ভাষা নির্বাচন কর:
লুকাস রোজাস মেণ্ডোজা, উপজাতি সরঞ্জাম & প্রযুক্তি, আমেরিকা
lrojasmendoza@steqtech.com
ফ্রাঙ্ক Hrach, উপজাতি সরঞ্জাম & প্রযুক্তি, আমেরিকা
কাইল ফ্লিন, উপজাতি সরঞ্জাম & প্রযুক্তি, আমেরিকা
অভিষেক গুপ্তা, উপজাতি সরঞ্জাম & প্রযুক্তি, আমেরিকা
উপজাতি সরঞ্জাম & প্রযুক্তি এলএলসি (স্ট্যান্ড) has developed a novel processing system based on tribo-electrostatic belt separation that provides the mineral processing industry a means to beneficiate fine materials with an energy-efficient and entirely dry technology. In contrast to other electrostatic separation processes that are typically limited to particles >75মাইক্রোমিটার আকারে, the STET triboelectric belt separator is suited for separation of very fine (<1µm) পরিমিতরূপে খসখসে (500µm) কণা, উচ্চ. The STET tribo-electrostatic technology has been used to process and commercially separate a wide range of industrial minerals and other dry granular powders. এখানে, 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.
লৌহ আকরিক পৃথিবীর ভূত্বকের চতুর্থ সর্বাধিক সাধারণ উপাদান [1]. লোহা ইস্পাত উত্পাদন ের জন্য অপরিহার্য এবং তাই বিশ্বব্যাপী অর্থনৈতিক উন্নয়নের জন্য একটি অপরিহার্য উপাদান [1-2]. লোহা এছাড়াও ব্যাপকভাবে নির্মাণ এবং যানবাহন উত্পাদন ব্যবহার করা হয় [3]. বেশিরভাগ লৌহ আকরিক সম্পদগুলি রূপান্তরিত ব্যান্ডেড আয়রন গঠনের সমন্বয়ে গঠিত (BIF) যার মধ্যে আয়রন সাধারণত অক্সাইড আকারে পাওয়া যায়, হাইড্রক্সাইড এবং কম পরিমাণে কার্বোনেটস [4-5]. A particular type of iron formations with higher carbonate contents are dolomitic itabirites which are a product of the dolomitization and metamorphism of BIF deposits [6]. The largest iron ore deposits in the world can be found in Australia, চীন, কানাডা, ইউক্রেইন্, India and Brazil [5].
লৌহ আকরিকের রাসায়নিক গঠন রাসায়নিক গঠনে একটি আপাত বিস্তৃত পরিসর রয়েছে, বিশেষ করে ফে কন্টেন্ট এবং সংশ্লিষ্ট গ্যাংউ খনিজগুলির জন্য [1]. বেশিরভাগ লৌহ আকরিকের সাথে যুক্ত প্রধান লোহা খনিজগুলি হ'ল হেমাটাইট, গোয়েথ, লিমোনাইট এবং ম্যাগনেটাইট [1,5]. লৌহ আকরিকের প্রধান দূষকগুলি হল SiO2 এবং Al2O3 [1,5,7]. লৌহ আকরিকগুলিতে উপস্থিত সাধারণ সিলিকা এবং অ্যালুমিনা বহনকারী খনিজগুলি কোয়ার্টজ, কওলিনাইট, গিবসাইট, ডায়াস্পোর এবং corundum. Of these it is often observed that quartz is the mean silica bearing mineral and kaolinite and gibbsite are the two-main alumina bearing minerals [7].
লৌহ আকরিক নিষ্কাশন প্রধানত খোলা গর্ত খনির অপারেশন মাধ্যমে সঞ্চালিত হয়, যার ফলে উল্লেখযোগ্য টেইলিং জেনারেশন হয় [2]. লৌহ আকরিক উৎপাদন ব্যবস্থা সাধারণত তিনটি পর্যায়ে জড়িত: খনি, প্রক্রিয়াকরণ এবং পেলেটাইজিং ক্রিয়াকলাপ. এগুলোর মধ্যে, প্রক্রিয়াকরণ নিশ্চিত করে যে একটি পর্যাপ্ত আয়রন গ্রেড এবং রসায়ন পেলেটাইজিং পর্যায়ে আগে অর্জন করা হয়. প্রক্রিয়াকরণের মধ্যে রয়েছে চূর্ণবিচূর্ণ, শ্রেণীবিভাগ, গ্যাংউ খনিজগুলির পরিমাণ হ্রাস করার সময় লোহার সামগ্রী বাড়ানোর লক্ষ্যে মিলিং এবং ঘনত্ব [1-2]. লোহা এবং গ্যাংউ বহনকারী খনিজগুলির সাথে সম্পর্কিত প্রতিটি খনিজ আমানতের নিজস্ব অনন্য বৈশিষ্ট্য রয়েছে, এবং তাই এটি একটি ভিন্ন ঘনত্ব কৌশল প্রয়োজন [7].
চৌম্বকীয় বিচ্ছেদ সাধারণত উচ্চ গ্রেড লৌহ আকরিকের উপকারীতায় ব্যবহৃত হয় যেখানে প্রভাবশালী লোহা খনিজগুলি ফেরো এবং প্যারাম্যাগনেটিক হয় [1,5]. ভেজা এবং শুষ্ক কম তীব্রতা চৌম্বকীয় বিচ্ছেদ (LIMS) কৌশলগুলি ম্যাগনেটাইটের মতো শক্তিশালী চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে আকরিকগুলি প্রক্রিয়া করতে ব্যবহৃত হয় যখন ভেজা উচ্চ-তীব্রতা চৌম্বকীয় বিচ্ছেদটি গ্যাংউ খনিজগুলি থেকে হেমাটাইটের মতো দুর্বল চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে Fe-বহনকারী খনিজগুলিকে পৃথক করতে ব্যবহৃত হয়. লৌহ আকরিক যেমন goethite এবং limonite সাধারণত টেইলিং পাওয়া যায় এবং উভয় কৌশল দ্বারা খুব ভাল পৃথক করে না [1,5]. Magnetic methods present challenges in terms of their low capacities and in terms of the requirement for the iron ore to be susceptible to magnetic fields [5].
ফ্লোটেশন, on the other hand, is used to reduce the content of impurities in low-grade iron ores [1-2,5]. লৌহ আকরিকগুলি আয়রন অক্সাইডের সরাসরি অ্যানিওনিক ফ্লটেশন বা সিলিকার বিপরীত ক্যাশনিক ফ্লোটেশন দ্বারা ঘনীভূত করা যেতে পারে, তবে বিপরীত ক্যাটিওনিক ফ্লোটেশন লোহা শিল্পে ব্যবহৃত সবচেয়ে জনপ্রিয় ফ্লোটেশন রুট হিসাবে রয়ে গেছে [5,7]. রিএজেন্টের খরচ দ্বারা সীমিত ফ্লটেশনের ব্যবহার, সিলিকা এবং অ্যালুমিনা সমৃদ্ধ স্লিমগুলির উপস্থিতি এবং কার্বোনেট খনিজগুলির উপস্থিতি [7-8]. উপরন্তু, ফ্লোটেশনের জন্য বর্জ্য জল চিকিত্সা এবং শুষ্ক চূড়ান্ত অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ডাউনস্ট্রিম ডিওয়াটারিং ব্যবহারের প্রয়োজন [1].
আয়রনের ঘনত্বের জন্য ফ্লটেশনের ব্যবহারএছাড়াও জরিমানার উপস্থিতিতে ভাসমান হিসাবে ডিসলিমিং জড়িত, যার ফলে দক্ষতা হ্রাস পায় এবং উচ্চ রিএজেন্ট খরচ হয় [5,7]. Desliming বিশেষ করে অ্যালুমিনিয়াম অপসারণের জন্য সমালোচনামূলক কারণ কোন পৃষ্ঠ-সক্রিয় এজেন্ট দ্বারা হেমাটাইট বা goethite থেকে গিবসাইট বিচ্ছেদ বেশ কঠিন [7]. বেশিরভাগ অ্যালুমিনা বেয়ারিং খনিজগুলি সূক্ষ্ম আকারের পরিসরে ঘটে (<20উম) Desliming মাধ্যমে তার অপসারণের জন্য অনুমতি. সামগ্রিকভাবে, জরিমানার একটি উচ্চ ঘনত্ব (<20উম) এবং অ্যালুমিনা প্রয়োজনীয় ক্যাশনিক সংগ্রাহকের ডোজ বৃদ্ধি করে এবং নাটকীয়ভাবে নির্বাচনশীলতা হ্রাস করে [5,7].
উপরন্তু, 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]. For instance, 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, যথাক্রমে, 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.
ট্রাইবো-ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক পৃথকীকরণ পৃষ্ঠ যোগাযোগ বা ট্রাইবোইলেকট্রিক চার্জিং দ্বারা উত্পাদিত উপাদানের মধ্যে বৈদ্যুতিক চার্জ পার্থক্য ব্যবহার করে. সরল উপায়ে, যখন দুটি উপাদান সংস্পর্শে আসে, the material with a higher affinity for electron gains electrons thus charges negative, ইতিবাচক কম ইলেকট্রন সাদৃশ্য (affinity) অভিযোগ সময় উপাদান. 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. উপরন্তু, STET প্রক্রিয়া খনিজ সামান্য প্রাক-চিকিত্সা প্রয়োজন এবং উচ্চ ক্ষমতায় পরিচালিত - পর্যন্ত 40 প্রতি ঘণ্টা. শক্তি ব্যবহার ের চেয়ে কম 2 প্রক্রিয়াজাত.
উপাদান
Two fine low-grade iron ores were used in this series of tests. 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. The sample was crushed and sorted by size and the fine fraction obtained from the classification stage later underwent several stages of desliming until a D98 of 150 µm was achieved. The sample was then dried, homogenized and packed.
Particle size distributions (PSD) were determined using a laser diffraction particle size analyzer, a Malvern’s Mastersizer 3000 ই. Both samples were also characterized by Loss-on-ignition(LOI), XRF and XRD. The loss on ignition (LOI) was determined by placing 4 grams of sample in a 1000 ºC furnace for 60 minutes and reporting the LOI on an as received basis. The chemical composition analysis was completed using a wavelength dispersive X-ray Fluorescence (WD-XRF) instrument and the main crystalline phases were investigated by XRD technique.
The chemical composition and LOI for the tailings sample (Tailings), and for the itabirite iron formation sample (Itabirite), is shown in Table 1 and particle size distributions for both samples are shown in Fig 1. For the tailings sample the main Fe recoverable phases are goethite and hematite, and the main gangue mineral is quartz (Fig 4). For the itabirite sample the main Fe recoverable phases are hematite, and the main gangue minerals are quartz and dolomite (Fig 4).
টেবিল 1. Result of chemical analysis for major elements in tailings and Itabirite samples.
| নমুনা | Grade (wt%) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ফে | SiO2 | আল২ও৩ | MnO | MgO | সিএও | LOI** | Others | |
| 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 |
Particle Size Distributions
পন্থা
A series of experiments were designed to investigate the effect of different parameters on iron movement in both iron samples using STET proprietary tribo-electrostatic belt separator technology. একটি বেঞ্চ-স্কেল ট্রাইবো-ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বেল্ট বিভাজক ব্যবহার করে পরীক্ষা চালানো হয়, পরকে 'বেঞ্চটপ বিভাজক' হিসেবে উল্লেখ করা হয়. বেঞ্চ-স্কেল পরীক্ষা একটি তিন পর্যায়ের প্রযুক্তি বাস্তবায়ন প্রক্রিয়ার প্রথম পর্যায় (টেবিল দেখুন 2) বেঞ্চ-স্কেল মূল্যায়ন সহ, পাইলট-স্কেল পরীক্ষা এবং বাণিজ্যিক স্কেল বাস্তবায়ন. বেঞ্চটপ বিভাজক ট্রাইবো-ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক চার্জিং প্রমাণ ের জন্য স্ক্রীনিং জন্য ব্যবহার করা হয় এবং একটি উপাদান ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক সুবিধাভোগীজন্য একটি ভাল প্রার্থী কিনা নির্ধারণ করা হয়. প্রতিটি সরঞ্জামের মধ্যে প্রধান পার্থক্য টেবিলে উপস্থাপন করা হয় 2. যদিও প্রতিটি পর্যায়ের মধ্যে ব্যবহৃত সরঞ্জাম আকার ভিন্ন, অপারেশন নীতি মৌলিকভাবে একই.
টেবিল 2. STET ট্রাইবো-ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বেল্ট বিভাজক প্রযুক্তি ব্যবহার করে তিন পর্যায়ের বাস্তবায়ন প্রক্রিয়া
| দশাটি | এর জন্য ব্যবহৃত: | ইলেকট্রোড Dimensions (W x L) সে. মি. | Type of Process/ |
|---|---|---|---|
| বেঞ্চ স্কেল মূল্যায়ন | গুণগত মূল্যায়ন | 5*250 | ব্যাচ |
| পাইলট স্কেল পরীক্ষামূলক | পরিমাণগত মূল্যায়ন | 15*610 | ব্যাচ |
| বাণিজ্যিক স্কেল Implementation | বাণিজ্যিক উৎপাদন | 107 *610 | নিরবচ্ছিন্ন |
STET Operation Principle
The operation principle of the separator relies on tribo-electrostatic charging. ট্রাইবো-ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বেল্ট বিভাজক (পরিসংখ্যান 2 এবং 3), material is fed into the narrow gap 0.9 - 1.5 দুই সমান্তরাল প্লানার ইলেকট্রোডের মধ্যবর্তী. কণা triboelectrically interparticle যোগাযোগ করে চার্জ প্রযোজ্য হবে. The positively charged mineral(গুলি) and the negatively charged mineral(গুলি) বিপরীত ইলেকট্রোড আকৃষ্ট হয়. Inside the separator particles are swept up by a continuous moving open-mesh belt and conveyed in opposite directions. The belt is made of plastic material and moves the particles adjacent to each electrode toward opposite ends of the separator. The counter current flow of the separating particles and continual triboelectric charging by particle-particle collisions provides for a multistage separation and results in excellent purity and recovery in a single-pass unit. Triboelectric বেল্ট বিভাজক প্রযুক্তির বিভিন্ন উপকরণ পরিক্ষার aluminosilicates/কার্বন আদর্শরূপে সহ আলাদা করে ব্যবহার করা হয়েছে (মাছি ছাই), ক্যালসাইট/স্ফটিক, অভ্রক/magnesite, আর বারিট/স্ফটিক.
সামগ্রিকভাবে, the separator design is relatively simple with the belt and associated rollers as the only moving parts. ~ যেন সায়ানাইডকে নিশ্চল ও সেল্ফ মজবুত পদার্থ গঠিত হয়।. বিভাজক ইলেকট্রোড দৈর্ঘ্য প্রায় 6 মিটার (20 ফুট) এবং প্রস্থ 1.25 মিটার (4 ফুট) পূর্ণ আকারের বাণিজ্যিক ইউনিটের জন্য. The high belt speed enables very high throughputs, তোমার উপর 40 tons per hour for full size commercial units. বিদ্যুৎ খরচ ের চেয়ে কম 2 kilowatt-hours per ton of material processed with most of the power consumed by two motors driving the belt.
Triboelectric বেল্ট বিভাজক থেকে ছকবদ্ধ
পৃথকীকরণ অঞ্চলের বিস্তারিত
যেমনটা টেবিলে দেখা যায় 2, বেঞ্চটপ বিভাজক এবং পাইলট স্কেল এবং বাণিজ্যিক স্কেল বিভাজক মধ্যে প্রধান পার্থক্য যে বেঞ্চটপ বিভাজক দৈর্ঘ্য প্রায় হয় 0.4 পাইলট-স্কেল এবং বাণিজ্যিক স্কেল ইউনিটের দৈর্ঘ্য. যেহেতু বিভাজক দক্ষতা ইলেকট্রোড দৈর্ঘ্যের একটি ফাংশন, বেঞ্চ-স্কেল পরীক্ষা পাইলট স্কেল পরীক্ষার বিকল্প হিসেবে ব্যবহার করা যাবে না. STET প্রক্রিয়া যে বিচ্ছেদ অর্জন করতে পারে তা নির্ধারণ করতে পাইলট-স্কেল পরীক্ষা প্রয়োজন, এবং STET প্রক্রিয়া প্রদত্ত ফিড রেটের অধীনে পণ্য লক্ষ্যমাত্রা পূরণ করতে পারে কিনা তা নির্ধারণ করা. পরিবর্তে, বেঞ্চটপ বিভাজক প্রার্থী উপাদান বাতিল করতে ব্যবহার করা হয় যা পাইলট স্কেল পর্যায়ে কোন উল্লেখযোগ্য বিচ্ছেদ প্রদর্শন করার সম্ভাবনা কম. বেঞ্চ-স্কেলে প্রাপ্ত ফলাফল অ-অপটিমাইজড হবে, এবং পর্যবেক্ষিত বিচ্ছেদ কম যা একটি বাণিজ্যিক আকারের STET বিভাজক উপর পর্যবেক্ষণ করা হবে.
বাণিজ্যিক স্কেল নিয়োগের আগে পাইলট প্ল্যান্টে পরীক্ষা প্রয়োজন, তবে, বেঞ্চ-স্কেলে পরীক্ষা যে কোন প্রদত্ত উপাদানের জন্য বাস্তবায়ন প্রক্রিয়ার প্রথম পর্যায় হিসাবে উৎসাহিত করা হয়. উপরন্তু, যে ক্ষেত্রে উপাদান প্রাপ্যতা সীমিত, বেঞ্চটপ বিভাজক সম্ভাব্য সফল প্রকল্প স্ক্রীনিং জন্য একটি দরকারী টুল সরবরাহ করে (অর্থাৎ, যে সব প্রকল্পে গ্রাহক এবং শিল্পের গুণগত মানের লক্ষ্যমাত্রা STET প্রযুক্তি ব্যবহার করে পূরণ করা যাবে).
বেঞ্চ-স্কেল পরীক্ষা
Standard process trials were performed around the specific goal to increase Fe concentration and to reduce the concentration of gangue minerals. Different variables were explored to maximize iron movement and to determine the direction of movement of different minerals. The direction of movement observed during benchtop testing is indicative of the direction of movement at the pilot plant and commercial scale.
The variables investigated included relative humidity (RH), তাপমাত্রা, electrode polarity, belt speed and applied voltage. এগুলোর মধ্যে, RH and temperature alone can have a large effect on differential tribo-charging and therefore on separation results. তাই, optimum RH and temperature conditions were determined before investigating the effect of the remaining variables. Two polarity levels were explored: আমি) top electrode polarity positive and ii) top electrode polarity negative. For the STET separator, under a given polarity arrangement and under optimum RH and temperature conditions, belt speed is the primary control handle for optimizing product grade and mass recovery. Testing on the bench separator helps shed light on the effect of certain operational variables on tribo-electrostatic charging for a given mineral sample, and therefore obtained results and trends may be used, to certain degree, to narrow down the number of variables and experiments to be performed at the pilot plant scale. টেবিল 3 lists the range of separation conditions used as part of phase 1 evaluation process for the tailings and itabirite samples.
টেবিল 3 lists the range of separation conditions
| Parameter | Units | Range of Values | |
|---|---|---|---|
| Tailings | Itabirite | ||
| Top Electrode Polarity | - | Positive- Negative | Positive- Negative |
| Electrode Voltage | -kV/+kV | 4-5 | 4-5 |
| Feed Relative Humidity (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 (মিমি) | 0.400 (10.2 মিমি) | 0.400 (10.2 মিমি) |
ব্যাচ শর্তাধীন বেঞ্চটপ বিভাজক উপর পরীক্ষা পরিচালিত হয়, 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) এবং 1-39.6%, যথাক্রমে. 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 মিনিট. বিপরীতে, higher RH values were attained by adding small amounts of waters to the material, followed by homogenization. After RH and temperature was measured on each feed sample, the next step was to set electrode polarity, belt speed and voltage to the desired level. Gap values were kept constant at 0.4 ইঞ্চি (10.2 মিমি) during the testing campaigns for the tailings and itabirite samples.
প্রতিটি পরীক্ষার আগে, a small feed sub-sample containing approximately 20g was collected ('ফিড' হিসেবে চিহ্নিত). সকল অপারেশন চলক সেট করার পর, উপাদান বেঞ্চটপ বিভাজক কেন্দ্র মাধ্যমে একটি বৈদ্যুতিক ভাইব্রেটরি ফিডার ব্যবহার করে বেঞ্চটপ বিভাজক মধ্যে খাওয়ানো হয়. প্রতিটি পরীক্ষা শেষে নমুনা সংগ্রহ করা হয় এবং পণ্য শেষের ওজন 1 ('E1' হিসেবে মনোনীত) এবং পণ্য সমাপ্তি 2 ('E2' হিসাবে মনোনীত) একটি বৈধ-ফর-ট্রেড কাউন্টিং স্কেল ব্যবহার করে নির্ধারণ করা হয়. Following each test, small sub-samples containing approximately 20 g of E1 and E2 were also collected. Mass yields to E1 and E2 are described by:
যেখানেYE1 এবং YE2 are the mass yields to E1 and E2, যথাক্রমে; and are the sample weights collected to the separator products E1 and E2, যথাক্রমে. For both samples, Fe concentration was increased to product E2.
উপ-নমুনার প্রতিটি সেটের জন্য (অর্থাৎ, ভোজন, E1 এবং E2) LOI and main oxides composition by XRF was determined. ফে2 o3 contents were determined from the values. For the tailings sample LOI will directly relate to the content of goethite in the sample as the functional hydroxyl groups in goethite will oxidize into এইচ2 og [10]. বিপরীত, for the itabirite sample LOI will directly relate to the contain of carbonates in the sample, as calcium and magnesium carbonates will decompose into their main oxides resulting in the release of co2g and sub sequential sample loss weight. XRF beads were prepared by mixing 0.6 grams of mineral sample with 5.4 grams of lithium tetraborate, which was selected due to the chemical composition of both tailings and itabirite samples. XRF analysis were normalized for LOI.
অবশেষে, Fe recovery ইফে to product (E2) এবং s.2 rejection QSi were calculated. ইফে is the percentage of Fe recovered in the concentrate to that of the original feed sample and Qsio2 is the percentage of removed from the original feed sample. ইফে এবং Qsi are described by:
যেখানে Cআমি,(feed,E1,E2) is the normalized concentration percentage for the sub-sample’s i component (eg., ফে, sio2)
নমুনা খনিবিদ্যা
The XRD pattern showing major mineral phases for the tailings and itabirite samples are shown in Fig 4. For the tailings sample the main Fe recoverable phases are goethite, hematite and magnetite, and the main gangue mineral is quartz (Fig 4). For the itabirite sample the main Fe recoverable phases are hematite and magnetite and the main gangue minerals are quartz and dolomite. Magnetite appears in trace concentrations in both samples. Pure hematite, গোয়েথ, and magnetite contain 69.94%, 62.85%, 72.36% ফে, যথাক্রমে.
D patterns. A – Tailings sample, B – Itabirite sample
বেঞ্চ-স্কেল পরীক্ষা
A series of test runs were performed on each mineral sample aimed at maximizing Fe and decreasing s.2 content. Species concentrating to E1 will be indicative of a negative charging behavior while species concentration to E2 to a positive charging behavior. Higher belt speeds were favorable to the processing of the tailings sample; তবে, the effect of this variable alone was found to be less significant for the itabirite sample.
Average results for the tailings and itabirite samples are presented in Fig 5, which were calculated from 6 এবং 4 experiments, যথাক্রমে. Fig 5 presents average mass yield and chemistry for feed and products E1 and E2. উপরন্তু, each plot presents the improvement or decrease in concentration (E2- ভোজন) for each sample component e.g., ফে, s.2 Positive values are associated to an increase in concentration to E2, while negative values are associated to a decrease in concentration to E2.
Fig.5. Average mass yields and chemistry for Feed, E1 and E2 products. Error bars represent 95% confidence intervals.
For the tailings sample Fe content was increased from 29.89% প্রতি 53.75%, on average, at a mass yield YE2 – or global mass recovery – এর 23.30%. This corresponds to Fe recovery ( and silica rejection (QE2 ) values of 44.17% এবং 95.44%, যথাক্রমে. The LOI content was increased from 3.66% প্রতি 5.62% which indicates that the increase in Fe content is related to an increase in goethite content (Fig 5).
For the itabirite sample Fe content was increased from 47.68% প্রতি 57.62%, on average, at a mass yield YE2 -এর 65.0%. This corresponds to Fe recovery ইফে( and silica rejection (Qsio2) values of 82.95% এবং 86.53%, যথাক্রমে. The LOI, MgO and CaO contents were increased from 4.06% প্রতি 5.72%, 1.46 প্রতি 1.87% and from 2.21 প্রতি 3.16%, যথাক্রমে, which indicates that dolomite is moving in the same direction as Fe-bearing minerals (Fig 5).
For both samples,AL2 o3 , MnO and P seem to be charging in the same direction as Fe-bearing minerals (Fig 5). While it is desired to decrease the concentration of these three species, the combined concentration of s.2, AL2 , o3 , YE2 MnO and P is decreasing for both samples, and therefore the total effect achieved using the benchtop separator is an enhancement in the product Fe grade and a decrease in the contaminants concentration.
সামগ্রিকভাবে, benchtop testing demonstrated evidence of effective charging and separation of iron and silica particles. The promising laboratory scale results suggest that pilot scale tests including first and second passes should be performed.
আলোচনা
The experimental data suggests that the STET separator resulted in an important increase in Fe content while simultaneously reducing s.2 content.
Having demonstrated that triboelectrostatic separation can result in a significant increase in Fe content, a discussion on the significance of the results, on the maximum achievable Fe contents and on the feed requirements of the technology is needed.
To start, it is important to discuss the apparent charging behavior of mineral species in both samples. For the tailings sample the main components were Fe oxides and quartz and experimental results demonstrated that Fe oxides concentrated to E2 while quartz concentrated to E1. সরল উপায়ে, it could be said that Fe oxide particles acquired a positive charge and that quartz particles acquired a negative charge. This behavior is consistent with the triboelectrostatic nature of both minerals as shown by Ferguson (2010) [12]. টেবিল 4 shows the apparent triboelectric series for selected minerals based on inductive separation, and it shows that quartz is located at the bottom of the charging series while goethite, magnetite and hematite are located higher up in the series. Minerals at the top of the series will tend to charge positive, while minerals at the bottom will tend to acquire a negative charge.
On the other hand, for the itabirite sample the main components were hematite, quartz and dolomite and experimental results indicated that Fe oxides and dolomite concentrated to E2 while quartz concentrated to E1. This indicates that hematite particles and dolomite acquired a positive charge while quartz particles acquired a negative charge. যেমনটা টেবিলে দেখা যায় 4, carbonates are located at the top of the tribo-electrostatic series, which indicates that carbonate particles tend to acquire a positive charge, and in consequence to be concentrated to E2. Both dolomite and hematite were concentrated in the same direction, indicating that the overall effect for hematite particles in the presence of quartz and dolomite was to acquire a positive charge.
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: আমি) The amount of Fe in Fe-bearing minerals; ii) the minimum quartz (s.2 ) 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 আল2 o3 MnO bearing minerals, while for the itabirite sample the main contaminants are সিএও MgO আল2 o3 bearing minerals.
| Mineral Name | Charge acquired (apparent) |
|---|---|
| Apatite | +++++++ |
| Carbonates | ++++ |
| Monazite | ++++ |
| Titanomagnetite | . |
| Ilmenite | . |
| Rutile | . |
| Leucoxene | . |
| Magnetite/hematite | . |
| Spinels | . |
| Garnet | . |
| Staurolite | - |
| Altered ilmenite | - |
| Goethite | - |
| Zircon | -- |
| Epidote | -- |
| Tremolite | -- |
| Hydrous silicates | -- |
| Aluminosilicates | -- |
| Tourmaline | -- |
| Actinolite | -- |
| Pyroxene | --- |
| Titanite | ---- |
| চন্দ্রকান্তমণি | ---- |
| কোয়ার্টজ | ------- |
টেবিল 4. Apparent triboelectric series for selected minerals based on inductive separation. Modified from D.N Ferguson (2010) [12].
For the tailings sample, the Fe content was measured at 29.89%. XRD data indicates that the predominant phase is goethite, followed by hematite, and therefore the maximum achievable Fe content if a clean separation was possible would be between 62.85% এবং 69.94% (which are the Fe contents of pure goethite and hematite, যথাক্রমে). এখন, a clean separation is not possible as আল2, o3 MnO and P-bearing minerals are moving in the same direction as the Fe-bearing minerals, and therefore any increase in Fe content will also result in an increase of these contaminants. Then, to increase the Fe content, the amount of quartz to E2 will need to be significantly decreased to the point it offsets the movement of , MnO and P to product (E2). As shown in Table 4, quartz has a strong tendency to acquire a negative charge, and therefore in the absence of other minerals having an apparent negative charging behavior it will be possible to considerably decrease its content to product (E2) by means of a first pass using the triboelectrostatic belt separator technology.
For instance, if we assume that all the Fe content in the tailings sample is associated to goethite (এফইও(ওহ)), and that the only gangue oxides are s.2, আল2o3 এবং MnO, then Fe content to product would be given by:
ফে(%)=(100-s.2 – (আল2 o3 + MnO*0.6285
যেখানে, 0.6285 is the percentage of Fe in pure goethite. Eq.4 depicts the competing mechanism that takes place to concentrate Fe as AL2o3 + MnO increases while s.2 decreases.
For the itabirite sample the Fe content was measured at 47.68%. XRD data indicates that the predominant phase is hematite and therefore the maximum achievable Fe content if a clean separation was possible would be close to 69.94% (which is the Fe content of pure hematite). As it was discussed for the tailings sample a clean separation won’t be possible as CaO, MgO, আল2 o3 bearing minerals are moving in the same direction as hematite, and therefore to increase Fe content s.2 content must be reduced. Assuming that the entirety of the Fe content in this sample is associated to hematite (ফে2o3) and that the only oxides contained in gangue minerals are s.2, সিএও, MgO, আল2o3 এবং MnO; then Fe content in the product would be given by:
ফে(%)=(100-s.2-CaO+MgO+আল2o3+MnO+LOI*0.6994
যেখানে, 0.6994 is the percentage of Fe in pure hematite. It must be noticed that Eq.5 includes LOI, while Eq.4 does not. For the itabirite sample, 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 s.2; তবে, 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 সিএও,MgO আল2 o3 এবং 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, hematite and magnetite, which would result in increased Fe content. For instance, for the itabirite sample and based in the location of dolomite and hematite in the triboelectrostatic series (টেবিল দেখুন 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.%. উপরন্তু, the feed material should be ground sufficiently fine to liberate gangue materials and should be at least 100% passing mesh 30 (600 উম). 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, on the other hand, 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.
The bench-scale results presented here demonstrates strong evidence of charging and separation of Fe-bearing minerals from quartz using triboelectrostatic belt separation.
For the tailings sample Fe content was increased from 29.89% প্রতি 53.75%, on average, at a mass yield of 23.30%, which corresponds to Fe recovery and silica rejection values of 44.17% এবং 95.44%, যথাক্রমে. For the itabirite sample Fe content was increased from 47.68 % প্রতি 57.62%, on average, at a mass yield of 65.0%, which corresponds to Fe recovery and silica rejection values of 82.95% এবং 86.53%, যথাক্রমে. These results were completed on a separator that is smaller and less efficient than the STET commercial separator.
Experimental findings indicate that for both tailings and itabirite samples the maximum achievable Fe content will depend on the minimum achievable quartz content. উপরন্তু, achieving higher Fe grades may be possible by means of a second pass on the STET belt separator.
এই গবেষণার ফলাফলগুলি দেখিয়েছে যে এসটিইটি ট্রাইবো-ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বেল্ট বিভাজকের মাধ্যমে নিম্ন-গ্রেড লৌহ আকরিক জরিমানা আপগ্রেড করা যেতে পারে. Further work at the pilot plant scale is recommended to determine the iron concentrate grade and recovery that can be achieved. Based on experience, পণ্য পুনরুদ্ধার এবং / অথবা গ্রেড পাইলট স্কেল প্রক্রিয়াকরণে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হবে, এই লৌহ আকরিক ট্রায়ালের সময় ব্যবহৃত বেঞ্চ-স্কেল পরীক্ষা ডিভাইসের তুলনায়. The STET tribo-electrostatic separation process may offer significant advantages over conventional processing methods for iron ore fines.
