[发明专利]用于分离包括导电材料和非导电材料的混合物的方法和设备

说明书

本发明涉及用于分离包括导电材料和非导电材料的混合物的设备和方法，从而获得富含导电材料的混合物。

使用熟悉的方法开采矿山中的金与许多缺点(尤其是重环境负担和高成本)相关联。当前主要通过氰化法来实现矿山中金的分离。在此过程中，目前全世界每年以很大程度上不受控制的方式释放大约182,000吨氰化物。

在氰化法的背景下，金溶解在含氧的氰化钠溶液中。含金属的沙子被研磨得细若粉末，被堆积，且在滴流过程中它们与提取溶液混合，并有自由空气进入。随后将发现贵重金属化学地键合在高毒性渗透水中。在过滤和用锌粉末沉淀之后，获得褐色矿浆，在洗涤和干燥之后，通过还原该褐色矿浆转变成粗金。

虽然在此使用过的氰化物液被用在循环过程中，但是有毒的氢氰酸以及无毒性的盐、氰化物逃逸到环境中。此类型的金开采留下具有微量氰化物的巨大废矿石堆和粉末。尤其是因为以下事实出现环境损害，在环境监控水平低的国家，浆料以不受控制流动的方式排出或浆料池溃决。

除与氰化法相关联的环境破坏之外，此方法此外还与高成本相关联。由于环境法规的收紧，尤其是在门槛国家和发展中国家中，预期在未来几年内这些成本将显著增加。

在现有技术(Du等人，Separation Science and Technology，2008，15，3842-3855；CN 201728058U，WO2012/019446A1)中，描述了一种用于基于介电泳效应分离金的方法。通过所公开的方法，可以从沙子混合物隔离或浓缩较少量的元素金。然而，使用现有技术中所描述的此方法，仅可以获得少量的金(含有金的混合物的吞吐量是一天近似若干克)。以此方式不可以实现更大的吞吐量，例如，在每天若干吨的范围内。

因此，本发明的目的是提供将导电材料(尤其金和/或其他贵重金属)从具有非导电材料(诸如例如，沙子)的混合物分离的设备和方法，所述设备和方法克服了现有技术的缺点，且尤其是使得能够有可能在工业规模上环境友好且低成本地富集金。

此目的是通过一种用于分离包括导电材料和非导电材料的混合物的设备解决的，该设备包括：a)一个管；b)一个叉指电极系统，其包括叉指电极，该叉指电极的多个指状物被附接在该管的内壁上和/或内壁内；c)一个入口系统，其被附接到该管的上开口，该入口系统包括一个外入口和一个内入口，其中该外入口被近似同心地布置在该内入口周围；以及d)一个收集系统，其被附接到该管的下开口，该收集系统包括一个内收集设备和一个外收集设备，其中该外收集设备被近似同心地布置在该内收集设备周围。

导电材料在本发明的含义中将被理解为在室温(25℃)下具有至少10⁴S/m、优选地10⁵S/m、更优选地10⁶S/m的导电率的材料。在本发明的含义中，如果一种材料具有的导电率低于导电材料的导电率，则该材料是非导电材料。

在一个优选实施方案中，将通过根据本发明的设备分离的且包括导电材料和非导电材料的混合物此外可以含有液体，特别优选水。

管在本发明的含义中将被理解为优选地圆的、细长的中空主体，该中空主体在两端处敞开且该中空主体的长度基本上大于其直径。即使该管的圆形横截面形状是更优选的，根据本发明同样可以设想其他横截面形状，诸如例如，椭圆形、多边形，尤其是矩形等。

术语“管的上端或上开口”以及“管的下端或下开口”仅在下述情况下字面地理解为上和下：借助于根据本发明的方法主要由重力驱动引导混合物和液体通过根据本发明的设备。在由其他力(例如，通过使用合适的泵)引导混合物和液体通过根据本发明的设备的实施方案中，上端和下端将仅被理解为区分管的端部的术语。

原则上，可以任意选择制造包括在根据本发明的设备中的管的材料。优选地，设想的是该材料是非导电材料，更优选地非导电合成材料，优选地合成材料选自聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯等。

叉指电极在本发明的含义中由突出到彼此内的两个指状(梳状)电极组成。以此方式，可以实现电极之间的非常小的距离。在本申请的含义中，所述电极的突出到彼此内的各个部分应被理解为叉指电极的指状物。

除了啮合到彼此内的指状电极(叉指电极)，根据本发明的叉指电极系统还包括产生非均匀电场的装置，尤其是电流源，诸如例如，功能发生器、连接电缆等。

本发明的叉指电极系统因此包括第一梳状电极和第二梳状电极。第一梳状电极的指状物和第二梳状电极的指状物突出到彼此内。该叉指电极系统此外包括使得能够创建非均匀电磁场的电流源。