Επιλέξτε γλώσσα:
Lucas Rojas Μεντόζα, ST εξοπλισμός & Τεχνολογία, ΗΠΑ
lrojasmendoza@steqtech.com
Φρανκ Hrach, ST εξοπλισμός & Τεχνολογία, ΗΠΑ
Kyle Flynn, ST εξοπλισμός & Τεχνολογία, ΗΠΑ
Abhishek Gupta, ST εξοπλισμός & Τεχνολογία, ΗΠΑ
ST εξοπλισμός & Τεχνολογία LLC (STET) έχει αναπτύξει ένα νέο σύστημα επεξεργασίας με βάση τον TRIBO-ηλεκτροστατικό διαχωρισμό ζωνών που παρέχει στη βιομηχανία επεξεργασίας ορυκτών ένα μέσο για να beneficiate τα λεπτά υλικά με μια ενεργειακά αποδοτική και εξ ολοκλήρου ξηρά τεχνολογία. Σε αντίθεση με άλλες διεργασίες ηλεκτροστατικού διαχωρισμού που συνήθως περιορίζονται σε σωματίδια >75µm σε μέγεθος, ο διαχωριστής ζωνών triboelectric ΣΤΕΤ είναι κατάλληλος για το χωρισμό του πολύ λεπτού (<1µm) για μέτρια χοντρή (500µm) Σωματίδια, με πολύ υψηλή διαπερατίωση. Η tribo-ηλεκτροστατική τεχνολογία STET έχει χρησιμοποιηθεί για την επεξεργασία και τον εμπορικό διαχωρισμό ενός ευρέος φάσματος βιομηχανικών ορυκτών και άλλων ξηρών κοκκωδών σκονών. Εδώ, παρουσιάζονται αποτελέσματα σε κλίμακα πάγκου σχετικά με την αξιοποίηση των λεπτών σωματιδίων μεταλλεύματος Fe χαμηλής ποιότητας χρησιμοποιώντας τη διαδικασία διαχωρισμού ιμάντα STET. Δοκιμές σε κλίμακα πάγκου κατέδειξαν την ικανότητα της τεχνολογίας STET να ανακτά ταυτόχρονα Fe και να απορρίπτει SiO2 από μεταλλεύματα ιταβιδίτη με D50 60μm και εξαιρετικά λεπτά απορρίμματα κατεργασίας Fe με D50 20μm. Η τεχνολογία STET παρουσιάζεται ως εναλλακτική λύση για την αξιοποίηση των λεπτών σωματιδίων Fe που δεν μπορούσαν να αντιμετωπιστούν με επιτυχία μέσω παραδοσιακών κυκλωμάτων ροής λόγω της κοκκομετρίας και της ορυκτολογίας τους.
Μετάλλευμα του σιδήρου είναι η τέταρτη πιο συχνή στοιχείο στη γήινη κρούστα [1]. Ο σίδηρος είναι απαραίτητο να παραγωγής χάλυβα και, ως εκ τούτου, ένα βασικό υλικό για την παγκόσμια οικονομική ανάπτυξη [1-2]. Σίδηρο χρησιμοποιείται επίσης ευρέως στην κατασκευή και την κατασκευή των οχημάτων [3]. Περισσότερους πόρους μετάλλευμα σιδήρου που αποτελείται από μεταμορφωμένους Ενστρωμένοι σιδηρούχοι σχηματισμοί (BIF) στην οποία σιδήρου βρίσκεται συνήθως με τη μορφή οξειδίων του, υδροξείδια και σε μικρότερο βαθμό ανθρακικά άλατα [4-5]. Ένας ιδιαίτερος τύπος σχηματισμούς σιδήρου με το υψηλότερο περιεχόμενο ανθρακικού άλατος είναι δολομίτη itabirites που είναι ένα προϊόν του dolomitization και metamorphism των BIF καταθέσεων [6]. Οι μεγαλύτερες καταθέσεις μεταλλεύματος σιδήρου στον κόσμο μπορούν να βρεθούν στην Αυστραλία, Κίνα, Καναδάς, Ουκρανία, Ινδία και τη Βραζιλία [5].
Η χημική σύνθεση του μεταλλεύματα σιδήρου έχει μια φαινομενική ευρύ φάσμα στη χημική σύνθεση ειδικά για το περιεχόμενο Fe και συσχετισμένο στείρων πετρωμάτων [1]. Μεγάλες σίδερο ορυκτά που συνδέονται με τα περισσότερα από τα μεταλλεύματα σιδήρου είναι Αιματίτης, γαιτίτης, λειμωνίτη και μαγνητίτη [1,5]. Οι κύριες επιμολύνσεις σε μεταλλεύματα σιδήρου είναι SiO2 και Al2O3 [1,5,7]. Τα τυπικά μέταλλα ρουλεμάν πυριτίου και αλουμίνας που υπάρχουν σε μεταλλεύματα είναι χαλαζία, καολινίτη, Γιββσίτης, διασποράς και κορούνδιο. Από αυτούς παρατηρείται συχνά ότι ο χαλαζίας είναι το μέσο πυρίτιο που φέρει το μετάλλευμα και καολίνης και Γιββσίτης είναι τα δύο-κύρια μεταλλεύματα ρουλεμάν αλουμίνας [7].
Η εξόρυξη σιδηρομεταλλεύματος πραγματοποιείται κυρίως μέσω ανοικτών εργασιών εξόρυξης pit, που οδήγησαν σε σημαντική παραγωγή [2]. Το σύστημα παραγωγής σιδηρομεταλλεύματος συνήθως περιλαμβάνει τρία στάδια: Εξόρυξης, επεξεργασία και την παραγωγή σφαιριδίων. Από αυτές τις, εξασφαλίζει ότι επιτυγχάνεται επαρκής βαθμός σιδήρου και χημεία πριν από το στάδιο της. Η επεξεργασία περιλαμβάνει σύνθλιψη, Ταξινόμηση, άλεση και συγκέντρωση με στόχο την αύξηση της περιεκτικότητας σε σίδηρο, μειώνοντας παράλληλα την ποσότητα των μετάλλων [1-2]. Κάθε κοίτασμα έχει το δικό του μοναδικά χαρακτηριστικά όσον αφορά το σίδηρο και γαιώδεις προσμείξεις που φέρουν μεταλλικά στοιχεία, και ως εκ τούτου απαιτεί μια διαφορετική συγκέντρωση τεχνική [7].
Μαγνητικός διαχωρισμός είναι συνήθως χρησιμοποιείται σε το ο εμπλουτισμός του υψηλού βαθμού μεταλλεύματα σιδήρου όπου τα ορυκτά δεσπόζουσα σιδήρου είναι σιδηρο και παραμαγνητικής [1,5]. Υγρή και ξηρή χαμηλής έντασης μαγνητικού διαχωρισμού (LIMS) τεχνικές που χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία μεταλλευμάτων με ισχυρές μαγνητικές ιδιότητες όπως μαγνητίτη ενώ υγρό υψηλής έντασης μαγνητικού διαχωρισμού χρησιμοποιείται για να χωρίσει τα ορυκτά που φέρουν Fe με αδύναμη μαγνητικές ιδιότητες όπως αιματίτης από στείρων πετρωμάτων. Σίδηρος μεταλλεύματα τέτοια γαιτίτης και λειμωνίτη βρίσκονται συνήθως σε ταμιευτήρες απορριμμάτων και δεν χωρίζει πολύ καλά από τεχνική είτε [1,5]. Οι μαγνητικές μέθοδοι παρουσιάζουν προκλήσεις από την άποψη της χαμηλής χωρητικότητάς τους και από την άποψη της απαίτησης για το μετάλλευμα σιδήρου να είναι ευπαθή σε μαγνητικά πεδία [5].
Επίπλευση, Από την άλλη, χρησιμοποιείται για να μειώσει το περιεχόμενο των προσμείξεων σε χαμηλής ποιότητας μεταλλεύματα σιδήρου [1-2,5]. Μεταλλεύματα σιδήρου μπορούν να συγκεντρώνονται είτε με άμεση ανιονικές επίπλευση των οξειδίων σιδήρου ή αντίστροφη κατιονικές επίπλευσης διοξειδίου του πυριτίου, Ωστόσο η αντίστροφη κατιονικές επίπλευσης παραμένει η πιο δημοφιλής διαδρομή επίπλευσης χρησιμοποιείται στη βιομηχανία σιδήρου [5,7]. Η χρήση της επίπλευσης της περιορίζεται από το κόστος των αντιδραστηρίων, η παρουσία του πυριτίου και πλούσια σε αλουμίνα slimes και την παρουσία των ανθρακικών ορυκτών [7-8]. Επιπλέον, επίπλευση απαιτεί την επεξεργασία των λυμάτων και η χρήση των κατάντη αφυδάτωσης για τελικές εφαρμογές ξηρού [1].
Η χρήση της επίπλευσης για τη συγκέντρωση του σιδήρου περιλαμβάνει επίσης desliming ως πλωτά παρουσία πρόστιμα αποτελέσματα σε μειωμένη απόδοση και υψηλή αντιδραστήριο κόστος [5,7]. Desliming είναι ιδιαίτερα κρίσιμο για την αφαίρεση της αλουμίνας ως ο διαχωρισμός του Γιββσίτης από αιματίτη ή γαιτίτης από οποιεσδήποτε ουσίες επιφανειακής δράσης είναι αρκετά δύσκολο [7]. Μεγαλύτερο μέρος της αλουμίνας που φέρουν μεταλλικά στοιχεία παρουσιάζεται στην περιοχή μέγεθος λεπτότερα (<20Um) που επιτρέπει την απομάκρυνση μέσω desliming. Συνολική, μια υψηλή συγκέντρωση των προστίμων (<20Um) και αλουμίνας αυξάνει τη δόση απαιτείται κατιονικές συλλέκτη και μειώνει δραματικά την επιλεκτικότητα [5,7].
Επιπλέον, η παρουσία ανθρακικών ορυκτών – όπως στους δολομιτικούς ιταμπιρίτες- μπορεί επίσης να επιδεινώσει την επιλεκτικότητα επίπλευσης μεταξύ ορυκτών σιδήρου και χαλαζία, καθώς τα σιδηρομεταλλεύματα που περιέχουν ανθρακικά άλατα όπως ο δολομίτης δεν επιπλέουν πολύ επιλεκτικά. Τα διαλυμένα ανθρακικά είδη προσροφώνται στις επιφάνειες χαλαζία βλάπτοντας την επιλεκτικότητα της επίπλευσης [8]. Η επίπλευση μπορεί να είναι αρκετά αποτελεσματική στην αναβάθμιση σιδηρομεταλλεύματος χαμηλής ποιότητας, αλλά εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ορυκτολογία του μεταλλεύματος [1-3,5]. Η επίπλευση σιδηρομεταλλεύματος που περιέχει υψηλή περιεκτικότητα σε αλουμίνα θα είναι δυνατή μέσω απολίνωσης εις βάρος της συνολικής ανάκτησης σιδήρου [7], ενώ η επίπλευση σιδηρομεταλλεύματος που περιέχουν ανθρακικά ορυκτά θα είναι δύσκολη και ενδεχομένως ανέφικτη [8].
Τα σύγχρονα κυκλώματα επεξεργασίας ορυκτών που φέρουν Fe μπορεί να περιλαμβάνουν τόσο βήματα επίπλευσης όσο και μαγνητικής συγκέντρωσης [1,5]. Για παράδειγμα,, η μαγνητική συγκέντρωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο λεπτό ρεύμα από το στάδιο αποκόλλησης πριν από την επίπλευση και στις απορρίψεις επίπλευσης. Η ενσωμάτωση μαγνητικών συμπυκνωτών χαμηλής και υψηλής έντασης επιτρέπει την αύξηση της συνολικής ανάκτησης σιδήρου στο κύκλωμα επεξεργασίας με την ανάκτηση ενός κλάσματος των ορυκτών σιδήρου και παραμαγνητικού σιδήρου όπως ο μαγνητίτης και ο αιματίτης [1]. Ο γαιθίτης είναι συνήθως το κύριο συστατικό πολλών ρευμάτων απόρριψης φυτών σιδήρου λόγω των ασθενών μαγνητικών ιδιοτήτων του [9]. Ελλείψει περαιτέρω κατάντη επεξεργασίας για τα απορριπτόμενα ρεύματα από μαγνητική συγκέντρωση και επίπλευση, τα πρόστιμα που απορρίπτονται θα καταλήξουν να απορρίπτονται σε φράγμα τελμάτων [2]. Η διάθεση και η επεξεργασία απορριμμάτων κατεργασίας έχουν καταστεί ζωτικής σημασίας για την προστασία του περιβάλλοντος και την ανάκτηση τιμαλφών σιδήρου, Αντίστοιχα, και, ως εκ τούτου, η σημασία της επεξεργασίας απορριμμάτων κατεργασίας σιδηρομεταλλεύματος στην εξορυκτική βιομηχανία έχει αυξηθεί σε σημασία [10].
Σαφώς, η επεξεργασία των απορριμμάτων κατεργασίας από τα παραδοσιακά κυκλώματα εμπλουτισμού του σιδήρου και η επεξεργασία του δολομιτικού ιταβιρίτη αποτελεί πρόκληση μέσω των παραδοσιακών φύλλων ροής απολίνωσης-επίπλευσης-μαγνητικής συγκέντρωσης λόγω της ορυκτολογίας και της κοκκομετρίας τους, και, ως εκ τούτου, μπορεί να ενδιαφέρουν εναλλακτικές τεχνολογίες εμπλουτισμού, όπως ο τριβο-ηλεκτροστατικός διαχωρισμός, ο οποίος είναι λιγότερο περιοριστικός όσον αφορά την ορυκτολογία του μεταλλεύματος και επιτρέπει την επεξεργασία των λεπτών σωματιδίων.
Ο tribo-ηλεκτροστατικός χωρισμός χρησιμοποιεί τις ηλεκτρικές διαφορές δαπανών μεταξύ των υλικών που παράγονται από την επαφή επιφάνειας ή triboelectric τη φόρτιση. Με απλοϊκούς τρόπους, όταν δύο υλικά είναι σε επαφή, το υλικό με υψηλότερη συγγένεια για ηλεκτρόνια κερδίζει ηλεκτρόνια φορτίζει έτσι αρνητικά, ενώ το υλικό με τη χαμηλότερη συγγένεια ηλεκτρονίων χρεώνει θετικό. Κατ' αρχήν,, τα χαμηλής ποιότητας λεπτά σιδηρομεταλλεύματος και οι δολομιτικοί ιταβιρίτες που δεν μπορούν να υποστούν επεξεργασία μέσω συμβατικής επίπλευσης και/ή μαγνητικού διαχωρισμού θα μπορούσαν να αναβαθμιστούν με την εκμετάλλευση της διαφορικής ιδιότητας φόρτισης των ορυκτών τους [11].
Εδώ παρουσιάζουμε τον τριμερο-ηλεκτροστατικό διαχωρισμό ζωνών STET ως πιθανή οδό ευεργεσίας για τη συγκέντρωση εξαιρετικά λεπτών υπολειμμάτων σιδηρομεταλλεύματος και την αξιοποίηση του δολομιτικού ιταβιριτικού ορυκτού. Η διαδικασία STET παρέχει στη βιομηχανία επεξεργασίας ορυκτών μια μοναδική δυνατότητα χωρίς νερό για την επεξεργασία ξηρών ζωοτροφών. Η φιλική προς το περιβάλλον διαδικασία μπορεί να εξαλείψει την ανάγκη για υγρή επεξεργασία, κατάντη επεξεργασία υγρών αποβλήτων και απαιτούμενη ξήρανση του τελικού υλικού. Επιπλέον, Η διαδικασία STET απαιτεί μικρή προεπεξεργασία του ορυκτού και λειτουργεί σε υψηλή 40 τόνοι ανά ώρα. Η κατανάλωση ενέργειας είναι μικρότερη από 2 κιλοβατώρα ανά τόνο επεξεργασμένου υλικού.
Υλικά
Δύο λεπτά χαμηλής ποιότητας μεταλλεύματα σιδήρου χρησιμοποιήθηκαν σε αυτήν την σειρά δοκιμών. Το πρώτο μετάλλευμα αποτελέσθηκε από ένα δείγμα ουρών μεταλλεύματος λεπτών FE με ένα D50 20 µm και το δεύτερο δείγμα ενός itabirite δείγματος μεταλλεύματος σιδήρου με D50 60 µm. Και τα δύο δείγματα παρουσιάζουν προκλήσεις κατά τη διάρκεια της εμπλουτισμός τους και δεν μπορούν να υποστούν αποτελεσματική επεξεργασία μέσω των παραδοσιακών κυκλωμάτων αποσυμπύκνωσης-επίπλευσης και μαγνητικής συγκέντρωσης λόγω της κοκκομετρία τους και της ορυκτολογία τους. Και τα δύο δείγματα ελήφθησαν από τις εργασίες εξόρυξης στη Βραζιλία.
Το πρώτο δείγμα αποκτήθηκε από ένα υπάρχον κύκλωμα αποσυμπύκνωσης-επίπλευσης-μαγνητικής συγκέντρωσης. Το δείγμα συλλέχθηκε από ένα φράγμα, στη συνέχεια αποξηραμένα, ομογενοποιημένα και συσκευασμένα. Το δεύτερο δείγμα είναι από ένα σχηματισμό σιδήρου itabirite στη Βραζιλία. Το δείγμα ήταν θρυμματισμένο και ταξινομημένο κατά μέγεθος και το πρόστιμο κλάσμα που λαμβάνεται από το στάδιο της ταξινόμησης αργότερα υποχώρησε σε διάφορα στάδια της αποsliming μέχρι D98 του 150 µm επιτεύχθηκε. Το δείγμα ήταν έπειτα ξηρό, ομογενοποιημένα και συσκευασμένα.
Διανομές μεγέθους σωματιδίων (Psd) προσδιορίστηκε χρησιμοποιώντας μια συσκευή ανάλυσης μεγέθους σωματιδίων περίθλασης λέιζερ, Μάστερς ενός Μάλβερν 3000 Ε. Και τα δύο δείγματα χαρακτηρίστηκαν επίσης από loss-on-ignition(LOI), XRF και XRD. Η απώλεια κατά την ανάφλεξη (LOI) καθορίστηκε με την τοποθέτηση 4 γραμμάρια δείγματος σε 1000 κλίβανος ºC για 60 πρακτικά και την υποβολή εκθέσεων για την LOI σε βάση που. Η ανάλυση χημικής σύνθεσης ολοκληρώθηκε με τη χρήση φθοριολογικής ακτίνας x διασποράς μήκους κύματος (WD-XRF) και οι κύριες κρυσταλλικές φάσεις διερευνήθηκαν με τεχνική XRD.
Η χημική σύνθεση και loi για το δείγμα απορριμμάτων (Ουρές), και για το itabirite δείγμα σχηματισμού σιδήρου (Ιταμπιρίτης), εμφανίζεται στον πίνακα 1 και οι κατανομές μεγέθους σωματιδίων και για τα δύο δείγματα 1. Για το δείγμα απορριμμάτων οι κύριες ανακτήσιμες φάσεις fe είναι goethite και hematite, και το κύριο ορυκτό gangue είναι χαλαζία (Εικόνα 4). Για το δείγμα itabirite οι κύριες ανακτήσιμες φάσεις fe είναι hematite, και τα κύρια ορυκτά gangue είναι χαλαζία και δολομίτης (Εικόνα 4).
Πίνακας 1. Αποτέλεσμα χημικής ανάλυσης για σημαντικά στοιχεία στα δείγματα απορριμμάτων και Itabirite.
| Δείγμα | Βαθμού (wt%) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fe | Sio2 | Al2O3 | ΜΝΟ | Mgo | Cao | ΛΟΙ** | Άλλοι | |
| Ουρές | 30.3 | 47.4 | 4.3 | 1.0 | * | * | 3.4 | 13.4 |
| Ιταμπιρίτης | 47.6 | 23.0 | 0.7 | 0.2 | 1.5 | 2.2 | 4.0 | 21.0 |
Κατανομές μεγέθους σωματιδίων
Μεθόδους
Μια σειρά πειραμάτων σχεδιάστηκαν για να διερευνήσουν την επίδραση των διαφορετικών παραμέτρων στην κίνηση του σιδήρου και στα δύο δείγματα σιδήρου χρησιμοποιώντας stet ιδιόκτητη τεχνολογία διαχωριστικού ζώνης tribo-ηλεκτροστατικής ζώνης. Πειράματα πραγματοποιήθηκαν με τη χρήση ενός πάγκου κλίμακας tribo-ηλεκτροστατικό διαχωριστή ζώνης, εφεξής «διαχωριστής πάγκου». Οι δοκιμές σε κλίμακα πάγκου είναι η πρώτη φάση μιας τριφασικής διαδικασίας εφαρμογής τεχνολογίας (Δείτε τον πίνακα 2) συμπεριλαμβανομένης της αξιολόγησης σε κλίμακα πάγκου, πιλοτικής κλίμακας δοκιμές και εφαρμογή εμπορικής κλίμακας. Ο διαχωριστής που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο των αποδεικτικών στοιχείων της τριμπο-ηλεκτροστατικής φόρτισης και για να προσδιοριστεί εάν ένα υλικό είναι καλός υποψήφιος για ηλεκτροστατική επωφεληση. Οι κύριες διαφορές μεταξύ κάθε εξοπλισμού παρουσιάζονται στον πίνακα 2. Ενώ ο εξοπλισμός που χρησιμοποιείται σε κάθε φάση διαφέρει σε μέγεθος, αρχή της λειτουργίας είναι ουσιαστικά η ίδια.
Πίνακας 2. Τριφασική διαδικασία υλοποίησης με χρήση τεχνολογίας διαχωριστικού ζώνης STET tribo-ηλεκτροστατικής ζώνης
| Φάση | Χρησιμοποιείται για: | Ηλεκτρόδιο Διαστάσεις (Π χ L) cm | Τύπος Διεργασία/ |
|---|---|---|---|
| Κλίμακα πάγκου Αξιολόγηση | Ποιοτική Αξιολόγηση | 5*250 | Παρτίδα |
| Πιλοτική κλίμακα Δοκιμές | Ποσοτική Αξιολόγηση | 15*610 | Παρτίδα |
| Εμπορική Κλίμακα Εφαρμογή | Εμπορική Παραγωγή | 107 *610 | Συνεχή |
Αρχή λειτουργίας STET
Η αρχή λειτουργίας του διαχωριστή στηρίζεται στην τριβο-ηλεκτροστατική φόρτιση. Στο διαχωριστή tribo-ηλεκτροστατική ζώνη (Στοιχεία 2 και 3), υλικό τροφοδοτείται στο στενό χάσμα 0.9 – 1.5 cm μεταξύ δύο παράλληλες planar ηλεκτροδίων. Τα σωματίδια triboelectrically χρεώνονται από Διασωματιδιακές επαφή. Το θετικά φορτισμένο ορυκτό(s) και το αρνητικά φορτισμένο ορυκτό(s) έλκονται από αντίθετα ηλεκτρόδια. Μέσα στα μόρια διαχωριστών σκουπίζονται επάνω από μια συνεχή κινούμενη ζώνη ανοικτός-πλέγματος και μεταφέρονται στις αντίθετες κατευθύνσεις. Η ζώνη είναι κατασκευασμένη από πλαστικό υλικό και μετακινεί τα σωματίδια που γειτνιάζουν με κάθε ηλεκτρόδιο προς τα αντίθετα άκρα του διαχωριστή. Η αντίθετη τρέχουσα ροή των διαχωριστικών μορίων και η συνεχής triboelectric χρέωση από τις συγκρούσεις μορίων-μορίων παρέχουν έναν πολυβάθμια χωρισμό και οδηγεί στην άριστη καθαρότητα και την αποκατάσταση σε μια μονάδα ενιαίος-περασμάτων. Η τεχνολογία διαχωριστή τριβοηλεκτρικής ζώνης έχει χρησιμοποιηθεί για το διαχωρισμό ενός ευρέος φάσματος υλικών, συμπεριλαμβανομένων μειγμάτων υαλώδη αλουμινοϊκικά/άνθρακα (ιπτάμενη τέφρα), ασβεστίτη χαλαζία /, τάλκης/μαγνησίτη, και βαρύτης/χαλαζία.
Συνολική, το σχέδιο διαχωριστών είναι σχετικά απλό με τη ζώνη και τους σχετικούς κυλίνδρους ως μόνα κινούμενα μέρη. Τα ηλεκτρόδια είναι εν στάσει και αποτελείται από ένα κατάλληλα ανθεκτικό υλικό. Το μήκος του διαχωρισμού ηλεκτροδίου είναι περίπου 6 μέτρα (20 Ft.) και το πλάτος 1.25 μέτρα (4 Ft.) για εμπορικές μονάδες πλήρους μεγέθους. Η υψηλή ταχύτητα ζώνης επιτρέπει πολύ υψηλές στροφές, έως 40 τόνοι ανά ώρα για εμπορικές μονάδες πλήρους μεγέθους. Η κατανάλωση ενέργειας είναι μικρότερη από 2 κιλοβατώρες ανά τόνο υλικού επεξεργασμένου με το μεγαλύτερο μέρος της ισχύος που καταναλώνουν δύο κινητήρες που οδηγούν τη ζώνη.
Σχηματική του τριβοηλεκτρικού διαχωριστή ζώνης
Λεπτομέρεια της ζώνης διαχωρισμού
Όπως φαίνεται στον πίνακα 2, η κύρια διαφορά μεταξύ του διαχωριστή πάγκου και των διαχωριστών πιλοτικής κλίμακας και εμπορικής κλίμακας είναι ότι το μήκος του διαχωριστή πάγκου είναι περίπου 0.4 φορές το μήκος των μονάδων πιλοτικής κλίμακας και εμπορικής κλίμακας. Καθώς η απόδοση διαχωριστικού είναι μια λειτουργία του μήκους ηλεκτροδίου, Δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υποκατάστατο των δοκιμών πιλοτικής κλίμακας. Οι δοκιμές πιλοτικής κλίμακας είναι απαραίτητες για να προσδιοριστεί η έκταση του διαχωρισμού που η διαδικασία STET μπορεί να επιτύχει, και να προσδιοριστεί εάν η διαδικασία STET μπορεί να ανταποκριθεί στους στόχους του προϊόντος. Αντί, ο διαχωριστής που χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό των υποψήφιων υλικών που είναι απίθανο να αποδείξουν κάθε σημαντική διάσπαση σε επίπεδο πιλοτικής κλίμακας. Τα αποτελέσματα που λαμβάνονται στην κλίμακα του πάγκο θα είναι μη βελτιστοποιημένα, και ο διαχωρισμός που παρατηρήθηκε είναι μικρότερος από αυτόν που θα παρατηρόταν σε εμπορικό.
Οι δοκιμές στην πιλοτική μονάδα είναι απαραίτητες πριν από την ανάπτυξη εμπορικής κλίμακας, Ωστόσο, δοκιμών σε κλίμακα πάγκου ενθαρρύνεται ως η πρώτη φάση της διαδικασίας υλοποίησης για. Επιπλέον, σε περιπτώσεις στις οποίες η διαθεσιμότητα υλικών είναι περιορισμένη, ο διαχωριστής πάγκου παρέχει ένα χρήσιμο εργαλείο για τον έλεγχο των πιθανών επιτυχημένων έργων (Δηλαδή., έργα στα οποία οι ποιοτικοί στόχοι των πελατών και του κλάδου μπορούν να επιτευχθούν με τη χρήση της τεχνολογίας STET).
Δοκιμές κλίμακας πάγκου
Οι τυποποιημένες δοκιμές διαδικασίας πραγματοποιήθηκαν γύρω από το συγκεκριμένο στόχο να αυξηθεί η συγκέντρωση Fe και να μειωθεί η συγκέντρωση των ορυκτών gangue. Διάφορες μεταβλητές διερευνήθηκαν για να μεγιστοποιηθεί η κίνηση του σιδήρου και να καθοριστεί η κατεύθυνση της κίνησης των διαφόρων ορυκτών. Η κατεύθυνση της κίνησης που παρατηρείται κατά τη διάρκεια των δοκιμών πάγκου είναι ενδεικτική της κατεύθυνσης της κίνησης στο πιλοτικό εργοστάσιο και της εμπορικής κλίμακας.
Οι μεταβλητές που ερευνήθηκαν περιελάμβαναν σχετική υγρασία (Rh), Θερμοκρασία, πολικότητα ηλεκτροδίων, ταχύτητα ζώνης και εφαρμοσμένη τάση. Από αυτές τις, Η RH και η θερμοκρασία μπορούν μόνο να έχουν μια μεγάλη επίδραση στη διαφορική tribo-χρέωση και επομένως στα αποτελέσματα χωρισμού. Ως εκ τούτου, οι βέλτιστες συνθήκες RH και θερμοκρασίας προσδιορίστηκαν πριν διερευνηθούν οι επιπτώσεις των υπόλοιπων μεταβλητών. Διερευνήθηκαν δύο επίπεδα πολικότητας: Εγώ) κορυφή πόλωση ηλεκτρόδιο θετική και ii) κορυφαία πολικότητα ηλεκτροδίων αρνητική. Για το διαχωριστικό STET, κάτω από μια δεδομένη ρύθμιση πολικότητας και κάτω από τις βέλτιστες RH και συνθήκες θερμοκρασίας, ταχύτητα ζώνης είναι η κύρια λαβή ελέγχου για τη βελτιστοποίηση του βαθμού του προϊόντος και της μαζικής ανάκτησης. Η δοκιμή στο διαχωριστή πάγκων βοηθά να ρίξει το φως στην επίδραση ορισμένων λειτουργικών μεταβλητών στην tribo-ηλεκτροστατική χρέωση για ένα δεδομένο ορυκτό δείγμα, αποτελέσματα και τάσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν, σε κάποιο βαθμό, για να περιορίσετε τον αριθμό των μεταβλητών και των πειραμάτων που πρέπει να πραγματοποιηθούν στην πιλοτική κλίμακα. Πίνακας 3 παραθέτει το εύρος των συνθηκών διαχωρισμού που χρησιμοποιούνται στο πλαίσιο της φάσης 1 διαδικασία αξιολόγησης για τα δείγματα απορριμμάτων και itabirite.
Πίνακας 3 παραθέτει το εύρος των συνθηκών διαχωρισμού
| Παράμετρος | Μονάδες | Εύρος τιμών | |
|---|---|---|---|
| Ουρές | Ιταμπιρίτης | ||
| Κορυφαίο ηλεκτρόδιο Πολικότητα | - | Θετική- Αρνητική | Θετική- Αρνητική |
| Τάση ηλεκτροδίων | -kV/+kV | 4-5 | 4-5 |
| Σχετική τροφοδοσία Υγρασία (Rh) | % | 1-30.7 | 2-39.6 |
| Θερμοκρασία τροφών | °F (° C) | 71-90 (21.7-32.2) | 70-87 (21.1-30.6) |
| Ταχύτητα ζώνης | Fps (m/s) | 10-45 (3.0-13.7) | 10-45 (3.0-13.7) |
| Χάσμα ηλεκτροδίων | Ίντσες (mm) | 0.400 (10.2 mm) | 0.400 (10.2 mm) |
Οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν στο διαχωριστή πάγκου κάτω από συνθήκες παρτίδας, με δείγματα ζωοτροφών 1.5 Lbs. ανά δοκιμή. Μια εκτέλεση εκκαθάρισης με χρήση 1 Λίβρα. μεταξύ δοκιμών για να διασφαλιστεί ότι δεν θεωρήθηκε κάθε πιθανή επίδραση μεταφοράς από την προηγούμενη. Πριν από την έναρξη της δοκιμής, το υλικό ομογενοποιήθηκε και οι σάκοι δειγμάτων που περιείχαν τόσο υλικό τρεξίματος όσο και υλικό έκπλυσης. Στην αρχή κάθε πειράματος η θερμοκρασία και η σχετική υγρασία (Rh) μετρήθηκε με τη χρήση ενός χειρός vaisala HM41 χειρός καθετήρα υγρασίας και θερμοκρασίας. Το εύρος της θερμοκρασίας και rh σε όλα τα πειράματα ήταν 70-90 °F (21.1-32.2 (° C) και 1-39.6%, Αντίστοιχα. Για να ελέγξετε μια χαμηλότερη RH ή/και υψηλότερη θερμοκρασία, δείγματα ζωοτροφών και έκπλυσης φυλάσσονταν σε φούρνο ξήρανσης σε 100 °C για τους χρόνους μεταξύ 30-60 Λεπτά. Αντίθετα, η, υψηλότερες τιμές RH επιτεύχθηκαν με την προσθήκη μικρών ποσοτήτων υδάτων στο υλικό, ακολουθούμενη από ομογενοποίηση. Μετά τη μέτρηση rh και θερμοκρασίας σε κάθε δείγμα ζωοτροφών, το επόμενο βήμα ήταν να τεθεί η πολικότητα ηλεκτροδίων, ταχύτητα και τάση του ιμάντα στο επιθυμητό επίπεδο. Οι τιμές χάσματος διατηρήθηκαν σταθερές 0.4 ίντσες (10.2 mm) κατά τη διάρκεια των εκστρατειών δοκιμών για τα δείγματα απορριμμάτων και itabirite.
Πριν από κάθε δοκιμή, συλλέχθηκε ένα μικρό υποδείγμα ζωοτροφών που περιέχει περίπου 20g (που ορίζονται ως «ζωοτροφές»). Κατά τον ορισμό όλων των μεταβλητών λειτουργίας, το υλικό τροφοδοτήθηκε στο διαχωριστή benchtop χρησιμοποιώντας έναν ηλεκτρικό δονητικό τροφοδότη μέσω του κέντρου του διαχωριστή benchtop. Τα δείγματα συλλέχθηκαν στο τέλος κάθε πειράματος και τα βάρη του τέλους του προϊόντος 1 (ορίζεται ως «Ε1») και τέλος προϊόντος 2 (ορίζεται ως «Ε2») καθορίστηκαν με τη χρήση μιας νομικής κλίμακας μέτρησης. Μετά από κάθε δοκιμή, μικρά υποδείγματα που περιέχουν περίπου 20 g των Ε1 και Ε2 συλλέχθηκαν επίσης. Οι μαζικές αποδόσεις στα Ε1 και Ε2 περιγράφονται από:
ΌπουYΕ1 και YΕ2 είναι οι μαζικές αποδόσεις στα Ε1 και Ε2, Αντίστοιχα; και είναι τα βάρη του δείγματος που συλλέγονται στα διαχωριστικά προϊόντα E1 και E2, Αντίστοιχα. Και για τα δύο δείγματα, Η συγκέντρωση της Fe αυξήθηκε στο προϊόν E2.
Για κάθε σύνολο δευτερευόμενα δείγματα (Δηλαδή., Ζωοτροφές, Ε1 και Ε2) Loi και κύρια σύνθεση οξειδίων από XRF προσδιορίστηκε. Fe2 O3 περιεχόμενα προσδιορίστηκαν από τις τιμές. Για το δείγμα απορριμμάτων το LOI θα σχετίζεται άμεσα με την περιεκτικότητα του goethite στο δείγμα, καθώς οι λειτουργικές ομάδες υδροξυλίου στο goethite θα οξειδώνονται σε H2 OG [10]. Αντίθετα, για το δείγμα itabirite loi θα σχετίζεται άμεσα με την περιέχουν ανθρακικά άλατα στο δείγμα, όπως τα ανθρακικά άλατα ασβεστίου και μαγνησίου θα αποσυντεθούν στα κύρια οξείδια τους με αποτέλεσμα την Co2G και υπο διαδοχικό βάρος απώλειας δείγματος. XRF χάντρες παρασκευάστηκαν με ανάμειξη 0.6 γραμμάρια ορυκτού δείγματος με 5.4 γραμμάρια τετραβονικό λίθιο, η οποία επιλέχθηκε λόγω της χημικής σύνθεσης τόσο των απορριμμάτων όσο και των δειγμάτων itabirite. Η ανάλυση XRF ομαλοποιήθηκε για loi.
Τέλος, Ανάκτηση fe ΕFe στο προϊόν (Ε2) και Sio2 Απόρριψη QSi υπολογίστηκαν. ΕFe είναι το ποσοστό του Fe που ανακτήθηκε στο πυκνό διάλυμα με εκείνο του αρχικού δείγματος QSio2 είναι το ποσοστό που αφαιρέθηκε από το αρχικό δείγμα τροφοδοσίας. ΕFe και QSi περιγράφονται από:
Όπου CΕγώ,(Ζωοτροφών,Ε1,Ε2) είναι το ομαλοποιημένο ποσοστό συγκέντρωσης για το συστατικό i του υποδείγματος (Π.χ., Fe, Sio2)
Δείγματα Ορυκτολογία
Το σχέδιο XRD που παρουσιάζει σημαντικές ορυκτές φάσεις για τα tailings και itabirite τα δείγματα παρουσιάζονται στο σύκο 4. Για το δείγμα απορριμμάτων οι κύριες ανακτήσιμες φάσεις fe είναι goethite, αιματίτης και μαγνητίτης, και το κύριο ορυκτό gangue είναι χαλαζία (Εικόνα 4). Για το δείγμα itabirite οι κύριες ανακτήσιμες φάσεις fe είναι αιματίτης και μαγνητίτης και τα κύρια μεταλλεύματα gangue είναι χαλαζία και δολομίτης. Ο μαγνητίτης εμφανίζεται σε συγκεντρώσεις ιχνών και στα δύο δείγματα. Καθαρό αιματίτη, γαιτίτης, και ο μαγνητίτης περιέχουν 69.94%, 62.85%, 72.36% Fe, Αντίστοιχα.
D μοτίβα. Α – Δείγμα απορριμμάτων, B – Δείγμα Ιταμπιρίτη
Πειράματα κλίμακας πάγκου
Μια σειρά δοκιμών πραγματοποιήθηκαν σε κάθε ορυκτό δείγμα με στόχο τη μεγιστοποίηση της Fe και τη μείωση Sio2 Περιεχόμενο. Τα είδη που συγκεντρώνονται στο Ε1 θα είναι ενδεικτικά μιας αρνητικής συμπεριφοράς χρέωσης, ενώ η συγκέντρωση των ειδών στο Ε2 σε μια θετική συμπεριφορά φόρτισης. Οι υψηλότερες ταχύτητες ζώνης ήταν ευνοϊκές για την επεξεργασία του δείγματος απορριμμάτων; Ωστόσο, η επίδραση αυτής της μεταβλητής και μόνο διαπιστώθηκε ότι ήταν λιγότερο σημαντική για το δείγμα itabirite.
Τα μέσα αποτελέσματα για τα δείγματα απορριμμάτων και ιταμπιρίτη παρουσιάζονται σε 5, που υπολογίστηκαν από 6 και 4 Πειράματα, Αντίστοιχα. Εικόνα 5 παρουσιάζει μέση μαζική απόδοση και χημεία για ζωοτροφές και προϊόντα E1 και E2. Επιπλέον, κάθε παρατηρητήριο παρουσιάζει τη βελτίωση ή τη μείωση της συγκέντρωσης (Ε2- Ζωοτροφές) για κάθε συστατικό δείγματος Παράδειγμα., Fe, Sio2 Οι θετικές τιμές συνδέονται με την αύξηση της συγκέντρωσης στο Ε2, ενώ οι αρνητικές τιμές συνδέονται με τη μείωση της συγκέντρωσης στο Ε2.
Εικ.5. Μέσες μαζικές αποδόσεις και χημεία για τις ζωοτροφές, Προϊόντα Ε1 και Ε2. Οι γραμμές σφάλματος αναπαριστά 95% διαστήματα εμπιστοσύνης.
Για το δείγμα απορριμμάτων η περιεκτικότητα σε Fe αυξήθηκε από 29.89% για να 53.75%, κατά μέσο όρο, σε μαζική απόδοση YΕ2 – ή παγκόσμια μαζική ανάκαμψη – του 23.30%. Αυτό αντιστοιχεί στην ανάκτηση της Fe ( και απόρριψη πυριτίου (QΕ2 ) τιμές 44.17% και 95.44%, Αντίστοιχα. Το περιεχόμενο loi αυξήθηκε από 3.66% για να 5.62% που δείχνει ότι η αύξηση του περιεχομένου fe σχετίζεται με την αύξηση της περιεκτικότητας σε (Εικόνα 5).
Για το δείγμα itabirite η περιεκτικότητα σε Fe αυξήθηκε από 47.68% για να 57.62%, κατά μέσο όρο, σε μαζική απόδοση YΕ2 -του 65.0%. Αυτό αντιστοιχεί στην ανάκτηση της Fe ΕFe( και απόρριψη πυριτίου (QSio2) τιμές 82.95% και 86.53%, Αντίστοιχα. Η LOI, Η περιεκτικότητα σε MgO και CaO αυξήθηκε από 4.06% για να 5.72%, 1.46 για να 1.87% και από 2.21 για να 3.16%, Αντίστοιχα, που δείχνει ότι ο δολομίτης κινείται προς την ίδια κατεύθυνση με τα ορυκτά που φέρουν fe (Εικόνα 5).
Και για τα δύο δείγματα,Al2 O3 , MnO και P φαίνεται να φορτίζουν προς την ίδια κατεύθυνση με fe-φέροντα ορυκτά (Εικόνα 5). Ενώ είναι επιθυμητό να μειωθεί η συγκέντρωση αυτών των τριών ειδών, η συνδυασμένη συγκέντρωση Sio2, Al2 , O3 , YΕ2 Η ΜΝΚαι και η P μειώνονται και για τα δύο δείγματα, και ως εκ τούτου το συνολικό αποτέλεσμα που επιτυγχάνεται με τη χρήση του διαχωριστή πάγκου είναι μια ενίσχυση του προϊόντος Fe βαθμού και μείωση της συγκέντρωσης προσμείξεων.
Συνολική, οι δοκιμές πάγκου κατέδειξαν ενδείξεις αποτελεσματικής φόρτισης και διαχωρισμού σωματιδίων σιδήρου και πυριτίου. Τα ελπιδοφόρα αποτελέσματα εργαστηριακής κλίμακας υποδηλώνουν ότι πρέπει να εκτελούνται δοκιμές πιλοτικής κλίμακας, συμπεριλαμβανομένων των πρώτων και των δεύτερων περασμάτων.
Συζήτηση
Τα πειραματικά δεδομένα δείχνουν ότι ο διαχωριστής STET είχε ως αποτέλεσμα σημαντική αύξηση της περιεκτικότητας σε Fe, ενώ ταυτόχρονα Sio2 Περιεχόμενο.
Έχοντας αποδείξει ότι ο τριβοηλεκτροστατικός διαχωρισμός μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική αύξηση της περιεκτικότητας σε, συζήτηση σχετικά με τη σημασία των αποτελεσμάτων, το μέγιστο εφικτό περιεχόμενο της Fe και σχετικά με τις απαιτήσεις τροφοδοσίας της τεχνολογίας.
Για να ξεκινήσετε, είναι σημαντικό να συζητηθεί η φαινομενική συμπεριφορά φόρτισης των ορυκτών ειδών και στα δύο δείγματα. Για το δείγμα απορριμμάτων τα κύρια συστατικά ήταν οξείδια Fe και χαλαζία και πειραματικά αποτελέσματα έδειξαν ότι τα οξείδια της Fe συγκεντρώνονταν στο Ε2 ενώ ο χαλαζίας συγκεντρώθηκε στο Ε1. Με απλοϊκούς τρόπους, θα μπορούσε να ειπωθεί ότι τα σωματίδια οξειδίου της Fe απέκτησαν ένα θετικό φορτίο και ότι τα σωματίδια χαλαζία απέκτησαν αρνητικό φορτίο. Αυτή η συμπεριφορά είναι συνεπής με την τριβοηλεκτροστατική φύση και των δύο ορυκτών, όπως φαίνεται από Ferguson (2010) [12]. Πίνακας 4 δείχνει την προφανή triboelectric σειρά για επιλεγμένα ορυκτά με βάση τον επαγωγικό διαχωρισμό, και δείχνει ότι ο χαλαζίας βρίσκεται στο κάτω μέρος της σειράς φόρτισης, ενώ, μαγνητίτης και αιματίτης βρίσκονται ψηλότερα στη σειρά. Ορυκτά στην κορυφή της σειράς θα τείνουν να χρεώνουν θετικά, ενώ τα ορυκτά στο κάτω μέρος θα τείνουν να αποκτήσουν αρνητική επιβάρυνση.
Από την άλλη, για το δείγμα itabirite τα κύρια συστατικά ήταν αιματίτη, χαλαζία και δολομίτης και πειραματικά αποτελέσματα έδειξαν ότι τα οξείδια της Φε και δολομίτη συγκεντρώνεται σε Ε2, ενώ χαλαζία συγκεντρώνεται σε Ε1. Αυτό δείχνει ότι τα σωματίδια αιματίτη και δολομίτης απέκτησαν θετικό φορτίο, ενώ τα σωματίδια χαλαζία απέκτησαν αρνητικό φορτίο. Όπως φαίνεται στον πίνακα 4, ανθρακικά άλατα βρίσκονται στην κορυφή της τριβο-ηλεκτροστατικής σειράς, δείχνει ότι τα σωματίδια ανθρακικού άλατος τείνουν να αποκτούν θετικό φορτίο, και, κατά συνέπεια, να συγκεντρωθεί στο Ε2. Τόσο δολομίτης όσο και αιματίτης ήταν συγκεντρωμένοι στην ίδια κατεύθυνση, αναφέροντας ότι η συνολική επίδραση για τα αιματίτη σωματίδια παρουσία χαλαζία και δολομίτη ήταν να αποκτήσει θετική φόρτιση.
Η κατεύθυνση της κίνησης των ορυκτολογικών ειδών σε κάθε δείγμα είναι υψίστης σημασίας, καθώς καθορίζει τη μέγιστη επιτεύξιμη βαθμίδα Fe που μπορεί να επιτευχθεί με ένα μόνο πέρασμα χρησιμοποιώντας την τεχνολογία διαχωριστή τριβο-ηλεκτροστατικής ζώνης.
Για τα δείγματα απορριμμάτων και itabirite η μέγιστη εφικτή περιεκτικότητα σε Fe θα καθορίζεται από τρεις παράγοντες: Εγώ) Η ποσότητα fe σε ορυκτά που φέρουν fe; Ii) ο ελάχιστος χαλαζίας (Sio2 ) περιεχόμενο που μπορεί να επιτευχθεί και; Iii) Ο αριθμός των προσμείξεων που κινούνται προς την ίδια κατεύθυνση με τα ορυκτά που φέρουν fe. Για το δείγμα απορριμμάτων οι κύριοι μολυσματικοί παράγοντες που κινούνται προς την ίδια κατεύθυνση των ορυκτών που φέρουν Al2 O3 ΜΝΟ φέροντα ορυκτά, ενώ για το δείγμα itabirite οι κύριοι μολυσματικοί παράγοντες είναι Cao Mgo Al2 O3 φέροντα ορυκτά.
| Όνομα ορυκτού | Επιβάρυνση που αποκτήθηκε (Εμφανής) |
|---|---|
| Απατίτης | +++++++ |
| Ανθρακικά άλατα | ++++ |
| Μοναζίτ | ++++ |
| Τιτανομαγνητίτης | . |
| Ιλμενίτης | . |
| Ρουτιλίου | . |
| Λουκοξέν | . |
| Μαγνητίτης/αιματίτης | . |
| Σπινέλ | . |
| Γρανάτης | . |
| Σταυλίτης | - |
| Αλλαγμένη ιλμενίτη | - |
| Γκέτιτ | - |
| Ζιργκόν | -- |
| Επιδότου | -- |
| Τρεμόλιθος | -- |
| Πυριτικά άλατα υδροούς | -- |
| Αλουμινοϊλικά | -- |
| Τουρμαλίνη | -- |
| Ακτινολίτης | -- |
| Πυροξένιο | --- |
| Τιτανίτης | ---- |
| Άστριο | ---- |
| Χαλαζίας | ------- |
Πίνακας 4. Φαινομενική triboelectric σειρά για επιλεγμένα ορυκτά με βάση τον επαγωγικό διαχωρισμό. Τροποποιήθηκε από d.N Φέργκιουσον (2010) [12].
Για το δείγμα απορριμμάτων, το περιεχόμενο fe μετρήθηκε σε 29.89%. Τα δεδομένα του XRD δείχνουν ότι η κυρίαρχη φάση είναι το goethite, ακολουθούμενο από αιματίτη, και, ως εκ τούτου, η μέγιστη εφικτή περιεκτικότητα σε Fe εάν ήταν δυνατός ένας καθαρός διαχωρισμός θα ήταν 62.85% και 69.94% (που είναι το περιεχόμενο Fe του καθαρού goethite και hematite, Αντίστοιχα). Nwo, δεν είναι δυνατός ο καθαρός διαχωρισμός, καθώς Al2, O3 ΜΝΟ και p-φέροντα ορυκτά κινούνται προς την ίδια κατεύθυνση με το Fe-φέρουν ορυκτά, και, ως εκ τούτου, οποιαδήποτε αύξηση του περιεχομένου fe θα οδηγήσει επίσης σε αύξηση αυτών των προσμείξεων. Στη συνέχεια, για να αυξήσετε το περιεχόμενο fe, η ποσότητα χαλαζία σε Ε2 θα πρέπει να μειωθεί σημαντικά σε σημείο που θα αντισταθμίζει την , MnO και P στο προϊόν (Ε2). Όπως φαίνεται στον πίνακα 4, χαλαζία έχει μια ισχυρή τάση να αποκτήσουν μια αρνητική επιβάρυνση, και ως εκ τούτου, ελλείψει άλλων ορυκτών που έχουν μια προφανή αρνητική συμπεριφορά χρέωσης θα είναι δυνατόν να μειωθεί σημαντικά το περιεχόμενό της στο προϊόν (Ε2) με τη βοήθεια ενός πρώτου περασμάτων χρησιμοποιώντας την τεχνολογία διαχωριστών τριβοηλεκτροστατικών ζωνών.
Για παράδειγμα,, αν υποθέσουμε ότι όλο το περιεχόμενο Fe στο δείγμα tailings σχετίζεται με goethite (Feo(Ω)), και ότι τα μόνα οξείδια gangue είναι Sio2, Al2O3 και ΜΝΟ, τότε το περιεχόμενο fe στο προϊόν θα:
Fe(%)=(100-Sio2 – (Al2 O3 + ΜΝΟ*0.6285
Όπου, 0.6285 είναι το ποσοστό της Fe σε καθαρό goethite. Eq.4 απεικονίζει τον ανταγωνιστικό μηχανισμό που λαμβάνει χώρα για να συγκεντρώσει Al2O3 + ΜΝΟ αυξάνεται ενώ Sio2 Μειώνει.
Για το δείγμα itabirite η περιεκτικότητα σε Fe μετρήθηκε σε 47.68%. Τα δεδομένα xrd δείχνουν ότι η κυρίαρχη φάση είναι αιματίτη και, επομένως, η μέγιστη επιτεύξιμη περιεκτικότητα σε Fe εάν ήταν δυνατός ένας καθαρός διαχωρισμός θα ήταν κοντά 69.94% (που είναι το fe περιεχόμενο του καθαρού αιματίτη). Όπως συζητήθηκε για το δείγμα tailings ένα καθαρό διαχωρισμό δεν θα είναι δυνατή ως CaO, Mgo, Al2 O3 φέρουν ορυκτά κινούνται προς την ίδια κατεύθυνση με αιματίτη, και ως εκ τούτου να αυξήσει το περιεχόμενο Fe Sio2 το περιεχόμενο πρέπει να μειωθεί. Υποθέτοντας ότι το σύνολο του περιεχομένου fe σε αυτό το δείγμα σχετίζεται με hematite (Fe2O3) και ότι τα μόνα οξείδια που περιέχονται στα ορυκτά gangue Sio2, Cao, Mgo, Al2O3 και ΜΝΟ; τότε το περιεχόμενο fe στο προϊόν θα:
Fe(%)=(100-Sio2-CaO+mgO+Al2O3+ΜΝΟ+LOI*0.6994
Όπου, 0.6994 είναι το ποσοστό της Fe σε καθαρό αιματίτη. Πρέπει να παρατηρηθεί ότι το Eq.5 περιλαμβάνει loi, ενώ το Eq.4 δεν. Για το δείγμα itabirite, το LOI σχετίζεται με την παρουσία ανθρακικών αναζωπυρών, ενώ για το δείγμα απορριμμάτων σχετίζεται με ορυκτά που φέρουν fe.
Προφανώς, τόσο για τα δείγματα και τα δείγματα itabirite είναι δυνατόν να αυξηθεί σημαντικά η περιεκτικότητα σε Fe μειώνοντας το περιεχόμενο των Sio2; Ωστόσο, όπως φαίνεται στα Eq.4 και Eq.5, η μέγιστη επιτεύξιμη περιεκτικότητα σε Fe περιορίζεται από την κατεύθυνση της κίνησης και τη συγκέντρωση οξειδίων που συνδέονται με τα ορυκτά gangue.
Κατ' αρχήν,, η συγκέντρωση του Fe και στα δύο δείγματα θα μπορούσε να αυξηθεί περαιτέρω μέσω ενός δεύτερου μεταβιβασιάσεως του διαχωριστή STET στον οποίο Cao,Mgo Al2 O3 και ΜΝΟορυκτά θα μπορούσαν να διαχωριστούν από τα ορυκτά που φέρουν. Ένας τέτοιος διαχωρισμός θα ήταν δυνατός εάν το μεγαλύτερο μέρος του χαλαζία στο δείγμα αφαιρούνταν κατά τη διάρκεια μιας πρώτης. Ελλείψει χαλαζία, μερικά από τα υπόλοιπα ορυκτά gangue θα πρέπει θεωρητικά επιβάρυνση προς την αντίθετη κατεύθυνση του goethite, αιματίτης και μαγνητίτης, που θα είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση του περιεχομένου Fe. Για παράδειγμα,, για το δείγμα itabirite και βασίζεται στη θέση δολομίτη και αιματίτη στη τριβοηλεκτροστατική σειρά (Δείτε τον πίνακα 4), ο διαχωρισμός δολομίτη/αιματίτη θα πρέπει να είναι δυνατός, καθώς ο δολομίτης έχει ισχυρή τάση να χρεώνει θετικά σε σχέση με το αιματίτη.
Έχοντας συζητήσει σχετικά με το μέγιστο εφικτό περιεχόμενο της Fe, απαιτείται συζήτηση σχετικά με τις απαιτήσεις ζωοτροφών για την τεχνολογία. Ο διαχωριστής τριβο-ηλεκτροστατικής ζώνης STET απαιτεί η πρώτη ύλη τροφοδοσίας να είναι στεγνή και να. Πολύ μικρές ποσότητες υγρασίας μπορεί να έχουν μεγάλη επίδραση στη διαφορική tribo-φόρτιση και ως εκ τούτου η υγρασία των ζωοτροφών θα πρέπει να <0.5 ως προς το ποσοστό .%. Επιπλέον, το υλικό τροφοδοσίας θα πρέπει να είναι αλεσμένο αρκετά λεπτό ώστε να απελευθερώνει υλικά γάγγραινας και θα πρέπει να είναι τουλάχιστον 100% διερχόμενο πλέγμα 30 (600 Um). Τουλάχιστον για το δείγμα απορριμμάτων κατεργασίας, το υλικό θα πρέπει να αφυδατωθεί ακολουθούμενο από ένα στάδιο θερμικής ξήρανσης, ενώ για το δείγμα ιτιβιρίτη η άλεση σε συνδυασμό με, ή ακολουθήστε το, η θερμική ξήρανση θα ήταν απαραίτητη πριν από την επωφελή επωφελή με τον διαχωριστή STET.
Το δείγμα απορριμμάτων κατεργασίας ελήφθη από υφιστάμενο κύκλωμα συγκέντρωσης αποφλοίωσης-επίπλευσης-μαγνητικής συγκέντρωσης και συλλέχθηκε απευθείας από φράγμα απορριμμάτων κατεργασίας. Οι τυπικές υγρές πάστας από τα απορρίμματα κατεργασίας πρέπει να είναι γύρω 20-30% και, ως εκ τούτου, τα απορρίμματα κατεργασίας θα πρέπει να ξηρανθούν μέσω διαχωρισμού υγρού-στερεού (Αφυδάτωση) ακολουθούμενη από θερμική ξήρανση και αποσυσσωμάτωση. Ενθαρρύνεται η χρήση μηχανικής αφυδάτωσης πριν από την ξήρανση, καθώς οι μηχανικές μέθοδοι έχουν σχετικά χαμηλή κατανάλωση ενέργειας ανά μονάδα υγρού που αφαιρείται σε σύγκριση με τις θερμικές μεθόδους. Περίπου 9.05 Απαιτούνται Btu ανά λίβρα νερού που αποβάλλεται μέσω διήθησης κατά τη θερμική ξήρανση, Από την άλλη, απαιτεί περίπου 1800 Btu ανά λίβρα νερού που εξατμίστηκε [13]. Το κόστος που συνδέεται με την επεξεργασία των απορριμμάτων κατεργασίας σιδήρου θα εξαρτηθεί τελικά από την ελάχιστη εφικτή υγρασία κατά την αφυδάτωση και από το ενεργειακό κόστος που συνδέεται με την ξήρανση.
Το δείγμα ιταβιδίτη ελήφθη απευθείας από σχηματισμό ιταβιδίτη σιδήρου και επομένως για την επεξεργασία αυτού του δείγματος το υλικό θα πρέπει να υποβληθεί σε σύνθλιψη και άλεση ακολουθούμενη από θερμική ξήρανση και αποσυσσωμάτωση. Μια πιθανή επιλογή είναι η χρήση μύλων κυλίνδρων θερμού αέρα, στην οποία η διπλή άλεση και ξήρανση θα μπορούσε να επιτευχθεί σε ένα μόνο βήμα. Το κόστος που σχετίζεται με την επεξεργασία του μεταλλεύματος ιταβιδίτη θα εξαρτηθεί από την υγρασία της τροφής, κοκκομετρία ζωοτροφών και επί του ενεργειακού κόστους που συνδέεται με την άλεση και την ξήρανση.
Και για τα δύο δείγματα η αποσυσσωμάτωση είναι απαραίτητη μετά την ξήρανση του υλικού για να διασφαλιστεί η απελευθέρωση σωματιδίων το ένα από το άλλο. Η αποσυσσωμάτωση μπορεί να πραγματοποιηθεί σε συνδυασμό με το στάδιο θερμικής ξήρανσης, επιτρέποντας την αποδοτική μεταφορά θερμότητας και την εξοικονόμηση ενέργειας.
Τα αποτελέσματα της κλίμακας πάγκου που παρουσιάζονται εδώ καταδεικνύουν ισχυρές ενδείξεις φόρτισης και διαχωρισμού των fe-bearing ορυκτών από χαλαζία χρησιμοποιώντας τριβοηλεκτροστατικό διαχωρισμό ζώνης.
Για το δείγμα απορριμμάτων η περιεκτικότητα σε Fe αυξήθηκε από 29.89% για να 53.75%, κατά μέσο όρο, με μαζική απόδοση 23.30%, που αντιστοιχεί στις τιμές ανάκτησης fe και απόρριψης πυριτίου 44.17% και 95.44%, Αντίστοιχα. Για το δείγμα itabirite η περιεκτικότητα σε Fe αυξήθηκε από 47.68 % για να 57.62%, κατά μέσο όρο, με μαζική απόδοση 65.0%, που αντιστοιχεί στις τιμές ανάκτησης fe και απόρριψης πυριτίου 82.95% και 86.53%, Αντίστοιχα. Τα αποτελέσματα αυτά ολοκληρώθηκαν σε διαχωριστικό μικρότερο και λιγότερο αποδοτικό από τον εμπορικό διαχωριστή STET.
Πειραματικά ευρήματα δείχνουν ότι τόσο για τα δείγματα και για τα δείγματα itabirite, η μέγιστη εφικτή περιεκτικότητα σε Fe θα εξαρτηθεί από την ελάχιστη εφικτή περιεκτικότητα σε χαλαζία. Επιπλέον, επίτευξη υψηλότερων βαθμών Fe μπορεί να είναι δυνατή μέσω δεύτερου μεταβιβασίου στο διαχωριστικό ζώνης STET.
Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης έδειξε ότι χαμηλής βαθμίδας πρόστιμα σιδηρομεταλλεύματος μπορούν να αναβαθμιστούν μέσω STET tribo-ηλεκτροστατική ζώνη διαχωρισμού. Περαιτέρω εργασίες στην πιλοτική κλίμακα φυτών συνιστάται για τον προσδιορισμό του βαθμού συμπυκνώματος σιδήρου και της ανάκτησης που μπορούν να επιτευχθούν. Με βάση την εμπειρία, θα βελτιώσει σημαντικά την ανάκτηση προϊόντων ή/και βαθμού σε πιλοτική κλίμακα επεξεργασίας, σε σύγκριση με τη δοκιμή πάγκο-κλίμακα συσκευή χρησιμοποιείται κατά τη διάρκεια αυτών σιδηρομεταλλεύματος δοκιμές. Η διαδικασία τριβο-ηλεκτροστατικού διαχωρισμού STET μπορεί να προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τις συμβατικές μεθόδους επεξεργασίας για πρόστιμα σιδηρομεταλλεύματος.
