Valitse kieli:
Lucas Rojas Mendoza, ST laitteet & Tekniikka, YHDYSVALLAT
lrojasmendoza@steqtech.com
Frank Hrach, ST laitteet & Tekniikka, YHDYSVALLAT
Kyle Flynn, ST laitteet & Tekniikka, YHDYSVALLAT
Abhishek Gupta, ST laitteet & Tekniikka, YHDYSVALLAT
ST laitteet & Technology LLC (STET) on kehittänyt romaani käsittelyjärjestelmä perustuu tribo Sähköstaattinen vyö erottaminen, joka tarjoaa mineraali jalostusteollisuuden beneficiate hienot materiaalit energiatehokas ja täysin kuiva tekniikkaa. Toisin kuin muut sähköstaattiset erotusprosessit, jotka tyypillisesti rajoittuvat hiukkasiin >75μm kooltaan, STET triboelectric vyö erotin soveltuu erottaminen erittäin hieno (<1µm) jotta kohtalaisen karkea (500µm) Hiukkasia, erittäin suurella nopeudella. STET-tribo-sähköstaattista tekniikkaa on käytetty käsittelemään ja kaupallisesti erottamaan laaja valikoima teollisuusmineraaleja ja muita kuivia rakeisia jauheita. Täällä, penkkimittakaavan tulokset esitetään heikkolaatuisten Fe-malmisakkojen hyödyntämisestä STET-hihnan erotusprosessilla. Penkkimittakaavan testaus osoitti STET-tekniikan kyvyn ottaa samanaikaisesti talteen Fe ja hylätä SiO2 itabiriittimalmista, jonka D50 on 60μm, ja erittäin hienoista Fe-malmin rikastushiekasta, jonka D50 on 20μm. STET-tekniikka esitetään vaihtoehtona Fe-malmisakkojen hyödyntämiselle, joita ei voitu käsitellä onnistuneesti perinteisten prosessikaaviopiirien kautta niiden granulometrian ja mineralogian vuoksi.
Rautamalmi on neljänneksi yleisin alkuaine maankuoressa [1]. Rauta on välttämätön teräksen valmistus ja siksi olennaista materiaalia maailmantalouden kehitykselle [1-2]. Silitysrauta on myös laajalti käytetty rakennus- ja ajoneuvojen valmistus [3]. Suurin osa Silitysrauta malmivarojen koostuvat metamorphosed vaihtuvaväriset Silitysrauta kokoonpanot (BIF) jossa Silitysrauta esiintyy yleisesti typen muodossa, hydroksidit ja vähäisemmässä määrin karbonaatit [4-5]. Tietyn tyyppisen Silitysrauta kokoonpanojen kanssa korkeampi karbonaatti sisältö ovat dolomiittikalkkia itabirites, jotka ovat tuotteen dolomitization ja metamorfoosin BIF talletukset [6]. Suurin rautamalmin talletukset maailmassa löytyy Australiassa, Kiina, Kanada, Ukraina, Intia ja Brasilia [5].
Rautamalmien koostumus on ilmeisen laaja valikoima koostumus rautapitoisuus ja niihin sivukivipitoisuutta vastaavasti mineraaleja [1]. Suurin mineraalit liittyvät useimmat rautaa malmien ovat hematiitti, götiitti, limonite ja magnetiitti [1,5]. Rautamalmien tärkeimmistä epäpuhtaudet ovat SiO2 ja Al2O3 [1,5,7]. Tyypillinen silikan ja alumiinioksidin ottaen kivennäisaineiden Rautamalmien ovat kvartsi, kaoliniitista, Gibbsite, diaspore ja Korundi. Näistä on usein havaittu quartz on keskimääräinen piidioksidi, mineraali ja kaoliniitista ja gibbsite on kaksi-main alumiinioksidin kun otetaan mineraaleja [7].
Rautamalmia on pääosin tehty kautta avolouhoksen kaivostoiminnan, Mikä merkittävä Rikastusjäte sukupolven [2]. Rautamalmin tuotannon järjestelmään sisältyy yleensä kolmessa vaiheessa: kaivos, käsittely ja pelletointi toiminta. Näistä, käsittely varmistaa, että riittävä rauta laatu ja kemia saavutetaan ennen pelletointi vaihetta. Käsittely sisältää murskaus, Luokittelu, jyrsintä ja pitoisuus, jolla pyritään lisäämään raudan pitoisuutta ja vähentämään gangue-mineraalien määrää [1-2]. Jokaisella mineraali talletuksella on omat ainutlaatuiset ominaisuutensa raudan ja gangue-laakeri mineraalien osalta, ja siksi se vaatii erilaista pitoisuus tekniikkaa [7].
Magneettisesti erottamalla on tyypillisesti käytetään korkealaatuista rautamalmia, jossa hallitseva Silitysrauta mineraalit ovat ferro rikastus ja paramagneettinen [1,5]. Märkä- ja ammua-ankaruus magneettisesti erottamalla (LIMS) menetelmiä käsitellä malmien vahva magneettiset ominaisuudet kuten magnetiitti, kun taas märkä korkean intensiteetin magneettisesti erottamalla käytetään erottamaan Fe kantavien mineraaleja heikko magneettiset ominaisuudet kuten hematiitti sivukivipitoisuutta vastaavasti mineraaleja. Rautaa malmien tällainen götiitti ja limonite esiintyy yleisesti pikkuperunoiden ja ei saa erottaa hyvin joko tekniikka [1,5]. Magneettinen menetelmiä haasteita alhaisilla kapasiteeteilla ja vaatimus rautamalmin alttiita magneettikentät [5].
Vaahdotus, Toisaalta, käytetään vähentämään Heikkotasoiset Rautamalmien epäpuhtauksia sisältöä [1-2,5]. Rautamalmien voidaan keskittää joko suoraan anionisten vaahdottamalla rautaoksidit tai kääntää Kationiset vaahdotus piidioksidia, Käänteinen Kationiset vaahdotus on kuitenkin edelleen suosituin vaahdotus reitti käytetään rauta-alan [5,7]. Käyttö vaahdottamalla sen rajoitettu reagenssien kustannuksia, piidioksidi ja alumiinioksidi-rikas slimes ja karbonaatti läsnäolo [7-8]. Lisäksi, vaahdotus edellytetään jätevesien käsittelyyn ja käyttöä loppupään vedenpoisto lopullinen kuivakoneistukseen [1].
Vaahdotus käytetään raudan liittyy myös desliming irrallisina läsnäollessa sakkoja tulokset laski tehokkuutta ja korkea reagenssin koituvia kustannuksia [5,7]. Desliming on erityisen kriittinen poiston alumiinioksidin gibbsite erottaminen hematiitti tai götiitti pinta-aktiiviset aineet on melko vaikeaa [7]. Suurin osa alumiinioksidin kun otetaan mineraaleja tapahtuu hienompaa kokoluokan (<20Umm) sallimalla sen poistaminen desliming. Yleistä, sakkojen suuri pitoisuus (<20Umm) ja alumiini oksidi suurentaa vaadittua kationista keräilijän annosta ja pienentää selektiivisyyttä [5,7].
Lisäksi, karbonaattimineraalien läsnäolo - kuten dolomiittisissa itabiriteissa- voi myös heikentää vaahdotusselektiivisyyttä rautamineraalien ja kvartsin välillä, koska karbonaatteja, kuten dolomiittia, sisältävät rautamalmit eivät kellu kovin selektiivisesti. Liuenneet karbonaatit adsorboituvat kvartsipinnoille, mikä vahingoittaa vaahdotuksen selektiivisyyttä [8]. Flotaatio voi olla kohtuullisen tehokas huonolaatuisten rautamalmien parantamisessa, mutta se on voimakkaasti riippuvainen malmin mineralogiasta [1-3,5]. Runsaasti alumiinioksidia sisältävien rautamalmien vaahdotus on mahdollista poistamalla ohenemista raudan kokonaishyödyntämisen kustannuksella. [7], kun taas karbonaattimineraaleja sisältävien rautamalmien vaahdotus on haastavaa eikä mahdollisesti mahdollista [8].
Fe-kantavien mineraalien nykyaikaiset käsittelypiirit voivat sisältää sekä vaahdotus- että magneettikonsentraatiovaiheita [1,5]. Esimerkiksi, magneettista konsentraatiota voidaan käyttää desliming-vaiheen sakkovirrassa ennen vaahdotusta ja vaahdotushylkyissä. Matalan ja korkean intensiteetin magneettikeskittimien sisällyttäminen mahdollistaa raudan kokonaispalautumisen lisäämisen prosessointipiirissä ottamalla talteen murto-osan ferro- ja paramagneettisista rautamineraaleista, kuten magnetiitista ja hematiitista [1]. Goethite on tyypillisesti monien rautakasvien hylkyvirtojen pääkomponentti sen heikkojen magneettisten ominaisuuksien vuoksi [9]. Jos magneettisesta konsentraatiosta ja vaahdotuksesta peräisin olevia rejektivirtoja ei käsitellä edelleen alavirtaan,, Sakkohylkäykset päätyvät rikastushiekkapatoon [2]. Rikastushiekan loppukäsittelystä ja käsittelystä on tullut ratkaisevan tärkeää ympäristön säilyttämisen ja raudan arvoesineiden hyödyntämisen kannalta, vastaavasti, ja siksi rautamalmin rikastushiekan jalostuksen merkitys kaivosteollisuudessa on kasvanut [10].
Selvästi, Perinteisistä raudanrikastuspiireistä peräisin olevien rikastushiekan käsittely ja dolomiittisen itabiriitin käsittely on haastavaa perinteisten kalkinpoisto-vaahdotus-magneettisten pitoisuusprosessikaavioiden avulla niiden mineralogian ja granulometrian vuoksi, ja siksi vaihtoehtoiset rikastustekniikat, kuten tribo-sähköstaattinen erotus, joka on vähemmän rajoittava malmin mineralogian kannalta ja joka mahdollistaa sakkojen käsittelyn, voi olla kiinnostavaa.
Triboelektrostaattinen erottelu hyödyntää sähkövarauseroja pintakosketin tai tribosähköisen latauksen tuottamien materiaalien välillä. Yksinkertaista tapaa, kun kaksi materiaalia on kosketuksissa, materiaali, jolla on suurempi affiniteetti elektroniin, saa elektroneja, mikä lataa negatiivisen, raaka electron affiniteetti halvemmat positiivinen. Periaatteessa, Heikkolaatuisia rautamalmisakkoja ja dolomiittisia itabiitteja, joita ei voida käsitellä tavanomaisella vaahdotuksella ja/tai magneettisella erotuksella, voitaisiin parantaa hyödyntämällä niiden mineraalien differentiaalivarausominaisuutta [11].
Tässä esitämme STET-tribo-sähköstaattisen hihnan erottamisen mahdollisena rikastusreittinä ultrahienojen rautamalmirikasteiden rikastamiseksi ja dolomiittisen itabiriittimineraalin rikastamiseksi. STET-prosessi tarjoaa mineraaliteollisuudelle ainutlaatuisen vesittömän kyvyn käsitellä kuivarehua. Ympäristöystävällinen prosessi voi poistaa märkäkäsittelyn tarpeen, loppupään jäteveden käsittely ja loppupään kuivaaminen. Lisäksi, STET-prosessi vaatii vain vähän mineraalin esikäsittelyä ja toimii suurella kapasiteetilla – jopa 40 sävyjä tunnissa. Energiankulutus on pienempi kuin 2 kilowattitunteja jalostettua materiaalia tonnia kohti.
Materiaalit
Kaksi hyvin huonolaatuista Rautamalmien käytettiin tämän sarjan testejä. Ensimmäinen malmi koostui ultrafine Fe ore tailings -näytteestä, jonka D50-arvo oli 20 μm ja toinen näyte itabiriittirautamalminäytteestä, jonka D50 on 60 µm. Molemmat näytteet asettavat haasteita niiden hyväntahtoisuuden aikana, eikä niitä voida käsitellä tehokkaasti perinteisillä laihdutus-kelluvuusmagneettisilla pitoisuuspiireillä granulometrian ja mineralogiansa vuoksi.. Molemmat näytteet saatiin kaivostoiminnasta Brasiliassa.
Ensimmäinen näyte saatiin olemassa olevasta desliming-flotation-magneettisesta pitoisuuspiiristä. Näyte kerättiin pyrstöpadotosta, kuivataan sitten, homogenoitu ja pakattu. Toinen näyte on peräisin itabirite raudan muodostumista Brasiliassa. Näyte murskattiin ja lajiteltiin koon mukaan, ja luokitusvaiheesta saatu hieno fraktio kävi myöhemmin läpi useita desliming-vaiheita, kunnes D98 150 μm saavutettiin. Tämän jälkeen näyte kuivattiin, homogenoitu ja pakattu.
Hiukkaskokojakaumat (.PSD) määritettiin laserdiffraktiohiukkaskoon analysaattorilla, Malvernin mastersizer 3000 E. Molemmat näytteet oli ominaista menetys Otto(LOI), XRF ja XRD. Tappio sytytys (LOI) määritettiin asettamalla 4 grammaa näytettä 1000 ° C: N uuni 60 minuuttia ja raportointi LOI kuin sai pohjalta. Kemiallisen koostumuksen analyysi valmistui aallonpituus dispersoivaa X-ray fluoresenssi (WD XRF) väline ja kiteinen päävaiheeseen tutkittiin XRD tekniikkaa.
Kemiallinen koostumus ja LOI Rikastusjäte näytteen (Rikastushiekka), ja itabirite Silitysrauta muodostumista näytteen (Itabirite), on esitetty taulukossa 1 ja molempien näytteiden hiukkaskokojakaumat on esitetty kuvassa 1. Rikastushiekkanäytteen tärkeimmät Fe-talteenotettavat faasit ovat goetiitti ja hematiitti, ja tärkein gangue-mineraali on kvartsi (Kuva 4). Itabiriittinäytteen tärkeimmät Fe-talteenotettavat faasit ovat hematiitti, Ja tärkeimmät Gangue-mineraalit ovat kvartsi ja dolomiitti (Kuva 4).
Taulukko 1. Rikastushiekka- ja itabiittinäytteiden tärkeimpien alkuaineiden kemiallisen analyysin tulos.
| Näyte | Aste (wt%) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fe | SiO2 | Al2O3 | MnO | MgO | CaO | LOI** | Toiset | |
| Rikastushiekka | 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 |
Hiukkaskokojakaumat
Menetelmiä
Joukko kokeita tarkoituksena oli tutkia parametrien vaikutusta Silitysrauta liikkuvuutta sekä Silitysrauta näytteitä STET omaa tribo Sähköstaattinen vyö erotin tekniikka. Kokeet suoritettiin käyttäen pienen mittakaavan tribo Sähköstaattinen vyö erotin, Seuraavassa työtaso erottimena. Pienen mittakaavan testaukseen on kolmivaiheinen tekniikka täytäntöönpanoprosessin ensimmäinen vaihe (Katso taulukko 2) pienen mittakaavan arvioida, Pilot-mittakaavan ja kaupallisen mittakaavan. Työtaso tuhaterottimen käyttäminen seulontaan tribo sähköstaattisen latauksen ja onko materiaali on hyvä ehdokas Sähköstaattinen rikastus. Tärkeimmät erot jokaiseen laitteeseen on esitetty taulukossa 2. Vaikka jokaisessa vaiheessa laitteita on erilainen kooltaan, Toimintaperiaate on pohjimmiltaan sama.
Taulukko 2. Kolmivaiheinen täytäntöönpanoprosessin STET tribo Sähköstaattinen vyö erotin tekniikan avulla
| Vaihe | Käytetään: | Elektrodi Mitat (W x L) cm | Tyyppi Prosessi/ |
|---|---|---|---|
| Penkki-asteikko Arviointi | Laadullinen Arviointi | 5*250 | Erä |
| Pilotin mittakaava Testaus | Määrällinen Arviointi | 15*610 | Erä |
| Kaupallinen Mittakaava Toteutus | Kaupallinen Tuotanto | 107 *610 | Jatkuva |
STET toimintaperiaate
Erottimen toimintaperiaate perustuu tribo sähköstaattisen latauksen. Kaupungissa tribo Sähköstaattinen vyö erotin (Luvut 2 ja 3), materiaali syötetään kapea aukko 0.9 - 1.5 cm kahden rinnakkaisen planar elektrodia. Hiukkaset majoittuvat triboelectrically interparticle yhteyttä. Positiivisesti varautunut mineraali(s) ja negatiivisesti varautuneet kivennäisaineita(s) houkuttelevat vastapäätä elektrodit. Sisällä erottimen hiukkaset ovat pyyhkäisi esiin jatkuva liikkuvat open-mesh vyö ja välitetään vastakkaisiin suuntiin. Hihna on valmistettu muovista ja liikkuu vieressä kunkin elektrodin kohti vastakkaisissa päissä erottimen hiukkasia. Counter virtaa erottavan hiukkasten ja jatkuva triboelectric latauksen hiukkaset hiukkasten törmäyksiä säädetään monivaiheinen erottaminen ja tulokset erinomainen puhtaus ja single-pass-yksikössä. Triboelectric vyö erotin teknologiaa on käytetty eri monenlaisia materiaaleja, mukaan lukien lasimainen aluminosilikaatit/hiili (lentotuhka), kalsiitti/quartz, talkki ja magnesiitti, ja baryyttia/quartz.
Yleistä, erotin-suunnittelu on suhteellisen yksinkertainen vyö ja siihen liittyvät rullat kuin vain liikkuvat osat. Elektrodit ovat paikallaan ja koostuu asianmukaisesti kestävä materiaali. Erotin elektrodin pituus on noin 6 metriä (20 metrin.) ja leveys 1.25 metriä (4 metrin.) täysikokoinen kaupallista yksikköä. Korkea hihnannopeus mahdollistaa erittäin tarkkuudessa, jopa 40 tonnia tunnissa täysikokoinen kaupalliset yksiköt. Virrankulutus on pienempi kuin 2 kilowattituntia kohti ainesta useimmat kuluttamaan kaksi moottorit vyön.
Kaaviokuva triboelectric vyö erotin
Yksityiskohtaisuuden erottaminen zone
Kuten taulukossa 2, työtaso erotin ja pilot-asteikko ja kaupallisen mittakaavan erottimet suurin ero on, että työtaso-erotin pituus on noin 0.4 kertaa pilot-mittakaavan ja kaupallisen mittakaavan pitkä. Erottimena hyötysuhde on tehtävä elektrodin pituus, penkki-asteikko testaus ei voida käyttää korvaavana pilottimittakaavassa testaus. Pilotti-asteikkotestaus on tarpeen sen erottelun laajuuden määrittämiseksi, jonka STET-prosessi voi saavuttaa, ja määrittää, pystyykö STET-prosessi saavuttamaan tuotetavoitteet tietyissä rehunopeuksissa. Sen sijaan, penkkierotinta käytetään sulkemaan pois ehdokasmateriaalit, jotka eivät todennäköisesti osoita merkittävää erottelua pilottiasteikolla. Penkkiasteikolla saadut tulokset eivät ole optimoituja, ja havaittu on alle joka havaituista kaupallinen kokoinen STET erotin.
Testauksia kokeilulaitoksen tarvitaan ennen kaupallisessa laajuudessa käyttöönottoa, kuitenkin, pienen mittakaavan testausta suositellaan ensimmäisen vaiheen täytäntöönpanon annetaan materiaalia. Lisäksi, aineiston saatavuus on rajoitettu, työtaso erotin tarjoaa hyödyllinen väline seulonta mahdolliset onnistuneita hankkeita (eli, projektit, joissa asiakas- ja toimialan laatutavoitteet voidaan täyttää STET-tekniikalla).
Penkin mittakaavan testaus
Standardiprosessikokeet tehtiin fe-pitoisuuden lisäämiseksi ja gangue-mineraalien pitoisuuden vähentämiseksi. Erilaisia muuttujia tutkittiin maksimoida raudan liikkeen ja määrittää liikkeen suunta eri mineraaleja. Penkkitestauksen aikana havaittu liikesuunta on osoitus ohjauslaitoksen liikesuunnasta ja kaupallisesta mittakaavasta..
Tutkittuihin muuttujiin sisältyi suhteellinen kosteus (Rh), Lämpötila, elektrodin napaisuus, hihnan nopeus ja sovellettu jännite. Näistä, Rh ja lämpötila yksin voi olla suuri vaikutus ero tribo-lataus ja siten erottaminen tulokset. Siten, optimaaliset rh- ja lämpötila-olosuhteet määritettiin ennen kuin tutkittiin jäljellä olevien muuttujien vaikutusta. Kaksi napaisuustasoa tutkittiin: Olen) top elektrodi napaisuus positiivinen ja ii) top elektrodi napaisuus negatiivinen. STET-erottimelle, napaisuusjärjestelyssä ja optimaalisissa rh- ja lämpötilaolosuhteissa, hihnan nopeus on ensisijainen ohjauskahva tuotelaadun ja massan talteenottoon. Testaus penkkierottimella auttaa valaisemaan tiettyjen toiminnallisten muuttujien vaikutusta tietyn mineraalinäytteen tribo-sähköstaattiseen lataukseen, ja siksi saatuja tuloksia ja suuntauksia voidaan käyttää, verran, kaventamaan useita muuttujia ja kokeet suoritetaan koelaitoksen mittakaavassa. Taulukko 3 Luettelee erilaisia erottaminen ehtoja käytetään vaiheessa 1 parhaillaan rikastushiekan ja itabirite näytteet.
Taulukko 3 luettelo erottaminen olosuhteista
| Parametri | Yksiköt | Arvoalue | |
|---|---|---|---|
| Rikastushiekka | Itabirite | ||
| Top Elektrodi Napaisuus | - | Positiivinen- Negatiivinen | Positiivinen- Negatiivinen |
| Elektrodin jännite | -kävi koulua kV/+kV | 4-5 | 4-5 |
| Syötteen suhteellinen Kosteus (Rh) | % | 1-30.7 | 2-39.6 |
| Syöttölämpötila | ° F (° C) | 71-90 (21.7-32.2) | 70-87 (21.1-30.6) |
| Hihnan nopeus | Fps (m/s) | 10-45 (3.0-13.7) | 10-45 (3.0-13.7) |
| Elektrodin rako | Tuumaa (mm) | 0.400 (10.2 mm) | 0.400 (10.2 mm) |
Testaukseen työtaso erotin erän olosuhteissa, rehun näytteitä 1.5 lbs. euroa testiä kohti. Huuhtelu suoritetaan käyttämällä 1 lb. materiaalin otettiin välillä testit sen varmistamiseksi, että kaikki mahdollinen siirto vaikutus aiempi asema ei pidetty. Ennen testaus aloitettiin materiaali homogenoitu ja Näytepussit ajelu ja värin esineiden valmistettiin. Alussa kunkin kokeilla lämpötila ja suhteellinen kosteus (Rh) mitattiin käyttäen Vaisala HM41 käsin kosteus ja lämpötila anturi. Lämpötila-ja RH vaihtelevat kaikki kokeet on tehty 70-90 ° F (21.1-32.2 (° C) ja 1-39.6%, vastaavasti. Alemman rh:n ja/tai korkeamman lämpötilan testaaminen, rehu- ja huuhtelunäytteet säilytettiin kuivausuunissa 100 °C:ssa 30-60 Minuuttia. Sen sijaan, korkeammat RH-arvot saavutettiin lisäämällä materiaaliin pieniä määriä vettä, jota seuraa homogenisointi. Kun RH ja lämpötila oli mitattu jokaisesta syöttönäytteestä, Seuraava vaihe oli elektrodin napaisuuden asettaminen, hihnan nopeus ja jännite halutulle tasolle. Aukkoarvot pidettiin vakiona 0.4 tuumaa (10.2 mm) rikastushiekka- ja itabiittinäytteiden testauskampanjoiden aikana.
Ennen jokaista testiä, pieni rehun alaotoksen, joka sisältää noin 20 g kerättiin (nimetty ”rehu”). Kun kaikki toiminta muuttujien asettaminen, aineisto syötettiin työtaso erotinta käyttäen electric tärylevyt syöttölaite työtaso erotin keskustan läpi. Näytteet kerättiin jokaisen kokeen lopussa ja painot tuote loppu 1 (nimetty ”E1”) ja tuotteen 2 (nimetty ”E2”) määritettiin oikeudellinen kauppaa laskenta asteikolla. Kunkin testin jälkeen, sisältävät noin pieni osa näytteet 20 g E1 ja E2 kerättiin. Massa tuottaa E1 ja E2 kuvataan:
JossaYE1-yy ja YE2 ovat massan saannot E1: een ja E2: een, vastaavasti; ja kerätään näyte painot erotin-tuotteisiin, E1 ja E2, vastaavasti. Molemmat näytteet, Fe-pitoisuus nousi tuotteen E2.
Kutakin näytteiden (eli, Syötteen, E1 ja E2) LOI ja tärkein typen koostumuksen XRF. Fe2 O3 Sisällöt määritettiin arvoista. Rikastushiekka-näytteen LOI suoraan liittyvät götiitti otokseen sisältöä kuten götiitti toimiva hydroksyyliryhmiä hapettaa osaksi H2 Og [10]. Päinvastoin, itabirite näytteen LOI suoraan liittyvät karbonaattien otokseen sisältää, koska kalsium- ja magnesiumkarbonaatit hajoavat pääoksideiksi, mikä johtaa Co2g ja subperäkkäinen näytteen häviöpaino. XRF helmiä valmistettiin sekoittamalla 0.6 grammaa mineraali näytteen 5.4 grammaa litium Natriumtetraboraatti, joka valittiin koska Kemiallinen koostumus rikastushiekan ja itabirite näytteet. Boraksihelmien olivat normalisoitu LOI.
Lopuksi, Fe-elpyminen EFe tuotteeseen (E2) ja Sio2 hylkääminen QSi laskettiin. EFe on konsentraatista talteen otetun Fe:n prosenttiosuus alkuperäisen rehunäytteen prosenttiosuudesta ja Qsio2 on alkuperäisestä rehunäytteestä poistetun. EFe ja QSi kuvataan:
Jossa COlen,(ruokkia,E1,E2) on osanäytteen i-komponentin normalisoitu pitoisuusprosentti (Esim., Fe, Sio2)
Näytteet mineralogia
XRD kuvio osoittaa mineraali vaihetta rikastushiekka-ja itabirite näytteet esitetään kuva 4. Rikastushiekka-näytteen Fe-kerrytettävissä päävaiheeseen ovat götiitti, hematiitti ja magnetiitti, ja tärkein gangue-mineraali on kvartsi (Kuva 4). Itabirite näytteen Fe-kerrytettävissä päävaiheeseen ovat hematiitti ja magnetiitti ja tärkein sivukivipitoisuutta vastaavasti mineraalit ovat kvartsi ja Dolomiitti. Magnetiitti näkyy pieniä pitoisuuksia molemmat näytteet. Puhdas hematiitti, götiitti, magnetiitti sisällä 69.94%, 62.85%, 72.36% Fe, vastaavasti.
D mallit. A Rikastusjäte näyte, B-Itabirite näyte
Pienen mittakaavan kokeita
Jokaiselle mineraalinäytteelle suoritettiin sarja testiajoja, joiden tarkoituksena oli maksimoida Fe ja vähentää Sio2 sisältö. E1:een keskittyvät lajit ovat osoitus negatiivisesta latauskäyttäytymisestä, kun taas lajien keskittyminen E2:een positiiviseen latauskäyttäytymiseen. Suuremmat hihnanopeudet olivat suotuisia rikastushiekkanäytteen käsittelylle; kuitenkin, pelkästään tämän muuttujan vaikutuksen todettiin olevan vähemmän merkittävä itabiriittinäytteen osalta.
Rikastushiekka- ja itabiittinäytteiden keskimääräiset tulokset on esitetty kuvassa 5, joka on laskettu 6 ja 4 kokeiluja, vastaavasti. Kuva 5 esittelee keskimääräinen massa tuotto ja kemia rehujen ja tuotteiden E1 ja E2. Lisäksi, Kunkin koealan esittelee parantaminen tai väheneminen pitoisuus (E2- Syötteen) kunkin näytteen komponentin esimerkiksi, Fe, Sio2 Positiiviset arvot liittyvät lisääntymiseen yrityskeskittymän E2, kun taas negatiiviset arvot liittyvät keskittymän E2 väheneminen.
Fig.5. Massa keskituotoksen ja kemia rehuksi, E1 ja E2. Virhepalkit edustavat 95% luottamusvälit.
Pikkuperunoista Fe esimerkkisisältö nostettiin 29.89% jotta 53.75%, keskimäärin, massasaannolla YE2 – tai maailmanlaajuinen massatalteenotto – ja 23.30%. Tämä vastaa Fe-palautumista ( ja piidioksidin hylkääminen (QE2 ) Arvot 44.17% ja 95.44%, vastaavasti. LOI-pitoisuutta nostettiin 3.66% jotta 5.62% mikä osoittaa, että Fe-pitoisuuden kasvu liittyy goetiittipitoisuuden kasvuun (Kuva 5).
Itabiriittinäytteen Fe-pitoisuutta nostettiin 47.68% jotta 57.62%, keskimäärin, massasaannolla YE2 -ja 65.0%. Tämä vastaa Fe-palautumista EFe( ja piidioksidin hylkääminen (Qsio2) Arvot 82.95% ja 86.53%, vastaavasti. LOI-ohje, MgO- ja CaO-pitoisuudet suurenivat 4.06% jotta 5.72%, 1.46 jotta 1.87% ja alk. 2.21 jotta 3.16%, vastaavasti, mikä osoittaa, että dolomiitti liikkuu samaan suuntaan kuin Fe-kantavat mineraalit (Kuva 5).
Molemmat näytteet,AL2 O3 , MnO ja P näyttävät latautuvan samaan suuntaan kuin Fe-kantavat mineraalit (Kuva 5). Vaikka näiden kolmen lajin pitoisuutta halutaan vähentää, yhteenlaskettu pitoisuus Sio2, AL2 , O3 , YE2 MnO ja P laskevat molemmilla näytteillä, ja siksi pöytäerottimella saavutettu kokonaisvaikutus on tuotteen Fe-luokan paraneminen ja epäpuhtauksien pitoisuuden väheneminen.
Yleistä, Pöytätason testaus osoitti todisteita rauta- ja piidioksidihiukkasten tehokkaasta lataamisesta ja erottamisesta. Lupaavat laboratoriomittakaavan tulokset viittaavat siihen, että olisi suoritettava pilottimittakaavan testit, mukaan lukien ensimmäinen ja toinen läpäisy..
Keskustelu
Kokeelliset tiedot viittaavat siihen, että STET-erotin johti Fe-pitoisuuden merkittävään kasvuun ja samalla pienensi Sio2 sisältö.
Osoitettuaan, että triboelektrostaattinen erottuminen voi johtaa Fe-pitoisuuden merkittävään kasvuun, keskustelu tulosten merkityksestä, suurimmasta saavutettavissa olevasta Fe-pitoisuudesta ja tekniikan syöttövaatimuksista.
Aloittaa, on tärkeää keskustella ilmeistä latauksen käyttäytymistä mineraali lajien molemmat näytteet. Rikastushiekka-näytteen pääkomponentit olivat Fe typen ja kvartsi ja koetulokset osoittivat, että Fe typen keskittynyt E2 vaikka kvartsi keskittynyt E1. Yksinkertaista tapaa, voitaisiin sanoa, että Fe oksidi hiukkasia hankkinut positiivinen maksu ja kvartsi hiukkasia hankittu negatiivisen latauksen. Tämä on sekä kivennäisaineita kuten Ferguson triboelectrostatic-luontoon (2010) [12]. Taulukko 4 osoittaa ilmeistä triboelectric sarja valitun mineraaleja perustuu induktiivinen erottaminen, ja se osoittaa kvartsi latauksen sarja ja götiitti alapuolella, magnetiitti ja hematiitti sijaitsevat korkeampi sarjassa. Kivennäisaineiden sarjan alkuun yleensä veloittaa positiivinen, Vaikka mineraalien alareunassa yleensä hankkia negatiivisen latauksen.
Toisaalta, itabirite näytteen pääkomponentit olivat hematiitti, kvartsi ja dolomiitti sekä kokeelliset tulokset osoittivat, että Fe-oksidit ja dolomiitti väkevöityivät E2: een, kun taas kvartsi keskittyi E1: een. Tämä osoittaa, että hematiittihiukkaset ja dolomiitti saivat positiivisen varauksen, kun taas kvartsihiukkaset saivat negatiivisen varauksen. Kuten taulukossa 4, Karbonaatit sijaitsevat tribo-sähköstaattisen sarjan yläosassa, mikä osoittaa, että karbonaattihiukkasilla on taipumus saada positiivinen varaus, ja näin ollen keskitettävä E2:een. Sekä dolomiitti että hematiitti keskittyivät samaan suuntaan, mikä osoittaa, että hematiittihiukkasten kokonaisvaikutus kvartsin ja dolomiitin läsnä ollessa oli saada positiivinen varaus.
Mineralogisten lajien liikesuunta kussakin näytteessä on ensiarvoisen kiinnostava, koska se määrittää suurimman saavutettavissa olevan Fe-luokan, joka voidaan saavuttaa yhdellä läpiviennillä käyttämällä tribo-sähköstaattista hihnaerotintekniikkaa.
Rikastushiekka- ja itabiriittinäytteiden suurin saavutettavissa oleva Fe-pitoisuus määritetään kolmen tekijän perusteella.: Olen) Fe määrä Fe kantavien mineraaleja; II) vähintään kvartsi (Sio2 ) sisältöä, joka voidaan saavuttaa ja; III) Epäpuhtaudet liikkuvat samaan suuntaan kuin Fe kantavien mineraaleja määrä. Rikastushiekka-näytteen Fe kantavien mineraaleja samaan suuntaan tärkeimmistä epäpuhtaudet ovat Al2 O3 MnO Kun otetaan mineraaleja, kun taas itabiriittinäytteen tärkeimmät epäpuhtaudet ovat CaO MgO Al2 O3 Kun otetaan mineraaleja.
| Mineraalin nimi | Maksu hankittu (ilmeinen) |
|---|---|
| Apatiitti | +++++++ |
| Karbonaatit | ++++ |
| Monatsiitti | ++++ |
| Titanomagnetiitti | . |
| Ilmeniitti | . |
| Rutiili | . |
| Leukoksiini | . |
| Magnetiitti/hematiitti | . |
| Spinelit | . |
| Granaatti | . |
| Stauroliitti | - |
| Muuttunut ilmeniitti | - |
| Goethite | - |
| Zirkoni | -- |
| Epidote | -- |
| Tremoliitti | -- |
| Vesipitoiset silikaatit | -- |
| Alumiinisilikaatit | -- |
| Turmaliini | -- |
| Aktinoliitti | -- |
| Pyrokseeni | --- |
| Titaniitti | ---- |
| Maasälpä | ---- |
| Kvartsi | ------- |
Taulukko 4. Näennäinen triboelectric sarja valitun mineraaleja perustuu induktiivinen erottaminen. Muutettu D.N Ferguson (2010) [12].
Rikastushiekka-näyte, Fe-sisältöä mitattiin 29.89%. XRD tiedot osoittavat, että hallitseva vaihe on götiitti, seurasi hematiitti, ja siksi suurin saavutettavissa Fe-pitoisuus jos puhtaan erottaminen oli mahdollista olisi välillä 62.85% ja 69.94% (Mitkä ovat puhdasta götiitti ja hematiitti Fe-sisältöä, vastaavasti). Nyt, puhtaan erottaminen ei ole mahdollista Al2, O3 MnO ja P-kantavat mineraalit liikkuvat samaan suuntaan kuin Fe-kantavat mineraalit, ja rautapitoisuus korottamista myös siksi lisätä näiden vieraiden aineiden. Sitten, lisätä Fe sisältöä, quartz E2 summan täytyy olla merkittävästi vähentynyt kohta niillä kompensoidaan liikkuvuus , MnO ja P tuotteen (E2). Taulukon 4, kvartsi on voimakas taipumus hankkia negatiivisen latauksen, muiden mineraalien puuttuessa joutuvat ilmeisen negatiivinen lataus käyttäytyminen voidaan huomattavasti vähentää tuotteen sisältöä (E2) ensikierron triboelectrostatic vyö erotin-tekniikan avulla.
Esimerkiksi, jos oletetaan, että kaikki rikastushiekkanäytteen Fe-pitoisuus liittyy goetiittiin (FeO-niminen(Voi)), ja että ainoat gangue-oksidit ovat Sio2, Al2O3 ja MnO, sitten Fe-sisältö tuotteelle annettaisiin:
Fe(%)=(100-Sio2 – (Al2 O3 + MnO*0.6285
Jossa, 0.6285 on Fe: n prosenttiosuus puhtaassa goetiitissa. Eq.4 kuvaa kilpailevaa mekanismia, joka tapahtuu Fe: n keskittämiseksi AL2O3 + MnO kasvaa, kun Sio2 Vähentää.
Itabiriittinäytteen Fe-pitoisuus mitattiin 47.68%. XRD tiedot osoittavat, että hallitseva vaihe on hematiitti ja suurin saavutettavissa Fe-pitoisuus jos puhtaan erottaminen oli mahdollista siis lähellä 69.94% (joka on puhdasta hematiitti rautapitoisuus). Kuten keskusteltiin Rikastusjäte näytteen puhtaan erottaminen ei ole mahdollista Cao, MgO, Al2 O3 laakeri mineraalit ovat menossa samaan suuntaan kuin hematiitti, ja siten lisätä Fe-pitoisuutta Sio2 pitoisuutta on vähennettävä. Olettaen, että koko tämän näytteen Fe-pitoisuus liittyy hematiittiin (Fe2O3) ja että ainoat gangue-mineraalien sisältämät oksidit ovat Sio2, CaO, MgO, Al2O3 ja MnO; sitten tuotteen Fe-sisällön antaisi:
Fe(%)=(100-Sio2-CaO+MgO+Al2O3+MnO+LOI*0.6994
Jossa, 0.6994 on Fe: n prosenttiosuus puhtaassa hematiitissa. On huomattava, että Eq.5 sisältää LOI: n, kun taas Eq.4 ei. Itabirite-näytteelle, LOI liittyy karbonaattien esiintymiseen, kun taas rikastushiekkanäytteen osalta se liittyy Fe-pitoisiin mineraaleihin.
Selvästi, sekä rikastushiekka- että itabiriittinäytteiden Fe-pitoisuutta on mahdollista lisätä merkittävästi vähentämällä Sio2; kuitenkin, kuten Eq.4 ja Eq.5 osoittavat, suurinta saavutettavissa olevaa Fe-pitoisuutta rajoittavat liikesuunta ja gangue-mineraaleihin liittyvien oksidien pitoisuus.
Periaatteessa, Fe-pitoisuutta molemmissa näytteissä voitaisiin edelleen lisätä toisella STET-erottimella, jossa CaO,MgO Al2 O3 ja MnOlaakerimineraalit voitaisiin erottaa Fe-kantavista mineraaleista. Tällainen erottelu olisi mahdollista, jos suurin osa näytteen kvartsista poistettaisiin ensimmäisen kerran. Kvartsin puuttuessa, Joidenkin jäljellä olevien Gangue-mineraalien tulisi teoriassa latautua goetiitin vastakkaiseen suuntaan, hematiitti ja magnetiitti, mikä lisäisi Fe-pitoisuutta. Esimerkiksi, itabiittinäytteelle ja joka perustuu dolomiitin ja hematiitin sijaintiin triboelektrostaattisessa sarjassa (Katso taulukko 4), Dolomiitin ja hematiitin erottamisen pitäisi olla mahdollista, koska dolomiitilla on voimakas taipumus latautua positiivisesti suhteessa hematiittiin.
Kun on keskusteltu suurimmasta saavutettavissa olevasta Fe-sisällöstä, tarvitaan keskustelua tekniikan syöttövaatimuksista. STET-tribo-sähköstaattinen hihnaerotin edellyttää, että syöttöaine on kuiva ja hienoksi jauhettu. Hyvin pienillä kosteusmäärillä voi olla suuri vaikutus differentiaaliseen tribo-lataukseen, ja siksi rehun kosteus tulisi vähentää <0.5 Paino-%. Lisäksi, Rehuaine on jauhettava riittävän hienoksi Gangue-materiaalien vapauttamiseksi, ja sen on oltava vähintään 100% läpäisevä verkko 30 (600 Umm). Ainakin rikastushiekkanäytteen osalta, materiaali olisi kasteltava, minkä jälkeen olisi suoritettava lämpökuivausvaihe, kun taas itabiriittinäytteen jauhaminen yhdistettynä, tai seuraa, lämpökuivaus olisi tarpeen ennen STET-erottimella tapahtuvaa rikastamista.
Rikastushiekkanäyte saatiin olemassa olevasta kalkinpoisto-vaahdotus-magneettisesta konsentraatiopiiristä ja kerättiin suoraan rikastushiekkapadosta. Rikastushiekan tyypillisten tahnakosteuksien tulisi olla noin 20-30% ja sen vuoksi rikastushiekka olisi kuivattava erottamalla neste-kiinteä (vedenpoisto) jota seuraa terminen kuivaus ja deagglomeraatio. Mekaanisen vedenpoiston käyttöä ennen kuivausta suositellaan, koska mekaanisilla menetelmillä on suhteellisen alhainen energiankulutus poistettua nesteyksikköä kohti verrattuna lämpömenetelmiin. Noin 9.05 Btu vaaditaan kiloa vettä kohti, joka on poistettu suodattamalla lämpökuivauksen aikana, Toisaalta, vaatii noin 1800 Btu per kilo haihtunutta vettä [13]. Rautarikastushiekan käsittelyyn liittyvät kustannukset riippuvat viime kädessä vedenpoiston aikana saavutettavissa olevasta vähimmäiskosteudesta ja kuivaukseen liittyvistä energiakustannuksista..
Itabiriittinäyte saatiin suoraan itabiriittiraudan muodostumisesta, ja siksi tämän näytteen käsittelemiseksi materiaali olisi murskattava ja jauhettava, minkä jälkeen se olisi kuivattava termisesti ja deagglomeroitava. Yksi mahdollinen vaihtoehto on kuumailmapyyhkeiden rullamyllyjen käyttö, jossa kaksoishionta ja kuivaus voitaisiin saavuttaa yhdessä vaiheessa. Itabiriittimalmin käsittelyyn liittyvät kustannukset riippuvat rehun kosteudesta, rehugranulometria sekä jyrsintään ja kuivaukseen liittyvät energiakustannukset.
Molempien näytteiden deagglomerointi on tarpeen sen jälkeen, kun materiaali on kuivattu, jotta varmistetaan, että hiukkaset vapautuvat toisistaan.. Deagglomeraatio voidaan suorittaa yhdessä termisen kuivausvaiheen kanssa, mahdollistaa tehokkaan lämmönsiirron ja energiansäästön.
Pienen mittakaavan tulokset esitetään tässä osoittaa vahvaa näyttöä latauksen ja erottaminen Fe kantavien mineraalien kvartsi käyttäen triboelectrostatic vyö erottaminen.
Pikkuperunoista Fe esimerkkisisältö nostettiin 29.89% jotta 53.75%, keskimäärin, on massa tuotto 23.30%, joka vastaa Fe hyödyntämistä ja piidioksidi hylkääminen arvot 44.17% ja 95.44%, vastaavasti. Itabiriittinäytteen Fe-pitoisuutta nostettiin 47.68 % jotta 57.62%, keskimäärin, on massa tuotto 65.0%, joka vastaa Fe hyödyntämistä ja piidioksidi hylkääminen arvot 82.95% ja 86.53%, vastaavasti. Nämä tulokset saatiin päätökseen erotin, joka on pienempi ja vähemmän tehokkaita kuin STET kaupallinen erotin.
Kokeelliset havainnot osoittavat, että sekä rikastushiekka- että itabiriittinäytteiden suurin saavutettavissa oleva Fe-pitoisuus riippuu pienimmästä saavutettavissa olevasta kvartsipitoisuudesta. Lisäksi, korkeampien Fe-luokkien saavuttaminen voi olla mahdollista STET-hihnaerottimen toisella läpäisyllä.
Tämän tutkimuksen tulokset osoittivat, että matalan luokan rauta Malmin sakkoja voidaan päivittää STET Tribo-sähköstaattisten vyöerottimien avulla. Lisätoimia koelaitoksen mittakaavassa on suositeltavaa määrittää Silitysrauta keskittää luokan ja hyödyntämistä, jotka voidaan saavuttaa. Kokemusten perusteella, hedelmä takaisin saaminen ja/tai luokan parantavat huomattavasti ohjaajan jalostuksen, verrattuna pienen mittakaavan testi laite käyttää näitä rautamalmin tutkimuksissa. STET tribo Sähköstaattinen erotusprosessia voi tarjota merkittäviä etuja verrattuna perinteisen signaalinkäsittelyn menetelmät Silitysrauta rautamalmin sakkoja.
