BRPI0922171B1

BRPI0922171B1 - método para separar impurezas minerais

Info

Publication number: BRPI0922171B1
Application number: BRPI0922171A
Authority: BR
Inventors: Tavakkoli Bahman; Reisinger Matthias; Mangelberger Thomas
Original assignee: Omya Development Ag; Omya Int Ag
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2009-12-16
Publication date: 2019-08-13
Also published as: TWI405619B; US20130306765A1; PL2198983T3; AR074562A1; SI2198983T1; RU2011129757A; CL2011001487A1; CA2746462C; BRPI0922171A2; RU2490076C2; US8847094B2; CO6390047A2; US20130306764A1; CN102256712B; EP2389257A1; KR101381509B1; ES2372553T3; DK2198983T3; CN102256712A; UY32335A

Abstract

método para separar ll\1purezas minerais a presente invenção refere-se a um método para separar impurezas minerais de rochas contendo carbonato de cálcio, por cominuição das rochas contendo carbonato de cálcio a um tamanho de partícula na faixa de 1 mm a 250 mm, separando-se as partículas de carbonato de cálcio por meio de um dispositivo de classificação por transmissão por raio-x de dupla energia.

Description

“MÉTODO PARA SEPARAR IMPUREZAS MINERAIS”

A presente invenção refere-se a um método para separar impurezas minerais de acompanhamento das rochas de carbonato de cálcio de origem sedimentar e metamórfica, tais como calcário, cal e mármore.

Carbonatos naturais têm uma enorme importância na economia do mundo, devido as suas numerosas aplicações. De acordo com seus diferentes usos, tais como carbonato de cálcio nas indústrias de papel e tinta, os produtos finais têm rigorosas especificações de qualidade que são difíceis satisfazer.

Assim, técnicas eficientes, idealmente automatizadas, são requeridas para selecionar e separar impurezas minerais, que geralmente compreendem quantidades variantes de rochas ou minerais contendo dolomita e sílica, tais como sílica na forma de pederneira ou quartzo, feldspatos, anfibólitos, micaxistos e pegmatito, como disseminações, nódulos, camadas dentro da rocha de carbonato de cálcio, ou como rochas laterais.

É o objetivo em muitos campos, tais como em indústrias de mineração ou de reciclagem, ter-se um processo eficiente de automaticamente separar misturas de matérias.

A separação de partículas automática a este respeito significa a separação de um fluxo volumoso de partículas com base nas propriedades das partículas detectadas que são medidas por sensores eletrônicos, tais como câmeras, sensores de raio-X e bobinas de detecção.

A técnica adequada é escolhida de acordo com as características das partículas. Assim, há numerosas técnicas de separação diferentes que, entretanto, principalmente têm uma aplicabilidade muito limitada, dependendo das propriedades especificas da partícula. Por exemplo, a separação óptica requer um suficiente contraste de cor das partículas, a separação por densidade é somente possível em uma suficiente diferença na densidade específica das partículas, e a mineração seletiva é, na maior parte, ineficiente quanto ao tempo e custos. Onde as partículas a serem selecionadas não tiverem características permitindo segurança para automação, a seleção manual tem que ser aplicada.

Especialmente, no campo da mineração, a disponibilidade de separadores automáticos de elevada produção para materiais dimensionados grosseiros e grumos melhora a eficiência total tanto da mineração como da fresagem.

Usando-se seleção de rocha automática para pré-concentração, é possível minerar depósitos de minério heterogêneo de um grau médio inferior, porém com seções, faixas ou veias locais de alto grau. Préselecionando-se os pedaços de minério antes da moagem, os custos de moagem total podem diminuir consideravelmente.

Os separadores ópticos usados para aplicações de processamento de minerais baseiam-se no uso de uma ou mais câmeras de varredura de linha colorida e iluminação por fontes de luz especialmente projetadas. Pela câmara, numerosas propriedades distintivas podem ser detectadas, incluindo o formato, área, intensidade, cor, homogeneidade, etc. As aplicações típicas referem-se a vários minérios de metal não precioso e metal precioso, minerais industriais, tais como calcário e pedras preciosas.

Os separadores ópticos são frequentemente usados para selecionar rochas de carbonato de cálcio. Entretanto, como mencionado, uma vez que o contraste de cor não é elevado o bastante, a separação toma-se difícil. Por exemplo, a pederneira pode ser verde, marrom ou preta, porém em algumas pedreiras também são tão brancas quanto a própria cal, de modo que um separador óptico não pode removê-la da cal. Além disso, mesmo no caso em que há um suficiente contraste de cor, a superfície das rochas com frequência tem que ser umedecida e limpa para realçar o contraste e estabilidade da cor. No caso da, por exemplo, cal, entretanto, que é muito macia e porosa, a lavagem ou até a umidificação não é possível.

Portanto, há uma necessidade para prover técnicas de seleção que não as usuais, principalmente com base no contraste de cor, para separar ditas impurezas minerais das rochas contendo carbonato de cálcio.

Os classificadores por raio-X são insensíveis a pó, umidade e contaminação de superfície, e a seleção ocorre diretamente com base na diferença do número atômico médio dos fragmentos de rocha. Mesmo se não houver diferenças elétricas ou magnéticas visíveis, muitos materiais podem ainda ser concentrados com a classificação por raio-X.

Os classificadores por raio-X, entretanto, até agora foram usadas especialmente para selecionar metais sucata, restos de construção, plásticos, carvões, e rochas e minerais metalíferos, porém não para remover ditas impurezas minerais da rocha de carbonato de cálcio, principalmente devido a pequenas diferenças de densidade atômica média entre ditas impurezas e o carbonato de cálcio.

Por exemplo, o WO 2005/065848 Al refere-se a um dispositivo e método para separar ou classificar materiais volumosos com o auxílio de um dispositivo de descarga provido com bicos de descarga, localizados em uma seção de queda a jusante de uma cinta transportadora e uma fonte de raio-X, meio de avaliação controlado por computador e pelo menos um meio sensor. Os materiais volumosos mencionados no WO 2005/065848 Al são minérios a serem separados e partículas de refugo, tais como cerâmica de vidro de vidro de garrafa ou, geralmente, diferentes tipos de vidro.

A GB 2.285.506 também descreve um método e aparelho para a classificação de matéria, com base na radiação de raio-X. No método, as partículas são irradiadas com radiação eletromagnética, tipicamente a radiação-X, nos respectivos primeiro e segundo níveis de energia. Os primeiro e segundo valores são derivados, os quais são representativos da atenuação da radiação de cada partícula. Um terceiro valor é então derivado como a diferença entre ou a relação dos primeiro e segundo valores, e as partículas são classificadas de acordo com se o terceiro valor é indicativo da presença das partículas de uma substância particular. Em uma aplicação do método, ele é utilizado para classificar kimberlito diamantífero em uma fração consistindo de partículas de kimberlito contendo inclusões de diamante e uma fração consistindo de partículas de kimberlito árido.

As US 5 339 962 e US 5.738.224 descrevem um método de separar materiais tendo diferentes características de absorção e penetração de radiação eletromagnética. Os materiais separados por este método são materiais de plástico sendo separados dos materiais de vidro, metais de nãometais, diferentes plásticos entre si. O método descrito é especialmente eficaz em separar itens de composição química diferindo, tais como misturas contendo metais, plásticos, tecidos, papel e/ou outros tais materiais de refugo ocorrendo na indústria de reciclagem de refugo sólido municipal e nas indústrias de reciclagem de materiais secundários.

As WO 2006/094061 Al e WO 2008/017075 A2 referem-se a dispositivos de separação, incluindo separadores ópticos, e separadores tendo um tubo de raio-X, uma formação de detector de dupla energia, um microprocessador, e uma formação ejetora. O dispositivo percebe a presença de amostras na região de medição de raio-X e inicia a identificação e separação das amostras. Após identificar e classificar a categoria de uma amostra em um tempo específico, o dispositivo ativa uma formação de ejetores de ar, localizados em posições específicas, a fim de colocar a amostra no depósito de coleta apropriado. Os materiais a serem separados por este dispositivo são metais, tais como metais de peso mais leve, como o alumínio e suas ligas, de metais de peso mais pesado, como o ferro, cobre e zinco e suas ligas.

A EP 0 064 810 Al descreve um aparelho de separação de minério, em que o minério a ser separado é selecionado para classificação de acordo com sua absorção de radiação atômica. Partículas de minério são passadas abaixo de um tubo de raio-X, enquanto sendo suportadas em uma cinta transportadora. Os raios-X passando através das partículas de minério invadem uma tela fluorescente. As imagens formadas na tela são varridas por uma câmera de varredura, para prover sinais de controle de seleção, dependendo da quantidade de radiação absorvida pelas partículas de minério. Os minérios especialmente examinados são minérios de tungstênio, que em particular têm mostrado dificuldade para serem separados usando-se as conhecidas técnicas de detecção, porém são particularmente suscetíveis a separação por medição da absortividade de raio-X sob circunstâncias especiais.

A RU 2 131 780 refere-se ao beneficiamento e seleção de minério de manganês, incluindo o esmagamento do minério, separando-o em frações de acordo com o tamanho, separação magnética da fina fração, e raioX/separação radiométrica da fração bruta. O minério com um teor de manganês menor do que 2 % vai para o lixo, e o minério tendo mais do que 2 % de manganês é submetido a raio-X/separação luminescente, provendo um processo tecnológico simplificado de obtenção de concentrados de manganês do minério.

Assim há numerosas possibilidades de como separar um material de outro. Entretanto, até agora nenhuma técnica eficiente, para classificar e separar impurezas minerais do carbonato de cálcio das rochas contendo carbonato de cálcio, foi encontrada, devido ao fato de que as presentes técnicas requerem características suficientemente diferentes, tais como densidade e cor dos materiais a serem classificados, que são problemáticas em relação a muitas impurezas contidas nas rochas contendo carbonato de cálcio.

Consequentemente, há ainda uma necessidade por técnicas alternativas para classificar e separar ditas impurezas minerais indesejadas, também compreendendo minerais ou rochas duros, abrasivos e/ou coloridos, mesmo se não houver distinto contraste de cor entre o carbonato de cálcio e ditas impurezas dos componentes residuais da rocha.

O objetivo da presente invenção, portanto, é prover um método alternativo para eficientemente separar e remover indesejadas impurezas minerais de acompanhamento do carbonato de cálcio nas rochas contendo carbonato de cálcio de origem sedimentar e metamórfica, tais como calcário, cal e mármore, especialmente, se o contraste de cor das rochas for pequeno ou a natureza da superfície das partículas não permitir o condicionamento requerido para criar ou acentuar o contraste de cor (isto é, lavagem, umidificação).

O objetivo da invenção é obtido por um método como definido nas reivindicações independentes. As formas de realização vantajosas da presente invenção são derivadas das sub-reivindicações e da seguinte descrição.

Foi surpreendentemente constatado que os dispositivos empregando a tecnologia de transmissão por raio-X de dupla energia podem ser vantajosamente utilizados para separar e remover impurezas minerais indesejadas do carbonato de cálcio das rochas contendo carbonato de cálcio.

Esta descoberta é surpreendente, uma vez que geralmente a tecnologia de raio-X requer uma certa diferença de densidade dos materiais a serem separados, o que não é o caso quanto aos materiais, tais como, por exemplo, carbonato de cálcio e dolomita ou pederneira, que não poderia esperar-se serem separáveis por seleção de raio-X.

Esta é a razão porque a separação por raio-X até agora foi principalmente usada para separar materiais sendo suficientemente diferentes em densidade, tais como metais leves e pesados, por exemplo, alumínio e magnésio, de uma rica fração de metais pesados, tais como cobre, bronze, zinco e chumbo, ou materiais de plástico de materiais de vidro, metais de não metais, ou diferentes plásticos, entre si.

Os raios-X emitidos da fonte de raio-X penetram na matéria prima e são absorvidos de acordo com a massa atômica média e o tamanho de partícula do material varrido. Os detectores de raio-X instalados opostos à fonte de raio-X detectam os raios-X transmitidos e os convertem em um sinal elétrico de acordo com a intensidade do raio-X. A fim de eliminar a influência do tamanho de partícula do material varrido, a tecnologia de dupla energia usa uma única fonte de raio-X e dois detectores de raio-X para varrer as rochas. O detector de raio-X um mede a intensidade do raio-X não filtrado; o segundo detector é revestido com um filtro metálico e assim mede uma intensidade de raio-X reduzida. Formando-se o quociente das intensidades medidas do raioX não filtrado e filtrado, a influência do tamanho de partícula pode ser eliminada. O sinal de raio-X calculado pode ser correlacionado à massa atômica média do material varrido e, assim, diferentes matérias primas podem ser detectadas e separadas de acordo com suas massas atômicas médias.

Uma vez que a radiação-X penetra através da rocha, também as partículas associadas podem ser detectadas e separadas eficientemente.

Portanto, o objetivo da presente invenção é obtido por um método para separar impurezas minerais de acompanhamento das rochas contendo carbonato de cálcio por

-cominuição e classificação das rochas de carbonato de cálcio a um tamanho de partícula na faixa de cerca de 1 mm a 250 mm,

-separação das partículas de carbonato de cálcio, removendose as partículas compreendendo componentes que não o carbonato de cálcio por meio a jusante de uma área de detecção e controlável por meio de avaliação controlado por computador, como uma função de sinais de sensor resultantes da radiação penetrando no fluxo de ditas partículas, dita radiação sendo emitida por uma fonte de raio-X e capturada em pelo menos um meio sensor, em que a radiação-X é permitida passar pelo menos em dois dispositivos de filtro em relação aos espectros de energia mutuamente diferentes posicionados a montante do pelo menos um meio sensor e linhas de sensor com meio sensor, uma linha de sensor sendo provida para cada um dos pelo menos dois filtros.

A etapa de separação é vantajosamente realizada em um dispositivo de acordo com o WO 2005/065848, cuja descrição por meio deste é explicitamente incluída.

O dispositivo e método descritos aqui foram especialmente desenvolvidos para prover um arranjo seguro, com o qual não é apenas seguramente possível detectar pequenas partes metálicas, tais como parafusos e porcas, mas permite a sua separação segura pelo fluxo de material volumoso remanescente através dos bicos de descarga diretamente seguindo o local de observação. Não há, entretanto, indicação de que o dispositivo e método pudessem também ser utilizados com um material contendo mineral como rochas contendo carbonato de cálcio.

Como mencionado acima, o dispositivo é caracterizado pelo uso de dois filtros de raio-X para diferentes níveis de energia, que são, em cada caso, trazidos à frente dos sensores, de modo que possam ser obtidas diferentes informações com referência às partículas. Altemativamente, os filtros podem diretamente seguir a fonte de raio-X, ou uso pode ser feito das fontes de raio-X com diferentes energias emitidas.

Preferivelmente, o meio para separar as partículas de carbonato de cálcio são bicos de descarga descarregando as partículas que não o carbonato de cálcio.

Se as partículas forem amontoadas, pode ser útil usar uma seção de queda, em que os meios de separação são localizados sobre essa seção de queda a jusante da área de detecção.

Através de uma filtragem adequada da radiação-X, a montante do sensor particular do sistema de dois canais, há primeiramente uma seletividade espectral. O arranjo das linhas de sensor então permite uma filtragem independente, de modo que a seletividade ótima para uma dada função de separação possa ser obtida.

Cada uma das linhas de sensor compreende uma pluralidade de meios detectores. Os meios detectores adequados para uso na presente invenção são, por exemplo, formações de fotodiodo equipadas com um cintilador para converter radiação-X em luz visível.

Uma típica formação tem 64 pixels (em uma fileira) com rastreio de pixel de 0,4 a 0,8 mm. A primeira linha cortada do produto de separação, como um resultado da direção de fluxo de material, é retardada até os dados estarem quase simultaneamente disponíveis com aqueles da linha subsequentemente cortada (com o outro espectro de energia). Os dados assim correlacionados por tempo são convertidos e transmitidos para os eletrônicos de avaliação.

Em razão da separação, de acordo com a presente invenção, ser um método de única partícula, cada uma das partículas tem que ser apresentada separadamente e com suficiente distância das outras partículas. Para obter esta individualização das partículas, dois tipos básicos de separadores podem ser usados:

a) o separador “tipo cinta”, onde o alimento é apresentado em uma cinta rolante com uma velocidade típica de 2 - 5 m/s (de acordo com a WO 2005/065848), ou

b) o separador “tipo-calha (ou gravidade)”, em que as partículas são individualizadas e aceleradas enquanto deslizando abaixo de uma calha. A detecção ocorre na calha ou na cinta.

Embora a versão tipo-calha seja geralmente preferida, ambos tipos são basicamente aplicáveis para a bem sucedida separação de impurezas das rochas contendo carbonato de cálcio, usando-se classificação por raio-X de acordo com a presente invenção.

Preferivelmente, uma linha de sensor correspondendo à largura de fluxo de partículas é formada por meios detectores alinhados, tais como formações de fotodiodo, cuja superfície ativa pode ser revestida com um papel fluorescente ou outras telas adequadas.

Os filtros são preferivelmente folhas metálicas através das quais a radiação-X, de diferentes níveis de energia, é transmitida. Entretanto, os filtros podem também ser formados por cristais, que refletem radiação-X a níveis energéticos diferindo mutuamente, particularmente, radiação-X em diferentes faixas de energia em diferentes ângulos sólidos.

Geralmente, um espectro de mais elevada energia e um espectro de mais baixa energia são revestidos. Para o espectro de mais elevada energia, um poderoso filtro de passagem é usado, que atenua muito as frequências mais baixas com teor energético inferior. As frequências elevadas são transmitidas com atenuação limitada. Para esta finalidade, é possível usar uma folha metálica de um metal com uma categoria da densidade mais elevada, tal como uma folha de cobre de 0,45 mm de espessura. Para o espectro de mais baixa energia, o filtro é usado a montante do sensor dado, como um filtro de absorção que suprime uma específica faixa de comprimento de onda de mais elevada energia. Ele é projetado de tal modo que a absorção fique em estreita proximidade com os elementos de mais elevada densidade. Para esta finalidade, é possível utilizar-se uma folha metálica de um metal de categoria da densidade mais baixa, tal como uma folha de alumínio de 0,45 mm de espessura.

O arranjo espacial dos filtros pode ser fixado de modo que, movendo-se as partículas, é possível realizar, em seguida ao filtro, uma reflexão adequada da radiação-X, por exemplo, por cristais sobre uma linha ou fileira detectora, no caso de uma associação de dois resultados medidos, gravados em diferentes ocasiões, para as partículas avançando no fluxo de material volumoso.

Preferivelmente, os pelo menos dois filtros são posicionados abaixo do fluxo de partículas e a montante dos sensores, e um tubo de raio-X, produzindo um espectro de radiação de frenagem, é posicionado acima do fluxo de partículas.

Através da colocação dos filtros a montante, é possível restringir a radiação-X a um específico nível energético com respeito a uma fonte de raio-X emitindo em um espectro mais amplo, antes do mesmo colidir com as partículas. Nenhum outro filtro é então requerido entre as partículas de material volumoso e o sensor a jusante.

Em outra variante do dispositivo, também é possível trabalhar com dois sensores que seguem entre si transversalmente ao fluxo de partículas e são, por exemplo, localizados abaixo do mesmo. Através de circuitos de retardamento matemático adequados é, então, possível associar a informação de imagem sucessivamente obtida com partículas de material volumoso individuais e, seguinte à avaliação matemática, usar os mesmos para controlar os bicos de descarga.

E preferido que os pelo menos dois filtros incluam uma pluralidade de filtros para usar com uma pluralidade de níveis energéticos.

A filtragem da radiação-X, que atravessou as partículas de material volumoso, preferivelmente ocorre em pelo menos dois espectros filtrados pelo uso de folhas metálicas para captura da radiação-X decompostalocalização, que atravessou as partículas de material volumoso integradas em pelo menos um sensor de linha através de uma predeterminada faixa energética.

Isto pode ocorrer quando utilizando-se um meio sensor (uma longa linha formada de numerosos detectores individuais) passando através de diferentes filtros e sucessivas capturas de radiação transmitidas ou, preferivelmente, por duas linhas de sensor com, em cada caso, um diferente filtro, os filtros permitindo a passagem de diferentes espectros, que por um lado tendem a ter uma característica de maciez (baixa energia) e por outro uma característica de dureza (alta energia).

Preferivelmente, uma classificação e padronização-Z das áreas de imagem ocorrem para determinar a categoria da densidade atômica com base nos sinais do sensor dos fótons de raio-X de diferentes espectros energéticos capturados nas pelo menos duas linhas de sensor.

A transformação-Z produz pelas intensidades de dois canais de diferente formação de imagem espectral, n classes de densidade atômica média (abreviada por Z), cuja associação é amplamente independente da transmissão por raio-X e, portanto, da espessura do material.

A padronização dos valores, para uma densidade atômica média de um ou mais materiais representativos selecionados, toma possível diferentemente classificar áreas de imagem no lado da curva padrão. Uma calibração, em que através do espectro capturado o contexto é produzido de maneira não linear, possibilita o “enfraquecimento” dos efeitos do equipamento.

A categoria da densidade atômica gerada durante a padronização para um específico Z (número atômico de um elemento ou, mais geralmente, densidade atômica média do material) forma a densidade típica dos materiais de participação. Em paralelo a isto, um outro canal é calculado provendo a transmissão média resultante através do espectro inteiro.

Pela combinação assistida por computador da categoria da densidade atômica com um intervalo de transmissão (T_mi_n> T_max) de pixels, pode ser localizada uma classe característica que pode ser usada para diferenciação de material.

Vantajosamente, uma segmentação da formação de classe característica é realizada para controlar os bicos de descarga com base tanto na transmissão média detectada das partículas de material volumoso nos diferentes espectros energéticos de raio-X capturados pelas pelo menos duas linhas de sensor, como também na informação de densidade obtida por padronização-Z.

As rochas contendo carbonato de cálcio de acordo com a presente invenção são selecionadas do grupo compreendendo rochas de origem sedimentar e metamórfica, tais como calcário, cal e mármore.

Geralmente, as rochas de carbonato de cálcio compreendem quantidades de impurezas variando, por exemplo, outros componentes minerais, tais como dolomita e sílica contendo rochas ou minerais, tais como sílica na forma de pederneira ou quartzo, feldspatos, anfibólitos, micaxistos e pegmatito, como disseminações, nódulos, camadas dentro da rocha de carbonato de cálcio, ou como rochas laterais, que podem ser separadas do carbonato de cálcio de uma maneira eficiente e seletiva de acordo com a invenção.

Por exemplo, a pederneira pode ser separada de calcário, a dolomita de calcita, ou o pegmatito de calcita.

Entretanto, a presente invenção também refere-se a rochas contendo carbonato misturado, tais como rochas de dolomita, das quais minerais contendo sílica são separados.

Antes da classificação e separação serem realizadas, as rochas são cominuídas em qualquer dispositivo adequado, por exemplo, em uma garra, cone ou esmagador de rolo, e opcionalmente classificadas, por exemplo, em telas, a fim de obter-se um tamanho de partícula de 1 a 250 nm.

Preferivelmente, as rochas contendo carbonato de cálcio são cominuídas a um tamanho de partícula na faixa de 5 mm a 120 mm, preferivelmente, de 10 a 100 mm, mais preferivelmente, de 20 a 80 mm, especialmente, de 35 a 70, por exemplo, de 40 a 60 mm.

Pode ser ainda vantajoso prover uma ou várias diferentes frações de tamanho de partícula, que são alimentadas individualmente ao dispositivo de classificação por raio-X descrito acima e separadas de acordo com suas propriedades de transmissão por raio-X.

As relações típicas de tamanho de partícula mínima/máxima dentro de uma fração são, por exemplo, 1:4, preferivelmente, 1:3, mais preferivelmente, 1:2, ou mesmo menor, por exemplo, os tamanhos de partícula dentro de uma fração podem ser de 10-30 mm, 30-70 mm, ou 60 -120 mm.

Quanto menor a relação, melhor o ajuste de tempo de retardamento entre a detecção e ejeção, o impulso de ar comprimido desvia as impurezas detectadas de sua trajetória inicial com sucesso, bem como as categorias definidas de densidade atômica de meio para a faixa de tamanho de partícula selecionada.

Assim, pelo método de acordo com a invenção, impurezas minerais indesejadas podem ser separadas e removidas do carbonato de cálcio das rochas contendo carbonato de cálcio. Por exemplo, 20 - 100 % em peso das rochas indesejadas contidas podem ser removidas, mais tipicamente 30 95 % em peso ou 40 - 90 % em peso, por exemplo, 50 a 75 ou 60 a 70 % em peso.

Após separação, como mencionado acima, o carbonato de cálcio purificado, por exemplo, cal, calcário ou mármore, é preferivelmente, submetido a uma etapa de cominuição seca ou úmida. Para esta finalidade, as partículas podem ser alimentadas em um estágio de esmagamento ou moagem úmido ou seco, por exemplo, esmagador cônico, esmagador de impacto, moinho de martelos, moinho de rolo, moinhos de tamboração como moinhos autógenos, moinhos de bolas, ou moinhos de haste.

Após cominuição, uma outra etapa de classificação (por exemplo, sobre uma tela, em um classificador aéreo, hidrociclone, centrífuga) pode ser usada para produzir o produto final.

As partículas separadas das partículas de carbonato de cálcio puras são tipicamente recarregadas no local da mina ou vendidas como subproduto.

As Figuras descritas abaixo e os exemplos e experimentos servem para ilustrar a presente invenção e não devem restringi-la de maneira alguma.

Descrição das Figuras:

As Figuras la e lb mostram o resultado dos testes de seleção de raio-x com fração de 10-35 mm de matéria prima cal (Fig. la: produto selecionado, Fig. lb: rejeitado) de acordo com o experimento 1.

As Figs. 2a e 2b mostram o resultado dos testes de seleção de raio-X com fração de 10-35 mm de matéria prima cal (Fig. 2a: produto selecionado, Fig. 2b: rejeitado) de acordo com o experimento 1.

As Figs. 3a e 3b mostram os rejeitados dos testes de seleção de raio-X com cal de nível 2 (Fig. 3 a) e nível 3 (Fig. 3 b) (fração de 35 a 63 mm) de acordo com o experimento 2.

As Figs. 4a e 4b mostram os rejeitados dos testes de seleção de raio-X com cal de nível 4 (Fig. 4a) e nível 5 (Fig. 4b) (fração de 35 a 63 mm) de acordo com o experimento 2.

A Figura 5a mostra os constituintes minerais presentes na alimentação: pegmatita, anfíbólito, dolomita e calcita (da esquerda para a direita), a Fig. 5b mostra a aceitação após classificação por raio-X, a Fig. 5c mostra a rejeição após a classificação por raio-X de acordo com o experimento 3.

EXEMPLOS:

Exemplo 1: Separação de pederneira de cal

A matéria prima cal, contendo cerca de 0,5 - 3 % em peso de argila e um elevado teor de pederneira de cerca de 3 - 9 % em peso, foi préesmagada em esmagador de garras e peneirada a 10 e 60 mm.

As partículas resultantes foram divididas em uma fração de 10 a 35 mm e uma fração de 35 a 60 mm em uma relação de massa de cerca de

2:1, e alimentadas dentro de um separador de raio-X Mogensen MikroSort® AQ1 101. As duas frações foram separadas individualmente alimentando-se metade das larguras de máquina com uma fração de tamanho de cada vez, utilizando-se as metades das larguras do separador. O material alimentado foi transportado para a área de varredura em uma única camada homogênea criada por um alimentador vibratório eletromagnético e uma calha inclinada. As rochas caindo pela calha inclinada foram varridas e ejetadas em queda livre. As partículas são aceleradas e, portanto, isoladas antes de entrarem em queda livre. Abaixo à direita da calha, as partículas são irradiadas por uma fonte de raio-X mostrada com um ângulo de abertura de aproximadamente 60°. Sobre o oposto da fonte de raio-X está o sensor de raio-X de duplo canal, que mede duas diferentes saídas de raio-X. A avaliação dos dados da imagem e a classificação das partes individuais do material são conduzidas por um computador industrial de alto desempenho em alguns milissegundos. A rejeição real do material é feita aproximadamente 150 mm abaixo do local de detecção por uma unidade de válvula solenóide que emite impulsos de ar comprimido para guiar as partículas indesejadas através de uma placa de separação para dentro de uma tremonha de material. Finalmente, as correntes de material rejeitado e aceito podem ser transportadas separadamente. A unidade ejetora consistia de 218 bicos de ar (3 mm de diâmetro), que foram operados com uma pressão de 7 bar.

Os testes de seleção foram realizados em uma produção nominal de 11,5 tph para a fração de 10 a 35 mm e 25 tph para o a fração de 35 a 600 mm de tamanho.

A fim de determinar a eficiência de separação, a porcentagem de produto no rejeitado (rochas brancas) e a quantidade de rochas coloridas no produto selecionado foram determinadas em cada teste de seleção, por separação manual do produto e corrente rejeitada. Destas Figuras, a recuperação de rochas coloridas, a seletividade de separação e as perdas de rochas brancas foram calculadas (Tabela 1).

Tabela 1:

Númer o do teste	Material de alimentação	Produto (greda)	Rejeitado (pederneira)	Dados do desempenho
Tamanho de partícula [mm]	Pederneira na alimentação [% em peso]	Produto de recuperação de massa [% em peso]	Pederneira no produto [% em peso]	Rejeitado de recuperação de massa [% em peso]	Greda no rejeitado [% em peso]	Pederneira no rejeitado [% em peso] SELETIVIDADE	Recuperação de pederneira [% em peso] RECUPERAÇÃO	Perda de greda [% em peso] PERDA DE CALOTA
1	10-35	3,30	93,35	0,20	6,65	53,57	46,4	94,4	3,7
2	35-60	8,46	91,12	0,40	8,88	8,91	91,1	95,7	0,9

Os testes de seleção mostram claramente que a seleção de transmissão por raio-X de dupla energia é uma tecnologia eficiente para detecção e separação de pederneira da matéria prima cal.

Para ambas frações de tamanho de partícula, a recuperação de pederneira era na faixa de 95 % em peso. Na fração de tamanho 10 a 35 mm, a quantidade de pederneira foi reduzida de 3,3 % em peso, no separador de alimentação, para 0,2 % em peso do produto selecionado. Na fração de tamanho 35 a 60 mm, a quantidade de pederneira foi reduzida de 8,5 % em peso para 0,4 % em peso do produto selecionado. Em ambas frações de tamanho a perda de cal na rejeição é na faixa de 1 - 4 % em peso.

As Figuras lae lb e 2a e 2b, respectivamente, mostram os resultados dos testes de seleção de raio-X com fraca de 10-35 mm (Fig. la/b) e fração de 35 - 60 mm (Fig. 2a/b) de matéria prima cal (la/2a: produto selecionado; lb/2b: rejeitado).

A separação da pederneira na matéria prima cal antes dos processos de extinção ou moagem é o método mais eficiente e econômico para reduzir problemas com o alto desgaste de máquina. Os processos de classificação por raio-X podem ser operados diretamente com a cal préesmagada e não precisam de uma instalação de lavagem de matéria prima. Os rejeitados pelo separador podem ser recarregados à pedreira sem problemas.

Exemplo 2: Separação de pederneira da cal

Amostras de cal de quatro diferentes níveis de produção contendo cerca de 0,5 - 3 % em peso de argila e tendo diferentes teores de pederneira de 0,4 - 4 % em peso (cf. Tabela 3) foram pré-esmagadas em um esmagador de garras a um tamanho nominal de partícula de 10 a 75 mm, subsequentemente peneiradas em 4 frações (Tabela 2):

Tabela 2

Fração de tamanho [mm]	Proporção [% em peso]
>63	31
35—63	40
12 — 35	21
<12	8

A fração de 12 a 35 mm e as frações de 35 a 63 mm foram alimentadas em um separador de raio-X Mogensen MikroSort® AQ1101. As duas frações foram separadas individualmente alimentando-se metade das larguras de máquina com uma fração de tamanho de cada vez, utilizando-se as metades das larguras do separador. O material alimentado foi transportado para a área de varredura em uma única camada homogênea criada por um alimentador vibratório eletromagnético e uma calha inclinada. As rochas caindo pela calha inclinada foram varridas e ejetadas em queda livre. As partículas são aceleradas e, portanto, isoladas antes de entrarem em queda livre. Abaixo, à direita da calha, as partículas são irradiadas por uma fonte de raio-X mostrada com um ângulo de abertura de aproximadamente 60°. Sobre o oposto da fonte de raio-X está o sensor de raio-X de duplo canal, que mede duas diferentes saídas de raio-X. A avaliação dos dados da imagem e a classificação das partes individuais do material são conduzidas por um computador industrial de alto desempenho em alguns milissegundos. A rejeição real do material é feita aproximadamente 150 mm abaixo do local de detecção por uma unidade de válvula solenóide que emite impulsos de ar comprimido para guiar as partículas indesejadas através de uma placa de separação para dentro de uma tremonha de material. Finalmente, as correntes de material rejeitado e aceito podem ser transportadas separadamente. A unidade ejetora consistia de 218 bicos de ar (3mm de diâmetro), que foram operados com uma pressão de 7 bar.

Os testes de seleção foram realizados em uma produção nominal de 11,5 tph para a fração de 12 a 35 mm e 20 tph para a fração de 35 a 600 mm de tamanho.

A fim de determinar a eficiência de separação, a porcentagem de produto no rejeitado (cal) e a quantidade de pederneira no produto selecionado foram determinadas em cada teste de seleção, por separação 5 manual do produto e corrente rejeitada. Destas Figuras, a recuperação de pederneira, a seletividade de separação e as perdas de cal foram calculadas (Tabela 3).

Tabela 3:

Número do teste	Material de alimentação	Produto (greda)	Rejeitado (pederneira)	Dados do desempenho
Tamanho de partícula [mm]	Pederneira na alimentação [% em peso]	Produto de recuperação de massa [% em peso]	Pederneira no produto [% em peso]	Rejeitado de recuperação de massa [% em peso]	Greda no rejeitado [% em peso]	Pederneira no rejeitado [% em peso] SELETIVIDADE	Recuperação de pederneira [% em peso] RECUPERAÇÃO	Perda de greda [% em peso] PERDA DE CALCITA
1	Nível de greda 2 12-35	3,91	94,64	0,85	5,36	42,06	57,9	79,4	2,3
2	Nível de greda 3 12-35	2,76	95,81	0,58	4,19	47,35	52,6	79,9	2,0
3	Nível de greda 4 12-35	UI	97,25	0,20	2,75	63,17	36,8	84,0	1,8
4	Nível de greda 5 12-35	U7	96,45	0,00	3,55	64,10	35,9	100,0	2,3
5	Nível de greda 2 35-63	2,98	96,15	0,54	3,85	35,94	64,1	82,7	1,4
6	Nível de greda 3 35-63	0,45	96,94	0,09	3,06	88,15	11,9	80,9	2,7
7	Nível de greda4 35-63	1,35	96,00	0,12	4,00	69,22	30,8	91,4	2,8
8	Nível de greda 5 35-63	1,81	95,72	0,03	4,28	58,41	41,6	98,2	2,5

Tanto para as frações de tamanho de partícula como para todas as amostras testadas, foi obtida uma recuperação de pederneira na faixa de 80 - 90 % em peso.

O teor de pederneira detectado no material de alimentação pelos vários níveis de produção variou entre 0,5 % em peso e 3,9 % em peso. Pela classificação por raio-X, o teor de pederneira podería ser reduzido para

0,1 a 0,8 % em peso, no produto selecionado frações de ambos tamanhos.

A corrente rejeitada tanto para frações de tamanho contido em tomo de 50 % em peso de cal como em 50 % em peso de pederneira, resulta em uma perda de cal no rejeitado na faixa de 1,5 a 4 % em peso.

Isto é também claramente mostrado nas Figuras 3a e 3b, e 4a e 4b, respectivamente, mostrando os rejeitados dos testes de seleção de raio-X com cal de nível 2 (Fig. 3a) (fração de 35 a 63 mm) e nível 3 (Fig. 3b) (fração de 35 a 63 mm), bem como de nível 4 (Fig. 4a) (fração de 35 a 63 mm) e 5 (Fig. 4b) (fração de 35 a 63 mm).

Além disso, por separação manual e avaliação dos rejeitados pelos testes de seleção, toma-se evidente que o mesmo separador de raio-X detectou e rejeitou grumos de argila (cf. Fig. 3b).

Exemplo 3: Separação de dolomita e pegmatito de calcita

Uma amostra de matéria prima carbonato de cálcio contendo 60-80 % em peso de calcita, 10-20 % em peso de dolomita, 5-10 % em peso de pegmatito e 5-10 % em peso de anfibolito (cf. Fig. 5a mostrando os constituintes minerais presentes na alimentação: pegmatito, anfibólito, dolomita e calcita (da esquerda para a direita)), foi pré-esmagada e peneirada em diferentes frações de tamanho. A fração de tamanho 11-60 mm foi alimentada dentro de um separador de raio-X MikroSort® AQ1101 com o objetivo principal de remover dolomita e pegmatita do carbonato de cálcio.

Os resultados, bem como a Fig. 5b mostrando a aceitação e a Fig. 5c mostrando a rejeição, após classificação por raio-X, respectivamente, demonstram claramente que a maioria das impurezas (dolomita, pegmatita) podería ser detectada e separada com sucesso por classificação por raio-X. Como representado na Tabela 4, 82 % em peso de dolomita e >99 % em peso de partículas de pegmatito foram removidos, recuperando 67 % em peso de massa na aceitação e perdendo somente 7,7 % em peso de carbonato na rejeição.

Tabela 4

Material de alimentação

Produto = aceito

Rejeitado

Dados do desempenho

Tamanho de partícula

Dolomita

Pegma tito

Anfibólito

Massa

Dolomita

Pegmatito

Massa

Calcita

Seletividade

Recuperação no rejeitado [% em peso]

Perda de calcita

Dolomita

Pegma tita

[mm]

[% em peso]

[% em pesol

[% em peso]

[% em pesol

11-60

14

Ί

7

67,2

3,7

0,05

32,8

16,8

83,2

82,2

99,5

7,7

Claims

1. Método para separar impurezas minerais de acompanhamento das rochas contendo carbonato de cálcio caracterizado pelo fato de compreender

-cominuição e classificação das rochas de carbonato de cálcio a um tamanho de partícula na faixa de 1 mm a 250 mm,

-separação das partículas de carbonato de cálcio, removendose as partículas compreendendo componentes que não o carbonato de cálcio por meio a jusante de uma área de detecção e controláveis por meio de avaliação controlado por computador, como uma função de sinais de sensor resultantes da radiação penetrando no fluxo de ditas partículas, dita radiação sendo emitida por uma fonte de raio-X e capturada em pelo menos um meio sensor, em que a radiação-X ser permitida passar pelo menos em dois dispositivos de filtro em relação aos espectros energéticos mutuamente diferentes posicionados a montante do pelo menos um meio sensor e linhas de sensor, com uma pluralidade de pixels individuais posicionados transversalmente ao fluxo de partículas como meio sensor, uma linha de sensor sendo provida para cada um dos pelo menos dois filtros.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de as partículas serem transportadas em uma cinta transportadora (“separador tipo cinta”) ou por deslizarem em uma calha (“separador tipocalha/gravidade”).

3. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de uma linha de sensor, correspondendo a uma largura de dito fluxo de partícula, ser formada por meio de detector disposto linearmente.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de os pelo menos dois filtros serem folhas metálicas, através do que a radiação-X de níveis energéticos mutuamente diferentes é transmitida.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de os pelo menos dois filtros serem posicionados abaixo do fluxo de partículas e a montante dos sensores, e um tubo de raio-X, produzindo um espectro de feixes, ser posicionado acima do fluxo de partículas.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de os pelo menos dois filtros incluírem uma pluralidade de filtros para utilização com uma pluralidade de níveis energéticos.

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de a radiação-X, que atravessou as partículas, ser filtrada em pelo menos dois diferentes espectros filtrados pelo uso de folhas metálicas para captura de dita radiação-X decompostalocalização, que atravessou ditas partículas integradas em pelo menos uma linha de sensor para um filtro, através de uma predeterminada faixa de energia.

8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de haver uma classificação e padronização-Z das áreas de imagem, para determinar uma categoria de densidade atômica com base nos sinais do sensor dos fótons de raio-X de diferentes espectros energéticos capturados nas pelo menos duas linhas de sensor.

9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 ou 8, caracterizado pelo fato de haver uma segmentação de uma formação de classe característica, para controlar os bicos de descarga, com base tanto na transmissão média detectada de ditas partículas de dito material volumoso em diferentes espectros energéticos de raio-X capturados pela pelo menos duas linhas de sensor, como na informação de densidade obtida pela padronizaçãoZ.

10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de as rochas contendo carbonato de cálcio serem selecionadas do grupo compreendendo rochas de origem sedimentar e metamórfica, tais como calcário, cal, mármore e dolomita.

11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de as impurezas minerais serem selecionadas do grupo compreendendo quantidades variantes de rochas contendo dolomita e silica ou minerais, tais como silica na forma de pederneira ou quartzo, feldspatos, anfibólitos, micaxistos e pegmatito, como disseminações, nódulos, camadas dentro da rocha de carbonato de cálcio, ou como rochas laterais.

12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de as rochas contendo carbonato de cálcio serem cominuídas a um tamanho de partícula na faixa de 5 mm a 120 mm, preferivelmente, de 10 a 100 mm, mais preferivelmente, de 20 a 80 mm, especialmente, de 35 a 70, por exemplo, de 40 a 60 mm.

13. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de uma ou várias diferentes frações de tamanho de partículas cominuídas ser submetida a etapa de separação.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de a relação de tamanho de partícula mínimo/máximo dentro de uma fração ser de 1:4, preferivelmente, 1:3, mais preferivelmente, 1:2.

15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 ou 14, caracterizado pelo fato de os tamanhos de partícula dentro de uma fração serem em uma faixa de 10-30 mm, preferivelmente, em uma faixa de 30-70 mm, mais preferivelmente, em uma faixa de 60- 120 mm.

16. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de subsequente à etapa de separação, as partículas de carbonato de cálcio serem submetidas a uma etapa de cominuição.

17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de subsequente à etapa de cominuição, as partículas de carbonato de cálcio serem submetidas a uma etapa de classificação.