Seleccione Idioma da:
Lucas Rojas Mendoza, equipo ST & tecnoloxía, EUA
lrojasmendoza@steqtech.com
Frank Hrach, equipo ST & tecnoloxía, EUA
Kyle Flynn, equipo ST & tecnoloxía, EUA
Abhishek Gupta, equipo ST & tecnoloxía, EUA
equipo ST & Technology LLC (STET) foi desenvolvido un novo sistema de procesamento con base na separación correa tribo-electrostático que ofrece a industria de procesamento de mineral de un medio para potenciada materiais finos cunha tecnoloxía eficiente en termos enerxéticos e totalmente seco. En contraste con outros procesos de separación electrostática que normalmente se limitan a partículas >75? M en tamaño, a ficha de correa de STET triboeléctricas é adecuado para a separación de moi fina (<1? m) a moderadamente groseira (500? m) partículas, cun rendemento moi alto. A tecnoloxía tribo-electrostática STET utilizouse para procesar e separar comercialmente unha ampla gama de minerais industriais e outros po granular seco.. Aquí, Preséntanse resultados a escala de banco sobre o beneficio de finos de mineral Fe de baixa calidade mediante o proceso de separación de cinta STET. As probas a escala de banco demostraron a capacidade da tecnoloxía STET para recuperar simultáneamente Fe e rexeitar SiO2 do mineral de itabirita cun D50 de 60 µm e restos de mineral de Fe ultrafino cun D50 de 20 µm.. A tecnoloxía STET preséntase como unha alternativa para beneficiar os finos de mineral de Fe que non puideron ser tratados con éxito a través de circuítos de fluxo tradicionais debido á súa granulometría e mineraloxía..
O mineral de ferro é o cuarto elemento máis común na codia terrestre [1]. O ferro é esencial para a fabricación de aceiro e, polo tanto, un material esencial para o desenvolvemento económico global [1-2]. O ferro é tamén amplamente utilizado na construción e fabricación de vehículos [3]. A maioría dos recursos de mineral de ferro son compostos por formacións ferríferas metamorfoseados (BIF) en que o ferro é xeralmente atopada en forma de óxidos, Hidróxidos e, en menor medida carbonatos [4-5]. Un tipo particular de formacións de ferro con contidos máis altos de carbonato son itabiritos dolomita que son un produto da dolomitização e metamorfismo de depósitos BIF [6]. Os maiores depósitos de mineral de ferro do mundo se pode atopar en Australia, China, Canadá, Ucraína, India e Brasil [5].
A composición química do mineral de ferro ten unha ampla gama aparente na composición química especial para o contido de Fe e minerais de ganga asociados [1]. Principais minerais de ferro asociados coa maioría dos minerais de ferro son a hematita, goethite, limonite e magnetita [1,5]. Os principais contaminantes en minerais de ferro son SiO2 e Al2O3 [1,5,7]. Os típicos de sílice e alúmina de rolamento minerais presentes en minerais de ferro son cuarzo, caulinita, gibbsita, diaspore e corindón. Destes, é moitas veces observado que o cuarzo é o mineral rolamento sílice significativo e caulinite e gibsite son os dous principais-alúmina tendo minerais [7].
extracción de mineral de ferro é executada principalmente a través de operacións de minería a ceo aberto, resultando na xeración de residuos significativa [2]. O sistema de produción de mineral de ferro xeralmente implica tres fases: minería, actividades de procesamento e de pelotização. destes, procesamento que asegura un grao adecuado de ferro e química é alcanzado, antes da fase de granulação. Procesamento inclúe esmagamento, clasificación, moenda e concentración de cara aumentar o contido de ferro, reducindo a cantidade de minerais de ganga [1-2]. Cada depósito mineral ten as súas propias características únicas en relación ao ferro e de ganga rolamento minerais, e, por iso, esixe unha técnica de concentración distinta [7].
separación magnética é normalmente usado no beneficiamento de mineral de ferro de alto grao en que os minerais de ferro dominantes son ferro e paramagnética [1,5]. Mollado e seco de baixa intensidade separación magnética (LIMS) técnicas son utilizadas para procesar minerais con fortes propiedades magnéticas, como a magnetita, mentres mollado de alta intensidade separación magnética é utilizado para separar os minerais Fe de rolamento con propiedades magnéticas febles, como hematita desde minerais de ganga. minerais de ferro, tales goethita e limonite son comunmente atopados en residuos e non separar ben por calquera técnica [1,5]. métodos magnéticos presentan retos en termos das súas capacidades baixas e en termos de demanda para o mineral de ferro a ser susceptible a campos magnéticos [5].
flutuación, por outra banda, úsase para reducir o contido de impurezas na minerais de ferro de baixo contido [1-2,5]. minerais de ferro pode ser concentrado ou por flotación aniônico directa idos de ferro ou reverter flotación catiónico de sílice, Con todo reverter flotación Catión segue a ruta de flotación máis popular usado na industria do ferro [5,7]. O uso de flotación súa limitada polo custo de reactivos, a presenza de sílice e alúmina rico en limos e presenza de minerais de carbonato [7-8]. ademais, flotación require tratamento de augas residuais e uso de eliminación de auga participada para aplicacións finais secas [1].
O uso de flotación para a concentración de ferro tamén implica deslamagem como flotante, en presenza de multas resultados na diminución da eficiencia e custos elevados de reactivos [5,7]. Deslamagem é particularmente crítica para a eliminación da alúmina como a separación de gibbsite dende hematita ou goetite por axentes tensio-activo é moi difícil [7]. A maioría dos minerais de alúmina rolamento ocorre durante o período de tamaño máis fino (<20a) permitindo a súa eliminación mediante deslimación. global, alta concentración de finos (<20a) e a alúmina aumenta a dose requirida do colector catiónico e diminúe drasticamente a selectividade [5,7].
ademais, a presenza de minerais carbonatados, como nas itabiritas dolomíticas- Tamén pode deteriorar a selectividade de flotación entre minerais de ferro e cuarzo xa que os minerais de ferro que conteñen carbonatos como a dolomita non flotan de forma moi selectiva.. As especies de carbonatos disoltos adsorben nas superficies de cuarzo prexudicando a selectividade da flotación [8]. A flotación pode ser razoablemente eficaz na mellora de minerais de ferro de baixa calidade, pero é fortemente dependente da mineraloxía do mineral [1-3,5]. A flotación de minerais de ferro que conteñan un alto contido de alúmina será posible mediante o deslimado a costa da recuperación global de ferro. [7], mentres que a flotación de minerais de ferro que conteñen minerais de carbonato será un reto e posiblemente non sexa viable [8].
Os circuítos modernos de procesamento de minerais con Fe poden incluír tanto pasos de flotación como de concentración magnética [1,5]. Por exemplo, A concentración magnética pódese utilizar no fluxo de finos desde a fase de descalcificación antes da flotación e sobre os refugallos de flotación.. A incorporación de concentradores magnéticos de baixa e alta intensidade permite un aumento da recuperación global de ferro no circuíto de procesamento recuperando unha fracción dos minerais ferroso e paramagnético como magnetita e hematita. [1]. A goethita adoita ser o compoñente principal de moitas correntes de rechazo de plantas de ferro debido ás súas débiles propiedades magnéticas. [9]. En ausencia de procesamento posterior para os fluxos de rechazo de concentración magnética e flotación, os refugallos da multa acabarán depositados nun encoro de relaves [2]. A eliminación e o procesamento dos desechos convertéronse en cruciais para a preservación ambiental e a recuperación dos obxectos de valor de ferro, respectivamente, e, polo tanto, o procesamento de estes de minerais de ferro na industria mineira medrou en importancia [10].
Claramente, o procesamento de relaves dos circuítos tradicionais de beneficio do ferro e o procesamento da itabirita dolomítica é un reto a través dos fluxos tradicionais de deslimación-flotación-concentración magnética debido á súa mineraloxía e granulometría., e polo tanto poden ser de interese tecnoloxías alternativas de beneficio como a separación triboelectrostática que é menos restritiva en canto á mineraloxía do mineral e que permite o procesamento de finos..
separación triboeléctrica electrostática-utiliza diferenzas de carga eléctrica entre os materiais producidos en contacto coa superficie ou a carga triboeléctricas. En formas simplistas, cando dous materiais están en contacto, o material con maior afinidade polos electróns gaña electróns así carga negativa, mentres que o material con menor afinidade de electróns cargas positivas. en principio, Os finos de mineral de ferro de baixa calidade e as itabiritas dolomíticas que non son procesables mediante flotación convencional e/ou separación magnética poderían mellorarse aproveitando a propiedade de carga diferencial dos seus minerais. [11].
Aquí presentamos a separación de cinta tribo-electrostática STET como unha posible vía de beneficio para concentrar residuos de mineral de ferro ultrafino e para beneficiar o mineral dolomítico de itabirita.. O proceso STET proporciona á industria de procesamento de minerais unha capacidade única sen auga para procesar alimentos secos. O proceso ecolóxico pode eliminar a necesidade de procesamento húmido, tratamento de augas residuais augas abaixo e requiriu o secado do material final. Ademáis, O proceso STET require algo de pretratamento do mineral e opera a elevada capacidade - ata 40 toneladas por hora. O consumo de enerxía é menor que 2 kilowatt-hora por tonelada de material procesado.
materiais
Dous minerais de ferro de baixo grao finas foron utilizados nesta serie de probas. O primeiro mineral de consistiu dun ultrafino Fe mostra de residuos de mineral cun D50 de 20 ^ M ea segunda mostra dunha mostra de mineral de ferro itabirítico cun D50 de 60 ? m. Ambas mostras presentan retos durante a beneficiação e non poden ser eficiente procesados a través de circuítos de concentración-flotación-deslamagem magnéticos tradicionais debido á súa finura de moído e da mineraloxía. Ambas mostras foron obtidas a partir de operacións de minería en Brasil.
A primeira mostra foi obtida a partir dun circuíto de concentración-flotación-deslamagem magnético existente. A mostra foi recollida a partir dunha encoro de residuos, logo secou-se, homogeneizado e embalado. A segunda mostra é unha formación de ferro itabirítico en Brasil. A mostra foi esmagado e clasificadas por tamaño ea fracción fina obtida a partir da fase de clasificación máis tarde foi sometido a varias etapas de deslamagem ata un D98 de 150 un foi alcanzada. A mostra foi, logo secou-se, homogeneizado e embalado.
distribucións de tamaño de partícula (PSD) foron determinados mediante un analizador de tamaño de partícula de difracción de láser, Mastersizer un Malvern 3000 E. Ambas mostras foron tamén caracterizadas por perda de peso por ignición(LEI), FRX e DRX. A perda de ignición (LEI) foi determinada poñendo 4 gramos de mostra nun 1000 forno ºC durante 60 minutos e informar o Loi nunha base como recibiu. A análise da composición química foi completada mediante unha lonxitude de onda de dispersión de fluorescencia de raios X (WD-XRF) instrumento eo cristalinos principal fases foron investigadas pola técnica de DRX.
A composición química e loi para a mostra de residuos (residuos), e para a mostra de formación de ferro itabirítico (Itabirite), móstrase na táboa 1 e as distribucións de tamaño de partícula de ambas mostras móstranse na Fig 1. Para os residuos probar as principais fases recuperables Fe están goethita e hematita, eo principal mineral de ganga é o cuarzo (figo 4). Para a mostra de Itabirito as principais fases recuperables Fe están hematita, e os principais minerais de ganga son cuarzo e dolomita (figo 4).
mesa 1. O resultado da análise química de elementos fundamentais en residuos e mostras Itabirito.
| mostra | Grade (wt%) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fe | SiO2 | Al2O3 | MnO | MgO | CaO | LOI** | Others | |
| residuos | 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 |
Distribucións de partícula Tamaño
Métodos
Unha serie de experiencias deseñadas para investigar os efectos de parámetros diferentes no movemento de ferro en ambas as mostras de ferro mediante a tecnoloxía de separador de correa de triboeléctrica electrostática-propietaria STET. As experiencias foron conducidas mediante un separador de correa de tribo-electrostática en escala de banca, adiante refire como 'separador de banca'. Ensaios a escala de laboratorio, é a primeira fase dun proceso de aplicación de tecnoloxía trifásica (ver Táboa 2) incluíndo a avaliación a escala de banca, probas en escala piloto e implementación en escala comercial. O separador de banca é usado para o seguimento como a evidencia de carga tribo-electrostática e para determinar se un material é un bo candidato para a beneficiação electrostática. As principais diferenzas entre cada peza de equipos son presentados na Táboa 2. Mentres que o equipo utilizado dentro de cada fase difire en tamaño, o principio de funcionamento é fundamentalmente o mesmo.
mesa 2. proceso de aplicación de tres fases utilizando tecnoloxía STET ficha de correa de triboeléctrica electrostática-
| Fase | Used for: | Electrode Dimensions (W x L) cm | Type of Process/ |
|---|---|---|---|
| Escala de banco Avaliación | Cualitativo Avaliación | 5*250 | Lote |
| Escala piloto Probando | Cuantitativo Avaliación | 15*610 | Lote |
| comercial Escala Implementation | comercial Produción | 107 *610 | Continuo |
STET Principio de funcionamento
O principio de funcionamento do separador depende de carga tribo-Electrostática. Na ficha de correa de triboeléctrica electrostática- (figuras 2 e 3), material é introducida no rango estreito 0.9 - 1.5 cm entre dous electrodos planos paralelos. As partículas son cargadas por vía triboeléctrica por contacto interpartículas. O mineral cargado positivamente(s) eo mineral cargada negativamente(s) están unidas para os electrodos opostos. No interior das partículas de separación son levados por unha correa de malla aberta en movemento continuo e transmitida en direccións opostas. O cinto está feito de material plástico e move as partículas adxacentes de cada un dos electrodos para extremidades opostas do separador. O contador de fluxo de corrente de partículas de separación e carga continuo triboeléctricas por colisións entre partículas prevé unha separación de varios estadios e resulta excelente pureza e recuperación dunha unidade de paso única. A tecnoloxía triboeléctricas ficha de correa foi utilizado para separar unha gran variedade de materiais, incluíndo mesturas de aluminossilicatos vítreo / carbono (cinzas volantes), calcita / cuarzo, talco / magnesita, e Barita / cuarzo.
global, o deseño do separador é relativamente simple cos rolos de correa e asociados como as únicas partes móbiles. Os electrodos son estacionarios e composta dun material adecuadamente resistente. A lonxitude do electrodo é aproximadamente a ficha 6 metros (20 ft.) ea anchura 1.25 metros (4 ft.) para unidades comerciais en tamaño grande. A elevada velocidade de correa permite moi altas taxas de transferencia, ata 40 toneladas por hora para unidades comerciais en tamaño grande. O consumo de enerxía é menor que 2 kilowatt-hora por tonelada de material procesado coa maior parte da enerxía consumida por dous motores de accionar a correa.
Esquemático ficha de correa de triboeléctricas
Detalle da zona de separación
Como se pode ver na táboa 2, A principal diferenza entre o separador de banca e escala piloto e separadores na escala comercial é que a lonxitude do separador de banca é aproximadamente 0.4 veces a lonxitude de unidades en escala piloto e en escala comercial. Como a eficiencia de separación é unha función da lonxitude do electrodo, probas en escala de banca non pode ser usado como un substituto para probas en escala piloto. probas en escala piloto é necesario para determinar a extensión da separación do proceso que pode acadar STET, e para determinar se o proceso STET pode cumprir os obxectivos de produtos en determinadas taxas de alimentación. en vez, a ficha de banca é usada para descartar materiais candidatos que non son susceptibles de demostrar calquera separación significativa no nivel de escala piloto. Os resultados obtidos na escala de base serán non optimizado, ea separación observada é menos que o que sería observado nun separador STET tamaño comercial.
Probando na planta piloto é necesario antes da implantación a escala comercial, con todo, probas atópanse na escala de banca é estimulado como a primeira fase do proceso de execución por calquera material dado. ademais, nos casos en que a dispoñibilidade de material está limitada, a ficha de banca ofrece unha ferramenta útil para a selección de potenciais proxectos de éxito (i.e., proxectos en que clientes e da industria obxectivos de calidade poden ser atendidas mediante a tecnoloxía STET).
probas en escala de banca
ensaios proceso estándar foron realizadas en torno ao obxectivo específico de aumentar a concentración de Fe e para reducir a concentración de minerais de ganga. variables diferentes foron explotados para maximizar o movemento de ferro e para determinar a dirección do movemento de diferentes minerais. A dirección do movemento observado durante as probas de banca é indicativo da dirección do movemento na planta piloto e escala comercial.
As variables estudadas foron humidade relativa (RH), temperatura, polaridade do electrodo, velocidade da correa e tensión aplicada. destes, HR ea temperatura por si só pode ter un gran efecto no diferencial tribo-carga e, por conseguinte, os resultados de separación. aquí, óptimas condicións de HR e de temperatura foron determinadas antes de investigar o efecto das variables restantes. Dous niveis de polaridade foron explotadas: eu) polaridade do electrodo positivo arriba e II) parte superior do electrodo negativo polaridade. Ao separador STET, baixo un dato arranxo polaridade e baixo condicións óptimas de HR e de temperatura, velocidade da correa é a panca de control primario para optimizar grao de produto e recuperación de masa. Proba sobre a pestana de base axuda a botar luz sobre o efecto de determinadas variables operativas na carga por fricción-electrostático para unha dada mostra de mineral, e, polo tanto, obter resultados e pode ser usado tendencias, a certo grao, para diminuír o número de variables e experiencias a realizar na escala piloto. mesa 3 lista o intervalo de condicións de separación utilizada como parte da fase 1 proceso de avaliación para os rexeitados e mostras itabiríticas.
mesa 3 lista o intervalo de condicións de separación
| Parameter | Units | Range of Values | |
|---|---|---|---|
| residuos | Itabirite | ||
| Top Electrode Polarity | - | Positive- Negative | Positive- Negative |
| Electrode Voltage | -kV/+kV | 4-5 | 4-5 |
| Feed Relative Humidity (RH) | % | 1-30.7 | 2-39.6 |
| Feed Temperature | ° F (ºC) | 71-90 (21.7-32.2) | 70-87 (21.1-30.6) |
| Belt Speed | Fps (Señorita) | 10-45 (3.0-13.7) | 10-45 (3.0-13.7) |
| Electrode Gap | Inches (mm) | 0.400 (10.2 mm) | 0.400 (10.2 mm) |
As probas foron realizadas no separador bancada en condicións de lote, con mostras de alimentos de 1.5 lbs. proba. Un rubor de execución mediante 1 LB. de material catálogo entre as probas para asegurar que ningún efecto de transporte dende o estado anterior non foi considerado. Antes do ensaio iniciouse o material homogeneizado e bolsas de mostras conteñen tanto material de carreira e descarga foron preparadas. A principios de cada experiencia, a temperatura e humidade relativa (RH) foi medida utilizando unha sonda de temperatura e de humidade de man Väisälä HM41. A gama de temperatura e RH en todas as experiencias foi de 70-90 ° F (21.1-32.2 (ºC) e 1-39.6%, respectivamente. Para probar unha HR inferior e / ou superior temperatura, mostras de alimentos e de descarga foron mantidos nunha invernadoiro de secado a 100 ° C durante tempos entre 30-60 minutos. en contraste, valores de HR máis altos foron obtidos pola adición de pequenas cantidades de augas para o material, seguido por homoxeneización. Tras HR ea temperatura foi medida en cada mostra de razón, O paso seguinte foi definido polaridade do electrodo, velocidade da correa ea tensión ata o nivel desexado. Gap valores foron mantidos constantes en 0.4 polgadas (10.2 mm) durante as campañas de probas para as mostras de residuos e itabiríticas.
Antes de cada proba, unha alimentación pequena sub-mostra contén preto de 20 g foi recollido (designada como 'alimentación'). Tras a definición de todas as variables de operación, o material alimentado para dentro do separador de banca utilizando un alimentador vibrante eléctrica a través do centro do separador de banca. As mostras foron recollidas ao final de cada experiencia e os pesos de produto final 1 (designado como 'E1') e ao final de produtos 2 (designado como 'E2') foron determinadas mediante unha escala de conta para legal comercio. Despois de cada proba, sub-mostras pequenas que conteñen aproximadamente 20 g E1 e E2 foron tamén recollidas. ingresos de masa para E1 e E2 son descritos por:
ondeeE1 e eE2 son os ingresos de masa para E1 e E2, respectivamente; e son os pesos das mostras recollidas para a ficha de produtos E1 e E2, respectivamente. Para ambas as mostras, concentración de Fe foi aumentada para E2 produto.
Para cada conxunto de sub-mostras (i.e., alimentación, E1 e E2) Loi e óxidos principais por FRX composición foi determinada. Fe2 O3 contidos foron determinados a partir dos valores. Para os residuos Loi mostra se relacionan directamente co contido de goetite na mostra, como os grupos funcionais hidroxilo en goetite ha oxidar en H2 Og [10]. contrario, á loi mostra itabirítico ha relacionar directamente a conter de carbonatos na mostra, como carbonatos de calcio e magnesio se descompón nos seus óxidos principais, resultando na liberación de CO2g e sub mostra secuencial peso perda. gránulos XRF foron preparadas mesturando 0.6 gramos de mostra con mineral 5.4 gramos de tetraborato de litio, que foi seleccionado, debido á composición química dos dous residuos e mostras itabiríticas. análise de XRF foron normalizados para Loi.
finalmente, recuperación Fe EFe ao produto (E2) e SiO2 rexeitamento Qe foron calculados. EFe é a porcentaxe de Fe recuperado no concentrado ao da mostra orixinal e alimentación QSiO2 é a porcentaxe de retirada desde a mostra inicial de alimentación. EFe e Qe son descritos por:
onde Ceu,(alimentación,E1, E2) é a porcentaxe de concentración normalizada para o compoñente I do sub-mostra (por exemplo., Fe, SiO2)
mostras Mineraloxía
O patrón de XRD mostrando as principais fases minerais para os rexeitados e mostras itabiríticas móstranse na fig 4. Para os residuos probar as principais fases recuperables Fe están goethite, hematita e magnetita, eo principal mineral de ganga é o cuarzo (figo 4). Para a mostra de Itabirito as principais fases recuperables Fe están hematita e magnetita e os principais minerais de ganga son cuarzo e dolomita. Magnetite aparece en concentracións residuais en ambas as mostras. hematita pura, goethite, e de magnetite conter 69.94%, 62.85%, 72.36% Fe, respectivamente.
patróns D. A - mostra de residuos, B - mostra Itabirito
experimentos en escala de banca
Unha serie de ensaios foron realizados en cada mostra mineral destinada a dar a Fe e diminuíndo SiO2 contido. Especies concentrando a E1 será indicativo dun comportamento de carga negativa mentres a concentración de especies de E2 a un comportamento de carga positiva. velocidades de cinta máis altas foron favorables ao procesamento da mostra de residuos; con todo, demostrouse que o efecto de só esta variable a ser menos significativa para a mostra itabirítico.
Os resultados medios para os rexeitados e mostras itabiríticas preséntanse na Fig 5, que foron calculados a partir 6 e 4 experimentos, respectivamente. figo 5 presenta rendemento masa media e da química para a alimentación e produtos de E1 e E2. Ademáis, cada parcela presenta a mellora ou diminución na concentración (E2- alimentación) para cada compoñente da mostra v.g., Fe, SiO2 Os valores positivos están asociados a un aumento na concentración de E2, mentres que os valores negativos están asociados a un descenso na concentración de E2.
Fig.5. Os ingresos medios de masa e química para alimentación, produtos E1 e E2. As barras de erro representan 95% intervalos de confianza.
Para a mostra de residuos contido de Fe foi aumentada de 29.89% para 53.75%, en media, cun rendemento de masa eE2 - ou a recuperación global masiva – de 23.30%. Isto corresponde a recuperación Fe ( e rexeitamento de sílice (QE2 ) valores de 44.17% e 95.44%, respectivamente. O contido Loi foi aumentada de 3.66% para 5.62% que indica que o aumento do contido de Fe está relacionada a un aumento no contido de goethite (figo 5).
Para a mostra de Itabirito contido de Fe foi aumentada de 47.68% para 57.62%, en media, cun rendemento de masa eE2 -de 65.0%. Isto corresponde a recuperación Fe EFe( e rexeitamento de sílice (QSiO2) valores de 82.95% e 86.53%, respectivamente. a loi, contido de MgO e can foron aumentadas de 4.06% para 5.72%, 1.46 para 1.87% e de 2.21 para 3.16%, respectivamente, o que indica que a Dolomita está avanzando na mesma dirección como minerais Fe-rolamento (figo 5).
Para ambas as mostras,AL2 O3 , MnO e P semella a carga na mesma dirección como minerais Fe-rolamento (figo 5). Mentres se quere diminuír a concentración destes tres especies, a concentración combinada SiO2, AL2 , O3 , eE2 MnO e P é decrecente para ambas mostras, e, polo tanto, o efecto total conseguido mediante o separador de banca é un perfeccionamento no grao de Fe produto e unha diminución na concentración de contaminantes.
global, probas de banca demostrada evidencia de carga efectiva ea separación de partículas de ferro e sílice. Os resultados da escala de laboratorio prometedores suxiren que probas en escala piloto, incluíndo primeira e segunda pasaxes debe realizarse.
discusión
Os datos experimentais suxiren que o separador de STET resultou nun aumento importante no contido de Fe e simultaneamente reducir SiO2 contido.
Tendo demostrado que a separación triboelectrostatic pode producir un aumento significativo no contido de Fe, unha discusión sobre o significado dos resultados, sobre os contidos máximos de Fe alcanzabades e nas necesidades de alimentación da tecnoloxía é necesaria.
Comezar, é importante discutir o comportamento de carga aparente de especies minerais en ambas as mostras. Para probar as residuos os principais compoñentes foron óxidos de ferro e de cuarzo e resultados experimentais demostraron que os óxidos de Fe concentrada a E2, mentres cuarzo concentrada a E1. En formas simplistas, Pode dicirse que as partículas de óxido de Fe adquiriu unha carga positiva e que as partículas de cuarzo adquiriu unha carga negativa. Este comportamento é consistente coa natureza triboelectrostatic de ambos os minerais como se mostra por Ferguson (2010) [12]. mesa 4 mostra series triboeléctricas aparente para minerais seleccionados con base na separación indutivo, e demostra que o cuarzo é situado na parte inferior da serie de carga mentres goetite, magnetita e hematita están situados máis arriba na serie. Minerais na parte superior da serie tenderá a carga positiva, mentres que os minerais no fondo tenderán a adquirir unha carga negativa.
Por outra banda, para a mostra itabirítico os principais compoñentes foron hematita, cuarzo ea Dolomita e os resultados experimentais indicaron que os óxidos de Fe e dolomita concentrada a E2, mentres cuarzo concentrada a E1. Isto indica que as partículas de hematita e dolomita adquiriu unha carga positiva mentres as partículas de cuarzo adquiriu unha carga negativa. Como se pode ver na táboa 4, carbonatos están situados na parte superior da serie tribo-electrostática, o que indica que as partículas de carbonato tenden a adquirir unha carga positiva, e en consecuencia de ser concentrada a E2. Ambos Dolomita e hematita foron concentrados na mesma dirección, indicando que o efecto global de partículas de hematita en presenza de cuarzo e dolomita foi para adquirir unha carga positiva.
A dirección de movemento das especies mineralógicas en cada mostra é de interese primordial, xa que pode determinar o grao de Fe viable máxima que pode ser obtida a través dunha única pasaxe, utilizando a tecnoloxía de separador de correa de triboeléctrica electrostática-.
Para as mostras de residuos e itabiríticas o contido máximo de Fe atinxible determinarase por tres factores: eu) A cantidade de fe en minerais Fe-rolamento; II) cuarzo mínimo (SiO2 ) contido que se pode alcanzar e; III) O número de contaminantes movendo-se na mesma dirección que os minerais de Fe-rolamento. Para os residuos probar os principais contaminantes que se desprazan no mesmo sentido de Fe-rolamento son minerais Al2 O3 MnO minerais rolamento, mentres que para a mostra Itabirito os principais contaminantes son CaO MgO Al2 O3 minerais rolamento.
| Mineral Name | Charge acquired (apparent) |
|---|---|
| Apatite | +++++++ |
| Carbonates | ++++ |
| Monazite | ++++ |
| Titanomagnetite | . |
| Ilmenite | . |
| Rutile | . |
| Leucoxene | . |
| Magnetite/hematite | . |
| Spinels | . |
| Garnet | . |
| Staurolite | - |
| Altered ilmenite | - |
| Goethite | - |
| Zircon | -- |
| Epidote | -- |
| Tremolite | -- |
| Hydrous silicates | -- |
| Aluminosilicates | -- |
| Tourmaline | -- |
| Actinolite | -- |
| Pyroxene | --- |
| Titanite | ---- |
| feldespato | ---- |
| cuarzo | ------- |
mesa 4. serie triboelectric aparente de minerais seleccionados con base na separación indutiva. Modificado de D.N Ferguson (2010) [12].
Para a mostra de residuos, o contido de Fe foi medida en 29.89%. datos de XRD que indica a fase predominante é goetite, seguido hematita, e, polo tanto, o contido máximo de Fe alcançável unha clara separación era posible sería entre 62.85% e 69.94% (cales son os contidos de Fe de goethite pura e hematita, respectivamente). agora, unha separación limpa non é posible, xa que Al2, O3 MnO e minerais que conteñen P móvense na mesma dirección que os minerais de Fe-rolamento, e, polo tanto, calquera aumento no contido de Fe tamén pode producir un aumento destes contaminantes. logo, para aumentar o contido de Fe, a cantidade de cuarzo para E2 terá que ser significativamente diminuída ao punto que compensa o movemento de , MnO e P para o produto (E2). Como se mostra na táboa 4, cuarzo ten unha forte tendencia a adquirir unha carga negativa, e, polo tanto, en ausencia doutros minerais posuíndo un comportamento de carga negativa evidente que será posible reducir considerablemente o seu contido para o produto (E2) por medio dunha primeira pasaxe utilizando a tecnoloxía triboelectrostatic ficha de correa.
Por exemplo, se asumirmos que todo o contido Fe na mostra de residuos está asociada á goethite (feo(OH)), e que os únicos óxidos de ganga son SiO2, Al2O3 e MnO, logo Fe contido ao produto sería dada por:
Fe(%)=(100-SiO2 – (Al2 O3 + MnO*0.6285
onde, 0.6285 é a porcentaxe de fe en goethite pura. Eq.4 retrata o mecanismo rival que ten lugar de concentrarse Fe como AL2O3 + MnO aumenta mentres SiO2 diminúe.
Para a mostra de Itabirito contidos Fe foi medida en 47.68%. datos de XRD que indica a fase predominante é hematita e, polo tanto, o contido máximo alcançável Fe unha separación limpa se puido sería preto 69.94% (que é o contido de ferro da hematita pura). Como foi discutido para os residuos experimentar unha separación limpa non será posible en CaO, MgO, Al2 O3 minerais rodamentos están movéndose na mesma dirección que a hematita, e, polo tanto, para aumentar o contido de Fe SiO2 contido debe ser reducida. Supoñendo-se que a totalidade do contido de Fe nesta mostra está asociada a hematita (Fe2O3) e que as únicas óxidos contidos nos minerais de ganga son SiO2, CaO, MgO, Al2O3 e MnO; logo contido de fe no produto sería dada por:
Fe(%)=(100-SiO2-CaO + MgO +Al2O3+MnO+LEI*0.6994
onde, 0.6994 é a porcentaxe de fe en hematita pura. Debe notarse que Eq.5 inclúe Loi, mentres Eq.4 non. Para a mostra itabirítico, o Loi está asociada á presenza de carbonatos mentres que para a mostra de residuos que está asociado aos minerais Fe de rolamento.
evidentemente, a ambos os residuos e mostras itabiríticas é posible aumentar significativamente o contido de Fe, reducindo o contido de SiO2; con todo, como se mostra na Eq.4 e Eq.5, o contido máximo de Fe atinxible será limitado pola dirección de movemento ea concentración de óxidos de minerais de ganga asociada.
en principio, a concentración de Fe en ambas as mostras puideron ser aínda aumentada por medio dunha segunda pasaxe sobre a pestana na que a STET CaO,MgO Al2 O3 e MnOminerais de rolamento poderían ser separados a partir de minerais de Fe-rolamento. Tal separación sería posible se máis de cuarzo en que a mostra foi eliminada durante unha primeira pasaxe. En ausencia de cuarzo, algúns dos minerais de ganga restantes deben responsables teoría na dirección oposta de goethite, hematita e magnetita, o que resultaría aumento do contido de Fe. Por exemplo, para a mostra itabirítico e baseado na localización de Dolomita e de hematita na serie triboelectrostatic (ver Táboa 4), separación dolomita / hematita debe ser posible, como dolomita ten unha forte tendencia a carga positiva en relación a hematita.
Tendo discutido sobre os contidos máximos de Fe alcanzabades un debate sobre as necesidades de alimentación para a tecnoloxía é necesaria. O separador de correa de STET tribo-electrostática require o material de alimentación a ser moído en seco e finamente. Moi pequenas cantidades de humidade poden ter un gran efecto no diferencial tribo-carga e, polo tanto, a alimentación de humidade debe ser reducida a <0.5 % en peso. Ademáis, o material de alimentación debe moerse o suficientemente fino para liberar materiais de ganga e debería estar polo menos 100% malla de paso 30 (600 a). Polo menos para a mostra de relaves, habería que deshidratar o material seguido dunha etapa de secado térmico, mentres que para a mostra de itabirita moenda acoplada, ou seguir por, Sería necesario un secado térmico antes de beneficiarse co separador STET.
A mostra de relaves foi obtida dun circuíto de concentración magnético de flotación-deslimación existente e recollida directamente dun encoro de relaves.. As humidades típicas de pasta dos relaves deben estar ao redor 20-30% e, polo tanto, os relaves deberían secar mediante separación líquido-sólido (deshidratación) seguido de secado térmico e desaglomeración. Recoméndase o uso de deshidratación mecánica antes do secado xa que os métodos mecánicos teñen un consumo de enerxía relativamente baixo por unidade de líquido eliminado en comparación cos métodos térmicos.. Sobre 9.05 Requírense Btu por libra de auga eliminada mediante filtración durante o secado térmico, por outra banda, require arredor 1800 Btu por libra de auga evaporada [13]. Os custos asociados ao procesamento de residuos de ferro dependerán en última instancia da humidade mínima alcanzable durante a deshidratación e dos custos enerxéticos asociados ao secado..
A mostra de itabirita obtívose directamente dunha formación de ferro de itabirita e, polo tanto, para procesar esta mostra o material necesitaría ser sometido a trituración e molienda, seguido de secado térmico e desaglomeración.. Unha opción posible é o uso de muíños de rolos varridos por aire quente, no que se podía conseguir unha moenda e un secado duales nun só paso. Os custos asociados ao procesamento do mineral de itabirita dependerán da humidade da alimentación, granulometría de alimentación e sobre os custos enerxéticos asociados á moenda e ao secado.
Para ambas as mostras é necesaria a desaglomeración despois de que o material se seque para garantir que as partículas se liberen unhas das outras.. A desaglomeración pódese realizar en conxunto coa fase de secado térmico, permitindo unha transferencia de calor eficiente e un aforro de enerxía.
Os resultados en escala de banca aquí presentados demostran forte evidencia de carga e separación de minerais Fe de soporte de cuarzo usando separación cinto triboelectrostatic.
Para a mostra de residuos contido de Fe foi aumentada de 29.89% para 53.75%, en media, cun rendemento de masa de 23.30%, o que corresponde a valores de Fe de recuperación e de rexeitamento de sílice 44.17% e 95.44%, respectivamente. Para a mostra de Itabirito contido de Fe foi aumentada de 47.68 % para 57.62%, en media, cun rendemento de masa de 65.0%, o que corresponde a valores de Fe de recuperación e de rexeitamento de sílice 82.95% e 86.53%, respectivamente. Estes resultados foron concluídas nun separador que é menor e menos eficiente que o separador comercial STET.
achados experimentais indican que, a ambos os residuos e mostras de Itabirito o contido máximo de Fe viable dependerá do contido mínimo de cuarzo realizáveis. Ademáis, A obtención de altos graos de fe pode ser posible a través dunha segunda pasaxe sobre a pestana de correa de STET.
Os resultados deste estudo demostraron que o mineral de ferro de baixo grao poden ser melloradas mediante ficha de correa de STET tribo-electrostática. Máis traballo na escala piloto se recomenda para determinar o grao de concentrado de ferro e de recuperación que se pode alcanzar. Con base na experiencia, a recuperación e / ou grao de produto pode mellorar significativamente o proceso de escala piloto, en comparación co dispositivo de ensaio á escala de laboratorio utilizado durante estes ensaios de mineral de ferro. O proceso de separación STET tribo-electrostática pode ofrecer vantaxes significativas en relación aos métodos de procesamento convencionais para mineral de ferro.
