Абярыце мову:
Lucas Rojas Mendoza, ST абсталяванне & Тэхналогія, ЗША
lrojasmendoza@steqtech.com
Франк Грак, ST абсталяванне & Тэхналогія, ЗША
Кайл Флін, ST абсталяванне & Тэхналогія, ЗША
Абхишек Gupta, ST абсталяванне & Тэхналогія, ЗША
ST абсталяванне & Тэхналогія ТАА (СТЕТ) распрацавала сістэму апрацоўкі рамана, заснаваную на Трыбой-электрастатычным падзеле рамяня, які забяспечвае абагачальная прамысловасць сродак для ўзбагачэння тонкіх матэрыялаў з нізкім энергаспажываннем і цалкам сухі тэхналогіяй. У адрозненне ад іншых працэсаў электрастатычнага падзелу, якія звычайна абмяжоўваюцца часціцамі >75мкм, Сут трибоэлектрический пояс сепаратар падыходзяць для падзелу вельмі тонкіх (<1мкм) умерана грубы (500мкм) часціцы, з вельмі высокай прапускной здольнасцю. Трыбаэлектрастатычная тэхналогія STET была выкарыстана для перапрацоўкі і камерцыйнага аддзялення шырокага спектру прамысловых мінералаў і іншых сухіх грануляваных парашкоў. тут, Прадстаўленыя настольныя вынікі па ўзбагачэнні дробных драбніц Fe руды з выкарыстаннем працэсу падзелу стужкі STET. Настольныя выпрабаванні прадэманстравалі здольнасць тэхналогіі STET адначасова аднаўляць Fe і адхіляць SiO2 з ітабірытавай руды з D50 60 мкм і ультратонкага Fe рудных хвастоў з D50 20 мкм. Тэхналогія STET прадстаўлена як альтэрнатыва ўзбагачэнню драбніц Fe руды, якія не могуць быць паспяхова апрацаваны з дапамогай традыцыйных схем з-за іх грануламетрыі і мінералогіі.
Жалезная руда з'яўляецца чацвёртым найбольш распаўсюджаным элементам у зямной кары [1]. Жалеза неабходна для вытворчасці сталі і таму з'яўляецца важным матэрыялам для развіцця сусветнай эканомікі [1-2]. Жалеза таксама шырока выкарыстоўваецца ў будаўніцтве і вытворчасці транспартных сродкаў [3]. Большасць ЖРС складаюцца з метаморфизованных жалезістых утварэнняў (БИФ) у якіх жалеза звычайна знаходзіцца ў выглядзе вокіслаў, гідраксіды і ў меншай ступені карбанаты [4-5]. Канкрэтны тып жалеза утварэнняў з больш высокім утрыманнем карбанату з'яўляюцца даламітавага itabirites, якія з'яўляюцца прадуктам доломитизации і метаморфизма адкладаў БИФ [6]. Самыя буйныя жалезарудныя радовішчы ў свеце могуць быць знойдзены ў Аўстраліі, Кітай, Канада, Украіна, Індыя і Бразілія [5].
Хімічны склад жалезных руд мае ўяўны шырокі спектр хімічнага складу, асабліва для ўтрымання Fe і звязаныя з імі жыльных мінераламі [1]. Асноўныя мінералы жалеза, звязаныя з большасцю жалезных руд гематыт, гетитом, Цытрынавая, магнетыт [1,5]. Асноўныя забруджвальныя рэчывы ў жалезных рудах SiO2 і Al2O3, [1,5,7]. Тыповы дыяксід крэмній і аксід алюмінія, якія нясуць мінералы, прысутныя ў жалезных рудах з'яўляюцца кварцам, каалін, Гібса, дыяспар і корунд. З іх часта назіраюцца, што кварц з'яўляецца сярэдні кремнезема падшыпніка мінеральнага і каолинита і гиббсита з'яўляюцца двума асноўнымі гліназёму мінералаў [7].
Здабыча жалезнай руды ў асноўным ажыццяўляюцца праз аперацыю адкрытых горных работ, што прыводзіць да значнага пакалення хвостохранилища [2]. Сістэма жалезнай руды, вытворчасць, як правіла, уключае ў сябе тры этапы: здабыча, дзейнасць па перапрацоўцы і грануляцыі. з іх, апрацоўка гарантуе, што адэкватная ацэнка залозы і хімія дасягаюцца да стадыі гранулявання. Апрацоўка ўключае ў сябе драбненне, класіфікацыя, Фрэзераванне і канцэнтрацыя, накіраванае на павелічэнне ўтрымання жалеза пры адначасовым зніжэнні колькасці жыльных мінералаў [1-2]. Кожны мінерал мае дэпазіт свае унікальныя характарыстыкі ў адносінах да жалеза і жыльных мінералаў, і, такім чынам, патрабуе іншай тэхнікі канцэнтрацыі [7].
Магнітнае падзел звычайна выкарыстоўваецца пры ўзбагачэнні высокіх жалезных руд, дзе дамінуючыя мінералы жалеза з'яўляюцца Фэра і парамагнітнага [1,5]. Вільготная і сухая нізкая інтэнсіўнасць магнітная сепарацыі (LIMS) метады выкарыстоўваюцца для апрацоўкі руд з моцнымі магнітнымі ўласцівасцямі, такімі як магнетыт ў вільготным стане высокай інтэнсіўнасці магнітнай сепарацыі выкарыстоўваецца для падзелу железосодержащих мінералаў са слабымі магнітнымі ўласцівасцямі, такімі, як гематыт з жыльных мінералаў. Жалезныя руды, такі гетит і лімонам звычайна знаходзяцца ў хвостохранилищах і не адрываюцца вельмі добра альбо тэхніка [1,5]. Магнітныя метады, прысутныя праблемы з пункту гледжання іх нізкай магутнасці, і з пункту гледжання патрабаванні для жалезнай руды, каб быць схільныя ўздзеянню магнітных палёў [5].
флотация, з другога боку, выкарыстоўваюцца для памяншэння ўтрымання прымешак у нізкагатунковых жалезных рудах [1-2,5]. Жалезныя руды могуць быць сканцэнтраваныя альбо шляхам прамога аніёнаў флотации вокіслаў жалеза або зваротнай катыённай флотации дыяксіду крэмнія, Аднак зваротны катыённы флотационной застаецца самым папулярным маршрутам флотации выкарыстоўваецца ў металургічнай прамысловасці [5,7]. Прымяненне флотации яго абмежаваная коштам рэагентаў, наяўнасць крэмнія і алюмінія багатых шламов і наяўнасць карбанатных мінералаў [7-8]. акрамя таго, флотации патрабуе ачысткі сцёкавых вод і выкарыстанне ўніз па плыні абязводжвання для сухіх канчатковых ужыванняў [1].
Прымяненне флотации для канцэнтрацыі жалеза таксама ўключае ў сябе обесшламливание, як плаваюць у прысутнасці штрафаў прыводзіць да зніжэння эфектыўнасці і высокай кошту рэагентаў [5,7]. Обесшламливание асабліва важна для выдалення аксіду алюмінія ў якасці падзелу гиббсита з гематита або гетита любых павярхоўна-актыўных рэчываў даволі складана [7]. Большая частка гліназёму падшыпнікаў мінералаў адбываецца ў дыяпазоне памераў танчэй (<20а) што дазваляе выдаліць яго праз абясшлаванне. ў цэлым, высокая канцэнтрацыя дробных рэчываў (<20а) і гліназём павялічвае неабходную дозу катыённага калектара і рэзка зніжае селектыўнасць [5,7].
акрамя таго, наяўнасць карбанатных мінералаў – напрыклад, у даламітавых ітабірытах- таксама можа пагоршыць селектыўнасць флотации паміж мінераламі жалеза і кварцам, паколькі жалезныя руды, якія змяшчаюць карбанаты, такія як даламіт, не плаваюць вельмі выбарча. Раствораныя карбанаты адсарбуюцца на кварцавых паверхнях, пашкоджваючы селектыўнасць флотации [8]. Флотацыя можа быць дастаткова эфектыўнай пры абнаўленні нізкагатунковых жалезных руд, але гэта моцна залежыць ад мінералогіі руды [1-3,5]. Флотацыя жалезных руд, якія змяшчаюць высокае ўтрыманне гліназёму, будзе магчымая шляхам абясшламлення за кошт агульнага аднаўлення жалеза [7], у той час як флотацыя жалезных руд, якія змяшчаюць карбанатныя мінералы, будзе складанай і, магчыма, немагчымай [8].
Сучасныя схемы апрацоўкі мінералаў, якія змяшчаюць Fe, могуць уключаць этапы флотацыі і магнітнай канцэнтрацыі [1,5]. Напрыклад, Магнітная канцэнтрацыя можа быць выкарыстана на патоку дробных дробак са стадыі абясшламлення перад флотацией і на адходах флотации. Уключэнне магнітных канцэнтратараў нізкай і высокай інтэнсіўнасці дазваляе павялічыць агульнае аднаўленне жалеза ў ланцугу апрацоўкі за кошт аднаўлення долі фера- і парамагнітных мінералаў жалеза, такіх як магнетыт і гематыт [1]. Геціт звычайна з'яўляецца асноўным кампанентам многіх патокаў адбракоўвання жалеза з-за яго слабых магнітных уласцівасцяў [9]. Пры адсутнасці далейшай далейшай апрацоўкі адбракоўваюць патокі ад магнітнай канцэнтрацыі і флотации, дробныя адходы ў канчатковым выніку будуць утылізаваны ў хвостохранилище [2]. Утылізацыя і перапрацоўка хвастоў набылі вырашальнае значэнне для захавання навакольнага асяроддзя і аднаўлення жалезных каштоўнасцяў, адпаведна, і таму ўзрасла значэнне перапрацоўка жалезарудных хвастоў у горназдабыўной прамысловасці [10].
Ясна, апрацоўка хвастоў з традыцыйных схем узбагачэння жалеза і апрацоўка даламітавай ітабірыту з'яўляюцца складанай задачай з дапамогай традыцыйных тэхналагічных схем дэсламавання-флотацыі-магнітнай канцэнтрацыі з-за іх мінералогіі і грануламетрыі, і, такім чынам, альтэрнатыўныя тэхналогіі ўзбагачэння, такія як трыбаэлектрастатычнае падзел, якое з'яўляецца менш абмежавальным з пункту гледжання мінералогіі руды і дазваляе перапрацоўваць дробныя матэрыялы, могуць прадстаўляць цікавасць.
Трыбой-электрастатычнае падзел выкарыстоўвае электрычныя адрозненні зарада паміж матэрыяламі, якія вырабляюцца павярхоўным кантактам або трибоэлектрическим зарадам. У спрошчаных спосабах, калі два матэрыялы знаходзяцца ў кантакце, матэрыял з большым сродствам да электронаў набірае электроны, такім чынам, зараджае адмоўныя, у той час як матэрыял з больш нізкім сродством да электронных зараджае станоўчым. У прынцыпе, драбнюткія драбы жалезнай руды і даламітавыя ітабірыты, якія не паддаюцца перапрацоўцы з дапамогай звычайнай флотацыі і/або магнітнай сепарацыі, могуць быць удасканалены за кошт выкарыстання дыферэнцыяльнай зараднай ўласцівасці іх мінералаў [11].
Тут мы прадстаўляем STET трыба-электрастатычнае аддзяленне стужкі ў якасці магчымага шляху ўзбагачэння для канцэнтрацыі хвастоў ультратонкай жалезнай руды і ўзбагачэння мінерала даламітавай ітабірыту. Працэс STET забяспечвае прамысловасць перапрацоўкі мінеральнай сыравіны унікальную магчымасць перапрацоўкі сухога корму без вады. Экалагічна чысты працэс можа пазбавіць ад неабходнасці вільготнай апрацоўкі, ніжэй па плыні ачысткі сцёкавых вод і неабходная сушка канчатковага матэрыялу. У дадатак, Працэс СЭТ патрабуе мала папярэдняй апрацоўкі мінерала і працуе на высокай магутнасці - да 40 тон у гадзіну. Спажыванне энергіі менш 2 кілават-гадзін на тону апрацаванага матэрыялу.
матэрыялы
Дзве тонкія нізкагатунковыя жалезныя руды былі выкарыстаны ў гэтай серыі выпрабаванняў. Першая руда складалася з ультрадисперсного Fe руды хвостохранилища ўзору з D50 з 20 мкм, а другі ўзор з itabirite ўзору жалезнай руды з D50 з 60 мкм. Абодва ўзору існуючых праблем пры іх ўзбагачэнні і не могуць быць эфектыўна апрацаваны з дапамогай традыцыйных обесшламливание-флотационной-магнітных ланцугоў канцэнтрацыі з-за іх гранулометрии і мінералогіі. Абодва ўзору былі атрыманы з горных работ у Бразіліі.
Першы ўзор быў атрыманы з існуючай схемы обесшламливание-флотационной-магнітнай канцэнтрацыі. Ўзор збіралі з хвостохранилища, затым сушаць, гомогенизируют і спакаванага. Другі ўзор з фармацыі itabirite жалеза ў Бразіліі. Ўзор здрабняюць і сартуюць па памеры і дробнай фракцыі, атрыманай на стадыі класіфікацыі пазней, не прайшлі некалькі этапаў обесшламливания, пакуль D98 з 150 мкм былі дасягнуты. Затым ўзор сушаць, гомогенизируют і спакаванага.
Размеркаванне памераў часціц (PSD) вызначалі з дапамогай лазернай дыфракцыі аналізатара памеру часціц, Мелверна ў Мастерсайзер 3000 Е. Абодва ўзору былі таксама характарызуецца стратай пры гартаванні(ЗАКАНАДАЎСТВА), РФ і РС. Страты пры гартаванні (ЗАКАНАДАЎСТВА) быў вызначаны шляхам размяшчэння 4 г ўзору ў 1000 ºC печ для 60 хвіліны і паведамленні аб LOI па меры атрыманай аснове. Аналіз хімічны склад быў завершаны з выкарыстаннем даўжыні хвалі дысперсійнай рэнтгенаўскай флуарэсцэнцыі (WD-РФ) інструмент і асноўныя крышталічныя фазы былі даследаваны метадам XRD.
Хімічны склад і LOI для ўзору хвостохранилища (шлам), і для фарміравання ўзору itabirite жалеза (Itabirite), паказана ў табліцы 1 і размеркаванне часціц па памерах для абодвух узораў паказаны на мал 1. Для хвостохранилищ ўзору асноўныя Fe вымаемыя фаз з'яўляюцца гетитом і гематита, і асноўны жыльных мінерал кварц (інжыр 4). Для ўзору itabirite асноўных Fe вымаемыя фазы гематыт, і асноўныя жыльных мінералы з'яўляюцца кварц і даламіт (інжыр 4).
табліца 1. Вынік хімічнага аналізу для асноўных элементаў у хвастах і Itabirite узораў.
| ўзор | Гатунак (вага%) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fe | SiO2 | Al2O3, | MnO | MgO, | CaO | ЗАКОН** | Іншыя | |
| шлам | 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 |
Particle Size Размеркавання
метады
У серыі эксперыментаў былі распрацаваны, каб даследаваць уплыў розных параметраў на рух жалеза ў абодвух узорах жалеза з дапамогай фірмовай STET Трыбой электрастатычнага сепаратара тэхналогіі стужкі. Эксперыменты праводзіліся з выкарыстаннем стендовых шкалы Трыбой электрастатычнага сепаратара рамяня, далей як «падзельнік» стэндавага. Лава-прамысловыя выпрабаванні з'яўляюцца першым этапам працэсу ўкаранення тэхналогіі трохфазнага (табліца 2) уключаючы ацэнку лаўка маштабу, доследна-прамысловыя выпрабаванні і ўкараненне ў прамысловых маштабах. Настольны сепаратар выкарыстоўваецца для скрынінга на наяўнасць Трыбой-электрастатычнага зарада і, каб вызначыць, калі матэрыял з'яўляецца добрым кандыдатам для электрастатычнага узбагачэнні. Асноўныя адрозненні паміж кожнай адзінкай абсталявання прадстаўлены ў табліцы 2. У той час як абсталяванне, якое выкарыстоўваецца ў межах кожнай фазы адрозніваецца па памеры, прынцып працы прынцыпова той жа.
табліца 2. Працэс рэалізацыі трохфазнага выкарыстання STET Трыбой электрастатычны сепаратар тэхналогіі стужкі
| Фаза | Які выкарыстоўваецца для: | Электрод Памеры (Ш х Д) см | Тып з Працэс/ |
|---|---|---|---|
| Настаўныя шалі Ацэнка | Якасныя Ацэнка | 5*250 | Партыя |
| Пілотная шкала тэставанне | Колькасныя Ацэнка | 15*610 | Партыя |
| камерцыйны Маштаб Рэалізацыя | камерцыйны Вытворчасць | 107 *610 | Бесперапынны |
STET Прынцып працы
Прынцып працы сепаратара заснаваны на Трыбой-электрастатычнага зарада. У Трыбой-электрастатычных істужачным сепаратары (фігуры 2 і 3), матэрыял падаецца ў вузкую шчыліну 0.9 - 1.5 гл паміж двума паралельнымі плоскімі электродамі. Часціцы трибоэлектрически спаганяемая межчастичным кантакт. Станоўча зараджаны мінерал(s) і адмоўна зараджаных мінеральных(s) прыцягваюцца да процілеглым электродаў. Ўнутры часціцы сепаратара прыкметны бесперапыннай рухаецца адкрытай сеткаватай стужкі і транспартуецца ў процілеглых кірунках. Стужка выканана з пластыкавага матэрыялу і перамяшчае часціцы, сумежныя з кожным электродам ў напрамку процілеглых канцоў сепаратара. Противоточной паток падзяляюць часціц і бесперапыннага трибоэлектрический зарада за лікам сутыкненняў часціц часціц забяспечвае многастадыйныя падзел і прыводзіць да найвышэйшай чысціні і аднаўленню ў блоку однопроходная. Трибоэлектрическая тэхналогія стужка сепаратара была выкарыстаная для падзелу шырокага спектру матэрыялаў, уключаючы сумесь шклопадобных алюмасілікаты / вуглярод (Лятучая попел), кальцыт / кварц, тальк / магнезіта, і барыт / кварц.
ў цэлым, Канструкцыя сепаратара з'яўляецца адносна простым з рамянём і звязаных з імі ролікаў, як толькі рухаюцца часткі. Электроды з'яўляюцца стацыянарнымі, і складаецца з адпаведнага трывалага матэрыялу. Даўжыня сепаратара электрода складае прыблізна 6 метры (20 футаў.) і шырыня 1.25 метры (4 футаў.) для поўнага памеру камерцыйных адзінак. Высокая хуткасць стужкі дазваляе вельмі высокую прапускную здольнасць, да 40 тон у гадзіну для поўнага памеру камерцыйных адзінак. Спажыванне электраэнергіі менш, чым 2 кілават-гадзін на тону апрацаванага матэрыялу з большай магутнасці, спажыванай двума рухавікамі прываднага рамяня.
Схема трибоэлектрического істужачнага сепаратара
Дэталь зоны падзелу
Як можна бачыць у табліцы 2, Асноўнае адрозненне паміж стэндавыя сепаратарам і пілотным маштабам і прамысловым маштабам сепаратарамі з'яўляецца тое, што даўжыня стендовых сепаратара складае прыблізна 0.4 разы больш даўжыні доследна-прамысловыя і камерцыйныя маштабу адзінак. Паколькі эфектыўнасць сепаратара з'яўляецца функцыяй даўжыні электрода, стэндавыя выпрабаванні маштабу не могуць быць выкарыстаны ў якасці замены для пілотнага маштабу тэставання. Доследная тэставанне неабходна, каб вызначыць ступень падзелу, што працэс можа дасягнуць сэце, і вызначыць, ці з'яўляецца працэс STET можа дасягнуць мэтавых прадуктаў пры зададзеных падачах. замест, сепаратар настольнага выкарыстоўваюцца, каб выключыць кандыдат матэрыялаў, якія наўрад ці будзе дэманстраваць істотнае падзел на ўзроўні пілотнага маштабу. Вынікі, атрыманыя на стэндавай маштабе будуць неоптимизированными, і падзел назіралася менш, якое назіралася б на STET памеру сепаратара камерцыйнага.
Тэставанне на пілотнай ўсталёўцы неабходна перад разгортваннем камерцыйнага маштабу, аднак, Тэставанне на стэндавай маштабе прапаноўваюцца ў якасці першага этапу працэсу рэалізацыі для любога дадзенага матэрыялу. акрамя таго, ў тых выпадках, у якіх наяўнасць матэрыялу абмежавана, настольны сепаратар ўяўляе сабой карысны інструмент для скрынінга патэнцыйных паспяховых праектаў (гэта значыць, праекты, у якіх кліент і прамысловыя мэтавыя паказчыкі якасці могуць быць выкананы з выкарыстаннем тэхналогіі Stet).
Стэндавыя выпрабаванні шкалы
Стандартныя выпрабаванні працэсу праводзіліся вакол канкрэтнай мэты, каб павялічыць канцэнтрацыю Fe і паменшыць канцэнтрацыю жыльных мінералаў. Розныя зменныя былі вывучаны, каб максымізаваць рух жалеза і вызначыць кірунак руху розных мінералаў. Кірунак руху, якое назіраецца ў ходзе правядзення стендовых выпрабаванняў, сведчыць аб накіраванні руху на пілотнай ўсталёўцы і прамысловы маштабе.
Зменныя даследаваныя уключаныя адносная вільготнасць (RH), тэмпература, электрод палярнасці, Хуткасць стужкі і прыкладзенае напружанне. з іх, RH і толькі тэмпература могуць мець вялікі ўплыў на дыферэнцыяльнай Трыбой-зарадцы і, такім чынам, на выніках падзелу. такім чынам, аптымальныя RH і тэмпературныя ўмовы былі вызначаныя да даследавання ўплыву астатніх зменных. Два ўзроўні палярнасці былі вывучаны: Я) верхні электрод палярнасць станоўчыя і II) верхні электрод адмоўнай палярнасці. Для STET сепаратара, пры зададзеным размяшчэнні палярнасці і пры аптымальных ўмовах адноснай вільготнасці і тэмпературы, Хуткасць стужкі з'яўляецца асноўнай ручкай кіравання для аптымізацыі класа прадуктаў і масавага аднаўлення. Выпрабаванне на лаўцы сепаратара дапамагае праліць святло на эфект пэўных аперацыйных зменных на Трыбой-электрастатычнага зарада для дадзенага мінеральнага ўзору, і, такім чынам, былі атрыманы вынікі, і могуць быць выкарыстаны тэндэнцыі, да некаторай ступені, каб звузіць лік зменных і эксперыментаў, якія будуць выкананы ў маштабе пілотнай ўстаноўкі. табліца 3 спісы дыяпазон умоў падзелу выкарыстоўваецца ў якасці часткі этапу 1 Працэс ацэнкі для хвастоў і itabirite узораў.
табліца 3 пералічвае шэраг умоў падзелу
| Параметр | Адзінкі | Дыяпазон значэнняў | |
|---|---|---|---|
| шлам | Itabirite | ||
| Верхні электрод Палярнасць | - | Пазітыўная- Адмоўны | Пазітыўная- Адмоўны |
| Напружанне электродаў | -кВ/+кВ | 4-5 | 4-5 |
| Карміць адносна Вільготнасць паветра (RH) | % | 1-30.7 | 2-39.6 |
| Тэмпература кармоў | ° F (° С) | 71-90 (21.7-32.2) | 70-87 (21.1-30.6) |
| Хуткасць рамяня | Fps (Спадарыня) | 10-45 (3.0-13.7) | 10-45 (3.0-13.7) |
| Электродны зазор | Сантыметры (мм) | 0.400 (10.2 мм) | 0.400 (10.2 мм) |
Выпрабаванні праводзіліся на стэндавы сепаратары пры пакетных умовах, з ўзорамі кармоў з 1.5 фунтаў. тэст. Румянец Серы з выкарыстаннем 1 фунт. матэрыялу было ўведзена ў паміж тэстамі, каб гарантаваць, што любы магчымы эфект пераносу з папярэдняга стану не разглядалася. Перад тым як пачалося тэставанне матэрыял гомогенизируют і выбарачныя пакеты, якія змяшчаюць як бег і флэш матэрыялу былі падрыхтаваныя. У пачатку кожнага эксперыменту тэмпература і адносная вільготнасць (RH) была вымераная з выкарыстаннем Vaisala HM41 ручной вільготнасці і тэмпературы зонда. Дыяпазон тэмпературы і адноснай вільготнасці ва ўсіх эксперыментах 70-90 ° F (21.1-32.2 (° С) і 1-39.6%, адпаведна. Каб праверыць больш нізкую адносную вільготнасць і / або больш высокую тэмпературу, корму і флэш ўзоры вытрымліваюць ў сушыльным шафе пры тэмпературы 100 ° C на працягу часу паміж 30-60 хвілін. У адрозненне, больш высокія значэнні RH былі дасягнуты шляхам дадання невялікіх колькасцяў вады да матэрыялу, з наступнай гамагенізацыі. Пасля таго, як вільготнасць і тэмпература была вымераная на кожным узоры падачы, Наступным крокам было стварэнне электрода палярнасці, Хуткасць стужкі і напружанне да патрабаванага ўзроўня. Значэння Gap падтрымлівалі пастаянныя ў 0.4 цаляў (10.2 мм) падчас тэставання кампаній для хвостохранилищ і itabirite узораў.
Перад кожным выпрабаваннем, невялікі корм суб-узор, які змяшчае прыблізна 20 г збіралі (пазначаны як «паток»). Пасля ўстаноўкі ўсіх зменных аперацыі, матэрыял падаюць у сепаратар стэндавага з дапамогай электрычнага прылады падачы вібрацыйнай праз цэнтр стэндавага сепаратара. Узоры былі сабраны ў канцы кожнага эксперыменту і вагі канчатковага прадукту 1 (пазначаны як «E1») і канчатковы прадукт 2 (пазначаецца як «E2») былі вызначаны з выкарыстаннем прававой для гандлю падліку шкалы. Пасля кожнага выпрабаванні, невялікі суб-ўзоры, якія змяшчаюць прыблізна 20 г Е1 і Е2 таксама былі сабраныя. Масавыя выхады да Е1 і Е2 апісваюцца:
дзеіE1 і іE2 з'яўляюцца масавымі выхадамі на E1 і E2, адпаведна; і выбарачныя вагі, сабраныя ў сепаратар прадукцыі Е1 і Е2, адпаведна. Для абодвух узораў, канцэнтрацыя Fe была павялічана да Е2 прадукту.
Для кожнага набору подвыборок (гэта значыць, падача, E1 і E2) LOI і асноўныя аксіды, склад па РФА вызначалі. Fe2 О3 Змест вызначалі з значэнняў. Для хвостохранилищ ўзору LOI будзе непасрэдна звязаны з утрыманнем гетита ва ўзоры ў якасці функцыянальных гидроксильных груп у гетита будзе акісляцца ў H2 Ог [10]. насуперак, для itabirite ўзору LOI будзе непасрэдна звязаны з ўтрымліваюць карбанаты ва ўзоры, а карбанаты кальцыя і магнію раскладаюцца ў іх асноўных аксідаў ў выніку вызвалення Каларада2г і на поўдзень ад паслядоўнага ўзору страты вагі. РФА гранулы атрымліваюць шляхам змешвання 0.6 г мінеральнай ўзору з 5.4 г тетрабората літыя, які быў абраны з-за хімічны склад абодвух хвастоў і itabirite узораў. РФА былі нармалізаваныя для LOI.
у рэшце рэшт, аднаўленне Fe ЕFe да прадукту (E2) і SiO2 адмова Qі разлічваліся. ЕFe гэта працэнтнае ўтрыманне Fe аднаўляецца ў канцэнтраце, што з зыходнага ўзору і падачы Qsio2 гэта працэнт выдаляецца з крынічнай пробы корму. ЕFe і Qі апісваюцца:
дзе ЗЯ,(падача,E1, E2) нармаваная канцэнтрацыя ў працэнтах для кампанент I суб-ўзору (напрыклад., Fe, скриппсовский акіянаграфічны інстытут2)
узоры мінералогіі
Рэнтгенаграме, якая паказвае асноўныя мінеральныя фазы для хвастоў і itabirite узораў паказаны на мал 4. Для хвостохранилищ ўзору асноўныя Fe вымаемыя фаз з'яўляюцца гетитом, гематыт і магнетыт, і асноўны жыльных мінерал кварц (інжыр 4). Для ўзору itabirite асноўныя Fe вымаемыя фазы з'яўляюцца гематыт, магнетыт і асноўныя жыльных мінералы з'яўляюцца кварц і даламіт. Магнетыт з'яўляецца ў следовых канцэнтрацыях у абодвух узорах. чысты гематыт, гетитом, і магнетыт ўтрымлівае 69.94%, 62.85%, 72.36% Fe, адпаведна.
мадэлі D. А - Хвасты ўзор, У - узор Itabirite
Стэндавыя маштабныя эксперыменты
Серыя выпрабавальных прабегаў былі праведзены на кожным узоры мінеральнай, накіраванай на максімізацыю Fe і памяншэнне SiO2 змест. Віды абагачальных Е1 будуць сведчыць аб негатыўным паводзінах зарадкі у той час як канцэнтрацыя відаў Е2 да станоўчага паводзінам зарадкі. Больш высокія хуткасці стужкі былі спрыяльнымі для апрацоўкі ўзору хвостохранилища; аднак, эфект толькі гэтай зменнай было ўстаноўлена, менш значныя для itabirite ўзору.
Сярэднія вынікі для хвостохранилищ і itabirite узораў прадстаўлены на мал 5, якія былі вылічаныя з 6 і 4 эксперыменты, адпаведна. інжыр 5 ўяўляе сярэднюю ўраджайнасць масы і хімію для кармоў і прадуктаў E1 і E2. У дадатак, кожны ўчастак уяўляе паляпшэнне або зніжэнне канцэнтрацыі (E2- падача) для кожнага кампанента пробы напрыклад, Fe, SiO2 Станоўчыя значэння звязаны з павелічэннем канцэнтрацыі Е2, у той час як адмоўныя значэння звязаны з памяншэннем канцэнтрацыі Е2.
мал.5. Сярэднія масавыя выхады і хімія для корму, E1 і E2 прадукты. Уса ўяўляе 95% даверныя інтэрвалы.
Для ўзору хвостохранилища ўтрыманне жалеза было павялічана з 29.89% у 53.75%, у сярэднім, пры масавым выхадам іE2 - ці глабальнае аднаўленне масавага – з 23.30%. Гэта адпавядае аднаўленню Fe ( і адрыньванне дыяксіду крэмнія (QE2 ) значэння 44.17% і 95.44%, адпаведна. Змест LOI быў павялічаны з 3.66% у 5.62% што сведчыць пра тое, што павелічэнне ўтрымання Fe звязаны з павелічэннем ўтрымання гетита (інжыр 5).
Для ўзору itabirite ўтрыманне жалеза было павялічана з 47.68% у 57.62%, у сярэднім, пры масавым выхадам іE2 -з 65.0%. Гэта адпавядае аднаўленню Fe ЕFe( і адрыньванне дыяксіду крэмнія (Qsio2) значэння 82.95% і 86.53%, адпаведна. LOI, MgO і CaO ўтрыманне было павялічана з 4.06% у 5.72%, 1.46 у 1.87% і ад 2.21 у 3.16%, адпаведна, які паказвае, што даламіт рухаецца ў тым жа кірунку, што і железосодержащих мінералаў (інжыр 5).
Для абодвух узораў,Алабама2 О3 , падобна, MnO і Р павінны быць зарадкі ў тым жа кірунку, што і железосодержащих мінералаў (інжыр 5). У той час як пажадана, каб паменшыць канцэнтрацыю гэтых трох відаў, сумарная канцэнтрацыя SiO2, Алабама2 , О3 , іE2 MnO і Р памяншаецца для абодвух узораў, і, такім чынам, агульны эфект дасягаецца пры выкарыстанні сепаратара Benchtop з'яўляецца удасканаленнем ў прадукце Fe гатунку і зніжэнне канцэнтрацыі забруджвальных рэчываў.
ў цэлым, правядзенне стендовых выпрабаванняў прадэманстравалі пасведчання эфектыўнай зарадкі і падзелу жалеза і часціц кремнезема. Шматабяцаючыя вынікі лабараторнага маштабу мяркуюць, што пілот-прамысловыя выпрабаванні, уключаючы першыя і другія праходы павінны быць выкананы.
абмеркаванне
Эксперыментальныя дадзеныя паказваюць, што СЭТ сепаратар прывёў да значнага павелічэння ўтрымання Fe пры адначасовым зніжэнні SiO2 змест.
Паказаўшы, што triboelectrostatic падзел можа прывесці да значнага павелічэння ўтрымання Fe, абмеркаванне пытання аб значнасці вынікаў, на максімальна дасягальнай ўтрыманне Fe і патрабаванні падачы гэтай тэхналогіі патрабуецца.
Пачаць, важна, каб абмеркаваць відавочнае паводзіны зарадкі мінеральных відаў у абодвух узорах. Для хвостохранилище ўзору асноўных кампанентаў былі аксіды і кварц Fe і эксперыментальныя вынікі паказалі, што аксіды Fe канцэнтруюць да Е2, а кварц канцэнтруе E1. У спрошчаных спосабах, можна сказаць, што часціцы аксіду Fe набылі станоўчы зарад, і што часціцы кварца набываюць адмоўны зарад. Такія паводзіны ўзгадняецца з triboelectrostatic характарам абодвух мінералаў, як паказана Фергюсоном (2010) [12]. табліца 4 паказвае відавочны трибоэлектрический шэраг для выбраных мінералаў, заснаванага на індуктыўным падзеле, і гэта паказвае, што кварц размешчаны ў ніжняй частцы серыі зарадкі у той час як гетит, магнетыт і гематыт размешчаны вышэй у серыі. Мінералы ў верхняй частцы серыі будзе мець тэндэнцыю зараджаць станоўчымі, у той час як мінералы на дне будзе мець тэндэнцыю набываць адмоўны зарад.
З другога боку, для ўзору itabirite асноўныя кампаненты былі гематыт, кварц і даламіт і эксперыментальныя вынікі паказалі, што аксіды Fe і даламіт канцэнтруюць да Е2, а кварц канцэнтруе E1. Гэта паказвае на тое, што часціцы гематита і даламіту набылі станоўчы зарад, а кварцавыя часціцы набылі адмоўны зарад. Як можна бачыць у табліцы 4, Карбанаты размешчаны ў верхняй частцы Трыбой-электрастатычныя серый, які паказвае, што карбанатныя часціцы маюць тэндэнцыю набываць станоўчы зарад, і, як следства, сканцэнтраваны ў Е2. Абодва даламіту і гематыт былі сканцэнтраваны ў тым жа кірунку, паказваючы, што агульны эфект для часціц гематита ў прысутнасці кварца і даламіту ў тым, каб атрымаць станоўчы зарад.
Напрамак руху мінералагічных відаў у кожным узоры мае першараднае цікавасць, як гэта будзе вызначаць максімальна дасягальны клас Fe, які можа быць атрыманы з дапамогай аднаго праходу з выкарыстаннем Трыбой электрастатычнага сепаратара тэхналогіі стужкі.
Для хвастоў і itabirite узораў максімальна дасягальнай ўтрыманне жалеза будзе вызначацца трыма фактарамі: Я) Колькасць жалеза ў железосодержащих мінералаў; б) мінімальны кварц (SiO2 ) змест, якое можа быць дасягнута і; III) Колькасць забруджвальных рэчываў рухаецца ў тым жа кірунку, што і железосодержащих мінералаў. Для хвостохранилищ ўзору асноўных забруджвальных рэчываў, якія рухаюцца ў тым жа кірунку Fe-якія змяшчаюць мінералы Al2 О3 MnO падшыпнікавыя мінералы, у той час як для ўзору itabirite асноўныя забруджвальнікі CaO MgO, Al2 О3 падшыпнікавыя мінералы.
| Назва мінерала | Зарад атрыманы (відавочны) |
|---|---|
| Апатыт | +++++++ |
| Карбанаты | ++++ |
| Манацыт | ++++ |
| Тытанамагнетыт | . |
| Ільменіт | . |
| Рутил | . |
| Лейкоксен | . |
| Магнетыт/гематыт | . |
| Шпінелі | . |
| Гранат | . |
| Стаўраліт | - |
| Зменены ільменіт | - |
| гёціцкі | - |
| Цыркон | -- |
| Эпідот | -- |
| Трэмоліт | -- |
| Вадзяністыя сілікаты | -- |
| Алюмасілікаты | -- |
| Турмалін | -- |
| Актыналіт | -- |
| Піраксен | --- |
| Тытаніт | ---- |
| палявы шпат | ---- |
| кварцавы | ------- |
табліца 4. Ўяўная трибоэлектрическая серыя для выбраных мінералаў на аснове індуктыўнага падзелу. Зменены D.N Ferguson (2010) [12].
Для ўзору хвостохранилища, ўтрыманне Fe вымяралі пры 29.89%. Дадзеныя дыфракцыі рэнтгенаўскіх прамянёў паказвае, што пераважае фаза гетит, з наступным гематита, і, такім чынам, максімальна дасягальная ўтрыманне жалеза, калі чыстае падзел было магчыма будзе паміж 62.85% і 69.94% (якія з'яўляюцца зместам Fe чыстага гетита і гематита, адпаведна). у цяперашні час, выразны падзел не ўяўляецца магчымым, як Al2, О3 MnO і Р-змяшчаюць мінералаў, рухаецца ў тым жа кірунку, што і Fe-змяшчаюць мінералаў, і, такім чынам, любое павелічэнне ўтрымання Fe таксама прывядзе да павелічэння гэтых забруджвальнікаў. тады, павялічыць ўтрыманне Fe, колькасць кварца Е2 павінна быць значна знізілася да кропкі яе кампенсуе рух , MnO і Р да прадукту (E2). Як паказана ў табліцы 4, кварц мае моцную тэндэнцыю набываць адмоўны зарад, і, такім чынам, пры адсутнасці іншых мінералаў, якія маюць відавочнае адмоўнае паводзіны зарадкі можна будзе значна знізіць яго ўтрыманне ў прадукце (E2) з дапамогай першага праходу з выкарыстаннем тэхналогіі triboelectrostatic раздзяляльнага рамяня.
Напрыклад, калі выказаць здагадку, што ўсе ўтрыманне Fe ва ўзоры хваставых звязаны з гетиту (FeO(Агаё)), і што адзіныя аксіды з'яўляюцца жыльных SiO2, Al2О3 і MnO, Затым Fe ўтрыманне прадукту будзе дадзена:
Fe(%)=(100-SiO2 – (Al2 О3 + MnO*0.6285
дзе, 0.6285 гэта працэнт Fe ў чыстым гетита. Eq.4 адлюстроўвае канкуруючы механізм, які мае месца, каб канцэнтраваць Fe, як Алабама2О3 + MnO павялічвае час SiO2 памяншаецца.
Для itabirite ўзору ўтрыманне Fe вымяралі пры 47.68%. Дадзеныя дыфракцыі рэнтгенаўскіх прамянёў паказвае, што пераважае фаза гематыт і, такім чынам, максімальна дасягальная ўтрыманне жалеза, калі чыстае падзел было магчыма было б блізкі да 69.94% (які з'яўляецца утрыманнем жалеза чыстага гематита). Як абмяркоўвалася ў хвастах ўзор чыстага падзелу не будзе магчымым, як CaO, MgO,, Al2 О3 апорныя мінералы рухаецца ў тым жа кірунку, што і гематита, і, такім чынам, павялічыць ўтрыманне Fe SiO2 ўтрыманне павінна быць паменшана. Калі выказаць здагадку, што паўната ўтрымання Fe ў гэтым узоры звязана з гематыт (Fe2О3) і што толькі аксіды, якія змяшчаюцца ў жыльных мінералах SiO2, CaO, MgO,, Al2О3 і MnO; затым ўтрыманне жалеза ў прадукце будзе дадзена:
Fe(%)=(100-SiO2-САО + MgO +Al2О3+MnO+ЗАКАНАДАЎСТВА*0.6994
дзе, 0.6994 гэта працэнт Fe ў чыстым гематита. Варта адзначыць, што Eq.5 ўключае LOI, у той час як Eq.4 ня. Для ўзору itabirite, У ПП звязана з наяўнасцю карбанатаў у той час як для ўзору хвостохранилища ён звязаны з Fe-змяшчаюць мінералаў.
відавочна, для абодвух хвастоў і itabirite узораў можна значна павялічыць ўтрыманне Fe за кошт памяншэння ўтрымання SiO2; аднак, як паказана на Eq.4 і Eq.5, максімальна дасягальнай ўтрыманне жалеза будзе абмежаваны кірункам руху і канцэнтрацыі вокіслаў, звязаных з жыльных мінералаў.
У прынцыпе, канцэнтрацыя Fe у абодвух узорах можа быць дадаткова павялічана за кошт другога праходу на STET сепаратар, у якім CaO,MgO, Al2 О3 і MnOапорныя мінералы могуць быць аддзеленыя ад Fe-змяшчаюць мінералаў. Такі падзел было б магчыма, калі большасць з кварца ва ўзоры было выдаленае падчас першага праходу. Пры адсутнасці кварца, некаторыя з пакінутых мінералаў жыльных павінны ў тэорыі зарада ў кірунку, процілеглым кірунку гетита, гематыт і магнетыт, што прывяло б да павелічэння ўтрымання Fe. Напрыклад, для itabirite ўзору і грунтуецца ў месцазнаходжанні даламіту і гематита ў triboelectrostatic серыі (табліца 4), Падзел даламіт / гематыт павінна быць магчымым, як даламіт мае моцную тэндэнцыю налічваць станоўчыя ў адносінах да гематиту.
Абмеркаваўшы на максімальна дасягальнай ўтрыманне Fe абмеркаванне патрабаванняў Тыдала тэхналогія неабходная. СТЕТ Трыбой электрастатычнага паясы сепаратара патрабуе, каб зыходны матэрыял, каб быць сухі і тонка здрабняюць. Вельмі невялікія колькасці вільгаці могуць мець вялікі ўплыў на дыферэнцыяльнай Трыбой-зарадцы і, такім чынам, падача вільгаць павінна быць зменшаны да <0.5 мас.%. У дадатак, кармавой матэрыял павінен быць здробнены досыць дробна, каб вызваліць пусты матэрыял, і павінен быць па меншай меры 100% якая праходзіць сетка 30 (600 а). Прынамсі, для ўзору хвастоў, матэрыял павінен быць абязводжаны з наступнай стадыяй тэрмічнай сушкі, у той час як для ітабірита ўзору шліфоўка ў спалучэнні з, або прытрымлівацца, тэрмічная сушка была б неабходная перад абагачэннем з дапамогай сепаратара STET.
Узор хваставаў быў атрыманы з існуючай схемы магнітнай канцэнтрацыі ашламавання-флотацыі і адабраны непасрэдна з хваставой плаціны. Звычайная вільгаць пасты ад хвастоў павінна быць побач 20-30% і таму хвасты трэба было б высушыць з дапамогай падзелу вадкасці-цвёрдае рэчыва (абязводжванне) з наступным тэрмічнай сушкай і деагломерацией. Выкарыстанне механічнага абязводжвання перад сушкай рэкамендуецца, паколькі механічныя метады маюць адносна нізкае спажыванне энергіі на адзінку выдаленай вадкасці ў параўнанні з цеплавымі метадамі. Аб 9.05 БТЕ патрабуюцца на фунт вады, якая выдаляецца з дапамогай фільтрацыі падчас тэрмічнай сушкі, з другога боку, патрабуе вакол 1800 БТЕ на фунт выпары вады [13]. Выдаткі, звязаныя з перапрацоўкай жалезных хвастоў, будуць у канчатковым рахунку залежаць ад мінімальна дасягальнай вільготнасці падчас абязводжвання і ад энергазатратаў, звязаных з сушкай.
Узор ітабірыту быў атрыманы непасрэдна з адукацыі жалеза ітабірыту, і таму для апрацоўкі гэтага ўзору матэрыял трэба будзе падвергнуць драбненню і здрабненню з наступнай тэрмічнай сушкай і дэагламерацыяй.. Адным з магчымых варыянтаў з'яўляецца выкарыстанне вальцовых млыноў з апрацоўкай гарачага паветра, у якой падвойнае драбненне і сушка могуць быць дасягнуты за адзін крок. Выдаткі, звязаныя з перапрацоўкай ітабірытавай руды, будуць залежаць ад вільготнасці корму, грануламетрыя кармоў і на энергазатраты, звязаныя з драбненнем і сушкай.
Для абодвух узораў дэагламерацыя неабходная пасля высыхання матэрыялу, каб гарантаваць, што часціцы вызваляюцца адзін ад аднаго. Дэагламерацыю можна праводзіць у спалучэнні з стадыяй тэрмічнай сушкі, што дазваляе эфектыўна перадаваць цяпло і эканоміць энергію.
Вынікі стэндавага маштабу, прадстаўленыя тут, дэманструюць пераканаўчыя доказы зарадкі і падзелу железосодержащих мінералаў з кварца з дапамогай triboelectrostatic падзелу рамяня.
Для ўзору хвостохранилища ўтрыманне жалеза было павялічана з 29.89% у 53.75%, у сярэднім, пры масавым выхадам 23.30%, што адпавядае аднаўленню і адбракоўкі кремнезема значэнняў Fe з 44.17% і 95.44%, адпаведна. Для ўзору itabirite ўтрыманне жалеза было павялічана з 47.68 % у 57.62%, у сярэднім, пры масавым выхадам 65.0%, што адпавядае аднаўленню і адбракоўкі кремнезема значэнняў Fe з 82.95% і 86.53%, адпаведна. Гэтыя вынікі былі завершаны на сепаратар, які менш і менш эфектыўным, чым камерцыйны STET сепаратар.
Эксперыментальныя вынікі паказваюць, што для обоего хвастоў і itabirite узораў максімальна дасягальнай ўтрыманне жалеза будзе залежаць ад мінімальнага дасягальнага ўтрымання кварца. У дадатак, дасягненне больш высокіх класаў Fe можа быць магчымым з дапамогай другога праходу на СТЕТ істужачны сепаратар.
Вынікі гэтага даследавання паказалі, што дробныя часціцы руды нізкага гатунку жалеза можа быць павышаны з дапамогай СЭТ Трыбой электрастатычнага сепаратар істужачнага. Далейшая праца ў маштабе пілотнай ўстаноўкі рэкамендуецца, каб вызначыць гатунак жалезнага канцэнтрату і аднаўленне, якое можа быць дасягнута. Грунтуючыся на вопыце, аднаўленне прадукту і / або гатункі будзе значна палепшыць пры апрацоўцы пілотнага маштабу, у параўнанні з лаўка маштабу выпрабавальнага прылады, які выкарыстоўваецца ў ходзе гэтых выпрабаванняў жалезнай руды. Працэс падзелу СЭТ Трыбой электрастатычныя можа прапанаваць значныя перавагі ў параўнанні з традыцыйнымі метадамі апрацоўкі для жалезаруднага дробязі.
