| US4556174A | 1985-12-03 | |||
| US4284499A | 1981-08-18 |
| REIVINDICAÇÕES 1. Equipamento, caracterizado por compreender: um sistema, método, solução alimentadora do material granular (12) , um sistema, solução de remoção, aspiração, extravasamento da sucção (02) da camada liquida (10) formada após as aplicações das vibrações com frequências entre mais que 0 (zero) e menores que IGhz (hum Giga Hertz) e potências maiores que 0 (zero) watts e menores que 1 GW (hum Giga Watt) , um receptáculo (01) que pode ter qualquer forma, tamanho ou capacidade, formado por qualquer tipo de material em sua fabricação, ser fixo ou móvel, ser parte de outro equipamento ou solução e que contenha o material granular (11) , sendo que o conjunto do receptáculo e/ou material granular é vibrado pelos geradores de vibrações (06) e as vibrações geradas são isoladas do ambiente, restante do equipamento por isoladores (07) , que tendo um sistema de injeção (03) e recirculação (05) com bombas (04) de uma solução extratora e um sistema de remoção (09) da solução extratora, com bombas (04) , quando esta atingir a saturação e o material granular é removido do receptáculo por uma solução (08) com qualquer forma ou configuração, permite dissolver e extrair minério ou minerais de interesse contidos no material granular que foi alimentado, despejado no equipamento e que a extração é o resultado do efeito da liquefação do material granular que garante que a solução extratora migre da parte mais baixa do receptáculo, através do material granular, para a parte de cima do material e, formando uma camada líquida. A solução aqui apresentada tem como um co-efeito da liquefação, a estratificação do material granular (11) segundo a sua densidade e granulometria . Este co-efeito permite separar diferentes materiais que podem ser solúveis ou não, com densidades e/ou granulometrias diferentes . 2. Equipamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema alimentador do material granular pode ter qualquer configuração, formato ou operacionalidade, desde que componha, coloque a carga granular a ser vibrada, dentro do receptáculo, para sofrer o efeito da liquefação, formar uma camada líquida que é removida ou recirculada e que este líquido sendo ou não uma solução extratora de minério ou minerais presentes no material granular ou um líquido de trabalho, e assim ser capaz de recuperar o minério ou minerais de interesse presente no material granular via o efeito da liquefação, que após o devido processo complementar que utilizando a solução extratora saturada com o minério ou minerais de interesse como base, separa as frações do minério ou minerais da solução extratora. 3. Equipamento, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a solução de injeção, remoção e recirculação da solução extratora ou um fluido de trabalho, pode ter qualquer conformação, desenho, tamanho para aspirar, sugar, deixar escorrer, vazar, extravasar a camada líquida formada pelas soluções ou líquido de trabalho após a aplicação das vibrações na carga do material granular, separando assim o material granular das soluções que estava contido neste e permitindo sua reinjeção, recirculação e remoção das soluções de forma a garantir a extração máxima e economicamente viável e possivel do minério ou minerais, de interesse econômico, presente no material granular, sendo estes solúveis ou não. 4. Equipamento, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o receptáculo onde a carga é depositada pode ter qualquer configuração, tamanho, dimensões, capacidade e ser fabricado com qualquer tipo de material e ser ainda uma parte de outros equipamentos ou soluções que operem integradamente. 5. Equipamento, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a frequência das vibrações aplicadas pode variar entre mais do que 0 (zero) até 1 GHz e a potência das vibrações pode variar entre mais do que 1 Watt até 1 Giga Watt. 6. Equipamento, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que os geradores das vibrações podem ser soluções elétricas, mecânicas, pneumáticas, hidráulicas, magnéticas ou qualquer outra forma que gere vibrações no receptáculo e/ou diretamente na carga contida nele, com objetivo de criar o efeito da liquefação na carga de material granular que contêm o minério ou minerais de interesse. 7. Equipamento, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que é capaz de extrair de um material granular, um ou mais minerais de interesse, reduzir a umidade do meio granular e neutralizar a acidez, toxicidade ou qualquer outra característica indesejável resultante do processo de extração ou não, mas que esteja presente no material granular ao final do processo de extração e ao mesmo tempo criar uma estratificação baseada na densidade e granulometria dos materiais granulares. 8. Equipamento, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a solução extratora pode estar previamente misturada ao material granular ou ser injetada na base do receptáculo no qual o material granular é despejado, pode ser de qualquer tipo, composição química, física, granulometria, densidades, cujas características permitam que o efeito da liquefação, decorrente da aplicação de vibrações, faça com que a solução extratora migre de baixo para cima, passando através do material granular e forme uma camada da solução extratora na superfície do material granular, e que soluções do tipo complementar, neutralizadora sejam injetadas posteriormente e/ou sequencialmente, permitindo assim sua retirada ou recirculação para fins de recuperar todo o minério ou minerais presentes no material granular, ajudar na extração ou neutralizar, alterar as características do material granular; tornando este menos perigoso, tóxico ou danoso as pessoas e ao meio ambiente. 9. Equipamento, de acordo com a reivindicação 8 caracterizado pelo fato de que a solução extratora ou qualquer outro líquido, pode ser injetada e recirculada quantas vezes for necessário a fim de garantir a extração do minério ou minerais, de interesse, presentes no meio granular até atingir o ponto de saturação e que ao final do processo de extração ou tendo atingido o ponto de saturação, a solução extratora possa ser retirada e substituída por uma nova quantidade de solução extratora não saturada e que as demais soluções possam ser injetadas, em sequência permitindo assim sua retirada ou recirculação para fins de ajudar na extração ou neutralizar, alterar as características do material granular; tornando este menos perigoso, tóxico ou danoso as pessoas e ao meio ambiente. 10. Equipamento, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o material granular pode ser adicionado ao receptáculo do equipamento sem a solução extratora ou estando misturado previamente a solução extratora e que a solução extratora se desloca do fundo do receptáculo para cima passando pelo meio granular na sua movimentação causada pelo efeito da liquefação, formando uma camada líquida e que a solução extratora pode ser recirculada, tantas vezes quanto for necessário, a fim de garantir a completa extração do minério ou minerais presentes no meio granular e que quando a solução extratora atingir o ponto de saturação, ser substituída por uma nova quantidade de solução extratora, fresca, nova, não satura, permitindo assim que o processo de extração continue ate que todo o minério ou minerais de interesse tenham sido extraídos do material granular e que quando o meio granular ficar exaurido do minério ou minerais de interesse, seja descarregado e uma nova quantidade de meio granular seja depositado no receptáculo para que o ciclo de extração recomesse . 11. Equipamento, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que após a extração do minério ou minerais de interesse do material granular, este material granular possa ter sua acidez ou qualquer outra característica indesejável, neutralizada pela injeção de uma solução neutralizadora com qualquer formulação ou composição e que esta ação permita que o material granular com reduzida umidade seja adequadamente depositado e armazenado sem causar danos ao meio ambiente. 12. Equipamento, método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a extração do minério ou minerais presentes em um único material granular ou uma mistura de materiais granulares, pode ser feita em uma única etapa ou em várias etapas sequenciais e que entre as etapas extratoras, outras soluções extratoras, neutralizadoras ou preparadoras de extração, podem ser injetadas para que facilitem ou possibilitem a extração de um ou mais minérios de interesse presentes no material granular ou na mistura de materiais granulares e que estes podem ser solúveis ou insolúveis e que sua densidade e granulomet ria podem levar a formação de uma camada na parte inferior do equipamento, permitindo assim sua recuperação no estado sólido. 13. Sistema, método caracterizado pelo fato de que compreende : uma pluralidade de soluções de carregamento do material granular, uma pluralidade de soluções mecânicas, magnéticas, hidráulicas, pneumáticas, etc. de geração de vibrações com frequências entre acima do 0 (zero) até 1 Giga Hertz, com potências acima do 0 (zero) até 1 Giga Watt, uma pluralidade de soluções de aspiração, remoção, reinjeção, recirculação da camada liquida formada pela solução extratora, de soluções de descarregamento do material granular com a solução extratora presente ou não e por uma pluralidade de soluções complementares de monitoramento, sensoriament o operacional do equipamento, método e sistema que incluem uma pluralidade de softwares, circuitos eletrônicos, internet das coisas e sensores e que tal sistema permita a extração de minério ou minerais presentes em qualquer forma ou composição, no meio granular, sendo estes solúveis ou insolúveis e sendo recuperados dissolvidos ou na forma sólida através da sua deposição na parte inferior do receptáculo e que o liquido extrator ou um liquido de trabalho, permite que a liquefação seja o forma e efeito responsável pela recuperação dos minerais de interesse na forma solúvel ou sólida. |
Campo da invenção
[0001] A descrição refere-se geralmente ao campo de recuperação de mineral presentes em minérios, concentrados de minérios, materiais de rejeitos, lodos de mineração e todos os tipos de materiais granulares que tenham um mineral de interesse econômico em sua composição. Mais particularmente, essa descrição refere-se a sistemas e a métodos para recuperação de minerais presentes em minérios, concentrados de minérios, materiais de rejeitos, lodos de mineração e todos os tipos de materiais granulares que utilizando o efeito da liquefação como forma de promover o deslocamento da solução extratora da parte inferior do material granular contido num receptáculo para a superfície do material e neste processo de deslocamento, a solução extratora dissolve e remove o mineral ou minerais presentes no material granular.
Fundamentos da invenção
[0002] Liquefação é um efeito conhecido na vibração de concreto, em solos saturados durante terremotos ou quando pessoas pulam na areia saturada da praia. Liquefação pode ser descrita como sendo a melhor acomodação, movimento dos grãos que formam um meio granular quando submetidos a vibrações. Ao se acomodarem melhor, mais proximamente uns dos outros, os grãos forçam, expulsam o liquido que estava nos espaços intergranulares ou foi injetado na parte de baixo de um contêiner que contém o meio granular e este liquido, sendo extrativo ou um liquido de trabalho. Devido à diferença de densidade do liquido, menos denso, e dos grãos, mais densos, o liquido é forçado a subir. Se este liquido for uma solução extratora de um ou mais minerais de interesse, ou um liquido de trabalho, a medida que este liquido sobe, passando pelos grãos, vai dissolvendo o mineral ou minerais de interesse presente ou fazendo, facilitando a movimentação dos grãos de forma que os menores e mais densos migrem para as camadas mais inferiores e os menos densos e maiores para as camadas mais superiores da carga. A solução extratora ou um liquido de trabalho, sobe e forma uma camada liquida na superfície do material granular que está contido dentro do receptáculo. Esta camada liquida formada pela solução extratora pode ser reinjetada na parte inferior do contêiner para extrair mais do mineral ou ser aspirada, sugada, deixada drenar ou escorrer do receptáculo. Quando a solução extratora atingir o ponto de saturação ou ótimo, a mesma pode ser substituída por uma nova quantidade de solução extratora. Quando todo o mineral de interesse tiver sido extraido do material granular, pela solução extratora ou pela migração dos grãos mais densos para a parte de baixo do receptáculo, este material poderá ser substituído por uma nova batelada do mineral, lodo, rejeito ou material granular que contém o (s) mineral ou minerais de interesse que está sendo extraido. Desta forma, a extração do mineral de meios granulares é feita via o efeito da liquefação tendo como fonte qualquer meio granular que pode ser o mineral, concentrados, lodos e rejeitos da mineração.
[0003] 0 solicitante desta patente, submeteu um pedido de patente de invenção (BR 10 2021 004474-8) , no qual se pede a proteção de um "equipamento, método e sistema para a redução de umidade em materiais granulares usando o efeito da liquefação, a invenção se aplica a redução da umidade em qualquer tipo de materiais granulares que contenha um liquido qualquer disperso, dissolvido nos espaços intergranulares . " . No presente pedido, o efeito da liquefação é utilizado para fazer com que uma solução extratora, neutralizadora ou complementar se desloque de baixo para cima por entre os grãos da carga de material granular colocado dentro de um receptáculo qualquer e desta forma entrar em contato com o mineral ou minerais de interesse presentes no material granular e extrair um ou mais minerais presentes, sendo assim uma tecnologia e aplicação diferente do primeiro pedido de patente de invenção.
[0004] Atualmente, tomando como exemplo o mineral ouro, a extração do ouro dos minérios que o contem é feita em sua grande maioria por um processo denominado de lixiviação a onde a solução extratora é gotejada no topo da pilha do minério previamente moido e tornado granular. A solução extratora percola para baixo até atingir uma lona impermeável. A solução é então recolhida e processos quimicos e metalúrgicos complementares removem o ouro da solução. Assim é um processo que pode ser descrito como sendo feito de cima para baixo. Existem tanques de extração onde o minério moido com o ouro é depositado e a solução extratora é adicionada e retirada, sem que se vibre o meio granular. A primeira forma de extração é lenta e imprecisa, pois não se controla como a solução extratora percolará, lixiviará pelo meio granular e se vai dissolver todo o ouro ou mineral presente no meio granular. A segunda demanda uma grande quantidade de solução extratora e um complexo sistema e equipamentos. Em ambas as soluções, parte do mineral é perdido nos rejeitos.
[0005] Existem várias tecnologias para se recuperar os minerais presentes nos minérios, concentrados, lodos e rejeitos de mineração. Contudo, nenhuma utiliza o efeito da liquefação em seu processo.
[0006] Na solução aqui apresentada, a energia de trabalho aplicada tem como objetivo causar o efeito da liquefação que é a melhor acomodação, arranjo, arrumação dos grãos do material e não a remoção do liquido contido nele. A deslocação, subida do liquido contido no material granular se dá através do efeito secundário gerado pela força da gravidade e diferença de densidades, que faz com que materiais mais densos, grãos, se desloquem para baixo, enquanto os menos densos, liquidos, se desloquem para cima, formando uma camada liquida no topo. Assim, muito menos energia de trabalho é necessária para realizar o mesmo trabalho, o de extração de minerais por solução extratora e a separação desta do material granular. A realização do trabalho demora menos tempo, pode ser feita com quantidades, bateladas, bem maiores de material que utilizadas nas soluções existentes que utilizam equipamentos met almecânico .
Breve descrição dos desenhos
[0007] A Figura 1 apresenta uma vista em perspectiva de possivel modelo da solução de redução de recuperação de minerais de interesse presente em materiais granulares, tais como minérios, rejeitos, lodos e descartes da mineração usando o efeito a liquefação. Em (01) temos o contêiner /receptáculo , que pode ter qualquer forma ou tamanho, dimensões para a colocação do material granular que contém o mineral ou minerais de interesse, em (02) temos a solução de remoção da camada liquida formada no topo da carga de material granular, durante e após as vibrações, que pode ter qualquer forma, ser feita por sucção, drenagem, transbordament o , etc. em (03) vemos a tubulação de admissão da solução extratora, (04) temos uma das bombas, em (05) temos a tubulação de recirculação da solução extratora, em (06) temos o gerador de vibrações, em (07) temos os isoladores de vibração, em (09) temos a saida de solução extratora saturada e em (08) temos a descarga, saida do material granular, em (08) temos a solução de remoção da solução extratora saturada, em (10) temos a camada liquida formada durante e após aplicação de vibrações o meio granular
(11) . Em (11) temos também uma possivel formação de camadas que podem se formar devido as diferentes densidades e granulomet ria do material, após aplicação das vibrações. Em
(12) temos a solução de alimentação do material granular que contêm o mineral ou minerais de interesse a ser recuperado. O equipamento tem uma série de válvulas, bombas, sensores, softwares complementares instalados e que permitem o controle da circulação da solução extratora e de soluções complementares, o controle, acionamento e desligamento das diferentes partes do equipamento. Todas estas partes, subsistemas, sensores, bombas, válvulas trabalham e operam harmonicamente e assim possibilitam o correto funcionamento do equipamento e sistemas que o compõe.
[0008] A Figura 2 apresenta uma vista em corte explicando o processo de recuperação ou mineração de minérios, solúveis ou insolúveis, usando o efeito da liquefação. Em (01 temos o contêiner /receptáculo . Em (02) temos o sistema de reinjeção das soluções ou do fluido de trabalho. As soluções (10) podem ser de 3 ou mais tipos, como soluções de extração, desintoxicação e neutralização. As soluções são injetadas e recuperadas segundo o que o método e processo demanda. Em (03) temos a solução de geração de vibrações. Em (04) temos um mineral qualquer solúvel. Em (05) temos um mineral qualquer insolúvel, qua após a aplicação das vibrações, migra para o fundo do receptáculo/contêiner . Em (06) e (07) temos grãos de materiais sem interesse econômico na operação. Em (08) e (09) temos as soluções de retirada das soluções e fluido de trabalho que podem ser direcionadas a áreas diferentes para posterior tratamento e ações complementares necessárias a recuperar o mineral ou minerais de interesse. Em (11) temos a soluções ou fluido de trabalho localizado nos espaços intergranulares e depois da aplicação das vibrações, formando uma camada liquida no topo do material granular. Descrição da invenção
[0009] O equipamento, método e sistema para recuperação de mineral presentes nos minérios, rejeitos, lodos, descartes da mineração e qualquer material granular usando o efeito da liquefação é um equipamento composto por um contêiner, receptáculo com qualquer forma ou tamanho. A este receptáculo/contêiner é adicionado o material granular que contém o mineral ou minerais de interesse econômico a ser recuperado. 0 receptáculo/contêiner tem soluções de geração de vibrações acopladas, fixas ou que se fixam nele durante o trabalho. Um sistema adiciona o material granular previamente ou à medida que as vibrações são geradas. Um sistema de injeção e recuperação do liquido de trabalho, solução extratora ou solução complementar, neutralizadora, desintoxicante pode ser feito via injeção forçada e/ou passiva na base do contêiner/receptáculo, ou por sucção, aspiração, extravasamento ou qualquer outra forma/ solução que remova o liquido que é a solução extratora especifica ou complementar, neutralizadora para cada mineral ou minerais que se quer extrair do meio granular. Uma solução permite que mais solução extratora, complementar, neutralizadora, complementar fresca, não saturada seja injetada no sistema. Uma solução permite que a solução extratora sature sem capacidade de extrair mais do mineral ou minerais de interesse, seja removida do sistema. Uma solução existe que permite a remoção do material granular que foi adicionado, quanto do mineral ou minerais de interesse presente no meio granular tiver acabado ou estiver abaixo do nivel ótimo de eficiência do sistema ou viabilidade econômica.
[0010] O funcionamento da solução pode ser assim descrito. Se adiciona um meio granular que contêm o mineral ou minerais de interesse econômico a serem extraídos, ao receptáculo/contêiner do equipamento. O sistema injeta a solução extratora ou fluido de trabalho na parte de baixo da carga do receptáculo/contêiner. As vibrações são aplicadas, causando o efeito da liquefação. A medida que a solução extratora ou um fluido de trabalho, sobe, devido ao efeito da liquefação, por dentro, atravessando o meio granular, a solução vai dissolvendo o mineral ou minerais de interesse econômico presente no meio granular e fazendo com que os grãos se arrumem e migrem segundo suas densidades e granulomet ria . Ao chegar ao topo da carga do meio granular, a solução extratora ou um liquido de trabalho, é removida e pode ser reinjetada ou não, dependendo do grau de saturação da mesma ou da necessidade de separa mais os grãos por densidade e granulometria . A quantidade de ciclos de reinjeção da solução extratora ou um liquido de trabalho, depende de sua saturação e da quantidade de mineral ou minerais de interesse ainda presente no meio granular e sua localização ao longo da estrutura vertical da carga de material granular dentro do receptáculo. Quando o meio granular tiver sido exaurido ou a quantidade do mineral ou minerais de interesse for tão baixa ou que a migração dos grãos segundo tiver chegado ao ponto ideal, que a solução extratora não recupere mais de forma econômica, o meio granular, tendo sido removido o máximo da solução extratora, tem a parte que contém o mineral insolúvel de interesse recuperado e o restante é descartado e uma nova batelada do meio granular é adicionada ao receptáculo/contêiner e um novo ciclo de extração se reinicia. No caso da injeção de um liquido de trabalho, este pode ser reutilizado quantas vezes for possivel, uma vez que não sofre alterações quimicas, fisicas ou de suas propriedades que afetem o efeito por ele causado. 0 equipamento permite que soluções quimicas complementares, neutralizadoras, desintoxicante, removedoras sejam injetadas na base do equipamento e sofram o efeito da liquefação passando pelo material granular de forma que a neutralização da acidez ou de outras características indesejáveis seja obtida de forma a permitir que o material granular seja descartado de forma adequada e segura, sem impactos ao meio ambiente. Ao mesmo tempo que as vibrações causam as diferentes soluções passarem pelo meio granular dissolvendo e removendo mineral ou minerais de interesse, o segundo efeito da liquefação faz com que os grãos do mineral ou minerais de interesse não solúveis migrem para a parte de baixo formando uma camada preferencialmente composta pelos grãos mais densos e menores, permitindo assim sua recuperação simultaneamente ou isoladamente.
Exemplos de concretizações da invenção
[0011] A invenção aqui apresentada é uma solução que utilizando o efeito da liquefação, faz ser possível a extração de minerais de interesse econômicos presentes em qualquer tipo de meios granulares. Entre as enumeras vantagens de se fazer a extração de minerais usando o efeito da liquefação se destacam a velocidade com que a solução extratora passa, migra da parte de baixo do meio granular contido dentro receptáculo para a parte de cima do meio granular, a capacidade da solução liquida de fazer a extração de forma mais eficiente e simultaneamente pois as vibrações causam impactos entre os grãos, facilitando assim a retirada, dissolução dos minerais de interesse presentes, retira o liquido extrator do material granular, via o efeito da liquefação, reduzindo assim a quantidade de energia para realizar o trabalho. Ter a capacidade de neutralizar a acidez ou toxicidade do meio granular com a injeção de soluções neutralizadoras ou complementares ao final ou durante o processo de extração, conforme a extração do mineral ou minerais demandem. Ter a capacidade de extrair um ou mais minerais de qualquer meio granular podendo ter etapas de extração intercaladas por etapas de neutralização, alteração ou adequação das caraterísticas do meio granular de forma a aumentar a eficiência do processo de extração. Ter a capacidade de extrair minerais solúveis e insolúveis simultaneamente, uma vez que a liquefação faz com que os grãos menores e mais densos, migrem para baixo, formando uma camada na parte inferior do receptáculo. Ter a capacidade de utilizar um ou mais meios granulares já minerado, misturados ou não, lodos, rejeitos de mineração como fonte de um ou mais minérios de interesse.