CN108970242A - 使用官能化薄膜进行矿物分离 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种机器或设备，所述机器或设备的特点在于第一处理器和第二处理器。所述第一处理器被配置成在富于粘附的环境中接收流体、有价值的材料和不需要的材料的混合物以及被配置成粘附所述有价值的材料的涂有官能化聚合物的构件，并且提供富集的粘附了所述有价值的材料的涂有官能化聚合物的构件。所述第二处理器被配置成在富于释放的环境中接收流体和所述富集的涂有官能化聚合物的构件以便释放所述有价值的材料，并且提供从所述富集的涂有官能化聚合物的构件释放的所述有价值的材料。

Description

使用官能化薄膜进行矿物分离
本申请是申请日为2012年5月25日、申请号为201280025507.1 、发明名称为“使用官能化薄膜进行矿物分离”的专利申请的分案 申请。
相关专利申请的交叉引用
本申请要求2011年5月25日提交的美国临时专利申请号 61/489,893和2011年9月12日提交的美国临时专利申请号61/533,544 的权益，所述申请均以引用的方式整体并入本文。
本申请还涉及以下八项PCT申请，所述PCT申请都于2012年5 月25日同时提交，并且都要求上述于2011年5月25日提交的美国 临时专利申请号61/489,893和上述于2011年9月12日提交的美国临 时专利申请号61/533,544的权益，并且都以引用的方式整体并入以便 包括彼此的主题在内，所述PCT申请如下：
PCT申请(代理人案号712-002.356-1)，名称为“Flotation separation usinglightweight synthetic bubbles and beads”；
PCT申请(代理人案号712-002.359-2)，名称为“Mineral separation usingsized,weighted and magnetized beads”；
PCT申请(代理人案号712-002.382)，名称为“Synthetic bubbles/beadsfunctionalized with molecules for attracting or attaching to mineralparticles of interest”；
PCT申请(代理人案号712-002.383)，名称为“Method and system for releasingmineral from synthetic bubbles and beads”；
PCT申请(代理人案号712-002.384)，名称为“Synthetic bubbles and beadshaving hydrophobic surface”；
PCT申请(代理人案号712-002.385)，名称为“Mineral separation usingfunctionalized filters and membranes”；
PCT申请(代理人案号712-002.386)，名称为“Mineral recovery in tailingsusing functionalized polymers”；以及
PCT申请(代理人案号712-002.387)，名称为“Techniques for transportingsynthetic beads or bubbles In a flotation cell or column”。
发明背景
1.技术领域
本发明总体上涉及一种用于将混合物如矿浆浆料中有价值的材 料与不需要的材料相分离的方法和设备。
2.相关技术描述
在许多工业过程中，使用浮选法将有价值或所需的材料与不需要 的材料相分离。举例来说，在这个过程中，将水、有价值的材料、不 需要的材料、化学品以及空气的混合物放入浮选池中。使用所述化学 品使所需的材料具有疏水性，而且有助于气泡的形成和泡沫的稳定， 而使用空气将所述材料携带到浮选池的表面。当疏水性材料与气泡相 碰撞时，它们会彼此粘附。气泡会携带所需材料与之一起上升到表面。
浮选池的性能取决于池中捕集区内的气泡表面积通量。气泡表面 积通量取决于气泡的尺寸和空气注入速率。控制气泡表面积通量从传 统上来讲十分困难。这是个多变量控制问题并且不存在用于控制的可 靠的实时反馈机制。
在工业中需要提供更好的方式将有价值的材料与不需要的材料 (例如包括在这种浮选池当中的材料)相分离，从而解决在所述分离过 程中与使用气泡相关联的问题。
发明概述
本发明提供了使用官能化薄膜的矿物分离技术。
本发明由用于从富含矿物的矿浆浆料中回收有价值的材料或矿 物的新型机器和新型方法组成。这种浆料可为任何类型的浆料，例如 是空气输送的经过研磨的矿物或水性混合物。可以使这种富含矿物的 浆料与已经过设计来吸引或粘附目标矿物的官能化聚合物表面相接 触。官能化聚合物表面可以采用合成气泡或珠粒的形式，这与上述 PCT申请号__________(代理人案号712-2.359-2和712-2.382)中所述 内容相符，所述PCT申请都于2012年5月25日提交，要求上述美 国临时专利申请号61/489,893的权益，并且薄膜或薄膜结构可以采用 叶轮、传送带、过滤器组件或平板的形式，这与上述美国临时专利申 请号61/533,544中所述内容相符。
可以洗掉不需要的材料而在官能化聚合物表面上仅留下需要的 材料或矿物，或者可以将含有官能化聚合物表面的薄膜结构与不需要 的材料相分离。可以通过与浮选、粒选、重力分离和/或磁力分离相 关的技术进行这种分离。然后对富集的表面进行处理以便释放和捕集 矿物。然后可以将聚合物表面重复使用。
根据本发明的一些实施方案，所述机器或设备将被配置成具有两 个腔室、储槽、储池或管柱。一个腔室、储槽、储池或管柱所具有的 环境有助于粘附有价值的材料或矿物或目标颗粒，而另一个腔室、储 槽、储池或管柱所具有的环境有助于释放有价值的材料或矿物或目标 颗粒。叶轮可以涂有官能化聚合物并且被配置成在这两个腔室、储槽、 储池或管柱内部缓慢旋转。当叶轮叶片移动到一个腔室、储槽、储池 或管柱内的粘附区中时，所述叶轮叶片会捕集有价值的材料或矿物或 目标颗粒。当富集的叶片移动到另一个腔室、储槽、储池或管柱的释 放区中时，将有价值的材料或矿物或目标颗粒释放出来。
根据本发明的一些实施方案，官能化聚合物传送带可以被配置成 在两个腔室、储槽、储池或管柱之间运行，所述官能化聚合物传送带 由此捕集和释放有价值的材料或矿物或目标颗粒。
根据本发明的一些实施方案，官能化聚合物捕集过滤器可以被放 置到每个腔室、储槽、储池或管柱中以捕集和释放有价值的材料或矿 物或目标颗粒。这是一种分批型方法。
矿物分离设备的实施方案
在本发明的最广泛的意义上来讲，本发明可以采用特点在于第一 处理器和第二处理器的机器、***或设备的形式。第一处理器可以被 配置成在富于粘附的环境中接收流体、有价值的材料和不需要的材料 的混合物以及被配置成粘附有价值的材料的涂有官能化聚合物的构 件，并且提供富集的粘附了有价值材料的涂有官能化聚合物的构件。 第二处理器可以被配置成在富于释放的环境中接收流体和富集的涂 有官能化聚合物的构件以便释放有价值的材料，并且提供从富集的涂 有官能化聚合物的构件释放到富于释放的环境中的有价值的材料。
所述设备可以被配置成包括以下特点中的一个或多个：
第一处理器可以采用第一腔室、储槽、储池或管柱的形式，而第 二处理器可以采用第二腔室、储槽、储池或管柱的形式。
第一腔室、储槽或管柱可以被配置成在富于粘附的环境中接收具 有水、有价值的材料和不需要的材料的矿浆浆料，所述富于粘附的环 境具有高pH值，从而有助于使有价值的材料粘附。
第二腔室、储槽或管柱可以被配置成在富于释放的环境中接收 水，所述富于释放的环境可以具有低pH值或接收超声波以有助于释 放有价值的材料。
虽然本发明被描述成在粘附环境中具有高pH值而在释放环境中 具有低pH值，但本发明在以下情况下同样发挥相同的作用：对粘附 环境的pH值进行选择(如低、高或中性pH值)以优化对所需材料的粘 附作用，而将释放环境的pH值选择为与粘附环境不同的pH值并且 进行选择以优化对所需材料的释放作用。
涂有官能化聚合物的构件可以采用涂有官能化聚合物的叶轮的 形式，所述叶轮具有至少一个叶轮叶片并且被配置成在第一处理器和 第二处理器内部缓慢旋转。第一处理器可以被配置成在粘附区中接收 至少一个叶轮叶片，并且提供在粘附区中粘附了有价值的材料的至少 一个富集的叶轮叶片。第二处理器可以被配置成在释放区中接收至少 一个富集的叶轮叶片并且提供从至少一个富集的叶轮叶片释放的有 价值的材料。第一处理器可以被配置成具有第一过渡区来排放尾矿， 而第二处理器可以被配置成具有第二过渡区来排放精矿。
本文针对官能化聚合物所用的术语“富集的”意指已暴露于目标 材料的官能化材料，并且其中目标材料在释放之前由所述官能化材料 粘附、吸引、连接或以其它方式捕集。
涂有官能化聚合物的构件可以采用涂有官能化聚合物的传送带 的形式，所述传送带被配置成在第一处理器与第二处理器之间运行。 第一处理器可以被配置成接收涂有官能化聚合物的传送带并且提供 富集的粘附了有价值的材料的涂有官能化聚合物的传送带。第二处理 器可以被配置成接收富集的涂有官能化聚合物的传送带并且提供从 富集的涂有官能化聚合物的传送带释放的有价值的材料。涂有官能化 聚合物的传送带可以由网状材料制成。
涂有官能化聚合物的构件可以采用涂有官能化聚合物的捕集过 滤器的形式，作为分批型方法的一部分，所述捕集过滤器被配置成在 第一处理器与第二处理器之间移动。第一处理器可以被配置成接收涂 有官能化聚合物的捕集过滤器并且提供富集的粘附了有价值的材料 的涂有官能化聚合物的捕集过滤器。第二处理器装置可以被配置成接 收富集的涂有官能化聚合物的捕集过滤器并且提供从富集的涂有官 能化聚合物的捕集过滤器释放的有价值的材料。
第一处理器可以被配置成提供含有不需要的材料的尾矿，而第二 处理器可以被配置成提供含有有价值的材料的精矿。
涂有官能化聚合物的构件可以采用薄膜或柔软易弯曲的薄片或 薄层的形式。
根据某个实施方案，本发明还可以采用如下设备的形式，所述设 备的特点在于：第一装置，所述第一装置可以被配置成在富于粘附的 环境中接收流体、有价值的材料和不需要的材料的混合物以及被配置 成粘附有价值的材料的涂有官能化聚合物的构件，并且提供富集的粘 附了有价值的材料的涂有官能化聚合物的构件；以及第二装置，所述 第二装置可以被配置成在富于释放的环境中接收流体和富集的涂有 官能化聚合物的构件以便释放有价值的材料，并且提供从富集的涂有 官能化聚合物的构件释放到富于释放的环境中的有价值的材料。
根据本发明的一些实施方案，第一装置可以被配置成在富于粘附 的环境中接收具有水、有价值的材料和不需要的材料的矿浆浆料，所 述富于粘附的环境具有高pH值，从而有助于使有价值的材料粘附； 而第二装置可以被配置成在富于释放的环境中接收水，所述富于释放 的环境具有低pH值或接收超声波以有助于释放有价值的材料。
根据本发明的一些实施方案，涂有官能化聚合物的构件可以采用 以下各项之一的形式：
涂有官能化聚合物的叶轮，具有至少一个叶轮叶片并且被配置成 在第一装置和第二装置内部缓慢旋转；
涂有官能化聚合物的传送带，被配置成在第一装置与第二装置之 间运行；或
涂有官能化聚合物的捕集过滤器，作为分批型方法的一部分，被 配置成在第一装置与第二装置之间移动。
矿物分离工艺或方法的实施方案
根据某个实施方案，本发明还可以采用如下的工艺或方法的形 式，所述工艺或方法的特点在于：在第一处理器中，在富于粘附的环 境中接收流体、有价值的材料和不需要的材料的混合物以及被配置成 粘附有价值的材料的涂有官能化聚合物的构件，并且从第一处理器中 提供富集的粘附了有价值的材料的涂有官能化聚合物的构件；并且在 第二处理器中，在富于释放的环境中接收流体和富集的涂有官能化聚 合物的构件以便释放有价值的材料，并且提供从富集的涂有官能化聚 合物的构件释放到富于释放的环境中的有价值的材料。
根据本发明的一些实施方案，所述方法可以包括根据本文所阐述 的特点中的一个或多个加以实施。
涂有合成官能化聚合物的构件的化学性质
根据本发明的一些实施方案，涂有官能化聚合物的构件可以采用 固相体的形式，所述固相体包括表面以及连接至所述表面的多个分 子，所述分子包含经过选择以用于将一种或多种目标矿物颗粒吸引或 粘附至所述分子的官能团。本说明书中的术语“聚合物”应被理解成意 指由具有相同或相似结构的多个单元连接在一起所构成的大分子。
根据本发明的一些实施方案，固相体可以由包含所述分子的合成 材料制成。举例来说，所述合成材料可以选自(但不限于)由以下组成 的组：聚酰胺(尼龙)、聚酯、聚氨基甲酸乙酯、苯酚-甲醛、脲-甲醛、 三聚氰胺-甲醛、聚缩醛、聚乙烯、聚异丁烯、聚丙烯腈、聚(氯乙烯)、 聚苯乙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(乙酸乙烯酯)、聚(偏二氯乙烯)、 聚异戊二烯、聚丁二烯、聚丙烯酸酯、聚(碳酸酯)、酚醛树脂以及聚 二甲基硅氧烷。
根据本发明的一些实施方案，固相体可以包括内部材料和提供表 面的外壳，所述外壳由包含所述分子的合成材料制成。
根据本发明的一些实施方案，所述官能团可以具有用于将矿物颗 粒吸引或粘附至表面的离子基团，所述离子基团可以为阴离子或阳离 子基团。
根据本发明的一些实施方案，所述官能团可以采用捕集剂的形 式，所述捕集剂具有含有中性或离子官能团的非电离键或者具有电离 键。
根据本发明的一些实施方案，电离键可以为阴离子键或阳离子 键。阴离子官能团可以包含氢氧基(包括羧基、硫酸根和磺酸根)以及 氢硫键。
疏水性
根据本发明的一些实施方案，涂有聚合物的构件的表面可以经过 官能化而具有疏水性以便使得所述表面与和一种或多种疏水性分子 缔合的矿物颗粒之间形成粘合。
此外，聚合物可以天然地具有疏水性或经过官能化而具有疏水 性。具有例如长烃链或硅氧主链的一些聚合物倾向于具有疏水性。疏 水性聚合物包括聚苯乙烯、聚(d,l-丙交酯)、聚(二甲基硅氧烷)、聚丙 烯、聚丙烯酸物、聚乙烯等。与一种或多种疏水性分子缔合的目标矿 物颗粒或有价值的材料被称为润湿的矿物颗粒。当矿浆浆料含有多种 捕集剂或捕集剂分子时，如果捕集剂与矿物颗粒粘附，那么一些矿物 颗粒将变成润湿的矿物颗粒。可以在矿浆浆料中使用黄原酸盐作为捕 集剂。涂有官能化聚合物的构件可以涂有包括聚硅氧烷在内的疏水性 硅酮聚合物，以使得涂有官能化聚合物的构件具有疏水性。涂有官能化聚合物的构件可以由疏水性聚合物(如聚苯乙烯和聚丙烯)制成以 便提供所需的疏水性。
涂有组合的捕集剂/疏水性官能化聚合物的构件
根据本发明的一些实施方案，涂有官能化聚合物的构件中仅有一 部分表面可以被配置成连接有分子，其中所述分子包含捕集剂。
根据本发明的一些实施方案，涂有官能化聚合物的构件的一部分 表面可以被配置成连接有分子，其中所述分子包含捕集剂，而涂有官 能化聚合物的构件的另一部分表面可以被配置成具有疏水性。
根据本发明的一些实施方案，涂有官能化聚合物的构件的一部分 表面可以被配置成具有疏水性。
附图简述
现参考附图，所述附图未必按比例绘制，根据以下说明性实施方 案的详细描述结合附图将更充分理解本发明的前述和其它特点和优 点，在附图中，相同元件的标号相同：
图1包括图1a，图1a是根据本发明的一些实施方案的分离处理 器的呈示意图形式的局部剖面侧视图，所述分离处理器被配置成具有 内部布置有涂有官能化聚合物的叶轮的两个腔室、储槽或管柱；并且 包括图1b，图1b是根据本发明的一些实施方案的涂有官能化聚合物 的叶轮的呈示意图形式的局部截面顶视图，所述涂有官能化聚合物的 叶轮在粘附腔室、储槽或管柱内所容纳的富于粘附的环境中移动，并 且还在释放腔室、储槽或管柱内所容纳的富于释放的环境中移动。
图2是根据本发明的一些实施方案的分离处理器的示意图，所述 分离处理器被配置成具有内部布置有涂有官能化聚合物的传送带的 两个腔室、储槽或管柱。
图3是根据本发明的一些实施方案的分离处理器的示意图，所述 分离处理器被配置成具有涂有官能化聚合物的过滤器组件，所述过滤 器组件在半连续分批方法中在两个腔室、储槽或管柱之间移动。
图4a示出了根据本发明的一些实施方案的一般化固相体(例如涂 有官能化聚合物的构件)的至少一部分。
图4b图解了根据本发明的一些实施方案的涂有官能化聚合物的 构件的放大部分，所述放大部分示出了用于将官能团连接至涂有官能 化聚合物的构件表面的分子或分子链段。
图5a示出了根据本发明的一些实施方案的表面粘附有一些颗粒 的一般化固相体(例如涂有官能化聚合物的构件)的至少一部分。
图5b图解了根据本发明的一些实施方案的涂有官能化聚合物的 构件的放大部分，所述放大部分示出了粘附至涂有官能化聚合物的构 件的疏水性表面上的润湿的矿物颗粒。
图5c图解了根据本发明的一些实施方案的涂有官能化聚合物的 构件的放大部分，所述放大部分示出了粘附至涂有官能化聚合物的构 件的疏水性表面上的疏水性颗粒。
图6a和图6b图解了本发明的一些实施方案，其中根据本发明的 一些实施方案，合成珠粒或气泡的一部分被官能化以具有捕集剂分 子，而另一部分被官能化以具有疏水性。
发明详述
图1、1a、1b
举例来说，图1示出了本发明呈机器、装置、***或设备10的 形式，所述机器、装置、***或设备10例如使用第一处理器12和第 二处理器14将混合物11(如矿浆浆料)中有价值的材料与不需要的材 料相分离。根据本发明的一些实施方案，第一处理器12和第二处理 器14被配置成具有例如被示为涂有官能化聚合物的叶轮20(图1a)、 20'(图1b)的涂有官能化聚合物的构件。在操作中，叶轮20、20'相对 于第一处理器12和第二处理器14缓慢旋转，叶轮叶片缓慢穿过第一 处理器12内的富于粘附的环境16，在所述富于粘附的环境中，有价 值的材料与叶片粘附，并且在穿过第二处理器14内的富于释放的环 境18时从叶片释放出来。举例来说，如箭头a所指示，叶轮20被示 出沿逆时针方向旋转，但是本发明的范围并不意图受限于叶轮旋转的 方向或相对于第一处理器12和第二处理器14布置、安装或配置涂有 官能化聚合物的叶轮20(图1a)、20'(图1b)的方式。
第一处理器12可以采用容纳总体上指示为16的富于粘附的环境 的第一腔室、储槽、储池或管柱的形式。第一腔室、储槽或管柱12 可以被配置成在富于粘附的环境16中经由管道13接收呈流体(例如 水)、有价值的材料和不需要的材料形式的混合物或矿浆浆料11，所 述富于粘附的环境例如具有高pH值，从而有助于使有价值的材料粘 附。第二处理器14可以采用容纳总体上指示为18的富于释放的环境 的第二腔室、储槽、储池或管柱的形式。第二腔室、储槽、储池或管 柱14可以被配置成在富于释放的环境18中经由管道15接收例如水 22，所述富于释放的环境例如可以具有低pH值或接收超声波以便有 助于释放有价值的材料。有助于使有价值的目标材料粘附的富于粘附 的环境，如形成元件环境16的一部分的富于粘附的环境，以及有助 于释放有价值的目标材料的富于释放的环境，如形成环境18的一部 分的富于释放的环境在本领域中是已知的，并且本发明的范围不意图 受限于其现在已知或将来后开发的任何具体类型或种类。另外，本领 域技术人员将能够基于本文针对形成任何特定混合物或矿浆浆料的 一部分的任何特定的有价值的目标矿物(例如铜)所公开的分离技术 来配制如环境16的富于粘附的环境和如环境18的相应的富于释放的 环境。
虽然本发明被描述成在粘附环境中具有高pH值而在释放环境中 具有低pH值，但设想如下的实施方案，在所述实施方案中，本发明 在以下情况下将同样发挥相同的作用：对粘附环境的pH值进行选择 (如低、高或中性pH值)以优化对所需材料的粘附作用，并且将释放 环境的pH值选择为与粘附环境不同的pH值并且进行选择以优化对 所需材料的释放作用。
在操作中，第一处理器12可以被配置成在富于粘附的环境16中 接收水、有价值的材料和不需要的材料的混合物或矿浆浆料11以及 被配置成粘附有价值的材料的涂有官能化聚合物的构件。在图1中， 涂有官能化聚合物的构件被示为涂有官能化聚合物的叶轮20(图1a)、 20'(图1b)。在图1a中，涂有官能化聚合物的叶轮20具有轴21和至 少一个叶轮叶片20a、20b、20c、20d、2e、20f、20g并且被配置成 在第一处理器12和第二处理器14内部缓慢旋转。在图1b中，涂有 官能化聚合物的叶轮20'具有轴21'和叶轮叶片20a'、20b'、20c'、20d'、 20e'、20f'、20g'和20h'。应了解，图1中的每个叶轮叶片被配置成并 且经过官能化而具有聚合物涂层以在富于粘附的环境16中粘附有价 值的材料。(本发明的范围不意图受限于叶轮20、20'上叶片的数目并 且图1a和图1b中的实施方案被示出具有带有不同数目的叶片的叶轮 21、21'。)
在图1中，第一处理器12被配置成接收涂有官能化聚合物的叶 轮20(图1a)、20'(图1b)的至少一个叶轮叶片。在图1b中，至少一 个叶轮叶片被示为叶轮叶片20g'，所述叶轮叶片20g'正被接收于由壁 30a、30b界定的形成富于粘附的环境16的一部分的粘附区30中。 第一处理器12还可以被配置成具有总体上指示为40的第一过渡区以 便如图1a所示从管道41排放例如尾矿42。
第一处理器12还可以被配置成提供在穿过富于粘附的环境16后 粘附了有价值的材料的至少一个富集的叶轮叶片。在图1b中，所述 至少一个富集的叶轮叶片被示为至少一个富集的叶轮叶片20c'，所述 至少一个富集的叶轮叶片20c'正准备从第一处理器12内的富于粘附 的环境16进入第二处理器14内的富于释放的环境18中。
第二处理器14可以被配置成在富于释放的环境18中经由管道 15接收流体22(例如水)和富集的涂有官能化聚合物的构件以便释放 有价值的材料。在图1b中，第二处理器14被示为在释放区50中接 收富集的叶轮叶片20c'，所述释放区50例如形成富于释放的环境18 的一部分并且例如由壁30c和30d界定。
第二处理器14还可以被配置成提供从富集的涂有官能化聚合物 的构件释放到富于释放的环境18中的有价值的材料。举例来说，在 图1b中，示出了第二处理器14被配置成具有由壁30a和30d界定的 第二过渡区60以经由管道61排放呈精矿62(图1a)形式的有价值的 材料。
图2：涂有官能化聚合物的传送带
举例来说，图2示出了本发明呈机器、装置、***或设备100的 形式，所述机器、装置、***或设备100例如使用第一处理器102和 第二处理器104将混合物101(如矿浆浆料)中有价值的材料与不需要 的材料相分离。根据本发明的一些实施方案，第一处理器102和第二 处理器104被配置成具有涂有官能化聚合物的构件，所述涂有官能化 聚合物的构件例如被示为在第一处理器102与第二处理器104之间运 行的涂有官能化聚合物的传送带120。箭头A1、A2、A3指示了涂有 官能化聚合物的传送带120的移动。用于使传送带(如元件120)在两 个处理器(如元件102与104)之间运行的技术(包括发动机、传动装置 等)在本领域中是已知的，并且本发明的范围不意图受限于其现在已 知或将来后开发的任何具体类型或种类。根据本发明的一些实施方 案，涂有官能化聚合物的传送带120可以由网状材料制成。
第一处理器102可以采用容纳总体上指示为106的富于粘附的环 境的第一腔室、储槽、储池或管柱的形式。第一腔室、储槽或管柱 102可以被配置成在富于粘附的环境106中接收呈流体(例如水)、有 价值的材料和不需要的材料形式的混合物或矿浆浆料101，所述富于 粘附的环境例如具有高pH值，从而有助于使有价值的材料粘附。第 二处理器104可以采用容纳总体上指示为108的富于释放的环境的第 二腔室、储槽、储池或管柱的形式。第二腔室、储槽、储池或管柱 104可以被配置成在富于释放的环境108中接收例如水122，所述富 于释放的环境例如可以具有低pH值或接收超声波以有助于释放有价 值的材料。与上述相符，有助于使有价值的目标材料粘附的富于粘附 的环境，如形成元件环境106的一部分的富于粘附的环境，以及有助 于释放有价值的目标材料的富于释放的环境，如形成环境108的一部 分的富于释放的环境在本领域中是已知的，并且本发明的范围不意图 受限于其现在已知或将来后开发的任何具体类型或种类。另外，本领 域技术人员将能够基于本文针对形成任何特定混合物或矿浆浆料的 一部分的任何特定的有价值的目标矿物(例如铜)所公开的分离技术 来配制如环境106的富于粘附的环境以及如环境108的相应的富于释放的环境。
在操作中，第一处理器102可以被配置成在富于粘附的环境106 中接收水、有价值的材料和不需要的材料的混合物或矿浆浆料101以 及被配置成粘附有价值的材料的涂有官能化聚合物的传送带120。应 了解，在图2中，传送带120被配置成并且经过官能化而具有聚合物 涂层以在富于粘附的环境106中粘附有价值的材料。
第一处理器102还可以被配置成如图2所示从管道141排放例如 尾矿142。
第一处理器102还可以被配置成提供在穿过富于粘附的环境106 后粘附了有价值的材料的富集的涂有官能化聚合物的传送带。在图2 中，富集的涂有官能化聚合物的传送带例如被示为传送带120的区段 或部分120a，所述区段或部分120a正准备从第一处理器102内的富 于粘附的环境106进入第二处理器104内的富于释放的环境108中。 应了解，传送带120的一些其它区段或部分可以经过富集，包括即将 离开富于粘附的环境106的区段或部分以及即将进入富于释放的环 境108的区段或部分。
第二处理器14可以被配置成在富于释放的环境108中接收流体 122(例如水)和富集的涂有官能化聚合物的传送带120的区段120a以 便释放有价值的材料。
第二处理器104还可以被配置成提供从富集的涂有官能化聚合 物的构件释放到富于释放的环境108中的有价值的材料。举例来说， 在图2中，示出了第二处理器104被配置成经由管道161排放呈精矿 162形式的有价值的材料。
在图2中，第一处理器102被配置成具有仅通过两次转弯穿过富 于粘附的环境106内部的涂有官能化聚合物的传送带120。然而，已 设想如下的实施方案，在所述实施方案中，第一处理器102可以被配 置成使用使传送带120在第一处理器内往返来回迂回前进或转弯的 蛇形技术来使涂有官能化聚合物的传送带120行进以使传送带在处 理器102内的表面积达到最大并且使传送带120在富于粘附的环境 106中的暴露达到最大。
图3：涂有官能化聚合物的过滤器
举例来说，图3示出了本发明呈机器、装置、***或设备200的 形式，所述机器、装置、***或设备200例如使用第一处理器202、 202'和第二处理器204、204将混合物201(如矿浆浆料)中有价值的材 料与不需要的材料相分离。根据本发明的一些实施方案，第一处理器 202和第二处理器204被配置成对涂有官能化聚合物的构件进行处 理，所述涂有官能化聚合物的构件例如被示为涂有官能化聚合物的捕 集过滤器220，作为分批型方法的一部分，所述涂有官能化聚合物的 捕集过滤器被配置成如图3中所示在第一处理器202与第二处理器 204'之间移动。在图3中，例如，分批型方法被示为具有两个第一处 理器202、202'和两个第二处理器204、204'，但是本发明的范围不意 图受限于第一或第二处理器的数目。另外，设想出使用不同数目的第 一和第二处理器、不同类型或种类的处理器以及现在已知或将来后开 发的不同类型或种类的处理器的实施方案。根据本发明的一些实施方 案，涂有官能化聚合物的捕集过滤器220可以采用薄膜或柔软易弯曲 的薄片或薄层的形式。箭头B1指示涂有官能化聚合物的过滤器220 从第一处理器202移动，而箭头B2指示涂有官能化聚合物的捕集过 滤器220移动到第二处理器202中。使过滤器(如元件220)从一个处 理器移动到另一个处理器中(如元件202和204)的技术(包括发动机、 传动装置等)在本领域中是已知的，并且本发明的范围不意图受限于 其现在已知或将来后开发的任何具体类型或种类。
第一处理器202可以采用容纳总体上指示为206的富于粘附的环 境的第一腔室、储槽、储池或管柱的形式。第一腔室、储槽或管柱 102可以被配置成在富于粘附的环境206中接收呈流体(例如水)、有 价值的材料和不需要的材料形式的混合物或矿浆浆料201，所述富于 粘附的环境例如具有高pH值，从而有助于使有价值的材料粘附。第 二处理器204可以采用容纳总体上指示为208的富于释放的环境的第 二腔室、储槽、储池或管柱的形式。第二腔室、储槽、储池或管柱 204可以被配置成在富于释放的环境208中接收例如水222，所述富 于释放的环境例如可以具有低pH值或接收超声波以有助于释放有价 值的材料。与上述相符，有助于使有价值的目标材料粘附的富于粘附 的环境，如形成元件环境206的一部分的富于粘附的环境，以及有助 于释放有价值的目标材料的富于释放的环境，如形成环境208的一部 分的富于释放的环境在本领域中是已知的，并且本发明的范围不意图 受限于其现在已知或将来后开发的任何具体类型或种类。另外，本领 域技术人员将能够基于本文针对形成任何特定混合物或矿浆浆料的 一部分的任何特定的有价值的目标矿物(例如铜)所公开的分离技术 来配制如环境206的富于粘附的环境和如环境208的相应的富于释放的环境。
在操作中，第一处理器202可以被配置成在富于粘附的环境206 中接收水、有价值的材料和不需要的材料的混合物或矿浆浆料101以 及被配置成粘附有价值的材料的涂有官能化聚合物的捕集过滤器 220。应了解，在图3中，涂有官能化聚合物的捕集过滤器220被配 置成并且经过官能化而具有聚合物涂层以在富于粘附的环境106中 粘附有价值的材料。
第一处理器202还可以被配置成如图3所示从管道241排放例如 尾矿242。
第一处理器202还可以被配置成提供在浸泡在富于粘附的环境 106中之后粘附了有价值的材料的富集的涂有官能化聚合物的捕集过 滤器。在图3中，富集的涂有官能化聚合物的捕集过滤器220被示为 例如正准备从第一处理器202内的富于粘附的环境206进入第二处理 器204内的富于释放的环境208中。
第二处理器204可以被配置成在富于释放的环境208中接收流体 222(例如水)和富集的涂有官能化聚合物的捕集过滤器220以便释放 有价值的材料。
第二处理器204还可以被配置成提供从富集的涂有官能化聚合 物的捕集过滤器220释放到富于释放的环境208中的有价值的材料。 举例来说，在图3中，示出了第二处理器204被配置成经由管道261 排放呈精矿262形式的有价值的材料。
第一处理器202'还可以被配置成具有管道280和泵280以便将尾 矿242再循环回第一处理器202'中。本发明的范围还意图包括被配置 成具有相应管道和泵以将精矿262再循环回第二处理器204'中的第二 处理器204'。可以对于上文关于图1-图2所公开的实施方案实行类似 的再循环技术。
本发明的范围不意图受限于所实现的分批方法的类型或种类。举 例来说，设想出如下的实施方案，在所述实施方案中，分批方法可以 包括第一处理器202和第二处理器204，所述处理器被配置成针对一 种类型或种类的有价值的材料处理富集的涂有官能化聚合物的捕集 过滤器220；以及第一处理器202'和第二处理器204'，所述处理器被 配置成针对相同类型或种类的有价值的材料或不同类型或种类的有 价值的材料处理富集的涂有官能化聚合物的捕集过滤器220。另外， 本发明的范围意图包括现在已知和将来后开发的分批方法。
图4a、4b：合成珠粒的化学性质
为了帮助本领域技术人员理解本发明的各个实施方案，图4a示 出了一般化固相体(例如涂有官能化聚合物的构件)的至少一部分，并 且图4b示出了表面的放大部分。如图4a和4b所示，涂有官能化聚 合物的构件70具有提供了表面74的主体。所述主体中至少外部可以 由合成材料(如聚合物)制成，以便在表面74上提供多个分子或分子 链段76。分子76用于将化学官能团78连接至表面74。一般来说， 分子76可以为例如烃链，并且官能团78可以具有将目标矿物颗粒(如 铜)吸引或粘附至表面74的阴离子键。例如黄原酸盐同时具有有待并 入到用于制造合成珠粒70或其表面的聚合物中的官能团78和分子链 段76。官能团78也被称为捕集剂，所述捕集剂可以具有例如经由非 电离键或电离键粘附至所需矿物的中性或带电荷的官能团。带电荷的 官能团可以包括阴离子或阳离子的电离键。阴离子键或基团可以包括 氢氧基(如羧基、硫酸根和磺酸根)以及氢硫基(如黄原酸根和二硫代磷 酸根)。可以用来提供官能团78的其它分子或化合物包括硫氨酯、硫 脲、黄原、单硫代磷酸盐、氢醌和聚胺。
类似地，可以将螯合剂并入聚合物中作为用于吸引矿物(如铜)的 捕集位点。如图4b所示，矿物颗粒72粘附至分子76上的官能团78 上。一般来说，矿物颗粒72比合成珠粒70小得多。许多矿物颗粒 72可以被吸引或粘附至涂有官能化聚合物的构件70的表面74上。
在本发明的一些实施方案中，涂有官能化聚合物的构件可以采用 由合成材料(如聚合物)制成的固相体的形式。(例如，术语“固相体” 在本文中应被理解为具有足够强以将分子或原子保持在给定位置上， 从而抑制热流动性的物质内聚力的主体。)聚合物可以是刚性或弹性 聚合物。弹性聚合物可以为例如基于双噁唑酮的聚合物。所述主体所 具有的表面包含带有用于将目标矿物颗粒吸引至表面的一种或多种 官能团的多个分子。具有吸引或捕集矿物颗粒的官能团的聚合物被称 为官能化聚合物。举例来说，涂有官能化聚合物的构件的整个主体可 以由相同的官能化材料制成，或者主体可以是围绕内部材料形成的外 壳。
应了解，根据本发明的涂有官能化聚合物的构件的表面并不限于 如图4a所示的构件表面的整体光滑度。在本发明的一些实施方案中， 表面可以是不规则并且粗糙的。举例来说，所述表面可以具有一些物 理结构，如凹槽或条状物，或洞或凹陷。表面可以具有一些毛发状物 理结构。除了涂有官能化聚合物的构件上将目标矿物颗粒吸引至表面 的官能团之外，所述物理结构也可以有助于将矿物颗粒捕获于表面 上。表面可以被配置成用于捕获矿物颗粒和/或增加接触表面的蜂窝 状表面或海绵状表面。实际上，本发明的范围并不意图受限于合成珠 粒表面的任何具体类型或种类。
应指出的是，本发明的涂有官能化聚合物的构件可以通过不同的 方式来实现以达到相同的目标。也就是说，有可能使用不同的手段来 将目标矿物颗粒吸引至涂有官能化聚合物的构件的表面。举例来说， 涂有聚合物的构件的表面可以经过疏水性化学分子或化合物官能化， 如下文所论述。或者，涂有官能化聚合物的构件的表面可以涂有疏水 性化学分子或化合物。在矿浆浆料中，还可以将黄原酸盐和异羟肟酸 盐捕集剂加入其中以捕集矿物颗粒并且使矿物颗粒具有疏水性。当使 用涂有官能化聚合物的构件来捕集pH值为约8至9的矿浆浆料中的 矿物颗粒时，有可能在酸性溶液(如硫酸溶液)中从涂有官能化聚合物的构件的表面释放富集的合成珠粒上的矿物颗粒。根据某个实施方 案，也有可能通过声波振荡(如超声波)或简单地用水洗涤来释放富集 的涂有官能化聚合物的构件所携带的矿物颗粒。
图5a至图5c：疏水性
为了帮助本领域技术人员理解本发明的各个实施方案，图5a示 出了表面上粘附有一些颗粒的涂有官能化聚合物的一般化构件的至 少一部分。图5b图解了涂有官能化聚合物的构件的放大部分，所述 放大部分示出了粘附至涂有官能化聚合物的构件的疏水性表面上的 润湿的矿物颗粒。图5c图解了涂有官能化聚合物的构件的放大部分， 所述放大部分示出了粘附至涂有官能化聚合物的构件的疏水性表面 上的疏水性颗粒。
疏水性颗粒可以与矿物有关或与矿物无关。
如图5a所示，涂有官能化聚合物的构件170可以具有提供了表 面174的主体。所述主体中至少外部由合成材料(如疏水性聚合物)或 疏水性化学品的涂层制成。因而，疏水性颗粒172、172’被吸引至表 面174上以便形成富集的涂有官能化聚合物的构件175。如图5a和 5b所示，涂有官能化聚合物的构件的表面174包含使得表面174具 有疏水性的多个分子179。聚硅氧烷(如羟基封端的聚二甲基硅氧烷) 具有硅氧链以提供疏水性分子179。如图5b所示的疏水性颗粒172’ 可以为粘附有一个或多个捕集剂173的矿物颗粒171’。捕集剂173的一端178具有粘附至目标矿物颗粒171’的离子键或离子基团。捕集 剂173的另一端具有易于移入到疏水性分子179中的疏水链176。因 此，疏水性颗粒172’可以为润湿的矿物颗粒。如黄原酸盐的捕集剂同 时具有官能团178和分子176。例如黄原酸盐同时具有有待并入到用 于制造涂有官能化聚合物的构件170的聚合物中的官能团178和分子 链段176。官能团178也被称为可以具有非电离键或电离键的捕集剂。 电离键或基团可以是阴离子或阳离子。阴离子键或基团可以包括氢氧 基(如羧基、硫酸根和磺酸根)以及氢硫基(如黄原酸根和二硫代磷酸 根)。可以用来提供官能团178的其它分子或化合物包括硫氨酯、硫 脲、黄原、单硫代磷酸盐、氢醌和聚胺。
如图5c所示的疏水性颗粒172可以为具有疏水链176的颗粒。 这种颗粒可以与矿物无关，但可以对它进行布置以与本发明的涂有疏 水性官能化聚合物的构件170相接触。因此，根据本发明的一些实施 方案的涂有疏水性官能化聚合物的构件170可以用于非采矿应用如 水污染控制和水纯化中。
pH值
在许多释放环境中，pH值小于用于粘附矿物的pH值。然而， 应指出的是，当有价值的材料是例如铜时，有可能提供更低的pH值 环境来使矿物颗粒粘附并且提供更高的pH值环境来使矿物颗粒从合 成珠粒或气泡释放。一般来说，对pH值进行选择以促成最强的粘附， 并且选择不同的pH值来促成释放。因此，根据本发明的一些实施方 案，选择一个pH值来使矿物粘附，并且选择不同的pH值来使矿物 释放。这个不同的pH值可以更高或更低，这取决于特定的矿物和捕 集剂。
珠粒尺寸(范围)
根据本发明的一些实施方案的合成珠粒可以经过制造而具有不 同的尺寸以便吸引不同尺寸的矿物颗粒。举例来说，与气泡不同，尺 寸较大的合成珠粒可以用来吸引大于例如200μm的矿物颗粒。因此， 对***的矿石进行的研磨可以分成不同的阶段。在第一阶段中，将岩 石粉碎成约200μm的颗粒。在含有这些粗颗粒的浆料中使用较大的 合成珠粒进行分离的过程之后，可以对剩余的浆料进行更精细的研磨 阶段，在所述研磨阶段中，将粉碎的岩石进一步粉碎成约100μm的 颗粒。在浆料含有更精细的矿物颗粒的情况下，具有更小尺寸的合成 珠粒可以更有效地与更精细的矿物颗粒相互作用。在浮选池应用中， 珠粒尺寸可以小于100μm。在尾矿库应用中，珠粒尺寸可以为1mm 至10mm或更大。然而，大珠粒会减少矿物颗粒可以与合成珠粒粘 附的官能化表面。因此，根据本发明的一些实施方案，合成珠粒被配 置成具有小于100μm的尺寸以用于吸引尺寸大致上相似的矿物颗 粒，包括在与浮选池相关的应用中；合成珠粒被配置成具有约100μm 的尺寸以用于吸引或粘附尺寸大致上相似、尺寸更小或尺寸更大的矿 物颗粒；合成珠粒被配置成具有约50μm至500μm范围内的尺寸以 用于吸引或粘附尺寸大致上相似、尺寸更小或尺寸更大的矿物颗粒； 合成珠粒被配置成具有约200μm的尺寸以用于吸引尺寸大致上相似 的矿物颗粒；合成珠粒被配置成具有约1mm至10mm范围内的尺寸， 包括在与尾矿库相关的应用中。一般来说，合成珠粒被配置成具有约 50μm至10mm范围内的尺寸。但珠粒可以小于50μm和大于10mm。
相对尺寸
根据本发明的一些实施方案，合成珠粒被配置成大于矿物颗粒。 因此，多个矿物颗粒可以粘附至同一个合成珠粒。根据本发明的其它 实施方案，合成珠粒被配置成小于矿物颗粒。因而，多个合成珠粒可 以粘附至同一个矿物颗粒。合成珠粒的尺寸也可以与矿物颗粒的尺寸 大致相同。
油砂分离
应了解，无论是经过官能化以具有捕集剂还是经过官能化以具有 疏水性的根据本发明的合成珠粒也可以被配置成用于油砂分离，即在 油砂开采操作中使沥青与砂和水相分离以回收沥青。同样，根据本发 明的一些实施方案的官能化过滤器和薄膜也可以被配置成用于油砂 分离。
一部分表面经过官能化
根据本发明的一些实施方案，仅将合成珠粒的一部分表面官能化 以具有疏水性。这具有如下好处：
1.防止过多珠粒聚集在一起或限制珠粒聚集，
2.一旦粘附矿物，矿物的重量可能会迫使珠粒旋转，从而允许 珠粒在穿过浮选池上升时位于珠粒下方；
a.精选作用更佳，因为它可以使脉石通过；
b.防止所粘附的一个或多个矿物颗粒被碰掉，以及
c.使得向浮选池内的顶部捕集区的上升过程更畅通。
根据本发明的一些实施方案，仅将合成珠粒的一部分表面官能化 以具有捕集剂。这也具有以下好处：
1.一旦粘附矿物，矿物的重量可能会迫使珠粒旋转，从而允许 珠粒在穿过浮选池上升时位于珠粒下方；
a.精选作用更佳，因为它可以使脉石通过；
b.防止所粘附的一个或多个矿物颗粒被碰掉，以及
c.使得向浮选池内的顶部捕集区的上升过程更畅通。
同一珠粒上同时具有捕集剂和疏水性：
根据本发明的一些实施方案，如图6a和图6b所示，将合成珠粒 的一部分官能化以具有捕集剂，同时将同一合成珠粒的另一部分官能 化以具有疏水性。如图6a所示，合成珠粒74具有如下的表面部分， 在所述表面部分中，将聚合物官能化以具有捕集剂分子73，所述捕 集剂分子73带有官能团78和连接至珠粒74表面的分子链段76。合 成珠粒74还具有不同的表面部分，在所述不同的表面部分中，将聚 合物官能化以具有疏水性分子179(或79)。在图6b所示的实施方案 中，虽然可以将合成珠粒74的整个表面官能化以具有捕集剂分子73， 但是将表面的一部分官能化以具有使它具有疏水性的疏水性分子179 (或79)。
同一珠粒同时具有捕集剂分子和疏水性分子的优点
根据本发明的一些实施方案，将合成珠粒的一部分官能化以具有 捕集剂，同时将同一合成珠粒的另一部分官能化以具有疏水性，并且 这种“混合型”合成珠粒也被配置成用于传统的浮选池中。“混合型”合 成珠粒(参见图6a和图6b)具有疏水性部分和分开的捕集剂部分。当 “混合型”珠粒在浮选池内与空气混合时，它们中的一些将因疏水性部 分而粘附至气泡。在“混合型”合成珠粒粘附至气泡时，所粘附珠粒的 捕集剂部分可以用官能团来捕集矿物颗粒。因此，根据本发明的一些 实施方案的合成珠粒可以用于在浮选过程中代替气泡或与气泡一起 发挥作用。
捕集剂
根据本发明的一些实施方案，可以将合成珠粒的表面官能化以具 有捕集剂分子。捕集剂具有带有能够与矿物颗粒形成化学键的离子的 官能团。与一个或多个捕集剂分子相缔合的矿物颗粒被称为润湿的矿 物颗粒。根据本发明的一些实施方案，可以将合成珠粒官能化以具有 疏水性以便捕集一种或多种润湿的矿物颗粒。
应用
关于包括从矿石中分离铜在内的矿物分离描述了本发明范围。
举例来说，所设想的应用包括：
生产流中的粗选机、扫选机、精选机和粗选/扫选分离池，代替 传统的浮选机。
用于对尾矿流中未回收的矿物进行扫选的尾矿扫选池。
用于在将尾矿流送到处理池之前将尾矿流中不需要的材料清除 的尾矿精选池。
被放入尾矿库中以回收已被送到尾矿库中的有价值的矿物的尾 矿回收机。
包括金、钼等在内的其它类型或种类的有价值的目标材料或矿 物。
然而，本发明的范围意图包括现在已知或将来后开发的其它类型 或种类的应用，包括与油砂分离相关的应用，所述油砂分离包括在油 砂开采操作中将沥青与砂和水相分离以回收沥青。
发明范围
应进一步了解的是，针对本文具体实施方案描述的任何特点、特 征、替代方案或修改也可以与本文描述的任何其它实施方案一起应 用、使用或结合。此外，在此考虑了虽然本文描述的实施方案可用于 均匀流，但本文描述的实施方案也可用于具有扩散特性的扩散流(例 如层流)。虽然已针对本发明的示例性实施方案描述并且说明了本发 明，但可以在不背离本发明的精神和范围的情况下在其中和对其进行 上述和各种其它的增添和省略。

Claims (34)

1.一种设备，所述设备包括：
第一处理器，所述第一处理器被配置成在富于粘附的环境中接收流体、有价值的材料和不需要的材料的混合物以及涂有官能化聚合物的构件，所述涂有官能化聚合物的构件被配置成吸引或粘附所述有价值的材料，并且提供富集的粘附了所述有价值的材料的涂有官能化聚合物的构件；以及
第二处理器，所述第二处理器被配置成在富于释放的环境中接收流体和所述富集的涂有官能化聚合物的构件以便释放所述有价值的材料，并且提供从所述富集的涂有官能化聚合物的构件释放到所述富于释放的环境中的所述有价值的材料，其中所述有价值的材料包括矿物颗粒，并且所述涂有官能化聚合物的构件包括涂有疏水性硅酮聚合物的表面以使得所述涂有官能化聚合物的构件具有疏水性。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一处理器包括第一腔室、储槽或管柱，并且所述第二处理器包括第二腔室、储槽或管柱。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述第一腔室、储槽或管柱被配置成在所述富于粘附的环境中接收具有水、所述有价值的材料和所述不需要的材料的矿浆浆料，所述富于粘附的环境具有高pH值，从而有助于使所述有价值的材料粘附。
4.根据权利要求2所述的设备，其中所述第二腔室、储槽或管柱被配置成在所述富于释放的环境中接收水，所述富于释放的环境具有低pH值或接收超声波以有助于释放所述有价值的材料。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述涂有官能化聚合物的构件包括涂有官能化聚合物的叶轮，所述叶轮具有至少一个叶轮叶片并且被配置成在所述第一处理器和所述第二处理器内部缓慢旋转。
6.根据权利要求5所述的设备，其中
所述第一处理器被配置成在粘附区中接收所述至少一个叶轮叶片，并且提供在所述粘附区中粘附了所述有价值的材料的至少一个富集的叶轮叶片；以及
所述第二处理器被配置成在释放区中接收所述至少一个富集的叶轮叶片并且提供从所述至少一个富集的叶轮叶片释放的所述有价值的材料。
7.根据权利要求5所述的设备，其中所述第一处理器被配置成具有第一过渡区来排放尾矿，并且所述第二处理器被配置成具有第二过渡区来排放精矿。
8.根据权利要求2所述的设备，其中所述涂有官能化聚合物的构件包括被配置成在所述第一处理器与所述第二处理器之间运行的涂有官能化聚合物的传送带。
9.根据权利要求8所述的设备，其中
所述第一处理器被配置成接收所述涂有官能化聚合物的传送带并且提供富集的粘附了所述有价值的材料的涂有官能化聚合物的传送带；以及
所述第二处理器被配置成接收所述富集的涂有官能化聚合物的传送带并且提供从所述富集的涂有官能化聚合物的传送带释放的所述有价值的材料。
10.根据权利要求8所述的设备，其中所述涂有官能化聚合物的传送带由网状材料制成。
11.根据权利要求1所述的设备，其中所述涂有官能化聚合物的构件包括涂有官能化聚合物的捕集过滤器，作为分批型方法的一部分，所述涂有官能化聚合物的捕集过滤器被配置成在所述第一处理器与所述第二处理器之间移动。
12.根据权利要求11所述的设备，其中
所述第一处理器被配置成接收所述涂有官能化聚合物的捕集过滤器并且提供富集的粘附了所述有价值的材料的涂有官能化聚合物的捕集过滤器；以及
所述第二处理器装置被配置成接收所述富集的涂有官能化聚合物的捕集过滤器并且提供从所述富集的涂有官能化聚合物的捕集过滤器释放的所述有价值的材料。
13.根据权利要求1所述的设备，其中所述涂有官能化聚合物的构件包括薄膜或柔软易弯曲的薄片或薄层。
14.一种方法，包括：
在第一处理器中，在富于粘附的环境中接收流体、有价值的材料和不需要的材料的混合物以及涂有官能化聚合物的构件，所述涂有官能化聚合物的构件被配置成吸引或粘附所述有价值的材料，并且从所述第一处理器提供富集的粘附了所述有价值的材料的涂有官能化聚合物的构件；以及
在第二处理器中，在富于释放的环境中接收流体和所述富集的涂有官能化聚合物的构件以便释放所述有价值的材料，并且提供从所述富集的涂有官能化聚合物的构件释放到所述富于释放的环境中的所述有价值的材料，其中所述有价值的材料包括矿物颗粒，并且所述涂有官能化聚合物的构件包括涂有疏水性硅酮聚合物的表面以使得所述涂有官能化聚合物的构件具有疏水性。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一处理器包括第一腔室、储槽或管柱，并且所述第二处理器包括第二腔室、储槽或管柱。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一腔室、储槽或管柱被配置成在所述富于粘附的环境中接收具有水、所述有价值的材料和所述不需要的材料的矿浆浆料，所述富于粘附的环境具有高pH值，从而有助于使所述有价值的材料粘附。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述第二腔室、储槽或管柱被配置成在所述富于释放的环境中接收水，所述富于释放的环境具有低pH值或接收超声波以有助于释放所述有价值的材料。
18.根据权利要求14所述的方法，其中所述涂有官能化聚合物的构件包括涂有官能化聚合物的叶轮，所述叶轮具有至少一个叶轮叶片并且被配置成在所述第一处理器和所述第二处理器内部缓慢旋转。
19.根据权利要求18所述的方法，其中
所述第一处理器被配置成在粘附区中接收所述至少一个叶轮叶片，并且提供在所述粘附区中粘附了所述有价值的材料的至少一个富集的叶轮叶片；以及
所述第二处理器被配置成在释放区中接收所述至少一个富集的叶轮叶片并且提供从所述至少一个富集的叶轮叶片释放的所述有价值的材料。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一处理器被配置成具有第一过渡区来排放尾矿，并且所述第二处理器被配置成具有第二过渡区来排放精矿。
21.根据权利要求15所述的方法，其中所述涂有官能化聚合物的构件包括被配置成在所述第一处理器与所述第二处理器之间运行的涂有官能化聚合物的传送带。
22.根据权利要求21所述的方法，其中
所述第一处理器被配置成接收所述涂有官能化聚合物的传送带并且提供富集的粘附了所述有价值的材料的涂有官能化聚合物的传送带；以及
所述第二处理器被配置成接收所述富集的涂有官能化聚合物的传送带并且提供从所述富集的涂有官能化聚合物的传送带释放的所述有价值的材料。
23.根据权利要求21所述的方法，其中所述涂有官能化聚合物的传送带由网状材料制成。
24.根据权利要求14所述的方法，其中所述涂有官能化聚合物的构件包括涂有官能化聚合物的捕集过滤器，作为分批型方法的一部分，所述涂有官能化聚合物的捕集过滤器被配置成在所述第一处理器与所述第二处理器之间移动。
25.根据权利要求24所述的方法，其中
所述第一处理器被配置成接收所述涂有官能化聚合物的捕集过滤器并且提供富集的粘附了所述有价值的材料的涂有官能化聚合物的捕集过滤器；以及
所述第二处理器装置被配置成接收所述富集的涂有官能化聚合物的捕集过滤器并且提供从所述富集的涂有官能化聚合物的捕集过滤器释放的所述有价值的材料。
26.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一处理器被配置成提供含有所述不需要的材料的尾矿，并且所述第二处理器被配置成提供含有所述有价值的材料的精矿。
27.根据权利要求14所述的方法，其中所述涂有官能化聚合物的构件包括薄膜或柔软易弯曲的薄片或薄层。
28.一种设备，所述设备包括：
第一装置，所述第一装置在富于粘附的环境中接收流体、有价值的材料和不需要的材料的混合物以及涂有官能化聚合物的构件，所述涂有官能化聚合物的构件被配置成吸引或粘附所述有价值的材料，并且提供富集的粘附了所述有价值的材料的涂有官能化聚合物的构件；以及
第二装置，所述第二装置在富于释放的环境中接收流体和所述富集的涂有官能化聚合物的构件以便释放所述有价值的材料，并且提供从所述富集的涂有官能化聚合物的构件释放的所述有价值的材料，其中所述有价值的材料包括矿物颗粒，并且所述涂有官能化聚合物的构件包括涂有疏水性硅酮聚合物的表面以使得所述涂有官能化聚合物的构件具有疏水性。
29.根据权利要求28所述的设备，其中所述第一装置被配置成在所述富于粘附的环境中接收具有水、所述有价值的材料和所述不需要的材料的矿浆浆料，所述富于粘附的环境具有高pH值，从而有助于使所述有价值的材料粘附；并且所述第二装置被配置成在所述富于释放的环境中接收水，所述富于释放的环境具有低pH值或接收超声波以有助于释放所述有价值的材料。
30.根据权利要求1所述的设备，其中所述涂有官能化聚合物的构件包括以下各项之一：
涂有官能化聚合物的叶轮，所述叶轮具有至少一个叶轮叶片并且被配置成在所述第一装置和所述第二装置内部缓慢旋转；
涂有官能化聚合物的传送带，所述传送带被配置成在所述第一装置与所述第二装置之间运行；或
涂有官能化聚合物的捕集过滤器，作为分批型方法的一部分，所述捕集过滤器被配置成在所述第一装置与所述第二装置之间移动。
31.根据权利要求30所述的设备，所述涂有官能化聚合物的构件的所述表面中仅有一部分被配置成连接有所述分子，其中所述分子包含捕集剂。
32.根据权利要求1所述的设备，其中所述表面由合成材料制成，所述合成材料选自由以下组成的组：聚酰胺(尼龙)、聚酯、聚氨基甲酸乙酯、苯酚-甲醛、脲-甲醛、三聚氰胺-甲醛、聚缩醛、聚乙烯、聚异丁烯、聚丙烯腈、聚(氯乙烯)、聚苯乙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(乙酸乙烯酯)、聚(偏二氯乙烯)、聚异戊二烯、聚丁二烯、聚丙烯酸酯、聚(碳酸酯)以及酚醛树脂。
33.根据权利要求1所述的设备，其中所述疏水性硅酮聚合物选择由聚硅氧烷、羟基封端的聚二甲基硅氧烷和聚二甲基硅氧烷组成的组。
34.根据权利要求1所述的设备，其中所述涂有官能化聚合物的构件包括具有分子的表面，所述分子包括被选择用于在所述混合物中吸引或粘附所述有价值的材料的官能团，其中所述官能团包括阴离子键，所述阴离子键包括氢氧基。
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