分选开采的、待开采的或堆存的材料以获得具有提高的经济价值的提高等级的材料的方法

具体实施方式

本发明的描述是在铁矿石形式的开采材料的背景下进行的。注意，本发明不限于铁矿石且延伸到包含有价值的组分的其它开采材料。

图1是作为常规矿山操作的露天开采的铁矿山中的矿梯段的一段51的草拟设计图。该设计图显示了已经被钻孔以获得样品的一系列钻孔53(由十字表示)的位置。该样品被分析以确定样品中矿石的等级。该设计图还显示了被分析且其用一系列边界55来标记，该一系列边界55基于以下而将段分成一系列块57，即块中的矿石是否通过样品分析而被确定为是(a)高等级、(b)低等级或(c)基于矿石等级的废料。该图中显示了六个块57。在该图中，高等级块57被称为“HG”，低等级块被称为“LG”，而废料块被称为“W”。高等级和低等级之间以及低等级和废料之间的级别取决于一系列因素且可根据矿山和在不同的矿山段中变化。矿石的每个块57利用炸药被爆炸并被从矿坑拾取且从矿坑输送出来。矿石根据每个块的等级确定而在矿坑内部和外部进行处理。例如，废矿石被用作矿充填材料，低等级矿石被堆存或用于与高等级矿石混合，而高等级矿石根据需要被进一步处理以形成可销售的产品。处理能为湿处理或干处理。

在常规开采操作中，低等级矿石块通常不与其它矿石混合，而是被堆存并且不被销售，且因此展现了重要的经济价值损失。但是，这些块中的一些或全部可适合于根据本发明提高等级并根据参考图2-10的流程图通过示例所描述的本发明进行处理。

在本发明中，在铁矿石的背景下，关于矿石是否是“能提高等级的”的评估是基于块的等级和其它因素的评估。这些因素包括矿石颗粒是否能被分选成高于或低于阈值等级的颗粒流。能提高等级的矿石包括具有高于阈值等级的离散颗粒和低于阈值等级的离散颗粒的矿石。评估可包括评估矿石的尺寸减小能将矿石分成这样的离散颗粒的程度。具有在所有颗粒中细微地散布的铁的矿石通常是不能提高等级的。

图2-10中显示的每个流程图在从矿坑运输到主破碎机3并在破碎机中破碎的矿石的背景下描述。注意，本发明也延伸到矿石在矿坑中被破碎且被分选的情形。

参考图2，由主破碎机3破碎的矿石被供应到粗粒筛5，例如振动筛形式的粗粒筛5，该粗粒筛5基于颗粒尺寸将矿石分离成+75mm的筛上部分和-75mm的筛下部分。

来自粗粒筛5的筛上部分被输送到第二破碎机7，且在破碎机中减小尺寸之后被输送回到来自主破碎机3的流。

来自粗粒筛5的筛下部分被输送到下游粗粒筛9，例如振动筛形式的粗粒筛9，该粗粒筛9基于颗粒尺寸将矿石分离成8-75mm的筛上部分和-8mm的筛下部分。

来自粗粒筛9的筛下部分为细颗粒流，该细颗粒流被输送以进一步湿处理或干处理。

来自粗粒筛9的筛上部分被输送到产品筛11，例如振动筛形式的产品筛11。产品筛11基于颗粒尺寸将矿石分离成32-75mm的筛上部分和-32mm的筛下部分。

来自产品筛11的筛上部分被输送到第二破碎机7，且在破碎机中减小尺寸之后被输送回到来自主破碎机3的流。

来自产品筛11的筛下部分被输送到下游产品筛13，下游产品筛13基于颗粒尺寸将矿石分离成8-32mm的筛上部分和-8mm的筛下部分。

来自产品筛13的筛下部分为细颗粒流，其被输送用于与来自粗粒筛9的筛下部分一起进一步处理。

来自产品筛13的筛上部分至少就颗粒尺寸分布而言为产品流。

来自产品筛13的筛上部分被输送到矿石分选机15，且颗粒基于颗粒的矿石等级(即平均组分)而被分选为两股流。分选机15(以及此处描述的其它矿石分选机)可以为使用双x射线分析或任何其它合适的分析技术以确定矿石等级的分选机。图中被称为“块”的来自矿石分选机15的一股流包括具有高于阈值矿石等级(例如63wt.％Fe)的铁浓度的矿石。就颗粒尺寸分布和组分而言，该股流是需要的产品流，且形成可销售产品或形成能与其它矿石流混合以产生可销售产品的产品。图中被称为“不合格物”的来自矿石分选机15的其它流包括具有低于阈值矿石等级(例如63wt.％Fe)的铁浓度的矿石。该股流被输送到储料堆以作为例如土地填筑使用。

上述流程图的关键特征是图2中的等级分选步骤仅对处于需要的产品颗粒尺寸分布(即8-32mm尺寸部分)的矿石进行。该部分是来自产品筛的筛上部分且不是细颗粒的矿石分选。

参考图3，该流程图和图2流程图之间存在明显类似，且因而使用相同的附图标记描述相同特征。

流程图之间的主要差别在图3流程图的等级分选步骤中。

具体地，图3流程图包括两个矿石分选机17、19，而不是图2流程图的单个矿石分选机15，这两个矿石分选机17、19基于矿石等级来分选来自产品筛13的筛上部分。如上面关于图2流程图提到的，该筛上部分是需要的产品颗粒尺寸分布，即8-32mm尺寸部分。

更具体地，矿石分选机17作为“粗选机”分选机的形式且将矿石流分成具有高于第一等级阈值(例如50-55wt.％Fe)的铁浓度的第一流和在图中被称为“不合格物”的第二流，该第二流具有低于第一等级阈值的铁浓度。第一流被输送到矿石分选机19。

矿石分选机19作为“清选机”分选机的形式且将第一矿石流(包括至少50wt.％Fe的矿石)分离成具有高于第二等级阈值(例如63wt.％Fe)的铁浓度且在图中被称为“块”流的第一流以及具有低于第二等级阈值的铁浓度且在图中被称为“不合格物”的第二流。

来自矿石分选机19的第一“块”流就颗粒尺寸分布和组分来说为需要的铁矿石产品。

包括处于第一等级阈值和第二等级阈值之间(即处于50-63wt.％Fe之间)的矿石的第二“不合格物”，即来自矿石分选机17的“不合格物”，可以被堆存且用于与较高等级流混合。

上述的矿石分选机17、19的组合使得能以高生产量最大化来自产品筛13的8-32mm尺寸部分的较高等级(即+63wt.％Fe)产品的回收。较高等级产品在此被描述为需要的铁矿石产品。

参考图4，该流程图与图1、图2流程图之间存在明显类似，且因而使用相同的附图标记描述相同特征。

流程图之间的主要差别是在图4流程图的等级分选步骤中。该分选步骤的主要目的是在第一分选步骤中生产高等级流。

具体地，图4流程图包括两个矿石分选机17、21，这两个矿石分选机17、21基于矿石等级来分选来自产品筛13的筛上部分。如上面关于图2和图3流程图提到的，筛上部分是需要的产品颗粒尺寸分布，即8-32mm尺寸部分。

更具体地，矿石分选机17作为“粗选机”分选机的形式，且将筛上部分分成具有处于或高于产品等级阈值(例如63wt.％Fe)的铁浓度的第一流23和具有低于产品等级阈值的铁浓度的第二流25。就颗粒尺寸分布和组分而言，产品流23为需要的铁矿石产品。

矿石分选机21作为“选池”分选机的形式以识别并分离第二流25中的处于或高于上述产品等级阈值的任何矿石颗粒。矿石分选机21捕获流27中的这样的矿石并将该流与流23结合。就颗粒尺寸分布和组分而言，该结合的流23和27构成需要的铁矿石产品。来自分选机21的其它流31为“不合格物”流。

参考图5，该流程图与图2流程图之间存在明显类似，且因而使用相同的附图标记描述相同特征。

流程图之间的主要差别是在图5流程图的尺寸减小和分离步骤中。

具体地，图5流程图包括三个破碎阶段而图2流程图只包括两个破碎阶段。

来自粗粒筛5的筛下部分被输送到下游产品流11，该下游产品流11将矿石分离成32-75mm的筛上部分和-32mm的筛下部分。

来自产品筛11的筛上部分被输送到第三破碎机31，且在破碎机中减小尺寸之后被输送回到来自粗粒筛5的筛下部分。

来自产品筛11的筛下部分被输送到下游产品筛13，下游产品筛13基于颗粒尺寸将矿石分离成8-32mm的筛上部分和-8mm的筛下部分。

来自产品筛13的筛下部分为被输送用于进一步处理的细颗粒流。

至少就颗粒尺寸分布而言，来自产品筛13的筛上部分为产品流。来自产品筛13的筛上部分被输送到矿石分选机15且如上面关于图2流程图描述的基于矿石等级进行分选以形成需要的铁矿石产品。

参考图6，该流程图与图2流程图之间存在明显类似，且因而使用相同的附图标记描述相同特征。

流程图之间的主要差别是在产品筛11之后矿石的处理。

具体地，在图6流程图中，来自产品筛11的筛上部分(即32-75mm部分)被输送到矿石分选机33并基于等级被分离成两股流35、37。流35包括具有高于阈值的铁浓度(例如40wt％Fe)的矿石颗粒，且流37包括具有低于阈值的铁浓度的矿石。流37被输送到第二破碎机7，且在破碎机中减小尺寸之后被输送回到来自主破碎机3的流。来自矿石分选机33的流35为“不合格物”流。

来自产品筛11的筛下部分(即-32mm部分)被输送到产品筛13。

来自产品筛13的筛下部分为细颗粒流，其被输送用于与来自粗粒筛9的筛下部分一起处理。

就流颗粒尺寸分布和组分而言，来自产品筛13的筛上部分为需要的铁矿石产品。该流程图适用于其中仅有小比例的初始进给材料处于需要的产品尺寸分布(即8-32mm)的情形。

参考图7，该流程图与图6流程图之间存在明显类似，且因而使用相同的附图标记描述相同特征。

流程图之间的主要差别是在来自产品筛13的矿石的筛下部分的处理中。具体地，在图7流程图中，仅就颗粒尺寸分布而言而不是就矿石等级而言，来自产品筛13的筛上部分为产品流。筛上部分被输送到矿石分选机15且基于矿石等级(即平均组分)被分选成两股流，如上面关于图2流程图描述的，以形成需要的铁矿石产品。

参考图8，该流程图与图5流程图之间存在明显类似，且因而使用相同的附图标记描述相同特征。

流程图之间的主要差别是在来自矿石分选机29的流37的处理中，该流37具有高于阈值的矿石等级，例如50wt.％Fe。具体地，在图8流程图中，流37被输送到第三破碎机31，且在破碎机中减小尺寸之后被输送回到来自粗粒筛5的筛下部分。

参考图9，该流程图与上述其它流程图之间存在明显类似，且因而使用相同的附图标记描述相同特征。

图9流程图的关键特征是将6-32mm的产品尺寸部分分成两股产品流且单独地分选这些流。

参考图9，来自主破碎机3的破碎的矿石被供应到例如振动筛形式的粗粒筛5，该粗粒筛5基于颗粒尺寸将矿石分离成+75mm的筛上部分和-75mm的筛下部分。

来自粗粒筛5的筛上部分被输送到第二破碎机7，且在破碎机中减小尺寸之后被输送回到来自主破碎机3的流。

来自粗粒筛5的筛下部分被输送到例如振动筛形式的下游粗粒筛9，其基于颗粒尺寸将矿石分离成6-75mm的筛上部分和-6mm的筛下部分。

来自粗粒筛9的筛下部分为被输送用于进一步湿处理或干处理的细颗粒流。

来自粗粒筛9的筛上部分被输送到例如振动筛形式的粗粒筛11。粗粒筛11基于颗粒尺寸将矿石分成32-75mm的筛上部分和-32mm的筛下部分。

来自粗粒筛11的筛上部分被输送到第二破碎机7，且在破碎机中减小尺寸之后被输送回到来自主破碎机3的流。

来自粗粒筛11的筛上部分被输送到例如一系列振动筛形式的产品筛13。产品筛13基于颗粒尺寸将矿石分成15-32mm和6-15mm的筛上部分和-6mm的筛下部分。

来自产品筛13的筛下部分为细颗粒流，其被输送以与来自粗粒筛9的筛下部分一起进一步处理。

至少就颗粒尺寸分布而言，来自产品筛13的筛上部分为产品流。

来自产品筛13的筛上部分被输送到相应的矿石分选机15、17，且颗粒基于颗粒的矿石等级(即平均组分)而在每种分选机中被分选为两股流。来自矿石分选机15、17的在图中被称为“块产品”的两股流包括具有高于阈值矿石等级(例如63wt.％Fe)的铁浓度的矿石。这些流就颗粒尺寸分布和组分而言为需要的产品流，且形成可销售产品或形成能与其它矿石流混合以产生可销售产品的产品。来自矿石分选机15、17的在图中被称为“不合格物”的其它两股流包括具有低于阈值矿石等级(例如63wt.％Fe)的铁浓度的矿石。这些流被输送到储料堆以用作例如土地填筑。

参考图10，在流程图与其它上述流程图之间存在明显类似，且因此使用相同的附图标记描述相同的特征。

图10流程图的关键特征是在矿石分选机33中处理的矿石的处理。

具体地，在图7流程图中，来自产品筛11的筛上部分(即32-75mm部分)被输送到矿石分选机33且基于等级被分成两股流35、37。流35包括具有高于阈值(即63wt.％Fe的产品等级阈值)的铁浓度的矿石颗粒，而流37包括具有低于阈值的铁浓度的矿石。流37被输送到第二破碎机7，且在破碎机中减小尺寸之后，被输送回到来自主破碎机3的流。来自矿石分选机33的流35被输送到分离的第二破碎机41至第二破碎机7并被破碎，且之后被输送到产品流43。产品流43将矿石分成+32mm的筛上部分和-32mm的筛下部分。+32mm尺寸部分被输送回到第二破碎机41用于进一步破碎。-32mm尺寸部分被输送到产品筛45且被分离成+8mm尺寸部分和细颗粒部分。+8mm尺寸部分处在需要的产品尺寸范围且与来自矿石分选机15的产品流结合。

上述实施方式为根据本发明的用于分选矿石的多种可能实施方式的示例。每种实施方式具有根据特定开采操作的要求可能是适当的特定特征。对本领域技术人员而言显而易见的是，本发明延伸到尺寸减小和干分选步骤的其它结合的实质范围。

在不偏离本发明的精神和范围的情况下，能对上面关于图2-8描述的本发明的实施方式进行许多修改。

例如，尽管实施方式包括在流程图中使用粗粒筛和产品筛，但是筛可以为任何合适的筛，而且需要的尺寸分离能通过任何合适的方式实现且不限于使用筛。

此外，尽管实施方式提到特定的尺寸部分，但是本发明不如此限制而是延伸到将矿石分离成用于特定矿和开采操作以及下游销售需要的任何合适的尺寸部分。具体地，要注意的是，本发明不限于生产关于实施方式描述的8-32mm和6-32mm的尺寸部分。

另外，尽管实施方式提到特定的等级，包括产品等级，但是本发明不如此限制且延伸到用于给定市场的任何合适的等级。