致密介质分离方法
【专利摘要】一种分离固体的方法，包括：将该固体加至包含磁性或磁化粒子的颗粒物质于液体中的悬液中，使组合的固体和悬液置于分离容器中以使该组合固体和悬液围绕由该容器的外壁界定的空间旋转，以向该固体施加离心力；以及在操作该分离容器期间向该分离容器中的组合的固体和悬液施加磁场以至少在容器的较低区域中在远离容器外壁的向内方向上对该颗粒物质的粒子施加磁偏力，其中该颗粒物质具有的粗糙度(粒度)由以下的至少一个来决定：该分离容器的尺寸、该颗粒物质形状和类型、该固体粒度和类型、该组合固体和悬液的馈料压力、以及该悬液的所需比重，且该方法还包括：使该颗粒物质比由以下的至少一个来决定的标称粗糙度更粗糙(更大)：在不存在该磁场下，该分离容器的尺寸、该颗粒物质形状和类型、该固体粒度和类型、该组合的固体和悬液的馈料压力、以及混悬液的所需比重。
【专利说明】
致密介质分离方法
技术领域
[0001]本发明涉及固体的分离。本发明特别涉及致密介质分离(DMS)。
【背景技术】
[0002]致密介质分离(DMS)-也称为重介质分离-是一种在采矿行业中广泛用于通过密度差使有价值的矿物质与非有价值的岩石分离的过程。举例来说，DMS可用于钻石行业中，因为钻石比主体岩石更致密，并且也可用于铁矿石行业中，因为赤铁矿比硅石更致密。在煤炭行业中，其中煤炭的致密性小于硅石，因此也可使用DMS。
[0003]DMS过程涉及使用:颗粒物质于液体(通常是水)中的混悬液。颗粒物质或介质优选包含磁性粒子，例如磁铁矿或硅铁(FeSi)粒子，因为这有助于在分离工艺之后回收颗粒物质以供再次使用。颗粒物质的粒子是足够精细的以允许它们在相关液体中稳定混悬，并且通常采用粉末形式，同时足够致密/重质以提供所需介质密度。举例来说，在钻石行业中使用娃铁作为混悬介质，对+Imm至4mm金伯利岩(kimberlite)进行的350mm旋流器操作使用以下介质:其中约90 %的介质粒子比44微米更精细。该介质粒子通常通过研磨或粉化来形成。所得介质混悬液通常被称为致密介质。当颗粒物质包含磁性或磁化粒子时，该介质混悬液可被称为磁性致密介质。该介质混悬液的密度大于单独液体的密度。举例来说，典型致密介质可具有比方说2.65比重的表观密度，而水的比重是I。使用磁性颗粒物质的优势在于有助于后续回收颗粒物质以供再次使用。
[0004]在使用期间，介质混悬液置于例如旋流器容器(有时被称为致密介质旋流器)的分离容器中。通常在转移至分离容器中之前使介质混悬液与待分离固体(通常包含矿石，但也在回收行业中用于金属和塑料回收)混合。当分离容器包括旋流器时，分离是通过由具有不同密度的待分离固体粒子经受的离心力的差来实现，其中致密性较小的物质倾向于漂浮在液体悬浮液中并因此在顶部离开旋流器，而较致密的物质下沉并通过底部离开。
[0005]关于DMS的一个问题是由于混悬介质的密度相对较高(对于娃铁，通常在6.7与7.1比重之间)，它倾向于连同待分离固体一起从介质混悬液分离。因此，稳定介质为达成最优DMS效率所需，并且随着商品价格增高，最优效率比以往任何时候都要被优先考虑。使用足够精细的粉末介质以防止该介质在旋流器中在离心力下或在致密介质转筒的情况下在重力下快速沉降，由此来实现稳定性。而这种精细度由于以下的原因导致大部分介质损失:
[0006]1.精细混悬介质粘着于矿石/固体表面，并且在处理结束时难以从回收的产物洗除。这是针对诸如煤炭的多孔物质的特定问题。
[0007]2.由于表面积与体积比较高，精细混悬介质更易受腐蚀(例如氧化)。
[0008]3.精细混悬介质更难以在磁性分离器中回收。精细粒子经受的较高流体动力阻力导致较精细介质在磁性分离器中差的回收率。
[0009]可商购获得的硅铁是以研磨或粉化形式制造。粉化形式通常以5种粒级制造:特别粗糙、粗糙、精细、旋流器60和旋流器40，并且因为它是球形的，所以它更易于被洗涤，更耐腐蚀，但更昂贵。研磨的硅铁较便宜，并且可以6种不同尺寸商购获得:100#、650、1000、150D、270D、270F(来自例如DMS粉末(DMS Powders) (www.dmspowders.com)或M&M AlloysLimited(www.mandmalloys.com))。在常规DMS设备中，且其中所需介质比重大于3.2(对于铁矿石的情况)的情况下，研磨的介质的粘度太大不能高效分离，因此使用粉化硅铁。
[0010]通常，旋流器直径越小，由介质粒子在旋流器中经受的离心力越大，并且达成良好稳定性需要较精细介质。较大旋流器具有较低离心力，并且介质粒子不需要如此精细以获得稳定性。然而，组合固体和介质混悬液的馈料压力通常随旋流器直径增加而增加，并且以磁铁矿作为介质进行操作的煤炭DMS设备倾向于将一种粒度用于所有旋流器直径。
[0011]通常，在旋流器DMS环路中的硅铁损失在每吨120g硅铁(g/t)直至500g/t的范围内。磁铁矿是硅铁的较便宜替代物。然而，磁铁矿的致密性小于硅铁，并且因此损失通常较高。已知介质损失占DMS设备的总操作成本的20%至40%。
[0012]因此需要降低DMS系统中的介质损失。
【发明内容】
[0013]在实现本发明时，发明人认识到用于达成DMS系统中介质回收的机理倾向于损失相对精细介质。因此，通过消除或降低对所述精细介质的需要，介质损失被显著降低。消除或降低精细介质也使介质混悬液的粘度降低，并且因此使分离效率增加。
[0014]因此，本发明的第一方面提供一种分离固体的方法，所述方法包括:
[0015]将所述固体加入至包含磁性或磁化粒子的颗粒物质于液体中的混悬液中，
[0016]使组合的固体和混悬液置于分离容器中以便围绕由所述容器的外壁界定的空间对所述组合固体和混悬液给予旋转来对所述固体施加离心力；以及
[0017]在操作所述分离容器期间将磁场施加于所述分离容器中的所述组合的固体和混悬液以至少在所述容器的较低区域中在远离所述容器的所述外壁的向内方向上对所述粒子施加磁偏力，
[0018]其中所述颗粒物质具有由选自以下的至少一个所决定的粗糙度(粒度):所述分离容器的尺寸、颗粒物质形状和类型、固体粒度和类型、组合的固体和混悬液的馈料压力、以及所述混悬液的所需比重，并且其中所述方法进一步包括:
[0019]使所述颗粒物质比由选自以下的至少一个决定的标称粗糙度相对更粗糙(更大):在不存在所述磁场下，所述分离容器的尺寸、颗粒物质形状和类型、固体粒度和类型、组合的固体和混悬液的馈料压力、以及所述混悬液的所需比重。
[0020]通常，所述颗粒物质包含的粒子的尺寸(通常是宽度)大于由选自以下的至少一个所决定的标称粒度(通常是宽度):在不存在所述磁场下，所述分离容器的尺寸、颗粒物质形状和类型、固体粒度和类型、组合的固体和混悬液的馈料压力、以及所述混悬液的所需比重。很多所述颗粒物质中的所有粒子都可具有不同的尺寸或粗糙度，在所述情况下，所述颗粒物质的粗糙度或粒度可为平均或典型粗糙度或粒度。
[0021 ]在优选实施方案中，所述分离方法包括致密介质分离(DMS)方法。颗粒物质的所述混悬液优选包含磁性致密介质。
[0022]优选地，所述分离容器包括旋流器容器，更优选是致密介质旋流器。
[0023]优选地，所述颗粒物质包括磁性或磁化颗粒物质，例如硅铁或磁铁矿。
[0024]在一个实施方案中，方法可包括以下步骤:
[0025]a.使所述颗粒物质的粒子的粗糙度从所述标称粒度以预定量增加；
[0026]b.确定以磁场作函数的密度差量(来自分离容器的底流与顶流之间的密度差)以及确定为使密度差降低至预定最优值所需的磁场强度；
[0027]c.确定在通过步骤(b)确定的所述磁场强度下的密度分割点和分离误差；
[0028]d.进一步在预定步骤中增加粒子粗糙度(尺寸)并重复步骤(b)和(C)直至分离误差增加；以及
[0029]e.确定在分离误差增加之前使用的最大粒子粗糙度，并将所述最大粒子粗糙度用于随后的固体分离，同时将磁场施加于分离容器中的组合固体和混悬液。
[0030]在所述预定步骤之间，粒子的粗糙度可增加30%。
[0031 ]当使用具有所述标称粗糙度的颗粒物质时，该方法可进一步包括确定分离方法的密度分割点和分离误差的初始步骤。
[0032]久而久之，将由行业确立用于本发明的各特定应用的最优粒子粗糙度，并且本发明的随后使用者可使用由早期使用者使用该方法确定的粒子粗糙度而不必亲自重复该方法。
[0033]本发明的优选实施方案可使介质损失的成本降低多达90%，同时增加分离效率。
[0034]在优选实施方案中，对于直径是10mm的分离容器，施加于组合固体和混悬液的磁通量密度在I至300高斯之间(在0.1至30mT之间)。这增加了分离容器中的介质混悬液的稳定性，以便可使用相对粗糙介质而不损失介质稳定性和分离效率。使用较粗糙介质使介质损失和介质粘度降低。较低介质粘度能改进所有尺寸的DMS系统中的分离质量。大型分离容器将需要以指数方式增大的磁场通量密度。
[0035]优选方法允许使用相对较大介质粒度，同时维持致密介质旋流器中的最优分离效率。
[0036]在另一方面，本发明提供一种分离固体的方法，所述方法包括以下步骤:
[0037]将所述固体加入至包含磁性或磁化粒子的颗粒物质于液体中的混悬液中，
[0038]使组合的固体和混悬液置于分离容器中以便对所述容器的外壁施加旋转；以及
[0039]在操作所述分离容器期间将磁场施加于所述分离容器中的所述组合的固体和混悬液，以在与实现分离的重力相反的向上方向上对所述颗粒物质的所述粒子施加磁偏力；
[0040]其中所述颗粒物质具有的粗糙度(粒度)由选自以下的至少一个来决定:颗粒物质形状和类型、固体粒度和类型、以及所述混悬液的所需比重，并且其中所述方法进一步包括:
[0041]使所述颗粒物质比由选自以下的至少一个决定的标称粗糙度相对更粗糙(更大):在不存在所述磁场下，颗粒物质形状和类型、固体粒度和类型、以及所述混悬液的所需比重。
[0042]优选地，所述分离容器包括致密介质转筒。
[0043]在另一方面，本发明提供一种分离固体的方法，所述方法包括:
[0044]将所述固体加入至颗粒物质于液体(通常是水)中的混悬液中；
[0045]使组合的固体和混悬液置于分离容器中；以及
[0046]在操作所述分离容器期间将大致上垂直和向上定向的磁场施加于所述分离容器中的所述组合的固体和混悬液，
[0047]其中所述颗粒物质包含磁性或磁化粒子，其粗糙度(尺寸)由选自以下的至少一个来决定:所述分离容器的尺寸以及所述混悬液的所需比重，并且其中所述方法进一步包括:
[0048]使所述颗粒物质比由选自以下的至少一个决定的标称粗糙度相对更粗糙(更大):在不存在所述磁场下，所述分离容器的尺寸、所述混悬液的所需比重。
[0049]本发明的其它有利方面将在阅读以下对于优选实施方案的描述以及参照附图后相对于本领域技术人员变得更清楚。
【附图说明】
[0050]现时通过举例方式以及参照附图来描述本发明的实施方案，其中:
[0051]图1是作为DMS系统的一部分的致密介质旋流器的图示；
[0052]图2和3是说明在旋流器容器中作用于不同尺寸化粒子的关键力的矢量图；
[0053]图4是说明在磁场存在下在旋流器容器中作用于粒子的关键力的矢量图；
[0054]图5显示表列典型介质粒度相对于分离效率、密度分割点和旋流器处理量的表格；
[0055]图6显示表列在磁场存在下优选介质粒度相对于分离效率、密度分割点和旋流器处理量的表格；
[0056]图7是密度差相对于磁场强度的图；且
[0057]图8是分离误差相对于介质粒度的图。
【具体实施方式】
[0058]现参照附图中的图1，显示的是作为DMS系统的一部分的旋流器容器12。旋流器具有进口 I，在使用时通过其馈入介质混悬液与供分离的固体(通常包含矿石)的混合物。使混合物在旋流器12的圆柱形区段4中旋转，在此处分离开始进行，其中相对致密粒子朝向旋流器12的侧壁向外移动，而致密性较小的粒子朝向旋流器12的中心移动。
[0059]混合物进入锥形区段或平截头体5中，在此处继续进行分离。分离的固体的致密性较小的粒子倾向于漂浮并朝向旋流器12的中心移动，在此处它们通过通常称为如由箭头2指示的旋涡溢流管的出口 6离开旋流器12。通过出口 6离开的粒子由介质混悬液携带。分离的固体的较重或相对致密粒子下沉，将向旋流器12的侧面移动，并且通过例如包括如由箭头3指示的底流口 10的出口 10离开旋流器。通过出口 10离开的粒子由介质混悬液携带。
[0060]设想可使用具有众多不同几何结构的旋流器分离装置，具有圆柱形或锥形区段或两者组合，具有垂直或倾斜轴。所述旋流器分离装置的一共同特征是在大致上与腔室的弯曲侧壁相切的方向上将馈料物质馈入腔室中以便馈料物质被约束在弯曲壁周围流动，从而在馈料物质中诱导涡旋流动样式以便馈料物质中夹带的粒子经受朝向容器的外壁的离心力。
[0061]例如包括被适合通电的螺线管或永磁体的磁场发生器7在分离过程期间产生磁场8，其延伸至由旋流器12界定的分离腔室中。相对于旋流器12来配置和定位磁场发生器7以便它在由旋流器12界定的分离腔室中，尤其在锥形区段5中，在远离分离腔室的外壁的朝向分离腔室的中心区域的向内方向上，至少在旋流器12的较低区域中对混悬液中的磁性或磁化粒子产生磁偏力。方便的是，磁场发生器7包括环绕旋流器12的环结构。在优选实施方案中，磁场发生器7被配置为将I与300高斯之间的磁通量密度施加于介质混悬液，所述磁通量密度适于具有10mm的直径的旋流器分离容器。较大容器将需要以指数方式增大的磁通量
FtFt也/又。
[0062]可相对于旋流器向上或向下移动磁场发生器的位置以优化它的性能。如果磁场发生器是螺线管，那么可改变它的电流以优化磁通量密度。螺线管可为铁轭类型或多极类型，并且可改变它的线圈以优化所需磁场形状。产生的磁力被远离分离腔室的侧壁定向。因此，磁场可为水平的，但产生垂直磁场的螺线管被视为最实用。
[0063]在切断螺线管7(或另外移除磁场)的情况下，图2示出了在图1中的旋流器的左手较低角落中作用于介质9的精细粒子的力。F。表示对粒子的归因于混悬液在旋流器中旋转的离心力。这个离心力F。导致介质粒子朝向旋流器的器壁移动，在此处较重矿石粒子现已富集。Fd表示由粒子在它穿过水朝向平截头体壁5移动时经受的流体动力阻力C3Fw表示由粒子的自身重量在重力下施加的力。Fr表不各力的总和，即合力。
[0064]图2中合力的方向说明了以下倾向:介质粒子通过底流口10离开旋流器，而非向旋流器的中心行进然后离开旋涡溢流管6。在操作DMS旋流器12时观察到这个倾向，其中在正常操作条件下，底流口介质密度始终大于在旋涡溢流管出口处的介质密度。旋流器12的底流3与顶流2之间的密度差称为差量。已知较高差量对分离品质具有负面影响。主要通过DMS系统中使用的介质粒子的精细度来控制旋流器差量，并且因此当设计DMS系统时，介质的类型以及它的形状和尺寸分布是主要考虑事项。
[0065]仍然在切断螺线管7(或另外移除磁场)的情况下，图3示出了在与图2中的较精细粒子的位置相同的位置作用于介质的具有增加的质量的较粗糙(较大)粒子的力。尺寸增加已由于质量增加而导致F。和?|大幅增加，但Fd仅小幅增加，因为阻力的变化随粒子的直径而变，此约为质量增加的1/4。合力Fr的大幅增加说明大介质粒子朝向旋流器的器壁快速移动并通过底流口 10连同较致密的矿石粒子一起离开，并且介质密度差量将为过大的。
[0066]当存在磁场8时，图4示出了作用于磁场中介质的较粗糙粒子(具有增加的质量，在与图2中的精细粒子的位置相同的位置)的力。对介质粒子的表示SFm的磁力在远离旋流器的器壁向内，与合力Fr大致相反的方向上起作用，由此降低由较大介质粒子经受的Fr，因此类似于图2中的精细介质粒子的Fr。因此，当暴露于磁场时，较粗糙介质经受与在不存在磁场时较精细介质粒子的合力类似的合力。
[0067]结果是，使介质暴露于磁场允许较大介质粒子用于DMS旋流器12中而无差量过度升高。较大(较粗糙)介质粒子具有以下优势:
[0068]1.粗糙介质具有较低表面积，并且因此较不易受腐蚀，例如氧化。
[0069]2.较粗糙介质粒子更易于从DMS产物洗涤。
[0070]3.较粗糙介质更易于在用于回收磁性介质的磁性分离器中被捕集。
[0071]4.较粗糙介质粒子提供较低粘度介质以及改进的分离度。
[0072]5.较低粘度允许对于相同馈料压力，通过分离器的介质通量增加，以及因此分离器中的离心力增加，这同时改进了系统的分离度与处理量。
[0073]6.较粗糙介质允许实现高介质密度。
[0074]7.可使用致密性较小和较廉价的混悬介质，例如磁铁矿作为硅铁的替代物，因为粗糙粒子允许在介质中有较高百分比的固体含量，以用于弥补物质的较低密度。
[0075]当前，当需要在1.25至2.2g/cm3的范围内的密度分割点时，使用单独磁铁矿，并且在超过该范围时，使用磁铁矿和更昂贵的硅铁的混合物或10 %硅铁。连同磁场一起使用较粗糙介质允许磁铁矿介质在超过2.7g/cm3下使用。因此，单独的磁铁矿可用于初步地使石英岩和其它基于硅石的岩石与较致密的有价值的矿物质(诸如钻石)分离。可使用较粗糙介质实现的双峰分布可在实现这些较高密度方面起重要作用。对于使用100%硅铁进行的DMS，3.7比重的密度界限值现时可得以增加。
[0076]在根据本发明的一优选实施方案的一方法中，可如下确定用于给定分离过程的粒度(粗糙度)和所需磁场强度:
[0077]1.通过使用用于既定的分离的现存DMS设备或用于具有如在行业中用于既定的分离(无磁场)的标称粒子的颗粒物质的合适的DMS试验性设备来确定或确立密度差量(底流介质密度与顶流介质密度之间的密度差)、密度分割点和Ep(分离误差)。在已操作DMS设备的数十年间，用于各应用的恰当介质粒子尺寸分布是熟知的并被文献记载。举例来说，在钻石行业中，使用270D硅铁被广泛接受为用于在12倍于旋流器直径的压头下操作的350mm旋流器中，从金伯利岩回收Imm至4mm钻石的恰当粒度。
[0078]2.用粗糙30%的物质替换标称尺寸化颗粒物质。
[0079]3.通过绘制如图7中所示的密度差量相对于磁通量密度强度的图，以此来鉴定为使密度差量降低至低于0.4g/cm3(恰好0.4g/cm3的差量被视为旋流器DMS的最优操作点)所需的最小磁通量密度强度。
[0080]4.在步骤3中确定的磁通量密度下，可能使用示踪剂测试或密度测量分析来确定密度分割点和Ep (分离误差)。
[0081]5.用更粗糙30%的介质替换粒子物质，并且对较粗糙物质重复步骤3和4。
[0082]6.用粗糙度递增(优选以30%更大粒度阶跃)的颗粒物质进行重复直至分离误差(Ep)显著增加(参见图8)。
[0083]7.由绘制的图确定最优介质粗糙度(即在分离误差开始显著增加之前的最大粒度)。
[0084]现参照图5，表I显示用于产生致密磁性介质的颗粒物质的典型粒度(粗糙度)，其取决于在不存在磁场下，致密磁性介质的所需比重、旋流器容器12的尺寸(内径)、颗粒物质形状和类型、固体粒度和类型、组合的固体和混悬液的馈料压力、以及所述混悬液的所需比重。表I中给出的值涉及可被选择以提供最优分离效率的粒度。表1(以及图6中所示的表2)中给出的旋流器直径涉及最宽内径，例如图1中的圆柱形区段4的直径或在平截头体区段5的顶部的直径。粒度也以行业标准记法给出，例如:X%-Yym，这意味着对于一定量的颗粒物质(通常是一定量的粉末)，约X%的粒子足够小以穿过具有直径或宽度是Ymi的筛孔的筛网；或X% +Yym，这意味着对于一定量的粒子(通常是一定量的粉末)，约X%的粒子太大以致不能穿过具有直径或宽度是Yym的筛孔的筛网。应了解筛孔无需是圆形，但假定筛孔形状是规则的以使得沿着不同轴在宽度方面不存在实质性变化。举例来说，根据表1，在具有10mm的直径的旋流器中关于2.22的密度分割点比重使用的大量磁铁矿的等级为使得约92%的粒子足够小以穿过45μπι筛网。应了解在各情况下，筛网可为名义上的筛网。因此，筛网宽度数字代表粒度(例如宽度)的量度。在一些情况下(例如对于粉化粒子)，粒子的形状可为如此以致沿着不同粒子轴在宽度方面不存在实质性变化。在其它情况下(例如对于研磨粒子)，粒子的形状可较不规则，在所述情况下，粒子宽度沿着不同粒子轴可不相同。
[0085]使用诸如海水的腐蚀性水的DMS设备相比于使用非腐蚀性水的设备可使用更粗糙的介质，因为这种介质由于受腐蚀性水的腐蚀而在操作期间经受尺寸降低。因此，在具有腐蚀性工艺水的设备中，操作介质的粒级通常比添加的介质的等级更精细。
[0086]现参照图6，表2显示用于产生致密磁性介质的颗粒物质的优选粒度(粗糙度)，其取决于当在使用时将大致上垂直的向内和向上定向的磁场施加于旋流器中的致密磁性介质时，致密磁性介质的所需比重以及旋流器容器12的尺寸(内径)。表2中给出的值涉及可被选择来提供最优分离效率的粒度。表2与表I使用相同记法。
[0087]表1(非磁性DMS旋流器)与表2(磁性DMS旋流器)之间的比较说明可使用显著增加的介质粒度-同时通过施加穿过DMS旋流器12的磁场来改进或至少维持最优分离效率。
[0088]硅铁和磁铁矿是铁磁性物质，并且具有远远超过通常通过DMS加以处理的任何物质(如赤铁矿(顺磁性))的磁性易感性。赤铁矿的磁性极化是磁铁矿的磁性极化的约0.5%。因此，在DMS旋流器中使用磁场适于除铁磁性物质之外的所有物质。这不是实际限制，因为低强度磁性分离是铁磁性物质的优选分离方法。
[0089]通过使用本发明方法而能够使用具有较大平均粒度的混悬介质(颗粒物质)的益处包括:
[0090]1.降低介质消耗；
[0091]2.增加产物通量；
[0092]3.方法可易于以低成本对现存设备作翻新改进；
[0093]4.增加分割点和改进工艺控制；
[0094]5.较低密度和较低成本混悬介质(如磁铁矿)可替代更昂贵的较高密度介质(如硅铁)加以使用。
[0095]本发明不限于本文所述的实施方案，并且可在不脱离本发明的范围下修改或改变。
【主权项】
1.一种分离固体的方法，所述方法包括: 将所述固体加入至包含磁性或磁化粒子的颗粒物质于液体中的混悬液中， 使组合的固体和混悬液置于分离容器中以便围绕由所述容器的外壁界定的空间对所述组合的固体和混悬液施加旋转来向所述固体施加离心力；以及 在操作所述分离容器期间将磁场施加于所述分离容器中的所述组合的固体和混悬液，以至少在所述容器的较低区域中在远离所述容器的外壁的向内方向上对所述颗粒物质的所述粒子施加磁偏力， 其中所述颗粒物质具有的粗糙度(粒度)由选自以下的至少一个来决定:所述分离容器的尺寸、所述颗粒物质形状和类型、所述固体粒度和类型、所述组合的固体和混悬液的馈料压力、以及所述混悬液的所需比重，并且所述方法进一步包括: 使所述颗粒物质比由选自以下的至少一个所决定的标称粗糙度相对更粗糙(更大):在不存在所述磁场下，所述分离容器的尺寸、所述颗粒物质形状和类型、所述固体粒度和类型、所述组合的固体和混悬液的馈料压力、以及所述混悬液的所需比重。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述颗粒物质包含平均尺寸大于所述标称粒度的粒子。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述分离方法包括致密介质分离(DMS)方法。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，颗粒物质的所述混悬液优选包含磁性致密介质。5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述分离容器包括旋流器容器。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述分离容器包括致密介质旋流器。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述颗粒物质包括磁铁矿、硅铁或磁铁矿和硅铁的混合物。8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其包括以下步骤: a.使所述颗粒物质的粒子的粗糙度从所述标称粒度以预定量增加； b.确定以所述磁场作函数的密度差量(来自所述分离容器的底流与顶流之间的密度差)以及鉴定为使所述密度差量降低至预定最优值所需的磁通量密度； c.确定在所述磁通量密度下的密度分割点和分离误差； d.进一步在预定步骤中增加所述粒子粗糙度(尺寸)以及重复步骤(b)和(c)直至所述分离误差增加；以及 e.确定在所述分离误差增加之前使用的最大粒子粗糙度以及将所述最大粒子粗糙度用于随后的固体分离，同时将磁场施加于所述分离容器中的组合的固体和混悬液。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述预定步骤之间，所述粒子的粗糙度增加 30 %。10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，当使用具有所述标称粗糙度的颗粒物质时，所述方法进一步包括确定所述分离方法的密度分割点和分离误差的初始步骤。11.如权利要求8至10中任一项所述的方法，其特征在于，使用示踪剂测试或密度测量分析来确定所述密度分割点和分离误差。12.如权利要求8至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述密度差量的预定最优值约为0.4g/cm3o13.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，施加于所述组合的固体和混悬液的磁通量密度在I至300高斯之间(在0.1至30mT之间)。14.一种分离固体的方法，所述方法包括以下步骤: 将所述固体加入至包含磁性或磁化粒子的颗粒物质于液体中的混悬液中， 使组合的固体和混悬液置于分离容器中以对所述容器的外壁施加旋转；以及在操作所述分离容器期间将磁场施加于所述分离容器中的所述组合的固体和混悬液，以在与实现分离的重力相反的向上方向上对所述颗粒物质的所述粒子施加磁偏力， 其中所述颗粒物质具有的粗糙度(粒度)由选自以下的至少一个来决定:所述颗粒物质形状和类型、所述固体粒度和类型、以及所述混悬液的所需比重，并且其中所述方法进一步包括: 使所述颗粒物质比由选自以下的至少一个决定的标称粗糙度相对更粗糙(更大):在不存在所述磁场下，所述颗粒物质形状和类型、所述固体粒度和类型、以及所述混悬液的所需比重。15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述分离容器包括致密介质转筒。16.一种分离固体的方法，所述方法包括: 将所述固体加入至颗粒物质于通常是水的液体中的混悬液中； 使组合的固体和混悬液置于分离容器中；以及 在操作所述分离容器期间将大致上竖直和向上定向的磁场施加于所述分离容器中的所述组合的固体和混悬液， 其中所述颗粒物质包含具有由选自以下的至少一个决定的粗糙度(尺寸)的磁性或磁化粒子:所述分离容器的尺寸以及所述混悬液的所需比重，并且其中所述方法进一步包括:使所述颗粒物质比由选自以下的至少一个决定的标称粗糙度相对更粗糙(更大):在不存在所述磁场下，所述分离容器的尺寸、所述混悬液的所需比重。
【文档编号】B03B5/34GK106061615SQ201580010812
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年2月27日
【发明人】乔纳森·伊夫斯
【申请人】生态经济创新有限公司