PT1157727E - Processos de recuperação de mineral - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

PROCESSOS DE RECUPERAÇÃO DE MINERAL

Antecedentes da invenção

Esta invenção diz respeito a processos de recuperação de mineral que abrangem uma etapa principal de separação e uma etapa de sedimentação de desperdício.

Na etapa principal de separação o mineral, por exemplo argila de fosfato, é misturado com água e é separado para dentro de uma fracção enriquecida e num desperdício de argila aquoso diluído. Esta etapa de separação pode envolver um ou mais processos de separação e pode envolver reciclagem do material enriquecido para futura separação. A etapa de sedimentação do desperdício envolve sedimentar e evaporar o desperdício de argila aquoso diluído em uma ou mais lagunas de depósito, para fornecer um sedimento de argila substancialmente sólido e super-flutuante. 0 super-flutuante é reciclado de forma a fornecer água tanto quanto razoavelmente possível, que é para ser usada na etapa principal de separação. Se o desperdício de argila aquoso contém mineral valioso, o desperdício pode ser sujeito a tratamentos para permitir a recuperação deste mineral, antes de sedimentação final da argila.

Os desperdícios de argila aquosos, formados na recuperação de fosfato, e outros processos tais, por vezes referidos como limos, são sujeitos a sedimentação em lagunas, porque não são susceptíveis a um normal processo de secagem mas, em vez disso, assentam só muito vagarosamente.

Tem havido numerosas propostas na literatura, para tentar acelerar a sedimentação floculando o desperdício de argila, e tem havido propostas para melhorar a estrutura de sedimento 1 de argila substancialmente sólido adicionando areias ou outros materiais ao desperdício de argila. Exemplos de divulgações de tais processos de recuperação do mineral, utilizando floculantes, são U.S.Pat.Nos. 3.418.237, 3.622.087, 3.707.523, 4.194.969, 4.224.149, 4.251.363, 4.265.770, 4.342.653, 4.550.346, 4.690.752, 1.446.185 e 5.688.404.

Apesar de as inúmeras propostas para usar floculantes, na prática verifica-se que o seu uso frequentemente não é rentável. Mesmo quando o floculante é usado para promover a sedimentação e a provisão de um super-flutuante que pode ser reciclado, a qualidade do super-flutuante tende a ser algo pobre porque o super-flutuante tende a ser contaminado com partículas de argila não floculadas.

Em particular, a etapa principal de separação frequentemente inclui o uso de químicos de tratamento, tais como agentes de floculação ou, especialmente, agentes de flutuação e a eficiência do seu uso diminui (e deste modo as dosagens requeridas são aumentadas) quando a água, que é usada na flutuação ou outros procedimentos durante a etapa de separação, contém partículas de argila suspensas.

De forma a minimizar a contaminação e a falta de transparência do super-flutuante, seria desejável conduzir a sedimentação sob condições que forneçam uma considerável profundidade de desperdício de sedimentação, para permitir a formação de uma camada profunda do super-flutuante acima do sedimento, permitindo assim que o super-flutuante seja puxado a uma altura tanto quanto possível acima do material mais baixo sedimentado. Lamentavelmente, é difícil fornecer isto em lagunas, porque elas tendem normalmente a ser relativamente de baixa profundidade. Em particular, o problema torna-se mais agudo quando as lagunas se tornam cheias, com a passagem dos anos, com um aumento da profundidade de sedimento de argila substancialmente sólido. 2

Um outro problema surge do facto que é necessário fazer uso óptimo das áreas das lagunas, por não ser desejável criar novas lagunas. De acordo com isto, há uma tendência crescente para precisar de continuar usando lagunas até ser impossível depositar nelas mais qualquer sedimento de argila sólido, e então há uma tendência crescente para querer usar lagunas que são substancialmente cheias e são pouco profundas para sedimentação útil. Há uma crescente necessidade de utilizar áreas de lagunas mais eficientemente.

Certamente conhecem-se outros processos em que se utilizam colunas de sedimentação, por exemplo, tanques de metal tubulares, que são construídos acima do nível do solo. Desde que tal coluna tenha a altura suficiente, permitirá eventualmente a formação de profundidade útil de super-flutuante. Lamentavelmente, o volume de desperdícios de argila aquosos, que são gerados em fosfato e outros processos de recuperação mineral, pode ser tão grande que é impraticável até de contemplar o uso de tanques de separação de coluna deste tipo. É também, evidentemente, bastante praticado aumentar o tempo de utilização de uma laguna, cavando o sedimento de argila sólido para fora da mesma, mas isto é trabalho intensivo e não fornece nenhuma solução directa â necessidade de conduzir o processo de recuperação eficientemente e de dar um super-flutuante de boa qualidade.

Obiectivo da Invenção 0 objectivo da invenção é de fornecer um processo de recuperação de fosfato ou de outro mineral, pelo qual seja possível obter super-flutuante para flutuação ou outras etapas de separação de qualidade melhorada, e pelo qual é 3 possível utilizar lagunas de sedimentação mais eficientemente.

Sumário da Invenção

Um processo de recuperação mineral de acordo com a invenção, abrange uma etapa principal de separação, em que o mineral é misturado com água e separado para dentro de uma fracção enriquecida e um desperdício de argila aquoso diluído, e uma etapa de sedimentação de desperdício, em que o desperdício de argila aquoso diluído é sedimentado numa ou mais lagunas de depósito para fornecer um sedimento de argila substancialmente sólido e super-flutuante, e o super-flutuante é reciclado para a etapa de separação principal, e a etapa de sedimentação de desperdício abrange alimentar o desperdício de argila aquoso diluído para dentro de um poço, que foi formado no solo, floculando o desperdício aquoso diluído no poço, misturando o floculante polimérico para dentro do desperdício, sedimentando o desperdício floculado no poço, para fornecer um sedimento de argila engrossado bombeável e um super-flutuante, reciclando o super-flutuante do poço novamente para a etapa principal de separação, bombeando o sedimento de argila engrossado de debaixo do super-flutuante no poço para uma ou mais lagunas finais e permitindo que o sedimento de argila engrossado seja submetido a posterior sedimentação, para fornecer um sedimento de argila substancialmente sólido nas uma ou mais lagunas finais.

Descrição das estruturas preferidas

Em geral, a invenção é aplicável a qualquer processo em que a separação de valores minerais da rocha em bruto ou outro material, abranja misturar com água e portanto produzir grandes volumes de desperdício de argila aquoso diluído, que é então sujeito a sedimentação em lagunas. Geralmente o desperdício de argila tem as características de um limo. 4 0 processo de recuperação mineral preferido â qual a invenção é aplicada, é a recuperação de valores de fosfato de argila de fosfato, por exemplo como é praticado nos processos de recuperação de fosfato na Florida. Outros processos de recuperação de mineral aos quais a invenção pode ser aplicada incluem qualquer daqueles em que o rácio natural de depósito do sedimento é suficientemente lento, de maneira que o depósito de laguna seja apropriado e onde o depósito pode ser promovido por um agente floculante.

Quando o processo é um processo de recuperação de fosfato, a etapa principal de separação pode envolver quaisquer procedimentos de separação convencionais em tais processos. Por exemplo, pode envolver ciclonizar a mistura e pode envolver sujeitar a mistura a uma flutuação. Frequentemente, o material pode ser reciclado uma ou mais vezes através de um ou mais procedimentos de separação. A invenção é de valor particular quando a etapa de separação inclui um processo de flutuação. 0 processo de flutuação é promovido pela adição de químicos de flutuação, tais como colectores de flutuação ou depressores de flutuação e tais químicos podem ser fornecidos à etapa de flutuação juntamente com o super-flutuante reciclado. Uma solução do químico flutuante no super-flutuante reciclado pode ser usado para formar a mistura de mineral. 0 super-flutuante reciclado pode ser usado alternativamente ou adicionalmente para enxaguagem, transporte, flutuação da suspensão ou qualquer outro processo útil.

Independentemente de como o super-flutuante é usado, a dosagem do químico de flutuação, que é requerida, tende a aumentar significativamente conforme a transparência do super-flutuante decresce. Por exemplo, a quantidade de agente de flutuação que é requerida em qualquer processo particular é muito maior, se o super-flutuante reciclado tiver uma baixa 5 transparência, do que se o super-flutuante tiver uma transparência excepcionalmente boa. Por meio da invenção é possível obter transparência excepcionalmente boa deste modo é possível reduzir significativamente a quantidade de amina ou outros agentes de flutuação que são utilizados. 0 desperdício de argila aquoso diluído é uma mistura consistindo em primeiro lugar de partículas de limo de argila de desperdício na água. Contudo a mistura de argila ou desperdício podem conter alguns valores úteis de mineral grosseiro. 0 desperdício pode ser desperdício de separação de argila primário, tipicamente tendo 5% de conteúdo de sólidos e contendo algum valor mineral útil, ou um desperdício de separação de argila secundário, tendo um conteúdo de sólidos mais baixo e menos material grosseiro dentro dele. Em particular, a mistura de argila ou desperdício consistirá frequentemente em, ou conterá um desperdício de argila secundário, nomeadamente um desperdício obtido de uma flutuação ou outro processo de separação. Em alguns processos, os desperdícios de argila primários e secundários são tratados separadamente, enquanto noutros processos os desperdícios de argila primários e secundários são misturados um com o outro.

Em geral, o desperdício de argila aquoso diluído contém geralmente não mais do que 7% e normalmente não mais do que 5% de sólidos totais por peso, mas normalmente contém pelo menos 0,1% e normalmente pelo menos 0,5% por peso de sólidos totais. Os sólidos geralmente consistem totalmente ou principalmente de finos de argila, mas podem incluir alguns desperdícios de argila mais grosseiros ou valores minerais mais grosseiros de tal natureza, que o material mais grosseiro pode ser sedimentado da argila enquanto os finos permanecem em suspensão. Os finos de argila normalmente constituem pelo menos 50% e normalmente pelo menos 90% ou pelo menos 99% por peso da matéria seca do desperdício. Os finos de argila, que constituem a maior parte da matéria 6 seca, terão características físicas e químicas típicas de limos de argila e, em particular, estas características são tais que o depósito da laguna e evaporação é, normalmente a única maneira prática de converter os finos a um sedimento substancialmente sólido.

Se o desperdício de argila aquoso diluído contém valores minerais grosseiros ou outro material depositável grosseiro, estes materiais podem ser sedimentados do desperdício enquanto este escorre através de uma vala em direcção ao poço (por exemplo, como descrito na U.S. Pat. No. 5.688.404) ou estes valores podem ser sedimentados numa laguna, antes do tratamento do poço da presente invenção. Deste modo o desperdício contendo os valores minerais, pode ser dirigido a uma área de entrada de uma laguna de depósito, e a redução resultante na velocidade de fluxo que ocorre ao mesmo tempo que o desperdício entra na laguna, causa sedimentação dos valores de mineral essencialmente na área de entrada. Os valores de mineral podem então ser recuperados da base da área de entrada, ou se apropriado, da base de toda a laguna por escavação. 0 desperdício de argila aquoso diluído, opcionalmente depois de preliminar sedimentação de materiais grosseiros, escorre depois para dentro de um poço, que foi formado no solo. 0 poço pode ser localizado dentro ou nas redondezas da laguna primária, existindo cortes de mina, um canal, um canal de descarga de emergência ou uma área de contenção secundaria ou território virgem. Numa estrutura preferida, o poço é localizado numa laguna primária, mais propriamente, na base ou na entrada do desperdício de uma laguna primária. 0 poço pode ser feito por escavação de, por exemplo, um quadrado, um rectângulo, um círculo ou uma área oval no solo até uma profundidade suficiente. Se desejado, o poço pode ser alinhado de forma a impedir erosão das paredes, mas isto é normalmente desnecessário. 7

Como resultado de utilizar um poço, em vez de uma coluna de depósito, é possível gerar um grande volume e uma zona de depósito profunda muito rentável. Uma camada de super-flutuante e uma camada de sedimento engrossada são formadas dentro do poço da camada de desperdício, aquosa, diluída, alimentadas para dentro do poço. 0 super-flutuante pode ser retirado, bombeado ou de outra forma puxado do topo do poço, de forma que esta remoção não perturbe a camada de sedimento engrossada no fundo do poço. Geralmente o super-flutuante é tirado do poço, fazendo transbordar o poço por meio de uma alimentação contínua substancial para dentro do poço. A remoção do super-flutuante pode ser feita de qualquer maneira conveniente, por exemplo, através de um canal, e canalizado para trás para a etapa de separação, altura em que o poço pode ser cavado em qualquer local apropriado.

Como descrito acima, uma estrutura preferida permite que o poço seja cavado na base da laguna primária e o super-flutuante transborde do topo do poço e corra através da base exposta da laguna primária. Geralmente, a laguna primária já seria utilizada para reunir sedimento de argila sólido do processo de recuperação de mineral e então o super-flutuante corre sobre o sedimento de argila substancialmente sólido na laguna primária. 0 fluxo do super-flutuante do poço por cima do sedimento, antes da reciclagem do super-flutuante para a etapa de separação principal, tem o efeito de polir o super-flutuante e com isto aumentar a transparência e reduzir os sólidos suspensos do super-flutuante que é devolvido à flutuação ou outra etapa de separação principal.

Geralmente, na estrutura preferida, o poço é formado numa laguna que já está substancialmente cheia com sedimento de argila substancialmente sólido. Assim, na aplicação da invenção a uma laguna que já foi substancialmente cheia com sedimento, pode ser dado um novo e muito importante objectivo 8 escavando um poço de tratamento e depois confiando no sedimento existente na laguna para fornecer um polimento do super-flutuante. 0 rácio de aumento do sedimento na laguna, como resultado deste processo de polimento, é extremamente vagaroso e assim pode dar â laguna uma extensão quase indefinida na sua vida útil. A frase "substancialmente cheia" quer dizer que a laguna é muito pouco profunda para ser útil para a separação de um transparente super-flutuante do sedimento, por exemplo, como um resultado do componente horizontal da velocidade do fluxo exceder a componente vertical do rácio de depósito transparente.

Dimensões apropriadas para o poço no processo inventivo abrangem uma profundidade de cerca de 1,82 m a mais ou menos 9,14 m (mais ou menos 6 a mais ou menos 30 pés), preferivelmente mais ou menos 2,43 m a 6,09 m (mais ou menos 8 a mais ou menos 20 pés) e uma área de superfície superior (geralmente próximo de um quadrado ou área redonda) dando um rácio de fluxo de 0,038 1 a 3,8 1 (0,01 a 1 U.S. galões), preferivelmente de 0,38 1 a 1,89 1 (0,1 a 0,5 U.S. galões) por minuto por 0,0929 metros quadrados (por pé quadrado), correspondendo a um rácio de fluxo de 4 1 por minuto por metro quadrado. Tipicamente a área de superfície é de 929 a 929xl03 metros quadrados (104 a 107 pés quadrados). 0 tamanho de uma laguna primária convencional é de mais ou menos 0,2 km quadrados até 8,1 km quadrados (cerca de 50 a cerca de 2000 acres) geralmente 1,0 km quadrado a 4,04 km quadrados (250 a 1000 acres) . A distancia da viagem do super-flutuante sobre o sedimento de argila substancialmente sólido na laguna primária, é geralmente pelo menos de 91,4 m (300 pés) e normalmente pelo menos de 213,36 m (700 pés), e.g. 304,8 m a 1524 m (1000 a 5000 pés). As condições de fluxo do super-flutuante, enquanto viaja do transbordo do poço até à saída da laguna primária, são preferivelmente de maneira a 9 provocar uma perturbação mínima de argila, que está a sedimentar, no sedimento de argila substancialmente sólido na base da laguna. Preferivelmente, a profundidade do super-flutuante acima da argila em depósito e do sedimento de argila sólido é tal que há uma camada de cerca de 0,15 m (6 polegadas), geralmente cerca de 0,3048 m (mais ou menos um pé) e, preferivelmente cerca de 0,914 m (mais ou menos 3 pés) de profundidade que se apresenta, a olho nu, transparente. A velocidade de fluxo do super-flutuante é geralmente de mais ou menos 3,8xl0~6 1 a 0,36 1 (mais ou menos 0,000001 a 0,1 galões) por minuto por 0,0929 metros quadrados (por pé quadrado) ; correspondendo a 4x10 5 a 4 1 por minuto por metro quadrado, para dar lugar à sedimentação e para minimizar o risco de perturbar a argila de sedimentação. 0 desperdício de argila aquoso diluído é floculado no poço misturando um floculante polimérico para dentro do desperdício. 0 floculante polimérico pode ser adicionado em forma sólida, mas mais frequentemente é adicionado como uma solução pré formada de uma maneira convencional, tipicamente tendo uma concentração de polímero de cerca de 0,1-2% por peso. O floculante polimérico pode ser adicionado ao desperdício, depois do desperdício ter entrado no poço mas normalmente é adicionado ao desperdício antes do desperdício entrar no poço. 0 ponto de adição pode ser justamente antes da entrada no poço ou pode ser numa posição bastante anterior, por exemplo como descrito em U.S. Pat. No. 5.688.494.

Geralmente, o floculante polimérico é adicionado ao desperdício, â medida que corre através de um dispositivo de mistura, que descarrega no poço. 0 dispositivo de mistura pode ser um canal através do qual o desperdício corre com suficiente turbulência para promover boa mistura do floculante para dentro do desperdício. A turbulência pode ser gerada somente pelo rácio de fluxo através do canal ou por divisórias ou outros indutores de turbulência, pela injecção 10 de água dentro do canal. Se desejado, rotores mecânicos ou outros aparelhos de mistura mecânicos podem ser fornecidos para alcançar a mistura apropriada do floculante polimérico para o desperdício, suficiente para dar floculação uniforme substancial. 0 floculante polimérico pode ser qualquer floculante polimérico solúvel em água que é capaz de promover floculação e portanto uma separação do desperdício aquoso num super-flutuante e um sedimento de argila engrossado. 0 polímero é geralmente um polímero solúvel em água, formado de um ou mais monómeros etilenicamente não saturados. Os monómeros podem ser não iónicos, aniónicos ou catiónicos. Da mesma maneira, o polímero pode ser não iónico, aniónico ou catiónico, ou pode ser anfótero.

Monómeros aniónicos apropriados incluem monómeros sulfónicos ou carboxílicos não saturados etilenicamente monómeros sulfónicos, tais como ácido aríclico, ácido metacrílico e ácido 2-acrilamido-2-metil propansulfónico (AMPS) (uma US marca registada da Lubrizol Corporation) , acrilamido é um apropriado monómero não iónico. Monómeros catiónicos apropriados são dialquilaminoalquilo (met)-acrilatos e acrilamidos, normalmente como seu amónio quaternário ou sais de adição ácidos, ou cloreto de amónio dialilo dimetilo.

Os polímeros aniónicos preferidos são copolímeros de 5-70% por peso geralmente 10-50% por peso de monómeros aniónicos tais como ácido acrílico (normalmente como acrilato de sódio) e/ou AMPS com outros monómeros geralmente de acrilamido. Copolímeros aniónicos particularmente preferidos são Percol 336, Percol 727, Percol 358 todos de "Ciba Specialty Chemicals, Water Treatments Inc". Os polímeros catiónicos apropriados são formados de 1-50% por peso, geralmente 2-15% por peso de monómero catiónico tais como adições de ácidos dimetilo aminoetilo-acrilato ou de metaacrilato ou sais 11 quaternários juntamente com outros monómeros, geralmente acrilamido. Os copolímeros catiónicos particularmente preferidos são Percol 455, Percol 352, também de "Ciba Specialty Chemicals Water Treatments Inc. 0 peso molecular do polímero é geralmente tal que o polímero tem uma viscosidade intrínseca ("IV") (medido usando um viscosímetro de nível suspenso, IN cloreto de sódio tamponado a pH 7 a 20°C) de pelo menos 4 dl/g e normalmente pelo menos 8 dl/g. Quando o polímero é aniónico, 0 IV é tipicamente 10-30 dl/g e quando é catiónico ο IV é tipicamente 8-15 dl/g. 0 polímero pode ser feito por polimerização de gel, polimerização de rebordo de fase reversa ou polimerização de emulsão de fase reversa ou por qualquer outra técnica apropriada de forma conhecida.

Embora a maior parte do estado anterior da técnica realce o uso em limos de fosfato de polímeros aniónicos, o processo de separação da invenção é geralmente melhor conduzido usando um polímero catiónico, por exemplo, do tipo descrito acima. Esta selecção de polímero dá a melhor combinação de transparência do super-flutuante e engrossamento do sedimento. Contudo, um polímero aniónico, geralmente do tipo descrito acima, é normalmente preferido quando o desperdício inclui material da etapa de flutuação, que foi obtido pelo o uso de agentes de flutuação aminas precedidos pelo tratamento do mineral com ácido sulfúrico, para descascar material catiónico da rocha. A dosagem efectiva do polímero é seleccionada de uma forma convencional para aplicações de sedimentação e é normalmente 0,1 a 1, preferivelmente mais ou menos 0,25 a mais ou menos 0,75 libras de polímero por tonelada de sólidos no desperdício que está a ser floculado. 12 A selecção do polímero e a quantidade de dosagem podem ser conduzidas por procedimentos de selecção convencionais para assim obter a combinação óptima de transparência e profundidade do super-flutuante, e o rácio de depósito por um lado e o sedimento de argila engrossado bombeável pelo outro lado. 0 tempo de permanência teorética do desperdício de argila aquoso diluído no poço é normalmente de 5 minutos a 2 horas, preferivelmente 10 minutos a uma hora, e.g., 15 a 40 minutos. A promoção do processo de floculação pode ser conseguida misturando água diluída com a solução floculante para dentro do desperdício de argila aquoso diluído, porque o desperdício entrando no poço frequentemente tem um conteúdo de sólidos acima do valor, que dá um rácio de depósito óptimo. A quantidade óptima de água de diluição pode ser determinada com testes de rotina. 0 sedimento de argila engrossado é removido do poço numa posição significativamente abaixo do super-flutuante e/ou numa altura em que a remoção não prejudica indesejavelmente a qualidade do super-flutuante. A remoção pode ser contínua ou descontínua. 0 conteúdo de sólidos de sedimento aumentará geralmente para o fundo do poço e, de forma a minimizar o risco de o poço gradualmente se encher com sedimento, é portanto desejável remover o sedimento de argila engrossado o mais perto do fundo do poço quanto possível. 0 sedimento que é removido do poço geralmente tem um conteúdo de sólidos de, pelo menos, 2 ou 3 vezes e frequentemente até de 10 vezes do conteúdo dos sólidos do fluxo de desperdício de argila aquoso diluído, que está ser floculado. Frequentemente, o conteúdo de sólidos do sedimento engrossado é de mais ou menos 10 a mais ou menos 30% de peso seco de sólidos. Medido tirando uma amostra do sedimento engrossado de conhecido peso e evaporando o componente de 13 liquido ou humidade a uma conhecida temperatura (tipicamente 105 graus Celsius) secando num laboratório Standard. 0 conteúdo de sólidos deveria preferivelmente ser tão alto quanto possível, mas não o deve ser a ponto do sedimento não ser convenientemente bombeável. A remoção pode ser preferivelmente realizada por meio de bombeamento, tal como usando uma bomba fixa posicionada no solo perto do lado do poço e ligada por um canal a uma área perto da base do poço, para retirar o sedimento engrossado do poço, ou uma bomba flutuante que bóia no super-flutuante e tem um canal estendendo-se para baixo para perto da base do poço. 0 sedimento engrossado é removido do poço para uma ou mais lagunas finais onde é distribuído por cima da laguna e deixado sedimentar e evaporar para formar o desejado sedimento final de argila substancialmente sólido. Porque o sedimento engrossado removido do poço tem conteúdo de sólidos mais altos do que o desperdício de argila convencional, a quantidade de sedimentação e evaporação, que é requerida para fornecer o sedimento sólido final é muito menor do que em processos convencionais, e pode não haver nenhum incentivo para tentar reciclar qualquer super-flutuante (por causa da grande quantidade de super-flutuante que foi reciclado do poço) . De acordo com isto uma ou mais lagunas finais não têm que ter volume de depósito tão profundo como é normalmente considerado necessário. Como resultado, o sedimento engrossado pode ser bombeado para dentro das lagunas que são parcialmente ou quase inteiramente cheias de sedimento. A invenção tem assim a vantagem, que pode simultaneamente dar boa recuperação de super-flutuante (frequentemente de alta transparência) enquanto usando lagunas que seriam normalmente consideradas serem cheias de mais e de pouca profundidade para muitos propósitos.

Os seguintes são exemplos da invenção. 14

Exemplo 1

Um processo de recuperação de fosfato é conduzido misturando rocha de fosfato com água e separando a rocha por peneiragem física e por operações de ciclonização para dar uma fracção grosseira e fracções mais finas. Estas fracções mais finas são sujeitas a separações posteriores (incluindo flutuação) para dar fracções de fosfato e como desperdício de argila aquoso tendo um conteúdo de sólidos, que varia entre mais ou menos 0,2% sólidos e 1% sólidos e que contém uma pequena quantidade (tipicamente 0,05 a 0,1%) de sólidos de valores de minerais de fosfato.

Este desperdício é bombeado através de uma vala para uma primeira laguna, tendo uma área de mais ou menos 1,0 km quadrado (mais ou menos 250 acres). 0 desperdício viaja para dentro da laguna a uma velocidade de 3,048 m (mais ou menos 10 pés) por segundo, que desce para mais ou menos 0,3048 m (mais ou menos 1 pé) por segundo ao entrar na laguna, com consequente sedimentação de partículas de fosfato enquanto a mistura entra na laguna. As partículas de fosfato sedimentadas são removidas da base da laguna de tempo a tempo. 0 fluxo de desperdício resultante corre pela primeira laguna que é separada por uma barragem de uma segunda laguna de 1,0 km (mais ou menos 250 acres) que contém uma profundidade significativa de sedimento de argila sólido e em que um poço substancialmente quadrado foi escavado com um comprimento de mais ou menos 30,48 m (cerca de 100 pés) de cada lado e uma profundidade de mais ou menos 4,57 m (cerca de 15 pés) . 15

Dois canos, cada um tendo um diâmetro de cerca de 0,91 m (mais ou menos 3 pés) estendem-se através da barragem. A mistura aquosa saindo da primeira laguna corre através dos canos com muita turbulência e descarrega no poço. Através da maior parte ou todo o tempo de fluxo dentro dos canos uma 0,5% solução de floculante polimérico é injectada no desperdício, à medida que entra nos canos e, a mistura nos canos é facilitada por injecção de água diluída sob pressão moderada tipicamente mais ou menos 3447,4 Hectopascale (tipicamente cerca de 50 psi) com isto criando uma turbulência significativa através dos canos. Convenientemente, a floculação da argila está bem avançada na altura em que o desperdício de argila entra no poço.

Dentro de uma hora de alimentação da mistura aquosa no poço, o sedimento produz um super-flutuante transparente e um sedimento engrossado, tendo um conteúdo de sólidos, que é frequentemente 5-15 vezes o conteúdo de sólidos do desperdício sólido, e dentro de 24 horas a sedimentação produz um sedimento que é tipicamente 20-50 vezes o conteúdo de sólidos da mistura aquosa inicial.

Por exemplo, num processo utilizando Percol 455 um copolímero catiónico de 95% acrilamido 5% dimetilaminoetilo acrilato quaternizado com cloreto de metilo tendo uma viscosidade intrínseca acima de 6 dl/g como o floculante, a mistura aquosa entrando no poço tinha um conteúdo de sólidos de 0,25%, depois de 1 hora, o sedimento tinha um conteúdo de sólidos de 7,9% e depois de 24 horas o sedimento tinha um conteúdo de sólidos de 18,2%. 0 super-flutuante transparente corre continuamente do poço e através da segunda laguna para uma vala de saída posicionada mais ou menos a 914,4 m (cerca de 3000 pés) do poço. 16 0 super-flutuante resultante aparecia transparente visualmente e percebeu-se que os custos da etapa de separação principal, e em particular os custos dos materiais de flutuação, foram deveras reduzidos, comparados com os custos requeridos quando o super-flutuante foi gerado meramente por depósito convencional do desperdício numa laguna com reciclagem do desperdício.

Exemplo 2

Uma rocha de fosfato misturada é separada da argila do desperdício e outros materiais de desperdício por peneiragem física e por operações de ciclonizar para remover a fracção de produto mais grosseira. As fracções mais finas são então sujeitas a operações de preparação adicionais para libertar todos os valores de fosfato recuperáveis das fracções de desperdício. Os valores de fosfato remanescentes são futuramente enriquecidos por operação de flutuação selectiva. A operação de processamento numa outra operação foi de maneira a que os reagentes significantes ou excessivos de amina foram depositados a uma laguna de depósito. A laguna de depósito foi ligada por um cano até a um poço numa segunda laguna e o polímero foi adicionado, como amplamente descrito no Exemplo 1. 0 polímero, que foi usado neste exemplo, foi Percol 336, que é um copolímero aniónico de 69% acrilamido e 31% acrilato de sódio, e tendo uma viscosidade intrínseca acima de 10 dl/g. Este floculante de copolímero seleccionado deu bons resultados, apesar da presença de amina excessiva no fluxo de desperdício de argila aquoso despejado no poço. 28-02-2007 17

Claims (13)

1. Reivindicações 1. Processo de recuperação de mineral abrangendo uma etapa principal de separação, em que o mineral é misturado com água e separado numa fracção enriquecida e um desperdício de argila aquoso diluído, e uma etapa de sedimentação de desperdício, em que o desperdício de argila aquoso diluído é sedimentado em uma ou mais lagunas de depósito para fornecer um sedimento de argila substancialmente sólido e um super-flutuante, e em que a etapa de sedimentação de desperdício abrange alimentar o desperdício de argila aquoso diluído para dentro de um poço que foi formado no solo, floculando o desperdício aquoso diluído por meio da mistura de um floculante polimérico para dentro do desperdício de argila aquoso diluído, sedimentando o desperdício de argila aquoso diluído floculado, para fornecer uma camada de sedimento de argila engrossado bombeável no poço e uma camada de super-flutuante, reciclando a camada de super-flutuante do poço novamente para a etapa de separação principal.
2. 2. Processo de acordo com reivindicação 1, abrangendo a etapa de remover pelo menos uma porção da camada do sedimento de argila engrossada do poço, e permitindo o removido sedimento de argila engrossado sofrer mais sedimentação e evaporação, para fornecer um sedimento de argila substancialmente sólido em uma ou mais lagunas finais.
3. 3. Processo de acordo com reivindicação 1, em que o poço foi cavado numa laguna primária que contém sedimento de 1 argila substancialmente sólido do processo de recuperação mineral.
4. 4. Processo de acordo com reivindicação 3, em que o super-flutuante corre por cima do sedimento de argila substancialmente sólido na laguna primária, antes de ser reciclado para a etapa de separação principal.
5. 5. Processo de acordo com reivindicação 1, em que a etapa de separação principal inclui pelo menos uma etapa de flutuação, e a reciclagem do super-flutuante inclui reciclar para pelo menos uma etapa de flutuação.
6. 6. Processo de acordo com reivindicação 1, em que a camada de sedimento de argila engrossada tem um conteúdo de sólidos 6 a 100 vezes o conteúdo de sólido de desperdício de argila aquoso diluído.
7. 7. Processo de acordo com reivindicação 1, em que o desperdício de argila aquoso diluído tem um conteúdo de sólidos de 0,1-7% e a camada de sedimento de argila engrossada tem um conteúdo de sólidos de 10-30%.
8. 8. Processo de acordo com reivindicação 4, em que a laguna primária é substancialmente cheia com sedimento de argila substancialmente sólido do processo de recuperação mineral.
9. 9. Processo de acordo com reivindicação 2, em que a uma ou mais lagunas de depósito e uma ou mais lagunas finais são substancialmente cheias com sedimento de argila 2 substancialmente sólido do processo de recuperação mineral.
10. 10. Processo de acordo com reivindicação 1, em que o desperdício de argila aquoso diluido contém valores de mineral em partículas, que são sedimentadas do desperdício de argila aquoso diluído, antes do desperdício de argila aquoso diluído ser alimentado para dentro do poço.
11. 11. Processo de acordo com reivindicação 1, em que o processo de recuperação mineral é um processo de recuperação de fosfato.
12. 12. Processo de acordo com reivindicação 11, em que o floculante é um polímero catiónico solúvel em água tendo uma viscosidade intrínseca de pelo menos 4 dl/g.
13. 13. Processo de acordo com reivindicação 11, em que a etapa de separação principal abrange uma etapa de flutuação utilizando um agente de flutuação amina e o desperdício de argila aquoso diluído é tratado com ácido mineral, e o floculante é um polímero aniónico solúvel em água. 28-02-2007 3