Kies jou taal:
Lucas Rojas Mendoza, ST Toerusting & Tegnologie, VSA
lrojasmendoza@steqtech.com
Frank Hrach, ST Toerusting & Tegnologie, VSA
Kyle Flynn, ST Toerusting & Tegnologie, VSA
Abhishek Gupta, ST Toerusting & Tegnologie, VSA
ST Toerusting & Technology LLC (STET) 'n roman verwerk stelsel gebaseer op tribo-elektrostatiese gordel skeiding wat bied die mineraal prosessering industrie 'n middel tot beneficiate fyn materiaal met 'n energie-doeltreffende en heeltemal droog tegnologie ontwikkel het. In contrast to other electrostatic separation processes that are typically limited to particles >75μm in grootte, die STET triboelectric gordel skeierbladsy is geskik vir skeiding van baie fyn (<1μm) tot matig growwe (500μm) Deeltjies, met 'n baie hoë deurset. The STET tribo-electrostatic technology has been used to process and commercially separate a wide range of industrial minerals and other dry granular powders. Hier, bench-scale results are presented on the beneficiation of low-grade Fe ore fines using STET belt separation process. Bench-scale testing demonstrated the capability of the STET technology to simultaneously recover Fe and reject SiO2 from itabirite ore with a D50 of 60µm and ultrafine Fe ore tailings with a D50 of 20µm. The STET technology is presented as an alternative to beneficiate Fe ore fines that could not be successfully treated via traditional flowsheet circuits due to their granulometry and mineralogy.
Yster erts is die vierde mees algemene element in die aarde se Kors [1]. Yster is noodsaaklik vir staal vervaardiging en dus 'n noodsaaklike materiaal vir die globale ekonomiese ontwikkeling [1-2]. Yster is ook wyd gebruik word in die konstruksie en die vervaardiging van voertuie [3]. Die meeste van die yster erts hulpbronne is saamgestel uit metamorgebonde geborferro formasies (BAS) in watter yster is algemeen gevind in die vorm van oksiede, hidroxides en tot 'n mindere mate karbonates [4-5]. 'N Spesifieke tipe ysterformasies met hoër karbonaatinhoud is dolomitiese itabiriete wat 'n produk is van die dolomitisering en metamorfisme van BIF-deposito's [6]. Die grootste ysterertsneerslae in die wêreld kan gevind word in Australië, Sjina, Kanada, Oekraïne, Indië en Brasilië [5].
Die chemiese samestelling van yster erts het 'n oënskynlike wye verskeidenheid in chemiese samestelling, veral vir Fe inhoud en gepaardgaande vliegas minerale [1]. Groot yster minerale wat verband hou met die meeste van die yster erts is hematite, goethite, limonite en magnete [1,5]. Die belangrikste kontaminante in yster erts is SiO2 en Al2O3 [1,5,7]. Die tipiese silika en aluminium-minerale teenwoordig in yster erts is kwarts, envirobent, gibbsite, diaspore en corunteres. Hiervan word dikwels opgemerk dat kwarts die gemiddelde silika is wat minerale en kaolinite en gibbsiet dra, is die twee-hoof alumina wat minerale dra [7].
Yster erts onttrekking word hoofsaaklik uitgevoer deur oop put mynbou bedrywighede, wat lei tot beduidende uitvoerings [2]. Die yster erts produksie stelsel behels gewoonlik drie fases: Mynbou, verwerking en pelletizing aktiwiteite. Van hierdie, verwerking verseker dat 'n voldoende yster graad en Chemie bereik voor die pelletizing stadium. Verwerking sluit breek, Klassifikasie, maal en konsentrasie streef na die verhoging van die yster-inhoud terwyl die vermindering van die bedrag van vliegas minerale [1-2]. Elke minerale deposito het sy eie unieke eienskappe met betrekking tot yster en vliegas met minerale, en daarom is dit vereis 'n ander konsentrasie tegniek [7].
Magnetiese skeiding word tipies gebruik in die veredeling van hoë graad yster erts waar die dominante yster minerale is Ferro en paramagnetic [1,5]. Nat en droë lae-intensiteit magnetiese skeiding (LIMS) tegnieke word gebruik om erts met 'n sterk magnetiese eienskappe soos magnete verwerk terwyl nat hoë-intensiteit magnetiese skeiding gebruik word om die Fe-draende minerale met swak magnetiese eienskappe soos hematite skei van vliegas minerale. Yster erts sulke goethite en limonite is algemeen gevind in klereings en nie baie goed skei deur óf tegniek [1,5]. Magnetiese metodes bied uitdagings in terme van hul lae vermoëns en in terme van die vereiste vir die ystererts om vatbaar te wees vir magnetiese velde [5].
Flotation, Aan die ander kant, word gebruik om die inhoud van onsuiwerhede in laegraadse ysterertse te verminder [1-2,5]. Yster erts kan gekonsentreer word óf deur direkte animistiese flotasie van yster oksiede of omgekeerde kationiese flotasie van silika, maar omgekeerde kationiese flotasie bly die gewildste flotasie roete wat in die ysterbedryf gebruik word [5,7]. Die gebruik van flotasie sy beperk deur die koste van reagense, die teenwoordigheid van silika en aluminium-ryk slyk en die teenwoordigheid van karbonaat minerale [7-8]. Verder, flotasie vereis afvalwaterbehandeling en die gebruik van stroomaf vir droë finale aansoeke [1].
Die gebruik van flotasie vir die konsentrasie van yster behels ook desliming as swaai in die teenwoordigheid van boetes resultate in verlaagde doeltreffendheid en 'n hoë reagenskoste [5,7]. Desliming is veral krities vir die verwydering van aluminium as die skeiding van gibbsite van hematite of goethite deur enige oppervlak-aktiewe agente is baie moeilik [7]. Die meeste van aluminium dra minerale voorkom in die fyner grootte reeks (<20Um) sodat vir die verwydering daarvan deur desliming. Algehele, 'n hoë konsentrasie van boetes (<20Um) en aluminium verhoog die vereiste kationiese versamelaar dosis en verminder selektiwiteit dramaties [5,7].
Verder, the presence of carbonate minerals – such as in dolomitic itabirites- can also deteriorate flotation selectivity between iron minerals and quartz as iron ores containing carbonates such as dolomite do not float very selectively. Dissolved carbonates species adsorb on the quartz surfaces harming the selectivity of flotation [8]. Flotation can be reasonably effective in upgrading low-grade iron ores, but it is strongly dependent on the ore mineralogy [1-3,5]. Flotation of iron ores containing high alumina content will be possible via desliming at the expense of the overall iron recovery [7], while flotation of iron ores containing carbonate minerals will be challenging and possibly not feasible [8].
Modern processing circuits of Fe-bearing minerals may include both flotation and magnetic concentration steps [1,5]. Byvoorbeeld,, magnetic concentration can be used on the fines stream from the desliming stage prior to flotation and on the flotation rejects. The incorporation of low and high intensity magnetic concentrators allows for an increase in the overall iron recovery in the processing circuit by recovering a fraction of the ferro and paramagnetic iron minerals such as magnetite and hematite [1]. Goethite is typically the main component of many iron plant reject streams due to its weak magnetic properties [9]. In the absence of further downstream processing for the reject streams from magnetic concentration and flotation, the fine rejects will end up disposed in a tailings dam [2]. Tailings disposal and processing have become crucial for environmental preservation and recovery of iron valuables, Onderskeidelik, and therefore the processing of iron ore tailings in the mining industry has grown in importance [10].
Clearly, the processing of tailings from traditional iron beneficiation circuits and the processing of dolomitic itabirite is challenging via traditional desliming-flotation-magnetic concentration flowsheets due to their mineralogy and granulometry, and therefore alternative beneficiation technologies such as tribo-electrostatic separation which is less restrictive in terms of the ore mineralogy and that allows for the processing of fines may be of interest.
Tribo-elektrostatiese skeiding gebruik elektriese lading verskille tussen materiaal wat deur oppervlak kontak of triboelektriese laai. In simplistiese maniere, wanneer twee materiale in kontak is, the material with a higher affinity for electron gains electrons thus charges negative, terwyl materiaal met laer elektron affiniteit heffings positiewe. In principle, low-grade iron ore fines and dolomitic itabirites that are not processable by means of conventional flotation and/or magnetic separation could be upgraded by exploiting the differential charging property of their minerals [11].
Here we present STET tribo-electrostatic belt separation as a possible beneficiation route to concentrate ultrafine iron ore tailings and to beneficiate dolomitic itabirite mineral. The STET process provides the mineral processing industry with a unique water-free capability to process dry feed. The environmentally friendly process can eliminate the need for wet processing, downstream waste water treatment and required drying of final material. Daarbenewens, Die STET proses vereis min pre-behandeling van die mineraal en bedryf teen 'n hoë kapasiteit-tot 40 tone per uur. Energieverbruik is minder as 2 kilowatt-uur per ton van materiaal verwerk.
Materiaal
Twee fyn laegraadse ystererts is in hierdie reeks toetse gebruik. The first ore consisted of an ultrafine Fe ore tailings sample with a D50 of 20 µm and the second sample of an itabirite iron ore sample with a D50 of 60 μm. Both samples present challenges during their beneficiation and cannot be efficiently processed through traditional desliming-flotation-magnetic concentration circuits due to their granulometry and mineralogy. Both samples were obtained from mining operations in Brazil.
The first sample was obtained from an existing desliming-flotation-magnetic concentration circuit. The sample was collected from a tailings dam, then dried, homogenized and packed. The second sample is from an itabirite iron formation in Brazil. Die monster is verpletter en gesorteer volgens grootte en die fyn fraksie verkry uit die klassifikasie stadium later ondergaan verskeie stadiums van desliming totdat 'n D98 van 150 μm is bereik. Die monster is toe gedroog, homogenized and packed.
Deeltjie grootte verspreidings (PSD) is bepaal met behulp van 'n laser diffraksie deeltjie grootte analiseerder, 'n Malvern se Meestersizer 3000 E. Albei monsters was ook gekenmerk deur verlies-op-aansitter(LOI), Navorsing en XRD. Die verlies op ontsteking (LOI) was bepaal deur die plasing van 4 gram van die monster in 'n 1000 ºC oond vir 60 minute en verslagdoening die LOI op 'n so ontvang basis. Die chemiese samestelling analise is voltooi met behulp van 'n golflengte dispersive x-straal Fluorescence (WD-NAVORSING) instrument en die belangrikste kristallyne fases was ondersoek deur XRD tegniek.
Die chemiese samestelling en LOI vir die tailings monster (Tailings), en vir die itabirite yster vorming monster (Itabirite), word getoon in tabel 1 en deeltjiegrootteverspreidings vir beide monsters word in Fig getoon 1. Vir die sterte monster die belangrikste Fe verhaalbare fases is goethite en hematiet, Die belangrikste gangue mineraal is kwarts (Vye 4). Vir die itabiriet monster is die belangrikste Fe verhaalbare fases hematiet, en die belangrikste gangue minerale is kwarts en dolomiet (Vye 4).
tafel 1. Gevolg van chemiese analise vir groot elemente in sterte en itabirietmonsters.
| Monster | Graad (WT) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fe | SiO2 | Hierdie artikel is 'n weesbladsy. | MnO | MgO | Cao | LOI** | Ander | |
| Tailings | 30.3 | 47.4 | 4.3 | 1.0 | * | * | 3.4 | 13.4 |
| Itabirite | 47.6 | 23.0 | 0.7 | 0.2 | 1.5 | 2.2 | 4.0 | 21.0 |
Deeltjie grootte verspreidings
Metodes
'N Reeks eksperimente is ontwerp om die effek van verskillende parameters op ysterbeweging in beide ystermonsters te ondersoek met behulp van STET eie tribo-elektrostatiese gordel skeier tegnologie. Eksperimente is uitgevoer met behulp van 'n bank-skaal tribo-elektrostatiese gordel skeider, hierna verwys as ' Bench separator '. Bench-skaal toets is die eerste fase van 'n driefase tegnologie-implementeringsproses (sien tabel 2) insluitend bank-skaal evaluering, vlieënier-skaal toetsing en kommersiële-skaal implementering. Die Bench skeiding word gebruik vir sifting vir bewyse van tribo-elektrostatiese laai en om te bepaal of 'n materiaal is 'n goeie kandidaat vir elektrostatiese veredeling. Die belangrikste verskille tussen elke stuk toerusting word in tabel aangebied 2. Terwyl die toerusting wat gebruik word binne elke fase verskil in grootte, die operasie beginsel is fundamenteel dieselfde.
tafel 2. Driefase implementeringsproses met behulp van STET tribo-elektrostatiese belt skeider tegnologie
| Fase | Gebruik vir: | Elektrode Dimensies (W x L) cm | Tipe van Proses/ |
|---|---|---|---|
| Bank skaal Evaluering | Kwalitatiewe Evaluering | 5*250 | Batch |
| Vlieënier skaal toets | Kwantitatiewe Evaluering | 15*610 | Batch |
| Kommersiële Skaal Implementering | Kommersiële Produksie | 107 *610 | Deurlopende |
STET Operasie Beginsel
Die operasie beginsel van die skeier maak staat op tribo-elektrostatiese laai. In die tribo-elektrostatiese gordel skeider (Syfers 2 en 3), materiaal word gevoed in die smal gaping 0.9 - 1.5 cm tussen twee parallel Jordaanstreek elektrodes. Die deeltjies is triboelectrically gehef deur globaal kontak. Die positief gelaaide mineraal(s) Die negatief gelaaide mineraal(s) is aangetrokke tot die teenoorgestelde elektrodes. Binne-in die skeierdeeltjies word opgevee deur 'n deurlopende bewegende oop-maasgordel en in teenoorgestelde rigtings oorgedra. Die gordel is gemaak van plastiekmateriaal en beweeg die deeltjies langs elke elektrode na teenoorgestelde kante van die skeier. Die teenstroomvloei van die skeidingsdeeltjies en voortdurende triboelektriese laai deur deeltjiedeeltjiebotsings maak voorsiening vir 'n multistage skeiding en lei tot uitstekende suiwerheid en herstel in 'n enkelpas-eenheid. Die triboelektriese gordel skeier tegnologie is gebruik om 'n wye verskeidenheid van materiale te skei, insluitend mengsels van glasagtige aluminosilicates / koolstof (vliegas), calcite / kwarts, talk/magnesite, en baritiet/kwarts.
Algehele, die skeier ontwerp is relatief eenvoudig met die gordel en geassosieerde rollers as die enigste bewegende dele. Die elektrodes is stilstaande en saamgestel van 'n toepaslik duursame materiaal. Die skeider elektrode lengte is ongeveer 6 meter (20 Ft.) en die wydte 1.25 meter (4 Ft.) vir volle grootte kommersiële eenhede. Die hoë gordel spoed in staat stel om baie hoë deurset, tot en met 40 ton per uur vir volle grootte kommersiële eenhede. Die kragverbruik is minder as 2 kilowatt-ure per ton materiaal verwerk met die meeste van die krag verbruik deur twee motors ry die gordel.
Skematiese van triboelectric belt skeider
Detail van skeiding sone
Soos gesien kan word in tabel 2, die belangrikste verskil tussen die Bench skeiding en vlieënier-skaal en kommersiële-skaal skeiers is dat die lengte van die Bench skeiding is ongeveer 0.4 keer die lengte van die vlieënier-skaal en kommersiële-skaal eenhede. As die skeiding doeltreffendheid is 'n funksie van die elektrode lengte, bank-skaal toets kan nie gebruik word as 'n plaasvervanger vir vlieënier skaal toets. Vlieënier-skaal toets is nodig om te bepaal die omvang van die skeiding wat die STET proses kan bereik, en om te bepaal of STET proses kan voldoen aan die produk teikens onder gegewe voer tariewe. Eerder, die Bench skeiding word gebruik om die kandidaat materiaal wat onwaarskynlik is om enige beduidende skeiding te demonstreer op die vlieënier-skaal vlak te reël. Resultate verkry op die bank-skaal sal wees nie-geoptimaliseerde, en die skeiding waargeneem is minder as wat waargeneem sal word op 'n kommersiële grootte STET skeider.
Toetsing by die loodsaanleg is nodig voor kommersiële skaal ontplooiing, egter, toets op die bank-skaal word aangemoedig as die eerste fase van die implementeringsproses vir enige gegewe materiaal. Verder, in gevalle waar materiaal beskikbaarheid is beperk, die Bench separator bied 'n nuttige hulpmiddel vir die sifting van potensiële suksesvolle projekte (dws., projekte waarin kliënt-en bedryfgehalteteikens met STET-tegnologie aangespreek kan word).
Bank-skaal toets
Standaardprosesproewe is uitgevoer rondom die spesifieke doel om Fe konsentrasie te verhoog en om die konsentrasie van gangue minerale te verminder. Verskillende veranderlikes is ondersoek om ysterbeweging te maksimeer en om die rigting van beweging van verskillende minerale te bepaal. Die rigting van beweging waargeneem tydens banktop toetsing is 'n aanduiding van die rigting van beweging by die loodsaanleg en kommersiële skaal.
Die veranderlikes wat ondersoek is, het relatiewe humiditeit ingesluit (RH), Temperatuur, Elektrode polariteit, gordel spoed en toegepaste spanning. Van hierdie, RH en temperatuur alleen kan 'n groot uitwerking hê op differensiële tribo-laai en dus op skeidingsresultate. Vandaar, optimale RH- en temperatuurtoestande is bepaal voordat die effek van die oorblywende veranderlikes ondersoek word. Twee polariteitsvlakke is ondersoek: Ek) top elektrode polariteit positief en ii) Top elektrode polariteit negatief. Vir die STET skeier, onder 'n gegewe polariteitsreëling en onder optimale RH- en temperatuurtoestande, gordelspoed is die primêre beheerhandvatsel vir die optimalisering van produkgraad en massaherstel. Toetsing op die bank skeier help lig werp op die effek van sekere operasionele veranderlikes op tribo-elektrostatiese laai vir 'n gegewe minerale monster, en daarom verkry resultate en tendense kan gebruik word, In sekere mate, om die aantal veranderlikes en eksperimente wat op die loodsplantskaal uitgevoer moet word, te vernou. tafel 3 lys die omvang van skeidingstoestande wat as deel van fase gebruik word 1 evalueringsproses vir die sterte en itabirite monsters.
tafel 3 lys die omvang van skeidingstoestande
| Parameter | Eenhede | Verskeidenheid waardes | |
|---|---|---|---|
| Tailings | Itabirite | ||
| Top Elektrode Polariteit | - | Positief- Negatief | Positief- Negatief |
| Elektrode Spanning | -kV/+kV | 4-5 | 4-5 |
| Voer Relatiewe Humiditeit (RH) | % | 1-30.7 | 2-39.6 |
| Feed Temperature | °F (° C) | 71-90 (21.7-32.2) | 70-87 (21.1-30.6) |
| Belt Speed | Fps (m / s) | 10-45 (3.0-13.7) | 10-45 (3.0-13.7) |
| Electrode Gap | Inches (mm) | 0.400 (10.2 mm) | 0.400 (10.2 mm) |
Toetse is uitgevoer op die Bench skeiding onder reekstoestande, with feed samples of 1.5 lbs. per test. A flush run using 1 LB. of material was introduced in between tests to ensure that any possible carryover effect from the previous condition was not considered. Before testing was started material was homogenized and sample bags containing both run and flush material were prepared. At the beginning of each experiment the temperature and relative humidity (RH) was measured using a Vaisala HM41 hand-held Humidity and Temperature probe. The range of temperature and RH across all experiments was 70-90 °F (21.1-32.2 (° C) en 1-39.6%, Onderskeidelik. To test a lower RH and/or higher temperature, feed and flush samples were kept in a drying oven at 100 °C for times between 30-60 Minute. In teenstelling hiermee, higher RH values were attained by adding small amounts of waters to the material, Gevolg deur homogenisering. Nadat RH en temperatuur op elke voermonster gemeet is, Die volgende stap was om elektrode polariteit te stel, gordel spoed en spanning na die verlangde vlak. Gapingswaardes is konstant gehou by 0.4 duim (10.2 mm) tydens die toetsveldtogte vir die sterte en itabirite monsters.
Voor elke toets, 'n klein voer submonster wat ongeveer 20g bevat, is versamel (aangewys as ' voer '). Op die instelling van alle operasie veranderlikes, die materiaal is in die Bench skeiding gevoer met behulp van 'n elektriese vibrasievoerder deur die middel van die Bench-skeider. Monsters is aan die einde van elke eksperiment en die gewigte van die produk einde versamel 1 (aangewys as ' E1 ') en produk einde 2 (aangewys as ' E2 ') is vasgestel met behulp van 'n wetlike-vir-handel telskaal. Na elke toets, klein submonsters wat ongeveer 20 g van E1 en E2 is ook versamel. Massa-opbrengste aan E1 en E2 word beskryf deur:
WaarenE1 en enE2 Is die massa-opbrengste aan E1 en E2, Onderskeidelik; en is die monster gewigte versamel om die skeier produkte E1 en E2, Onderskeidelik. Vir beide monsters, Fe konsentrasie is verhoog tot produk E2.
Vir elke stel sub-monsters (dws., Voer, E1 en E2) LOI en hoofoksied samestelling deur XRF is bepaal. Fe2 O3 inhoud is bepaal uit die waardes. Vir die sterte monster LOI sal direk verband hou met die inhoud van goethite in die monster as die funksionele hidroksiel groepe in goethite sal oksideer in H2 Og [10]. Teendeel, vir die itabirite monster LOI sal direk verband hou met die bevat van karbonate in die monster, as kalsium en magnesiumkarbonate sal ontbind in hul belangrikste oksiede wat lei tot die vrystelling van GESAMENTLIKE2g en sub opeenvolgende monster verlies gewig. XRF krale is voorberei deur vermenging 0.6 gram minerale monster met 5.4 gram litium tetraborate, wat gekies is as gevolg van die chemiese samestelling van beide sterte en itabiriet monsters. XRF-analise is genormaliseer vir LOI.
uiteindelik, Fe herstel EFe om produk (E2) en SiO2 Verwerping QSi bereken is. EFe is die persentasie fe herstel in die konsentraat aan dié van die oorspronklike voermonster en Qsio2 is die persentasie verwyder van die oorspronklike voermonster. EFe en QSi word beskryf deur:
Waar CEk,(voeding,E1,E2) is die genormaliseerde konsentrasie persentasie vir die submonster se i komponent (Bv., Fe, sio2)
Monsters mineralogie
Die XRD-patroon wat groot minerale fases vir die sterte en itabirietmonsters toon, word in Fig getoon 4. Vir die sterte monster die belangrikste Fe herstelbare fases is goethite, Hematiet en magnetiet, Die belangrikste gangue mineraal is kwarts (Vye 4). Vir die itabirietmonster is die belangrikste Fe-verhaalbare fases hematiet en magnetiet en die belangrikste gangue minerale is kwarts en dolomiet.. Magnetiet verskyn in spoorkonsentrasies in beide monsters. Suiwer hematiet, goethite, magnetiet bevat 69.94%, 62.85%, 72.36% Fe, Onderskeidelik.
D patrone. A - Sterte monster, B – Itabirite monster
Bank-skaal eksperimente
'N Reeks toetslopies is uitgevoer op elke mineraalmonster wat daarop gemik is om Fe te maksimeer en te verminder SiO2 Inhoud. Spesies wat op E1 konsentreer, sal 'n aanduiding wees van 'n negatiewe laaigedrag, terwyl spesies tot E2 tot 'n positiewe laaigedrag konsentreer. Hoër gordelspoed was gunstig vir die verwerking van die stertmonster; egter, die effek van hierdie veranderlike alleen is gevind minder betekenisvol vir die itabirite monster.
Gemiddelde resultate vir die sterte en itabiriet monsters word aangebied in Fig 5, Wat bereken is uit 6 en 4 Eksperimente, Onderskeidelik. Vye 5 bied gemiddelde massaopbrengs en chemie vir voer en produkte E1 en E2. Daarbenewens, elke plot bied die verbetering of afname in konsentrasie (E2- Voer) vir elke monster komponent Bv., Fe, SiO2 Positiewe waardes word geassosieer met 'n toename in konsentrasie tot E2, terwyl negatiewe waardes geassosieer word met 'n afname in konsentrasie na E2.
Fig.5. Gemiddelde massa-opbrengste en chemie vir Voer, E1 en E2 produkte. Foutbalke verteenwoordig 95% vertroue intervalle.
Vir die sterte monster Fe inhoud is verhoog van 29.89% om 53.75%, Gemiddeld, by 'n massa-opbrengs enE2 Globale massa herstel – van 23.30%. Dit stem ooreen met fe herstel ( Silika verwerping (QE2 ) Waardes van 44.17% en 95.44%, Onderskeidelik. Die LOI-inhoud is verhoog van 3.66% om 5.62% wat aandui dat die toename in Fe-inhoud verband hou met 'n toename in goethite-inhoud (Vye 5).
Vir die itabirite monster Fe inhoud is verhoog van 47.68% om 57.62%, Gemiddeld, by 'n massa-opbrengs enE2 -van 65.0%. Dit stem ooreen met fe herstel EFe( Silika verwerping (Qsio2) Waardes van 82.95% en 86.53%, Onderskeidelik. Die LOI, MgO en CaO inhoud is verhoog van 4.06% om 5.72%, 1.46 om 1.87% en van 2.21 om 3.16%, Onderskeidelik, wat aandui dat dolomiet in dieselfde rigting beweeg as Fe-draende minerale (Vye 5).
Vir beide monsters,AL2 O3 , MnO en P blyk te laai in dieselfde rigting as Fe-draende minerale (Vye 5). Alhoewel dit nodig is om die konsentrasie van hierdie drie spesies te verminder, Die gekombineerde konsentrasie van SiO2, AL2 , O3 , enE2 MnO en P neem af vir beide monsters, en daarom is die totale effek bereik met behulp van die banktop skeier is 'n verbetering in die produk Fe graad en 'n afname in die kontaminante konsentrasie.
Algehele, banktop toets getoon bewyse van effektiewe laai en skeiding van yster en silika deeltjies. Die belowende laboratoriumskaalresultate dui daarop dat loodskaaltoetse, insluitend eerste en tweede passe, uitgevoer moet word.
bespreking
Die eksperimentele data dui daarop dat die STET skeier gelei het tot 'n belangrike toename in Fe-inhoud terwyl dit terselfdertyd verminder SiO2 Inhoud.
Nadat getoon dat triboelectrostatiese skeiding kan lei tot 'n beduidende toename in Fe-inhoud, 'n bespreking oor die betekenis van die resultate, op die maksimum haalbare Fe-inhoud en op die voervereistes van die tegnologie is nodig.
Om te begin, dit is belangrik om die oënskynlike laai gedrag van minerale spesies in beide monsters te bespreek. Vir die sterte monster die hoofkomponente was Fe oksiede en kwarts en eksperimentele resultate het getoon dat Fe oksiede gekonsentreer op E2 terwyl kwarts gekonsentreer op E1. In simplistiese maniere, daar kan gesê word dat Fe oksieddeeltjies 'n positiewe lading verkry het en dat kwartsdeeltjies 'n negatiewe lading verkry het. Hierdie gedrag is in ooreenstemming met die triboelectrostatiese aard van beide minerale soos getoon deur Ferguson (2010) [12]. tafel 4 toon die oënskynlike triboelektriese reeks vir geselekteerde minerale gebaseer op induktiewe skeiding, en dit toon dat kwarts onderaan die laaireeks geleë is terwyl goethite, magnetiet en hematiet is hoër geleë in die reeks. Minerale aan die bokant van die reeks sal geneig wees om positief te hef, terwyl minerale aan die onderkant geneig sal wees om 'n negatiewe heffing te verkry.
Aan die ander kant, vir die itabiriet monster die belangrikste komponente was hematiet, kwarts en dolomiet en eksperimentele resultate het aangedui dat Feoksiede en dolomiet gekonsentreer het op E2 terwyl kwarts gekonsentreer het op E1. Dit dui daarop dat hematietdeeltjies en dolomiet 'n positiewe lading verkry het, terwyl kwartsdeeltjies 'n negatiewe lading verkry het.. Soos gesien kan word in tabel 4, karbonate is bo-aan die tribo-elektrostatiese reeks geleë, wat aandui dat karbonaatdeeltjies geneig is om 'n positiewe lading te verkry, en as gevolg daarvan om gekonsentreer te word op E2. Beide dolomiet en hematiet is in dieselfde rigting gekonsentreer, wat aandui dat die algehele effek vir hematietdeeltjies in die teenwoordigheid van kwarts en dolomiet was om 'n positiewe lading te verkry.
The direction of movement of the mineralogical species in each sample is of paramount interest, as it will determine the maximum achievable Fe grade that can be obtained by means of a single pass using the tribo-electrostatic belt separator technology.
For the tailings and itabirite samples the maximum achievable Fe content will be determined by three factors: Ek) The amount of Fe in Fe-bearing minerals; ii) the minimum quartz (SiO2 ) content that can be achieved and; iii) The number of contaminants moving in the same direction as Fe-bearing minerals. For the tailings sample the main contaminants moving in the same direction of Fe-bearing minerals are Al2 O3 MnO bearing minerals, while for the itabirite sample the main contaminants are Cao MgO Al2 O3 bearing minerals.
| Mineral Name | Charge acquired (apparent) |
|---|---|
| Apatite | +++++++ |
| Carbonates | ++++ |
| Monazite | ++++ |
| Titanomagnetite | . |
| Ilmenite | . |
| Rutile | . |
| Leucoxene | . |
| Magnetiet/hematiet | . |
| Spinels | . |
| Garnet | . |
| Staurolite | - |
| Veranderde ilmeniet | - |
| Goethite | - |
| Zircon | -- |
| Epidote | -- |
| Tremolite | -- |
| Hidrous silikiete | -- |
| Aluminosilicates | -- |
| Tourmaline | -- |
| Actinolite | -- |
| Pyroxene | --- |
| Titaan | ---- |
| Feldspar | ---- |
| Kwarts | ------- |
tafel 4. Oënskynlike triboelektriese reeks vir geselekteerde minerale gebaseer op induktiewe skeiding. Geskryf deur D.N Ferguson (2010) [12].
Vir die sterte monster, die Fe-inhoud is gemeet aan 29.89%. XRD-data dui daarop dat die oorheersende fase goethite is, Gevolg deur hematiet, en daarom die maksimum haalbare Fe-inhoud as 'n skoon skeiding moontlik was, sou tussen 62.85% en 69.94% (wat is die Fe inhoud van suiwer goethite en hematiet, Onderskeidelik). Nou, 'n skoon skeiding is nie moontlik nie, aangesien Al2, O3 MnO en P-draende minerale beweeg in dieselfde rigting as die Fe-draende minerale, en daarom sal enige toename in Fe-inhoud ook lei tot 'n toename in hierdie kontaminante. Dan, Om die Fe-inhoud te verhoog, die hoeveelheid kwarts tot E2 sal aansienlik verminder moet word tot op die punt dat dit die beweging van , MnO en P tot produk (E2). Soos aangedui in Tabel 4, kwarts het 'n sterk neiging om 'n negatiewe lading te verkry, en dus in die afwesigheid van ander minerale met 'n oënskynlike negatiewe laaigedrag, sal dit moontlik wees om die inhoud daarvan aansienlik te verminder tot die produk (E2) deur middel van 'n eerste pas met behulp van die triboelectrostatiese gordel skeier tegnologie.
Byvoorbeeld,, as ons aanvaar dat al die Fe-inhoud in die stertmonster geassosieer word met goethite (FeO(O)), en dat die enigste gangue oksiede is SiO2, Al2O3 en MnO, dan fe inhoud aan die produk sal gegee word deur:
Fe(%)=(100-SiO2 – (Al2 O3 + MnO*0.6285
Waar, 0.6285 is die persentasie fe in suiwer goethite. Eq.4 beeld die mededingende meganisme uit wat plaasvind om Fe te konsentreer as AL2O3 + MnO Verhoog terwyl SiO2 Verminder.
For the itabirite sample the Fe content was measured at 47.68%. XRD-data dui aan dat die oorheersende fase hematiet is en dus die maksimum haalbare Fe-inhoud as 'n skoon skeiding moontlik was, naby aan 69.94% (wat is die Fe-inhoud van suiwer hematiet). Soos dit bespreek is vir die stert monster 'n skoon skeiding sal nie moontlik wees as CaO, MgO, Al2 O3 dra minerale beweeg in dieselfde rigting as hematiet, en dus om Fe-inhoud te verhoog SiO2 Inhoud moet verminder word. Aanvaar dat die geheel van die Fe-inhoud in hierdie monster geassosieer word met hematiet (Fe2O3) en dat die enigste oksiede wat in gangue minerale voorkom, SiO2, Cao, MgO, Al2O3 en MnO; dan fe-inhoud in die produk sal gegee word deur:
Fe(%)=(100-SiO2-Cao+mgo+Al2O3+MnO+LOI*0.6994
Waar, 0.6994 is die persentasie Fe in suiwer hematiet. Daar moet opgemerk word dat Eq.5 LOI insluit, terwyl Eq.4 nie. Vir die itabirite monster, the LOI is associated to the presence of carbonates while for the tailings sample it is associated to Fe-bearing minerals.
Evidently, for both tailings and itabirite samples it is possible to significantly increase the Fe content by reducing the content of SiO2; egter, as shown in Eq.4 and Eq.5, the maximum achievable Fe content will be limited by the direction of movement and the concentration of oxides associated to gangue minerals.
In principle, the concentration of Fe in both samples could be further increased by means of a second pass on the STET separator in which Cao,MgO Al2 O3 en MnObearing minerals could be separated from Fe-bearing minerals. Such separation would be possible if most of quartz in the sample was removed during a first pass. In the absence of quartz, some of the remaining gangue minerals should in theory charge in the opposite direction of goethite, Hematiet en magnetiet, which would result in increased Fe content. Byvoorbeeld,, for the itabirite sample and based in the location of dolomite and hematite in the triboelectrostatic series (sien tabel 4), dolomite/hematite separation should be possible as dolomite has a strong tendency to charge positive in relation to hematite.
Having discussed on the maximum achievable Fe contents a discussion on the feed requirements for the technology is needed. The STET tribo-electrostatic belt separator requires the feed material to be dry and finely ground. Very small amounts of moisture can have a large effect on differential tribo-charging and therefore the feed moisture should be decreased to <0.5 WT .%. Daarbenewens, the feed material should be ground sufficiently fine to liberate gangue materials and should be at least 100% passing mesh 30 (600 Um). At least for the tailings sample, the material would have to be dewatered followed by a thermal drying stage, while for the itabirite sample grinding coupled with, or follow by, thermal drying would be necessary prior to beneficiation with the STET separator.
The tailings sample was obtained from an existing desliming-flotation-magnetic concentration circuit and collected directly from a tailings dam. Typical paste moistures from tailings should be around 20-30% and therefore the tailings would need to be dried by means of liquid-solid separation (dewatering) followed by thermal drying and deagglomeration. The use of mechanical dewatering prior to drying is encouraged as mechanical methods have relative low energy consumption per unit of liquid removed in comparison to thermal methods. About 9.05 Btu are required per pound of water eliminated by means of filtration while thermal drying, Aan die ander kant, requires around 1800 Btu per pound of water evaporated [13]. The costs associated with the processing of iron tailings will ultimately depend on the minimum achievable moisture during dewatering and on the energetic costs associated with drying.
The itabirite sample was obtained directly from an itabirite iron formation and therefore to process this sample the material would need to undergo crushing and milling followed by thermal drying and deagglomeration. One possible option is the use of hot air swept roller mills, in which dual grinding and drying could be achieved in a single step. The costs associated with the processing of itabirite ore will depend on the feed moisture, feed granulometry and on the energetic costs associated to milling and drying.
For both samples deagglomeration is necessary after the material have been dried to ensure particles are liberated from one another. Deagglomeration can be performed in conjunction to the thermal drying stage, allowing for efficient heat transfer and energy savings.
Die bankskaal resultate wat hier aangebied word, toon sterk bewyse van laai en skeiding van Fe-draende minerale van kwarts met behulp van triboelectrostatiese gordel skeiding.
Vir die sterte monster Fe inhoud is verhoog van 29.89% om 53.75%, Gemiddeld, by 'n massa-opbrengs van 23.30%, wat ooreenstem met Fe herstel en silika verwerping waardes van 44.17% en 95.44%, Onderskeidelik. Vir die itabirite monster Fe inhoud is verhoog van 47.68 % om 57.62%, Gemiddeld, by 'n massa-opbrengs van 65.0%, wat ooreenstem met Fe herstel en silika verwerping waardes van 82.95% en 86.53%, Onderskeidelik. Hierdie resultate is voltooi op 'n skeier wat kleiner en minder doeltreffend is as die STET kommersiële skeier.
Eksperimentele bevindings dui daarop dat vir beide sterte en itabirite monsters die maksimum haalbare Fe-inhoud sal afhang van die minimum haalbare kwartsinhoud. Daarbenewens, die bereiking van hoër Fe-grade kan moontlik wees deur middel van 'n tweede pas op die STET-gordelskeiding.
Die resultate van hierdie studie het getoon dat 'n lae-graad yster erts boetes opgegradeer kan word deur middel van STET tribo-elektrostatiese gordel skeider. Verdere werk op die loodsaanlegskaal word aanbeveel om die ysterkonsentraatgraad en herstel te bepaal wat bereik kan word. Gebaseer op ervaring, die produk herstel en/of graad sal aansienlik verbeter teen vlieënier skaal verwerking, in vergelyking met die bank-skaal toets toestel gebruik tydens hierdie yster erts proewe. Die STET tribo-elektrostatiese skeidingsproses kan beduidende voordele bied oor konvensionele verwerkingsmetodes vir ysterertsboetes.
