Odaberite jezik:
Lucas Rojas Mendoza, ST oprema & Tehnologija, SJEDINJENE AMERIČKE DRŽAVE
lrojasmendoza@steqtech.com
Frank Hrach, ST oprema & Tehnologija, SJEDINJENE AMERIČKE DRŽAVE
Kyle Flynn, ST oprema & Tehnologija, SJEDINJENE AMERIČKE DRŽAVE
Abhishek Gupta, ST oprema & Tehnologija, SJEDINJENE AMERIČKE DRŽAVE
ST oprema & Tehnologija D.O.O. (STET) razvila se roman sustav se temelji na diobi tribo Elektrostatski pojas koji pruža mineralna prerađivačke industrije sredstvo za kvalietno finim materijalima sa energy učinkovito i u potpunosti suha tehnologija za obradu. Za razliku od drugih elektrostatičkih procesa separacije koji su obično ograničeni na čestice >75μm u veličini, STET triboelectric pojas razdjelnik je pogodna za razdvajanje vrlo finih (<1µm) do umjereno suza (500µm) Čestice, sa vrlo visokim protisom. STET tribo-elektrostatička tehnologija se koristi za obradu i komercijalno odvajanje širokog spektra industrijskih minerala i drugih suvih zrnastih prahova.. Ovamo, Predstavljeni su rezultati bench-scale o koristima niskorazrednih Fe rudnih kazni korištenjem procesa odvajanja STET pojasa. Bench-scale testiranje je pokazalo sposobnost STET tehnologije da istovremeno oporavi Fe i odbaci SiO2 iz itabirite rude sa D50 od 60μm i ultrafinim Fe rudnim jalovinama sa D50 od 20μm. STET tehnologija je predstavljena kao alternativa korisnim Fe rudnim kaznama koje se nisu mogle uspešno tretirati putem tradicionalnih krugova protoka zbog njihove granulometrije i mineralogije..
Željezne rude je četvrti najčešći element u zemljinoj kori [1]. Željezo je neophodno za proizvodnju čelika i stoga bitan materijal za globalni ekonomski razvoj [1-2]. Željezo je također naširoko koristi u izgradnji i proizvodnji vozila [3]. Većinu Željezne rude resursa se sastoji od formacije metamorfoziranim uvezenih željeza (BIF) u kojem željeza se obično nalazi u obliku oksida, hidroksida i u manjoj mjeri karbonati [4-5]. Posebna vrsta formacija željeza sa višim sadržajem karbonata su dolomitni itabiriti koji su proizvod dolomitizacije i metamorfizma BIF depozita. [6]. Najveća nalazišta rude gvožđa na svetu mogu se naći u Australiji., Kina, Kanada, Ukrajina, Indija i Brazil [5].
Hemijski sastav željeznih ruda ima prividan širok raspon u hemijskom sastavu posebno za Sadržaj Fe i pridružene minerale gangue [1]. Glavni minerali željeza povezani s većinom željeznih ruda su hematit, goethite, limonit i magnetit [1,5]. Glavni kontaminanti u željeznim orama su SiO2 i Al2O3 [1,5,7]. Tipični minerali koji nose silicij i aluminu prisutni u željeznim rudama su kvarc, kaolinite, gibsajt, dijaspora i korundum. Od njih se često uočava da je kvarc srednja vrijednost minerala koji sadrži silicijum, a kaolinit i gibbsite su dva glavna minerala koji nose glinicu. [7].
Vađenje željezne rude se uglavnom obavlja kroz operacije otvorenog rudnika jama, što je rezultiralo značajnom generacijom repova [2]. Proizvodni sistem željezne ore obično uključuje tri faze: rudarstvo, aktivnosti obrade i peleta. Od ovih, obrada osigurava da se adekvatna gvozdena ocjena i hemija postignu prije faze peletacije. Obrada uključuje drobljenja, klasifikacija, milanje i koncentracija s ciljem povećanja sadržaja željeza dok se smanjuje količina minerala gangue [1-2]. Svaka mineralna naslaga ima svoje jedinstvene karakteristike u pogledu minerala koji nose željezo i gangue, i stoga zahtijeva drugačiju tehniku koncentracije [7].
Magnetno odvajanje se obično koristi u korist ruda željeza visokog razreda gdje su dominantni minerali željeza fero i paramagnetski [1,5]. Mokra i suha magnetna separacija niskog inteziva (LIMS) tehnike se koriste za obradu ruda sa jakim magnetskim svojstvima kao sto su magnetit dok se mokra magnetna separacija visokog inteziteta koristi za odvajanje fe-nosecih minerala sa slabim magnetnim svojstvima kao sto je hematit od gangue minerala. Željezna ruda takve goethite i limonite se obično nalaze u pljeva i ne dijeli vrlo dobro ili tehnikom [1,5]. Magnetska metoda predstaviti izazove u smislu njihove niske kapacitete i u pogledu zahtjeva za Željezne rude biti osjetljiv na magnetsko polje [5].
Plutanje, s druge strane, upotrebljava se za smanjenje sadržaja nečistoća u Željezna ruda [1-2,5]. Ruda željeza mogu biti koncentrirani oba mimo usmjeriti anionski plutanje željezo oksida ili preokrenuti kationske plutanje kvarcnog, No obrnutog kationske plutanje ostaje najpopularniji plutanje rute koristi u industriji željeza [5,7]. Korištenje plutanje svoje ograničeno prema trošku Reagensi, prisutnost kremena i glinice bogate slimes i prisutnost karbonatne minerale [7-8]. Osim toga, flotacija zahtijeva tretman otpadnih voda i korištenje nizvodno odvodnjavanje za suho konačni aplikacije [1].
Upotreba flotacije za koncentraciju željeza također uključuje deslimiranje kao plutanje u prisustvu kazne rezultira umanjenom efikasnosti i visokim troškovima reagenta [5,7]. Desliming je posebno kritičan za uklanjanje alumine jer je odvajanje gibbsita od hematita ili goetita od strane bilo koje površinsko aktivne agense prilično teško [7]. Većina alumina nosećih minerala javlja se u finijem rasponu veličine (<20Um) omogućavajući njegovo uklanjanje kroz desliming. Ukupno, visoka koncentracija kazne (<20Um) i alumina povećava traženu dozu kolekcionara i dramatično selektivnost [5,7].
Osim toga, prisustvo karbonatnih minerala – kao što su dolomitni itabiriti- Također može pogoršati selektivnost flotacije između minerala željeza i kvarca, jer željezne rude koje sadrže karbonate kao što je dolomit ne plutaju vrlo selektivno.. Otopljeni karbonati adsorbiraju vrste na kvarcnim površinama koje štete selektivnosti flotacije [8]. Flotacija može biti prilično efikasna u nadogradnji niskorazrednih ruda gvožđa., Snažno zavisi od mineralogije [1-3,5]. Flotacija ruda gvožđa koje sadrže visok sadržaj glinice biće moguća deslimiranjem na račun ukupnog oporavka gvožđa. [7], dok će flotacija ruda gvožđa koje sadrže karbonatne minerale biti izazovna i verovatno neizvodljiva [8].
Moderna prerađivačka kola Fe-nosivih minerala mogu uključivati i korake flotacije i magnetne koncentracije. [1,5]. Na primjer, Magnetna koncentracija se može koristiti na tokovima novčanih kazni iz faze detankovanja pre flotacije i na odbijanju flotacije.. Ugradnja magnetnih koncentratora niskog i visokog intenziteta omogućava povećanje ukupnog oporavka gvožđa u procesnom kolu povratom dela minerala fero i paramagnetnog gvožđa kao što su magnetit i hematit. [1]. Goetit je obično glavna komponenta mnogih željeznih biljaka koje odbacuju struje zbog svojih slabih magnetnih svojstava. [9]. U nedostatku daljnje nizvodne obrade za odbačene tokove od magnetne koncentracije i flotacije, Krivična prijava će završiti u Vrbasu [2]. Odlaganje i prerada jalovine postali su ključni za očuvanje životne sredine i oporavak vrednosti gvožđa., To jest, i stoga je prerada jalovine željezne rude u rudarskoj industriji porasla u značaju [10].
Jasno, obrada jalovine iz tradicionalnih krugova za korištenje željeza i prerada dolomitnog itabirita je izazovna putem tradicionalnih desliming-flotation-magnetic concentration flowsheets zbog njihove mineralogije i granulometrije, i stoga alternativne tehnologije korisnosti kao što je tribo-elektrostatičko odvajanje koje je manje restriktivno u pogledu rudne mineralogije i koje omogućava obradu novčanih kazni može biti od interesa.
Tribo-elektrostatički odvajanje koristi električne elektriène razlike između materijala proizvedenih od površinskog kontakta ili triboelektričnog punjenja.. Na pojednostavne načine, Kada su dva materijala u kontaktu, materijal sa većim afinitetom za elektronsko dobijanje elektrona tako naelektriše negativno, dok materijalni materijal sa donjim nafinom naplaćuje pozitivno. U principu, Novčane kazne niskog kvaliteta željezne rude i dolomitni itabiriti koji se ne mogu obraditi konvencionalnim flotiranjem i/ili magnetnom separacijom mogu se nadograditi iskorištavanjem diferencijalnog svojstva punjenja njihovih minerala. [11].
Ovdje predstavljamo odvajanje STET tribo-elektrostatičkog pojasa kao mogući put koristi za koncentriranje ultrafinih željeznih rudnih jalovina i za korist dolomitnog minerala itabira.. STET proces pruža industriji prerade minerala jedinstvenu sposobnost bez vode za preradu suve hrane.. Ekološki prihvatljiv proces može eliminisati potrebu za mokrom obradom, prečišćavanje otpadnih voda i neophodno sušenje finalnog materijala. Osim toga, Proces STET-a zahtijeva malo prije tretmana minerala i radi u visokim kapacitetima--do 40 tonovi na sat. Potrošnja energije je manja od 2 Kilowatt-sati po tonu materijala.
Materijale
U ovoj seriji testova korištene su dvije fine rude željeza niskog kvaliteta. Prvi rude sastojao je ultrafine Fe rude pljeva uzorka s D50 od 20 µm, a drugi uzorak i itabirite Željezne rude uzorak sa D50 od 60 µm. Oba uzorka predstaviti izazove tijekom svog beneficiation i mogu se efikasno obraditi kroz tradicionalne desliming-flotacija-magnetska koncentracija krugovima zbog svog granulometrija i mineralogija. Oba uzorka su dobijene iz rudarenje u Brazilu.
Prvi uzorak dobiven je iz postojeće desliming-flotacija-magnetska koncentracija spoja. Uzorak prikupljen pljeva brane, Zatim suši, homogenizirani i lunch. Drugi primjer je iz formacije u itabirite željeza u Brazilu. Uzorku je bio zgnječen i sortiraju prema veličini i fino frakcije dobivene od klasifikacija fazi kasnije prošao je kroz nekoliko faza od desliming do D98 od 150 ostvaren je µm. Uzorak zatim suši, homogenizirani i lunch.
Distribucija veličine čestica (PSD) izradbom geokemijskog laserski difrakcija čestica veličine analizator, u Malvern Mastersizer 3000 E. Oba uzorka su karakterizirani gubitak na paljenje(LOI), XRF i XRD. Gubitak na paljenje (LOI) utvrđen je postavljanjem 4 grama uzorka u na 1000 ºC peći za 60 minuta i izvještavanje na LOI na osnovi tako dobivene. Analiza kemijskog sastava je dovršen koristeći valove disperzivna rendgenske Fluorescencije (WD XRF) instrumenta i glavna kristalna faza ispitivane Difrakcijskom tehnikom.
Kemijski sastav i LOI pljeva uzorak (Pljeva), i za itabirite željeza formiranje uzorka (Itabirite), je prikazano u tablici 1 Distribucija veličine čestica za oba uzorka prikazana je u Fig 1. Za uzorak jalovine glavne Fe povratne faze su getit i hematit., Glavni mineral gangue je kvarc. (Smokvu 4). Za uzorak itabirita glavne Fe nadoknadive faze su hematit., Glavni minerali gangue su kvarc i dolomit. (Smokvu 4).
Tablica 1. Rezultat hemijske analize glavnih elemenata u jalovinama i itabiritnim uzorcima.
| Uzorak | Razredu (wt%) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fe | SiO2 | Al2O3 | MnO | MgO | CaO | LOI** | Drugi | |
| Pljeva | 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 |
Distribucije veličine čestica
Metode
Niz eksperimenata je dizajniran da istraži efekat različitih parametara na kretanje gvožđa u oba uzorka gvožđa koristeći STET vlasničku tehnologiju separatora tribo-elektrostatičkog pojasa.. Eksperimenti su obavljeni koristeжi podni-elektrostatički znak za razdvajanje pojasa., ovdje, nakon što je nazvao "glavni separator". Testiranje na klupi je prva faza procesa implementacije tehnologije na nivou od tri faze (Vidi stol 2) uključujući procjenu klupa, testiranje na ljestvici i komercijalne mjere. Stacionarni razdjelnik služi za probir za dokaz tribo elektrostatičkog punjenja i kako bi se utvrdilo ako je materijal dobar kandidat za Elektrostatski beneficiation. Glavne razlike između svakog komada opreme prikazani su u tablici 2. Dok je oprema koja se koristi unutar svake faze razlikuje se po veličini, princip rada je u osnovi isti.
Tablica 2. Tri faze provedbe procesa tehnologijom STET tribo Elektrostatski pojas razdjelnika
| Faza | Korišten za: | Elektroda Dimenzije (W x L) Cm | Vrsta Proces/ |
|---|---|---|---|
| Klupska skala Proceni | Kvalitetan Proceni | 5*250 | Serije |
| Pilot-ljestvica Testiranje | Kvantitativno Proceni | 15*610 | Serije |
| Reklame Skali Implementacija | Reklame Proizvodnju | 107 *610 | Kontinuirani |
Princip STET operacije
Princip rada separatora oslanja se na tribo-elektrostatičko punjenje. U tribo-elektrostatički znak za razdvajanje pojasa (Brojke 2 i 3), Materijal se ubacuje u uski razmak 0.9 – 1.5 cm između dva paralelna planarske elektrode. Čestice su utrobno optužene od strane međučestica.. Pozitivno naelektrisani minerali(s) Negativno naelektrisani minerali(s) privlače ih suprotne elektrode.. Unutar separatorskih čestica se pomeću kontinuiranim pokretnim otvorenim mrežnim pojasom i prenose se u suprotnim smjerovima.. Pojas je napravljen od plastičnog materijala i pomera čestice pored svake elektrode prema suprotnim krajevima separatora.. Protok kontrastruje čestica koje razdvajaju i kontinuirano triboelektrično punjenje sudarima čestica i čestica omogućava višestepeno odvajanje i rezultira odličnom čistoćom i oporavkom u jedinici sa jednim prolazom.. Tehnologija separatora triboelektričnog pojasa je korištena za odvajanje širokog spektra materijala uključujući smjese staklenih aluminosilikata/ugljika (letećeg pepela), kalcit / kvarc, talk/magnezita, i barite/kvartz.
Ukupno, Dizajn separatora je relativno jednostavan sa pojasom i pripadajućim valjcima kao jedinim pokretnim dijelovima.. Elektrode su stacionarni i sastoji se od odgovarajuće izdržljiv materijal. Razdjelnik elektroda dužina iznosi približno 6 metara (20 FT.) i širine 1.25 metara (4 FT.) za punu veličinu komercijalne jedinice. Visoka brzina pojasa omogućava veoma visoku propusnost, do 40 Tone na sat za ukupne komercijalne jedinice. Potrošnja energije je manja od 2 kilovat-sati po toni materijala obrađenog sa većinom snage koju troše dva motora koji pokreću pojas.
Shematski triboelectric pojas razdjelnika
Detalji zone razdvajanja
Kako se može vidjeti za stolom 2, glavna razlika između glavne razdvajatora i pilota i komercijalnih razmera, je da je dužina odvada glavnih separatora približno 0.4 puta dužine pilota i komercijalnih mjera.. Kao što je efikasnost u razdvajanju funkcija elektrode dužine, testiranje na klupi ne može se koristiti kao zamjena za testiranje pilota. Testiranje na pilotsku ljestvica je neophodno da se utvrdi obim razdvajanja koji proces STET može ostvariti, i da utvrdimo da li proces STET-a može ispuniti mete proizvoda pod datim stopama sažetka sadržaja. Umjesto toga, glavni znak za razdvajanje je korišten za isključivanja materijalnih materijala koji vjerovatno neće demonstrirati nikakvu značajnu odvojenost na nivou pilota.. Rezultati dobijeni na klupi će biti neoptimizirani, a primjećeno razdvajanje je manje od onoga što bi se moglo posmatrati na nekom komercijalnom separatoru..
Testiranje u pilotovoj fabrici je neophodno pre komercijalnog razmera., Međutim, testiranje na klupi je ohrabreno kao prvu fazu procesa implementacije za svaki dat materijal. Nadalje, u slučajevima u kojima je materijalna dostupnost ograničena, glavni znak za razdvajanje na vrhu pruža koristan alat za prikazivanje potencijalnih uspješnih projekata (jest., projekti u kojima se ciljevi kvalitetnog i industrije mogu sresti koristeći STET tehnologiju).
Testiranje na klupi
Provedena su standardna procesna ispitivanja oko specifičnog cilja povećanja koncentracije Fe i smanjenja koncentracije minerala gangue.. Istražene su različite varijable kako bi se maksimiziralo kretanje željeza i odredio smjer kretanja različitih minerala.. Smjer kretanja uočen tokom testiranja na klupi ukazuje na smjer kretanja u pilot pogonu i komercijalnoj skali..
Ispitivane varijable uključuju relativnu vlažnost (RH), temperatura, elektrodni polaritet, Brzina pojasa i primijenjeni napon. Od ovih, Samo RH i temperatura mogu imati veliki uticaj na diferencijalno tribo-punjenje, a samim tim i na rezultate razdvajanja.. Otuda, Optimalni RH i temperaturni uslovi su utvrđeni pre nego što se ispita efekat preostalih promenljivih. Istražena su dva nivoa polariteta: sam) Elektrodni polaritet pozitivni i II) Polaritet gornje elektrode. Za separator, pod određenim polarnim rasporedom i pod optimalnim RH i temperaturnim uslovima, Brzina pojasa je primarna kontrolna ručka za optimizaciju stepena proizvoda i oporavak mase.. Testiranje separatora na klupi pomaže u rasvjetljavanju efekta određenih operativnih varijabli na tribo-elektrostatičko punjenje za dati mineralni uzorak, Dobijeni rezultati i trendovi mogu se koristiti, do određenog stepena, Smanjivanje broja varijabli i eksperimenata koji se izvode na skali pilot postrojenja. Tablica 3 Popis uvjeta razdvajanja koji se koriste kao dio faze 1 Proces evaluacije jalovine i itabiritnih uzoraka.
Tablica 3 Raspored uslova razdvajanja
| Parametar | Jedinice | Raspon vrijednosti | |
|---|---|---|---|
| Pljeva | Itabirite | ||
| Gornja elektroda Polaritet | - | Pozitivan- Negativan | Pozitivan- Negativan |
| Napon elektrode | -kV/+kV | 4-5 | 4-5 |
| Rođak sažetka sadržaja Vlažnost (RH) | % | 1-30.7 | 2-39.6 |
| Temperatura sažetka sadržaja | °F (°C) | 71-90 (21.7-32.2) | 70-87 (21.1-30.6) |
| Brzina pojasa | fps (m/s) | 10-45 (3.0-13.7) | 10-45 (3.0-13.7) |
| Jaz u elektrodi | Inča (Mm) | 0.400 (10.2 Mm) | 0.400 (10.2 Mm) |
Testovi su obavljeni na vrhu rezervnih segatora pod grupnim uslovima, sa uzorcima hrane za 1.5 lbs. po testu. Flush trčanje koristeći 1 lb. Između testova je uveden materijal kako bi se osiguralo da se ne razmatra bilo kakav mogući efekat nošenja iz prethodnog stanja.. Prije početka testiranja homogeniziran je materijal i pripremljene su vrećice za uzorke koje sadrže i materijal za trčanje i ispiranje.. Na početku svakog eksperimenta temperatura i relativna vlažnost (RH) Vaisala HM41 ručno držana sonda za vlažnost i temperaturu. Raspon temperature i RH u svim eksperimentima bio je 70-90 °F (21.1-32.2 (°C) i 1-39.6%, To jest. Za testiranje nižih RH i/ili viših temperatura, Uzorci hrane i ispiranja držani su u pećnici za sušenje na 100 °C za vrijeme između 30-60 Minuta. Za kontrast, Veće RH vrijednosti postignute su dodavanjem malih količina vode u materijal., Nakon homogenizacije. Nakon što je RH i temperatura izmjerena na svakom uzorku hrane, Sledeći korak je bio da se uspostavi polaritet elektroda., Brzina i napon do željenog nivoa. Razlike su konstantne na 0.4 Inča (10.2 Mm) Tokom testnih kampanja za uzorke jalovine i itabirita.
Prije svakog testa, Prikupljen je mali poduzorak hrane koji sadrži oko 20 g (označen kao ' sažetak sadržaja '). Nakon postavljanja sve operacije varijable, materijal je uhranjen u glavni znak za razdvajanje koji koristi elektricnu vibracionu hranu kroz centar za osnovni znak za razdvajanje.. Uzorci su prikupljeni na kraju svakog eksperimenta i težine proizvoda 1 (označen kao ' E1 ') i kraj proizvoda 2 (označen kao ' E2 ') su odluиni da koriste ljestvica za brojanje na zakonsku razmjenu. Nakon svakog testa, Mali poduzorci koji sadrže približno 20 G od E1 i E2 su takođe prikupljeni. Masovni prinosi na E1 i E2 su opisani:
GdeYE1 i YE2 Masovni prinosi za E1 i E2, To jest; i da li su težina uzorka prikupljena na separatorske proizvode E1 i E2, To jest. Za oba uzorka, Fe koncentracija je povećana na proizvod E2.
Za svaki komplet uzoraka (jest., Hraniti, E1 i E2) LOI i glavni sastav oksida XRF je određen. Fe2 O3 Sadržaj je određen vrednostima. Za jalovinu uzorak LOI će se direktno odnositi na sadržaj getita u uzorku, jer će funkcionalne hidroksilne grupe u getitu oksidirati u H2 Og [10]. Suprotno, za uzorak itabirita LOI će se direktno odnositi na sadržaj karbonata u uzorku, Kalcijum i magnezijum karbonati će se razložiti u svoje glavne okside, što rezultira oslobađanjem SARADNJU2g i sekvencijalni uzorak gubitak težine. XRF perle su pripremljene miješanjem 0.6 Grami mineralnih uzoraka sa 5.4 Grami litijum tetraborata, koji je odabran zbog hemijskog sastava i jalovine i itabiritnih uzoraka. XRF analiza je normalizovana za LOI.
Konačno, Fe oporavak EFe na proizvod (E2) i SiO2 Odbijanje QDa Kalkulacije su. EFe je procenat Fe koji se oporavi u koncentratu u odnosu na originalni uzorak hrane i Qsio2 Procenat uklonjenih iz originalnog uzorka hrane. EFe i QDa su opisane od strane:
Gde Csam,(hraniti,E1,E2) Normalizovani procenat koncentracije za komponentu poduzorka i (npr., Fe, sio2)
Uzorci mineralogije
XRD obrazac koji pokazuje glavne mineralne faze za jalovine i uzorke itabirita prikazan je u smokvi 4. Za uzorak jalovine glavne Fe povratne faze su getit., Hematit i magnetit, Glavni mineral gangue je kvarc. (Smokvu 4). Za uzorak itabirita glavne Fe nadoknadive faze su hematit i magnetit, a glavni minerali gangue su kvarc i dolomit.. Magnetit se pojavljuje u tragovima u oba uzorka.. Čisti hematit, goethite, i magnetita sadrže 69.94%, 62.85%, 72.36% Fe, To jest.
D obrasci. A – Uzorak jalovine, B – Itabirite uzorak
Eksperimenti na klupi
Na svakom uzorku minerala izvršen je niz probnih vožnji čiji je cilj maksimiziranje Fe i smanjenje SiO2 Sadržaj. Vrste koje se koncentrišu na E1 će biti indikativne za negativno ponašanje punjenja, dok se vrste koncentrišu na E2 na pozitivno ponašanje punjenja.. Veće brzine pojasa bile su povoljne za obradu uzorka jalovine; Međutim, Utvrđeno je da je samo efekat ove promenljive manje značajan za uzorak itabira..
Prosječni rezultati za uzorke jalovine i itabirita predstavljeni su u smokvi 5, koji su izračunati od 6 i 4 Eksperimente, To jest. Smokvu 5 predstavlja prosečan prinos mase i hemiju za hranu i proizvode E1 i E2. Osim toga, Svaka parcela predstavlja poboljšanje ili smanjenje koncentracije (E2- Hraniti) za svaku komponentu uzorka npr., Fe, SiO2 Pozitivne vrednosti su povezane sa povećanjem koncentracije na E2., Negativne vrednosti su povezane sa smanjenjem koncentracije na E2..
Sl.5. Prosječni prinosi mase i hemija za hranu, E1 i E2 proizvodi. Trake grešaka predstavljaju 95% Intervali pouzdanosti.
Sadržaj uzorka Fe povećan je od 29.89% da 53.75%, u prosjeku, u masovnom prinosu YE2 – ili globalni oporavak mase – od 23.30%. Ovo se odnosi na oporavak ( Odbijanje silicijuma (QE2 ) vrijednosti od 44.17% i 95.44%, To jest. Sadržaj LOI-a povećan je od 3.66% da 5.62% što ukazuje na to da je povećanje sadržaja Fe povezano sa povećanjem sadržaja getita (Smokvu 5).
Za itabirit uzorak Fe sadržaj je povećan od 47.68% da 57.62%, u prosjeku, u masovnom prinosu YE2 -od 65.0%. Ovo se odnosi na oporavak EFe( Odbijanje silicijuma (Qsio2) vrijednosti od 82.95% i 86.53%, To jest. The LOI, Sadržaj MgO i CaO povećan je od 4.06% da 5.72%, 1.46 da 1.87% i od 2.21 da 3.16%, To jest, što ukazuje na to da se dolomit kreće u istom smjeru kao i minerali koji nose Fe (Smokvu 5).
Za oba uzorka,AL2 O3 , MnO i P se naplaćuju u istom smjeru kao i minerali koji nose Fe. (Smokvu 5). Smanjenje koncentracije ove tri vrste, Kombinovana koncentracija SiO2, AL2 , O3 , YE2 MnO i P se smanjuju za oba uzorka, i stoga je ukupni učinak postignut korištenjem separatora na vrhu klupe poboljšanje u proizvodu Fe razreda i smanjenje koncentracije zagađivača.
Ukupno, Benchtop testiranje pokazalo je dokaze o efikasnom punjenju i odvajanju čestica gvožđa i silicijuma. Obećavajući rezultati laboratorijske skale sugeriraju da se trebaju obaviti testovi pilotske skale, uključujući prvu i drugu propusnicu..
Diskusiju
Eksperimentalni podaci sugeriraju da je STET separator rezultirao značajnim povećanjem sadržaja Fe, istovremeno smanjujući SiO2 Sadržaj.
Pokazano je da triboelektrostatičko odvajanje može rezultirati značajnim povećanjem sadržaja Fe, Diskusija o značaju rezultata, o maksimalnom mogućem Fe sadržaju i o zahtjevima za hranom tehnologije.
Za početak, Važno je raspravljati o očiglednom ponašanju punjenja mineralnih vrsta u oba uzorka.. Za uzorak jalovine glavne komponente su Fe oksidi i kvarc, a eksperimentalni rezultati su pokazali da su se Fe oksidi koncentrirali na E2, dok se kvarc koncentrirao na E1.. Na pojednostavne načine, moglo bi se reci da su cestice fe oksida dobile pozitivan naboj i da su kvarcne cestice dobile negativan naboj. Ovo ponašanje je u skladu sa triboelektrostatičkom prirodom oba minerala, kao što je pokazao Ferguson. (2010) [12]. Tablica 4 Prividni triboelektrični red za odabrane minerale na osnovu induktivne separacije, i pokazuje da se kvarc nalazi na dnu serije punjenja dok se goethite, Magnetit i hematit se nalaze više u seriji.. Minerali na vrhu serije imaju tendenciju da naelektrišu pozitivno, dok minerali na dnu imaju tendenciju da dobiju negativno naelektrisanje.
S druge strane, Za uzorak itabira, glavne komponente su hematit., kvarc i dolomit i eksperimentalni rezultati pokazali su da su se Fe oksidi i dolomit koncentrirali na E2, dok se kvarc koncentrirao na E1. To ukazuje na to da su čestice hematita i dolomita dobile pozitivan naboj, dok su čestice kvarca dobile negativno naelektrisanje.. Kako se može vidjeti za stolom 4, karbonati se nalaze na vrhu tribo-elektrostatičke serije, što ukazuje na to da karbonatne čestice imaju tendenciju da dobiju pozitivno naelektrisanje, da se koncentriše na E2. Dolomit i hematit su koncentrisani u istom pravcu., To ukazuje na to da je ukupni efekat čestica hematita u prisustvu kvarca i dolomita bio da se dobije pozitivan naboj..
Smer kretanja mineraloških vrsta u svakom uzorku je od najvećeg interesa., jer će odrediti maksimalnu dostižnu Fe ocjenu koja se može dobiti pomoću jednog prolaza pomoću tehnologije razdvajanja tribo-elektrostatičkog pojasa.
Za uzorke jalovine i itabira, maksimalni mogući sadržaj Fe će biti određen sa tri faktora:: sam) Količina Fe u Fe-nosivim mineralima; ii) Minimalni kvarc (SiO2 ) sadržaja koji se može realizovati i; iii) Broj zagađivača koji se kreću u istom smjeru kao i minerali koji nose Fe. Za uzorak jalovine glavni zagađivači koji se kreću u istom smjeru Fe-nosivih minerala su Al2 O3 MnO nosni minerali, dok je za itabiritni uzorak glavni zagađivači CaO MgO Al2 O3 nosni minerali.
| Naziv minerala | Naplata stečena (ocigledno) |
|---|---|
| Apatit | +++++++ |
| karbonati | ++++ |
| Monacit | ++++ |
| Titanomagnetit | . |
| ilmenit | . |
| Rutil | . |
| leucoxene | . |
| Magnetit/hematit | . |
| Spinels | . |
| Garnet | . |
| Staurolite | - |
| Alterisani ilmenit | - |
| Goethite | - |
| cirkon | -- |
| Epidot | -- |
| Tremolite | -- |
| Hidro silikati | -- |
| aluminosilikati | -- |
| Turmalin | -- |
| aktinolit | -- |
| Piroksen | --- |
| Titanit | ---- |
| Feldspatski | ---- |
| Kvarc | ------- |
Tablica 4. Prividna triboelektrična serija za odabrane minerale na osnovu induktivne separacije. Originalni naziv: D.N Ferguson (2010) [12].
Za uzorke, Sadržaj Fe je izmeren na 29.89%. XRD podaci pokazuju da je dominantna faza getit., Praćen hematitom, i stoga bi maksimalni mogući sadržaj Fe ako bi bilo moguće čisto razdvajanje bilo između 62.85% i 69.94% (Fe sadržaj čistog getita i hematita, To jest). Sada, Čista separacija nije moguća kao Al2, O3 MnO Minerali koji nose P, kreću se u istom smjeru kao i minerali koji nose Fe., Stoga će svako povećanje sadržaja Fe takođe rezultirati povećanjem ovih zagađivača.. Onda, Povećanje sadržaja fe, Količina kvarca na E2 mora biti značajno smanjena do tačke u kojoj kompenzuje kretanje kvarca. , MnO i P za proizvod (E2). Kao što je prikazano u tabeli 4, Kvarc ima jaku tendenciju da dobije negativno naelektrisanje., i stoga u odsustvu drugih minerala koji imaju očigledno negativno ponašanje punjenja biće moguće značajno smanjiti njegov sadržaj na proizvod. (E2) pomoću tehnologije razdvajanja triboelektrostatičkog pojasa.
Na primjer, ako pretpostavimo da je sav sadržaj Fe u uzorku jalovine povezan sa getitom (FeO(Oh)), Jedini gangue oksidi su SiO2, Al2O3 i MnO, Sadržaj proizvoda bi bio dat od strane:
Fe(%)=(100-SiO2 – (Al2 O3 + MnO*0.6285
Gde, 0.6285 Procenat Fe u čistom getitu. Eq.4 prikazuje konkurentski mehanizam koji se odvija za koncentraciju Fe kao AL2O3 + MnO povećava dok SiO2 smanjuje.
Za uzorak itabirita sadržaj Fe je mjeren na 47.68%. XRD podaci ukazuju na to da je dominantna faza hematit i stoga bi maksimalni mogući sadržaj Fe ako bi bilo moguće čisto razdvajanje bilo blizu 69.94% (Fe sadržaj čistog hematita). Kao što je diskutovano za uzorak jalovine, čisto odvajanje neće biti moguće kao CaO, MgO, Al2 O3 Minerali se kreću u istom pravcu kao i hematit., Povećanje sadržaja Fe SiO2 Sadržaj treba da bude smanjen. Pod pretpostavkom da je cjelokupni sadržaj Fe u ovom uzorku povezan sa hematitom (Fe2O3) Jedini oksidi sadržani u mineralima gangue su SiO2, CaO, MgO, Al2O3 i MnO; Sadržaj Fe u proizvodu će biti dat od strane:
Fe(%)=(100-SiO2-CaO+MgO+Al2O3+MnO+LOI*0.6994
Gde, 0.6994 Procenat Fe u čistom hematitu. Treba napomenuti da Eq.5 uključuje LOI, Eq.4 nije podržan. Primjer itabirita, LOI je povezan sa prisustvom karbonata, dok je za uzorak jalovine povezan sa Fe-nosivim mineralima..
Očigledno, Za uzorke jalovine i itabirita moguće je značajno povećati sadržaj Fe smanjenjem sadržaja SiO2; Međutim, Kao što je prikazano u Eq.4 i Eq.5, maksimalni mogući sadržaj Fe bit će ograničen smjerom kretanja i koncentracijom oksida povezanih s mineralima gangue.
U principu, koncentracija Fe u oba uzorka mogla bi se dodatno povećati pomoću drugog prolaza na STET separatoru u kojem CaO,MgO Al2 O3 i MnOMinerali koji nose mogu se odvojiti od Fe-noseći minerala. Takvo razdvajanje bi bilo moguće ako bi većina kvarca u uzorku uklonjena tokom prvog prolaza.. U nedostatku kvarca, Neki od preostalih minerala gangue bi u teoriji trebali naelektrisati u suprotnom smjeru od getita., Hematit i magnetit, što bi rezultiralo povećanjem sadržaja Fe. Na primjer, za uzorak itabirita i temelji se na lokaciji dolomita i hematita u triboelektrostatičkim serijama (Vidi stol 4), Odvajanje dolomita i hematita treba da bude moguće jer dolomit ima jaku tendenciju pozitivnog naelektrisanja u odnosu na hematit..
Nakon diskusije o maksimalnom mogućem Fe sadržaju, potrebna je diskusija o zahtevima za ishranu za tehnologiju.. STET tribo-elektrostatički separator pojasa zahtijeva da materijal za hranu bude suh i fino mljeven. Veoma male količine vlage mogu imati veliki uticaj na diferencijalno tribo-punjenje i stoga vlagu hrane treba smanjiti na <0.5 wt.%. Osim toga, Materijal za ishranu treba da bude dovoljno fin da oslobodi gangue materijale i da bude najmanje 100% prolazak mesh 30 (600 Um). Bar što se tiče uzorka, Materijal mora biti odvodan nakon čega slijedi faza toplotnog sušenja., Za itabiritni uzorak brušenja u kombinaciji sa, ili prateći, Toplotno sušenje je neophodno pre korišćenja STET separatora.
Uzorak jalovine dobijen je iz postojećeg kruga detanko-flotacije-magnetne koncentracije i prikupljen direktno iz jalovine brane.. Tipična pasta vlaga od jalovine treba da bude oko 20-30% i stoga bi se jalovina trebala osušiti pomoću odvajanja tekućine i čvrste tvari (odvodnjavanje) Termičko sušenje i deaglomeracija. Preporučuje se upotreba mehaničkog odvodnjavanja pre sušenja, jer mehaničke metode imaju relativno nisku potrošnju energije po jedinici tečnosti uklonjene u poređenju sa termičkim metodama.. Otprilike 9.05 Btu se zahteva po kilogramu vode koja se eliminiše filtracijom dok se toplotno sušenje, s druge strane, zahtijeva oko 1800 Btu po kilogramu vode isparava [13]. Troškovi povezani sa preradom jalovine gvožđa na kraju će zavisiti od minimalne dostižne vlage tokom odvodnjavanja i od energetskih troškova povezanih sa sušenjem..
Uzorak itabirita dobijen je direktno iz formiranja itabiritnog gvožđa i stoga bi za obradu ovog uzorka materijal morao da se podvrgne drobljenju i glodanju, nakon čega bi usledilo termičko sušenje i deaglomeracija.. Jedna od mogućih opcija je upotreba toplog vazduha pometenih valjaka, u kojoj se dvostruko brušenje i sušenje može postići u jednom koraku. Troškovi vezani za preradu rude itabirita zavisiće od vlage hrane, Granulometrija hrane i o energetskim troškovima povezanim sa glodanjem i sušenjem.
Za oba uzorka potrebna je deaglomeracija nakon što se materijal osuši kako bi se osiguralo oslobađanje čestica jedna od druge.. Deaglomeracija se može izvesti u kombinaciji sa fazom toplotnog sušenja., Omogućavanje efikasnog prenosa toplote i uštede energije.
Rezultati bench-scale predstavljeni ovdje pokazuju snažne dokaze o punjenju i odvajanju Fe-nosivih minerala od kvarca pomoću odvajanja triboelektrostatičkog pojasa.
Sadržaj uzorka Fe povećan je od 29.89% da 53.75%, u prosjeku, u masovnom prinosu od 23.30%, Fe oporavak i vrednosti odbacivanja silicijuma 44.17% i 95.44%, To jest. Za itabirit uzorak Fe sadržaj je povećan od 47.68 % da 57.62%, u prosjeku, u masovnom prinosu od 65.0%, Fe oporavak i vrednosti odbacivanja silicijuma 82.95% i 86.53%, To jest. Ovi rezultati su završeni na separatoru koji je manji i manje efikasan od STET komercijalnog separatora..
Eksperimentalni nalazi ukazuju na to da će za uzorke jalovine i itabirita maksimalni mogući sadržaj Fe zavisiti od minimalnog dostižnog sadržaja kvarca.. Osim toga, Postizanje viših Fe razreda može biti moguće pomoću drugog prolaza na separatoru STET pojasa.
Rezultati ove studije su dokazali da se niskogradnje kazne od željezne ore mogu nadograditi sredstvima STET tribo-elektrostatičkog separatora pojasa. Preporučuje se dalji rad na skali pilot postrojenja kako bi se odredio stepen koncentrata gvožđa i oporavak koji se može postići. Na osnovu iskustva, oporavak proizvoda i/ili ocjena značajno će se poboljšati na obradi pilot skale, u odnosu na uređaj za testiranje na klupi koji se koristi tokom ovih ispitivanja željezne rude. STET tribo-elektrostatički proces separacije može ponuditi značajne prednosti u odnosu na konvencionalne metode obrade za novčane kazne željezne rude..
