除水的5吨干流(固体加紧密水)的体积仅仅是含水浆体21的体积的大约三分之一。

通过把含水浆体21传递到沙土湿划分器(其是沙土孔径25)中并且经过沙土湿划分器而产生沙土湿流26，其包括较小的颗粒连同已与浆体分离的所有松散水。此外还产生砾石加干流27，其包括粘附有紧密水的更大颗粒(即大于沙土的颗粒)。仅有可忽略的松散水残留物应当被遗留在所述干流中——也就是从所述新技术的角度来看是可忽略并且不重要的。

砾石加干流27包括更大(超出2mm)的颗粒并且基本上不包括松散水，其继续经过滚筒筛24去到滚筒筛24的砾石干划分器。在这里，砾石加干流27的干颗粒遇到砾石孔径28，其允许小于例如6mm的颗粒流出滚筒筛24并且进入砾石干流30。

在从滚筒筛24出现之后，沙土湿流26(即包括2mm以下(或者小于2mm)固体颗粒连同所有水的流)传递到水分离器31。水分离器31把沙土湿流26分离成松散水流32和沙土干流34。松散水流32传递到水分配器35，而沙土干流34则传递到沙土捕获站36中。沙土捕获站36是最终从沙土流中捕获有价值颗粒(例如钻石、铂族矿物和/或黄金)的地方。

紧接在沙土干流34进入沙土捕获站36之前，沙土干流34经过沙土加水站37。在这里，来自水分配器35的补给沙土水(make-upsand-water)38被添加到沙土干流34中，从而把沙土干流转换成沙土再注水流39。沙土再注水流39经过沙土捕获站36，并且在其中被处理。

操作员应当确保被添加到沙土干流34中的补给沙土水38的数量会把沙土再注水流39的密度(即液体/固体比例)提升到其最优水平。所述最优比例是存在于沙土再注水流39中的使得沙土捕获站36从沙土再注水流39中捕获有价值矿物的效率最大化的比例。

保留在滚筒筛24中的经过除水的砾石加干流27从沙土湿划分器(在本例中是沙土孔径25)传递到同样是滚筒筛24的一个组件的砾石干划分器(在本例中是砾石孔径28)中。砾石孔径28允许(在本例中)小于6毫米直径的砾石颗粒穿过滚筒筛24的壁面。因此，在经过砾石干划分器之后，砾石加干流27被划分成砾石干流30和卵石加干流40。

砾石干流30传递到砾石捕获站41中。砾石捕获站41是最终从砾石流中捕获有价值颗粒的地方。没能穿过砾石孔径28的来自砾石加干流27中的颗粒从砾石干划分器传递出去(也就是从滚筒筛24的末端传递出去)。砾石加干流27包括卵石以及存在于浆体21中的更大尺寸的颗粒。在图1的操作中，这些更大的颗粒被认为不值得对其进行处理以回收有价值矿物，并且作为尾矿被丢弃。

紧接在砾石干流30进入砾石捕获站41之前，砾石干流经过砾石加水站42。在这里，来自水分配器35的补给砾石水(make-upgravel-water)43被添加到砾石干流30中，从而把砾石干流转换成砾石再注水流45。砾石再注水流45经过砾石捕获站41，并且在其中被处理。

操作员应当确保被添加到砾石干流30中的补给砾石水43的数量会把砾石再注水流45的液体/固体比例提升到其最优水平。所述最优比例是存在于砾石再注水流45中的使得砾石捕获站41从砾石再注水流45中捕获有价值矿物的效率最大化的比例。

沙土再注水流39和砾石再注水流45现在处于其对应的最优比例，所述两个流经过其对应的捕获站36、41被处理，其中发生从所述流中捕获有价值矿物。

在图1的工厂中，在两个步骤中实现对于含水浆体的除水。首先，作为沙土湿流26的一个组成部分，由于松散水经过沙土孔径25流出滚筒筛24的事实，从进给的含水浆体21中移除松散水。因此，产生砾石加干流27的除水步骤在沙土孔径25中发生。

第二除水步骤用来从沙土湿流26中移除松散水，从而产生沙土干流34。这是在水分离器31中进行的。在这里，通常首先例如通过传统的水力旋流处理(hydrocycloning)从沙土湿流26中移除非常细小的颗粒(例如小于40微米)。小于40微米的颗粒包括粘土和淤泥颗粒，其如果被留在水中的话将会或者可能会堵塞捕获装备。这些细小颗粒被丢弃到尾矿池。当然，小于40微米的黄金或钻石的微粒将与粘土颗粒一起被丢弃，但是提供用于捕获这样小的微粒的操作通常不是经济的做法。

经过水力旋流处理的沙土湿流现在仅包括尺寸在40微米到2mm之间的颗粒。这一尺寸范围有限的沙土湿流现在在水分离器31中被除水，这例如是通过使用传统的高频振动筛而实现的。松散水被分离出去，从而产生沙土干流34。所分离出的松散水流32被输送到水分配器35。

沙土干流34包括40微米到2mm的固体颗粒连同与之粘附的紧密水。沙土干流34被输送到沙土捕获站36，并且紧接在进入沙土捕获站36之前经过沙土加水站37，其中添加来自水分配器35的补给沙土水38，以便把沙土再注水流39的密度提升到沙土最优密度。

在图2中通过图形方式描绘出的处理工厂46是用于在进给的含水浆体21中的颗粒尺寸的范围更广时使用，并且在浆体中存在沙土、砾石、卵石、石块、岩石、巨砾当中的每一种的可观成分。

图2的站中的捕获操作与图1中基本上相同，其不同之处在于进给的浆体被划分成六个干流46，而不是图1的两个干流30、34。这些干流是沙土干流46S、砾石干流46G、卵石干流46P、石块干流46S、岩石干流46R以及巨砾干流46B。其中五个干流46(除了巨砾干流46B之外)馈送到五个对应的捕获站47S、47G、47P、47N、47R。

把浆体划分成六个不同的颗粒尺寸类别的动机是改进可以从浆体中捕获有价值矿物的效率。为每一个尺寸类别提供其自身的组件及其自身的捕获站。

所述几个颗粒尺寸类别具有不同的液体-固体比例作为其对应的最优比例。通过对浆体进行除水以及对干流46进行划分，并且随后在捕获处理之前对各个仍然分离的干流单独进行再注水，提供了一种准确地控制进入并且经过对应的捕获站47的几个再注水流中的液体-固体比例的简单方式。不需要精密的感测和控制装备，并且所述工厂可以按照设计者所希望的那样由相对未受训练并且技术不足的操作者保持运行。所述新的技术提供了一种简单而不复杂的***，通过所述***可以准确地单独控制几个颗粒流当中的每一个颗粒流中的液体-固体比例。

现在将讨论应当把浆体划分成多少颗粒尺寸类别的问题。

考虑已经具有N个已分离的颗粒尺寸类别的特定处理工厂，并且出现是否要包括更多一项划分的问题，从而使得处理站现在包括N+1个尺寸类别以及N+1个捕获站。这一问题将被如下解决：

(A)在所述特定工厂中，由现有的捕获站应对的其中一个尺寸范围例如是12mm到30mm，并且问题在于是否要添加额外的划分器以及额外的捕获站。这样做将允许例如对应于12到19mm的颗粒尺寸范围的液体-固体比例不同于对应于19到30mm范围内的颗粒的液体-固体比例。

(B)***工程师确定添加和操作额外的划分器和捕获站以及相关联的组件的成本。

(C)***工程师确定例如对应于12到19mm的颗粒范围的最优液体-固体比例，以及对应于19到30mm的颗粒范围的最优液体-固体比例。这例如是通过利用正被处理的实际浆体进行实验室实验和评估而实现的。

(D)在给定正在工厂中/由工厂处理的实际浆体的情况下，***工程师确定有价值矿物的可能捕获率。***工程师(a)确定在现有的最佳折中液体-固体比例下操作的应对整个12到30mm的颗粒范围的现有的单一捕获站的捕获率，并且(b)在两个分开的捕获站当中的每一个操作在其对应的最优液体/固体比例下时确定可以被归因于所述两个分开的捕获站的两个捕获率，并且(c)其把所述两种情况进行比较。

(E)基于改进后的回收的增益是否超出添加的成本决定是否要添加新的流和新的捕获站。

在图2的工厂的情况下，确定在不同尺寸类别的最优液体-固体比例之间存在足够的差异，从而使得把浆体划分成六个流(以及五个捕获站)在商业上是值得的。因此，从把浆体划分成六个流所得到的捕获效率的改进超出了为所述划分所付出的成本。

存在回报减少效应，这是在于添加另外的划分将仅在捕获效率方面产生边际改进。还有一点是随着对应的最优液体-固体比例中的差异变得更小，会出现是否能够以所要求的准确度来提供和控制所述比例的问题。因此，仅有的有意义的做法是把浆体划分成两个子流，并且其中在所述两个子流之间的最优比例之间存在显著的差异。

在图2所表示的示例性装置中，用于使得五个捕获站当中的每一个捕获站中的捕获效率最大化的液体-固体的最优比例被如下确定：

沙土(2mm以下)：75/25(液体在前)；

砾石(2到6mm)：60/40；

卵石(6到12mm)：70/30；

石块(12到19mm)：80/20；

岩石(19到32mm)：80/20。

在图2的工厂中，在“巨砾”尺寸类别(32mm以上)方面没有提供捕获站，并且没有尝试从该类别中回收有价值矿物。

在图2中提供了两个滚筒筛。进给的含水浆体21首先经过粗滚筒筛48。在这里，含水浆体21遇到石块孔径49N，其允许小于19mm直径的颗粒连同包含在浆体中的松散水传递到滚筒筛的外部。石块湿流50N传递到细滚筒筛51中并且经过细滚筒筛51。

优选的是提供两个滚筒筛48、51，这是因为构成较小的沙土孔径49S的细网格在物理上较为脆弱，并且可能会被更大的岩石和巨砾损坏。在图2中，在浆体到达脆弱的沙土孔径49S之前，岩石和巨砾被滤除。

岩石加干流46R+46B中的岩石和巨砾保留在粗滚筒筛48中。岩石干划分器(其具有粗滚筒筛48的壁面中的岩石孔径49R的形式)把岩石加干流46R+46B划分成岩石干流46R和巨砾干流46B。

石块湿流50T进入细滚筒筛51，并且遇到具有沙土孔径49S的形式的沙土湿划分器。所得到的沙土湿流50S传递到水分离器31，并且砾石加干流保留在细滚筒筛51中，正如关于图1所描述的那样。

在水分离器31中，沙土湿流50S中的松散水32被分离出去，并且被传导到水分配器52。现在从沙土湿流50S分离出的沙土干流46S从水分离器31传递到沙土捕获站47S。

同样地，在进入沙土捕获站47S之前，沙土干流46S经过沙土加水站53S，其中来自水分配器52的补给沙土水56S被添加到沙土干流46S中，从而将其转换成沙土再注水流54S。沙土再注水流54S中的实际固体/液体比例应当是先前确定的最优比例，也就是使得从沙土再注水流54S中捕获有价值矿物的效率最大化的最优比例。

在经过岩石加水站53R时利用来自水分配器52的岩石水56R再注水之后，岩石干流46R传递到岩石捕获站47R。巨砾干流46B直接例如被丢弃到尾矿。

保留在细滚筒筛51中的砾石加干流遇到具有细滚筒筛51的壁面中的砾石孔径49G的形式的砾石干划分器。在经过砾石加水站53G时利用来自水分配器52的砾石水56G再注水之后，所得到的砾石干流46G传递到砾石捕获站47G。所得到的卵石加干流保留在细滚筒筛51中。

卵石加干流在该处遇到具有卵石孔径49P的形式的卵石干划分器。在经过卵石加水站53P时利用来自水分配器52的卵石水56P再注水之后，所得到的卵石干流46P传递到卵石捕获站47P。所得到的岩石干流46T从细滚筒筛51的末端传递出去。

石块干流46T随后传递到石块捕获站47T；同样地，在进入石块捕获站47T之前，石块干流46T在经过石块加水站53T时利用来自水分配器52的石块水56T被再注水，并且实际从中捕获有价值矿物的石块再注水流54T。

正如前面所提到的那样，所述五个加水站53接收来自水分配器52的补给水。操作员应当确保关于每一个流，在对应的加水站处添加到干流中的水的数量是把液体-固体比例提升到对于相应的其中一个捕获站47所确定的最优比例所需的正确数量。

图3示出了把各个颗粒尺寸的干流46从划分器输送到捕获站的方式的细节。应当理解的是，所描述的并且在图3中描绘出的***存在于图1、2所示的工厂中。在图3中仅示出了砾石和卵石干流46G、46P，但是关于其他干流也提供了所描绘的***。

水分配器52用来为每一个加水站53G、53P提供已从含水浆体21中分离的补给松散水。在单独的砾石水56G和卵石水56P馈送线路中提供砾石和卵石水流控制器62G、62P，从而独立地控制去到每一个加水站53G、53P的水流。也就是说：提供到卵石加水站53P的卵石水56P的流量可以不同于提供到砾石加水站53G的砾石水56G的流量。全部两个水流量都由水流控制器控制。在该例中，水流控制器从共同的水压头(headofwaterpressure)提供，其具有用以调节去到加水站的流量的对应的流动控制阀门。在一种替换方案中，为每一个尺寸类别提供器自身的泵、电动机和泵速度控制器，以用于控制流量。

此外，干流46离开滚筒筛的速率(每小时的吨数)也会有可观的变化。举例来说：可能发生的情况是，在上午，大多数颗粒作为沙土和砾石穿过，但是随后在下午，石块和岩石可能处于主导地位。

可以如下描述将干流46从滚筒筛48、51输送并且运输到其对应的捕获站47的方式。将会描述砾石干流46G，但是(在所示出并且描述的工厂中)所述***对于每一个干流是相同的。

在从砾石孔径49G出现之后，砾石干流46G掉落到具有砾石储箱58G的砾石容器中。随后砾石螺旋输送机59G把砾石干流46G从砾石储箱58G运输到砾石加水站53G。砾石干流在该处被再注水之后，砾石再注水流54G掉落(或者被泵)到砾石捕获站47G中。

可以提到的是，储箱58可以是较小的。这是因为被存储在储箱中的材料不是湿浆体，而仅仅是固体成分(加上紧密水)被存储在储箱中。

砾石螺旋输送机59G由动力砾石输送机电动机60G驱动。砾石电动机速度控制器61G控制砾石输送机电动机60G的速度(并且从而控制砾石干流46G的流量(吨/小时))。同样地，可以在砾石水流控制器62G的控制下改变进入到砾石加水站53G中的砾石水56G的流量。

正如所提到的那样，***工程师已经把砾石水56G的流量设置成与砾石干流46G的流量成比例。为此，砾石电动机速度控制器61G和砾石水流控制器62G连接到协调所述两个流动的砾石计算机63G。(虽然被称作“计算机”，但是其功能几乎不能再简单。)

其目的在于，如果/当砾石干流46G的流量改变时，砾石水56G的流量应当成比例地改变。因为如此，尽管发生了改变和变化，进入砾石捕获站47G的砾石再注水流54G的液体-固体比例总是保持相同，也就是说总是保持最优比例。

提供砾石储箱填充传感器64G以用于感测砾石储箱58G是否变得太满或者不够满，并且该传感器还通过信号将其信息传达到砾石计算机63G，其目的是允许砾石输送机电动机60G的改变速度应对所述过剩或短缺。(正如所描述的那样，设计者设置成当砾石输送机电动机60G的速度改变时，经过砾石水流控制器62G的流量被成比例地调节。)

应当理解的是，砾石干流46G的砾石输送机59G的速度实际上是砾石干颗粒的流量的准确并且一致的度量。因此，可以通过测量和控制对应的输送机的电动机速度来准确地测量和控制对应的干流的流量。

此外***工程师还非常容易使得砾石输送机响应于砾石储箱58G接近变满的加速自动化。这并不要求进行微调：例如速度控制可以是在“快速”与“慢速”之间进行切换的问题。针对砾石输送机59G的速度控制61G甚至可以简单地是开启和关闭输送机(仅有一个速度)的问题。也就是说：当砾石输送机被“开启”时，砾石干流的流量于是总是处于预定水平。如果通过这种方式来控制砾石馈送，则将与仅有一个速度的砾石输送机的开启/关闭一同开启/关闭砾石水流控制器62G。

正如所提到的那样，从含水浆体中高效地捕获有价值矿物的关键是确保被馈送到捕获站中的浆体处于最优液体-固体比例。对于最高效的价值捕获，浆体应当总是被保持在该最优比例——尽管在一段时间内浆体的总体流动会有变化，浆体的粒度测定会有变化，并且进给的浆体的液体对固体比例也会有变化。

同样地，构成最优比例的因素取决于颗粒尺寸，因此砾石最优比例不同于卵石最优比例，并且不同于沙土最优比例。

在没有本发明的技术的情况下，在比例、流量等方面存在进给变化的情况下把浆体的液体对固体比例保持在恒定水平构成了显著的问题。首先是难以测量固体的干流的(不断变化的)流量，特别是难以实时测量。但是本发明的技术或多或少地消除了作为一个问题的测量和控制液体对固体比例的问题。

通过从含水浆体的进给流动中移除所有的松散水可以被视为产生零基线，因此最优液体-固体比例简单地是添加成比例的水流量的问题。

此外，在本发明的技术中，优选地按照这样的方式输送每一个干流，从而使得输送机设备的易于测量的参数(例如输送机电动机的速度)是固体流量的一致可靠地准确的度量。同样地，来自所添加的水的水流控制器的流量是液体流量的一致可靠地准确的度量。通过控制这两个易于控制的参数把固体对液体比例保持在最优水平——并且足够准确地这样做以使得所述技术在商业上是值得的。

应当理解的是，重要的是从含水浆体21中移除基本上所有的松散水。或者相反，重要的是留在干流中的松散水的数量应当是恒定的——并且确保该恒定性的最简单方式总是移除所有的松散水。例如在卵石干流46P的情况下，如果在卵石干流中存在大量残留的松散水，并且特别如果松散水的该残留数量是可变的，则开始出现卵石输送机59P的速度不再是卵石干流46P的流量的准确度量的可能性。

因此，如果干流包含大量可变的松散水，则所添加的卵石水的流量与卵石干流的流量之间的非常简单并且非常准确的对应性将会或者可能会破裂。因此优选的是，***工程师应当确保工厂中的装备能够从干流中移除所有(或者除了少量成分之外的所有)的松散水。

在所描述的实例中，捕获站处的捕获装备和机械是传统的。钻石具有3.52的比重，并且黄金是19.3。作为大多数岩石的一大构成部分的硅石/石英是2.65。在传统上对于黄金通过离心处理并且对于钻石使用钻石跳汰机在捕获站中对有价值矿物进行捕获。同样地，工程师应当按照前面所描述的方式确保经过捕获站47的浆体的液体-固体比例(密度)得到优化。

举例来说，如果沙土捕获站47S已经被设立成用于通过离心处理从沙土再注水流54S中捕获黄金，则应当把沙土再注水流54S馈送经过沙土捕获站47S的最优密度可能将不同于在沙土捕获站47S已经被设立成用于通过钻石跳汰(diamond-jigging)从沙土再注水流54S中捕获钻石的情况下的最优密度。

在一个捕获站47中提供全部两种处理可能是不实际的。然而尽管黄金离心处理将不会捕获钻石颗粒，但是常常可以设置成使得钻石跳汰将捕获黄金颗粒。通常来说，提供旨在捕获小于大约50微米直径的黄金颗粒的处理是不值得的。也就是说：把任何小于50微米的颗粒分类成没有价值的粘土的做法更加经济。通常来说，值得捕获的最小钻石颗粒将是200微米(0.02mm)直径。

这里对于颗粒所应用的术语“直径”并不意味着颗粒是球形的，也不意味着任何特定形状。相反，颗粒的直径是该颗粒可以穿过的薄板中的最小圆孔的直径。

下面给出在本说明书中使用的其中一些术语的定义。

这里的术语“水”指的是浆体的液体组成部分。在这种意义下，“水”例如可能包括水溶液以及除了水之外的其他液体，但是浆体的主要成分实际上是水。

这里的修饰词“小”和“大”本身不表明尺寸，而是具有比较意义；因此“小”颗粒小于“大”颗粒。此外，“小”一词被修饰性地应用于例如捕获站：这并不意味着所述站或流本身是小的，而是意味着所述站被用于从小流中捕获小颗粒。

正如所提到的那样，通过从含水浆体中移除所有的松散水而提供用于添加将获得最优液体-固体比例的正确数量的补给水的零基线。但是如果所述基线不是零松散水而是例如百分之三十松散水，则将会或者可能起到同样的效果，其不同之处在于难以知道所述百分之三十实际上是否百分之三十还是二十或四十。零出于两个原因是优选的：首先，把松散水含量降低到零易于实现并且确保；其次，为了把再注水流从零带到其最优密度而添加的补给水的数量必然总是正的。

因此，优选的是从含水浆体中移除所有的松散水。或者相反，工程师应当确保可能遗留在干浆体中的任何松散水应当是无关紧要的，这意味着任何残留的松散水应当小到足以使得所产生的液体-固体比例足够接近最优比例，从而使得对于有价值矿物的捕获足够高效从而在商业上是值得的。

构成对应于特定工厂和操作的“最优”液体-固体比例的因素不是在参考书中查找数字的问题。最优液体-固体比例取决于将从中捕获有价值矿物的颗粒的尺寸。最优比例例如还取决于捕获站中的装备的特定构造/型号。

正如所提到的那样，即使对于特定的捕获站，当正在馈送捕获站的流是沙土颗粒流时，液体对固体的最优比例也将会或者可能不同于当所述流是砾石颗粒流时的该同一捕获站中的最优比例。所述最优比例在颗粒是卵石时同样是不同的，并且在颗粒是岩石时同样是不同的。

但是仍然应当认识到，一旦对于捕获站处的特定装备以及对于经过捕获站的颗粒尺寸的特定范围确定了特定捕获站中的最优液体-固体比例，所述比例将不太可能发生改变——尽管进给的含水浆体的颗粒尺寸比例和液体-固体比例例如都正在发生改变。

为了确定所述最优比例，工程师进行实验以便对于在工厂和操作中使用的每一个捕获站并且对于被输送到这些捕获站的对应的流中的颗粒的尺寸范围确定产生最大捕获效率的液体-固体比例。

这些实验还可以确定需要保持几个流的密度的准确程度。实施所述实验的目的应当是确定确切的最优液体-固体比例(尽管在实践中可能无法实现确切性)，并且还确定略微(或者显著)偏离该最优值对于捕获效率的影响。作出这些确定的准确性是把获得所述准确性的成本与所述准确性所带来的益处进行比较的结果。

捕获站的功能是通过重力分离把有价值颗粒与无价值颗粒分离，也就是通过利用有价值颗粒比无价值颗粒具有更大密度(即比重)这一事实的处理。本发明的技术适用于其中可以基于颗粒材料的比重分离出有价值颗粒的工厂和操作。

这里所使用的术语“湿划分器”站是被构造成将进给的含水浆体施加到孔径网格的站。湿划分器站把含水浆体划分成湿流和干流。湿流包括含水浆体中的基本上所有的松散水，连同浆体中的小到足以穿过孔径的固体颗粒。干流包括太大以致于无法穿过孔径的固体颗粒。

根据可以穿过孔径的颗粒的尺寸对湿划分器站进行评定：举例来说，沙土湿划分器站使得浆体中的小于2mm直径的颗粒(以及松散水)通过，但是截留大于2mm的颗粒；石块湿划分器站使得浆体中的小于19mm直径的颗粒(以及松散水)通过，但是截留大于19mm的颗粒。被用来对湿浆体进行湿划分的结构例如可以包括传统的滚筒筛等等。

这里所使用的术语“干划分器”站是被构造成把经过除水的浆体(即已经从中移除了所有松散水的浆体)施加到孔径的站。干划分器站把含水浆体划分成小干流和大干流。小干流包括小到足以穿过孔径的固体颗粒，大干流包括没有穿过孔径的固体颗粒。

根据可以穿过孔径的颗粒的尺寸对干划分器站进行评定：举例来说，砾石干划分器站使得小于12mm直径的干颗粒通过，但是拦截大于12mm的颗粒；岩石干划分器站使得小于30mm直径的颗粒通过，但是拦截大于30mm的颗粒。被用来对经过除水的浆体进行干划分的结构例如可以包括传统的滚筒筛等等。滚筒筛可以被配置成在同一结构中包括湿划分器站和干划分器站。

简而言之：湿划分器把湿流划分成湿流和干流；干划分器把干流划分成两个干流。

这里所使用的术语“水分离器”站是被构造成把进给的含水浆体或者把湿流施加到除水结构的站。与湿划分器站一样，水分离器站适于把进给的流(浆体)划分成湿流和干流。但是现在，即使是小颗粒也已经被彻底地从流出的湿流中移除，从而使得保留在湿流中的颗粒的尺寸小到没有价值，或者至少不值得将其与水分离的开销。通常来说，小于大约60微米的黄金颗粒不值得提取。(当然，这一数字会随着黄金的价格改变。)保留在湿流中的大多数颗粒是例如50微米和更小的淤泥和粘土颗粒。***设计者将理解的是，被用来从水中分离出除了最小的颗粒之外的所有颗粒的除水结构例如包括水力旋流器、高频振动筛等等。

在示例性的工厂和操作中，已经通过沙土、砾石、卵石、石块、岩石、巨砾的名称描述了颗粒尺寸的分级结构。已经作为数字值给出了可以对其应用这些术语的颗粒尺寸的具体实例。在所附权利要求书中，通过“小”和“大”之类的词并且更加详细地通过“小”、“中等”、“粗”、“大”之类的词来定义尺寸的基本分级结构。这些词应当被解释成对于“沙土”、“砾石”等名称是一般性的。

已经为附图中的一些组件和特征给出了具有下标字母的附图标记。没有下标的附图标记在这里被用来总体性地或者全体性地表明组件。

这里所寻求的专利保护范围由所附权利要求书限定。在附图中示出并且在这里所描述的设备和规程是作为实例。

在附图中使用的附图标记可以被如下总结：

20——处理站

21——进给的含水浆体

(图1)

24——滚筒筛

25——沙土孔径

26——沙土湿流

27——砾石加干流

28——砾石孔径

30——砾石干流

31——水分离器

32——松散水流

34——沙土干流

35——水分配器

36——沙土捕获站

37——沙土加水站

38——补给沙土水

39——沙土再注水流

40——卵石加干流

41——砾石捕获站

42——砾石加水站

43——补给砾石水

45——砾石再注水流

(图2)

46——六个干流

46S、46G、46P、46T、46R、46B——沙土、砾石、卵石、石块、岩石、巨砾干流

47——五个捕获站

47S、47G、47P、47T、47R、47B——沙土、砾石、卵石、石块、岩石、巨砾捕获站

48——粗滚筒筛

49——滚筒筛壁面中的五个孔径

49S、49G、49P、49T、49R——沙土、砾石、卵石、石块、岩石孔径

50——两个湿流

50T、50S——石块、沙土湿流

51——细滚筒筛

52——水分配器

53——五个加水站

53S、53G、53P、53T、53R——沙土、砾石、卵石、石块、岩石加水站

54——五个再注水流

54S、54G、54P、54T、54R——沙土、砾石、卵石、石块、岩石再注水流

56——五个水流

56S、56G、56P、56T、56R——沙土、砾石、卵石、石块、岩石水

(图3)

58——五个储箱(容器)

58S、58G、58P、58T、58R——沙土、砾石、卵石、石块、岩石储箱

59——五个螺旋输送机

59S、59G、59P、59T、59R——沙土、砾石、卵石、石块、岩石螺旋输送机

60——五个输送机电动机

60S、60G、60P、60T、60R——沙土、砾石、卵石、石块、岩石输送机电动机

61——五个电动机速度控制器

61S、61G、61P、61T、61R——沙土、砾石、卵石、石块、岩石电动机速度控制器

62——五个水流控制器

62S、62G、62P、62T、62R——沙土、砾石、卵石、石块、岩石水流控制器

63——五个计算机

63S、63G、63P、63T、63R——沙土、砾石、卵石、石块、岩石计算机

64——五个储箱填充传感器

64S、64G、64P、64T、64R——沙土、砾石、卵石、石块、岩石储箱填充传感器

Claims (12)

1.用于从含水浆体中回收有价值矿物的规程，其包括：

在含水浆体包括至少50％水的情况下，从浆体中移除基本上所有的松散水；

通过颗粒尺寸把浆体划分成至少两个流，即：

(a)被称作小干流(34)的第一已除水浆体流，其实质上包括较小尺寸的颗粒，以及

(b)被称作大干流(30)的第二已除水浆体流，其实质上包括更大尺寸的颗粒；

提供可操作的小加水站，并且操作所述小加水站来把补给水添加到小干流中，从而使得小干流变成小湿流；

提供可操作的小捕获站(36)；

确定小最优比例，其被定义成存在于传递经过小捕获站的浆体中的使得有价值矿物的捕获效率最大化的固体对液体的比例；

添加一定数量的补给水，从而把小湿流中的固体对液体比例提升到小最优比例；

在添加补给水之后，随后把小湿流传递经过小捕获站；

操作小捕获站以隔离并且收集小的有价值矿物；

提供可操作的大加水站，并且操作所述大加水站来把补给水添加到大干流中，从而使得大干流变成大湿流；

提供可操作的大捕获站(41)；

确定大最优比例，其被定义成存在于传递经过大捕获站的浆体中的使得有价值矿物的捕获效率最大化的固体对液体的比例；

添加一定数量的补给水，从而把大湿流中的固体对液体比例提升到大最优比例；

在添加补给水之后，随后把大湿流传递经过大捕获站；

操作大捕获站以隔离并且收集大的有价值矿物；

并且其中小最优比例不同于大最优比例。

2.如权利要求1所述，其包括使用所分离出的松散水作为补给水(38)或者作为其组成部分。

3.如权利要求2所述，其包括：

提供可操作的水分离器(25，31)，其在***作时并且在接收到湿浆体时适于从中分离出基本上所有的松散水；

提供可操作的小加水站(37)，其在***作时适于接收来自水分离器的松散水并且把所述松散水作为补给水添加到小干流中；

操作水分离器，从而把来自水分离器的松散水传递到小加水站，并且操作小加水站；

提供可操作的大加水站(41)，其在***作时适于接收来自水分离器的松散水并且把所述松散水作为补给水添加到大干流中；

操作水分离器，从而把来自水分离器的松散水传递到大加水站，并且操作大加水站。

4.如权利要求3所述，其包括：

提供水分配器，并且使用所述水分配器来：

(a)接收来自水分离器的松散水；以及

(b)把其中一部分松散水分配到小加水站，并且把一部分分配到大加水站。

5.如权利要求4所述，其包括：

在两个或更多阶段中提供水分离器，也就是或包括粗分离器(49T)和细分离器(49S，31)；

把进给的含水浆体馈送到粗分离器中并且经过粗分离器，从而产生粗湿流(50T)和粗干流；

把粗湿流馈送到细分离器中并且经过细分离器，从而产生细湿流(50S)和细干流(46S)；

把细湿流馈送到水分配器中；

把细干流馈送到小加水站中。

6.如权利要求1所述，其包括：

提供可操作的干划分器(25，31)，其在***作时并且在接收到干浆体时适于把干浆体划分成小干流(34)和大干流(30)；

把小干流馈送到小捕获站中；以及

把大干流馈送到大捕获站中。

7.如权利要求1所述，其包括：

通过颗粒尺寸把浆体划分成至少四个流，即：

(a)小干流(46S)；

(b)中等干流(46G)，其实质上包括具有中等尺寸的颗粒；

(c)粗干流(46P)，其实质上包括具有处于中等到大之间的尺寸的颗粒

(d)大干流(46T)；

提供可操作的中等加水站，并且操作所述中等加水站来把补给水添加到中等干流中，从而使得中等干流变成中等湿流；

提供可操作的中等捕获站；

确定中等最优比例，其被定义成存在于传递经过中等捕获站的浆体中的使得有价值矿物的捕获效率最大化的固体对液体的比例；

添加一定数量的补给水，从而把中等湿流中的固体对液体比例提升到中等最优比例；

在添加补给水之后，随后把中等湿流传递经过中等捕获站；

操作中等捕获站以隔离并且收集中等有价值矿物；

提供可操作的粗加水站，并且操作所述粗加水站来把补给水添加到粗干流中，从而使得粗干流变成粗湿流；

提供可操作的粗捕获站；

确定粗最优比例，其被定义成存在于传递经过粗捕获站的浆体中的使得有价值矿物的捕获效率最大化的固体对液体的比例；

添加一定数量的补给水，从而把粗湿流中的固体对液体比例提升到粗最优比例；

在添加补给水之后，随后把粗湿流传递经过粗捕获站；

操作粗捕获站以隔离并且收集粗的有价值矿物。

8.如权利要求1所述，其包括：

提供可操作的小输送机(59G)，其在***作时适于把小干流馈送到小加水站中并且经过小加水站；

提供可操作的小输送机流控制器，其在***作时适于控制小干流沿着小输送机传递的馈送速率；

提供可操作的小水流控制器，其在***作时适于控制在小加水站处被添加到小干流中的水的流量；

操作小输送机流控制器，从而产生小输送机中的小干流的馈送速率F；

操作小水控制器，以便针对馈送速率F协调水的流量，从而把小固体对液体比例保持在小最优比例；

提供可操作的大输送机(59P)，其在***作时适于把大干流馈送到大加水站中并且经过大加水站；

提供可操作的大输送机控制器，其在***作时适于控制大干流沿着大输送机传递的馈送速率；

提供可操作的大水控制器，其在***作时适于控制在大加水站处被添加到大干流中的水的流量；

操作大输送机控制器，从而产生大输送机中的大干流的馈送速率F；

操作大水控制器，以便针对馈送速率F协调水的流量，从而把大固体对液体比例保持在大最优比例。

9.如权利要求8所述，其包括：

提供小储箱(58G)，并且把小干流(46G)馈送到小储箱中；

使用小输送机把来自小储箱的小干流馈送到小加水站；

提供大储箱(58P)，并且把大干流(46P)馈送到大储箱中；

使用大输送机把来自大储箱的大干流馈送到大加水站。

10.如权利要求1所述，其中，进给的含水浆体被限制到小于每小时五百吨的流量。

11.用于从包括至少50％水的含水浆体中回收有价值矿物的设备，其包括：

水分离器，其用于从浆体中分离出松散水；

干划分器，其用于把经过除水的浆体划分成小干流和大干流；

小加水站，其用于把小水流添加到小干流中，从而产生小再注水流；

小水流控制器，其用于控制在小加水站中把小水流添加到小干流中的流量，并且从而把小再注水流的密度保持在小最优密度；

小捕获站，其用于从小再注水流中捕获有价值矿物；

大加水站，其用于把大水流添加到大干流中，从而产生大再注水流；

大水流控制器，其用于控制在大加水站中把大水流添加到大干流中的流量，并且从而把大再注水流的密度保持在大最优密度；

大捕获站，其用于从大再注水流中捕获有价值矿物；

所述设备被构造成允许小最优密度不同于大最优密度。

12.如权利要求11所述，其包括用于收集所分离出的松散水的管道，以及用于把其中一部分松散水传导到小加水站并且把一部分传导到大加水站的管道。