भाषा का चयन करें:
लुकस रोजस मेंडोजा, ST उपकरण & प्रौद्योगिकी, संयुक्त राज्य अमेरिका
lrojasmendoza@steqtech.com
फ्रैंक Hrach, ST उपकरण & प्रौद्योगिकी, संयुक्त राज्य अमेरिका
Kyle फ्लिन, ST उपकरण & प्रौद्योगिकी, संयुक्त राज्य अमेरिका
अभिषेक गुप्ता, ST उपकरण & प्रौद्योगिकी, संयुक्त राज्य अमेरिका
ST उपकरण & प्रौद्योगिकी LLC (काटी अशुद्धि रद्द करना) एक उपंयास प्रसंस्करण tribo पर आधारित प्रणाली विकसित की है कि खनिज प्रसंस्करण उद्योग एक ऊर्जा कुशल और पूरी तरह से सूखी प्रौद्योगिकी के साथ ठीक सामग्री को लाभकारी बनाने के लिए एक साधन प्रदान करता है कि इलेक्ट्रोस्टैटिक बेल्ट जुदाई. In contrast to other electrostatic separation processes that are typically limited to particles >75आकार में μm, STET triboelectric बेल्ट विभाजक बहुत ठीक जुदाई के लिए अनुकूल है (<1माइक्रोन) मामूली मोटे को (500माइक्रोन) कणों, बहुत उच्च थ्रूपुट के साथ. The STET tribo-electrostatic technology has been used to process and commercially separate a wide range of industrial minerals and other dry granular powders. यहाँ, bench-scale results are presented on the beneficiation of low-grade Fe ore fines using STET belt separation process. Bench-scale testing demonstrated the capability of the STET technology to simultaneously recover Fe and reject SiO2 from itabirite ore with a D50 of 60µm and ultrafine Fe ore tailings with a D50 of 20µm. The STET technology is presented as an alternative to beneficiate Fe ore fines that could not be successfully treated via traditional flowsheet circuits due to their granulometry and mineralogy.
लौह अयस्क पृथ्वी की पर्पटी में चौथा सबसे आम तत्व है । [1]. लोहा इस्पात विनिर्माण के लिए आवश्यक है और इसलिए वैश्विक आर्थिक विकास के लिए एक आवश्यक सामग्री [1-2]. लोहा भी व्यापक रूप से निर्माण में प्रयोग किया जाता है और वाहनों के निर्माण [3]. लौह अयस्क संसाधनों के अधिकांश कायापलट बाँड लोहे संरचनाओं से बना रहे हैं (Bif) जिसमें आयरन सामान्यतः ऑक्डीज के रूप में पाया जाता है, नमक और एक हद तक कम कार्बोनेट [4-5]. उच्च कार्बोनेट सामग्री के साथ एक विशेष प्रकार के आयरन संरचनाओं डोलोमिटिक itabirites जो bif जमा के डोलोमाइटी और कायांतरण के एक उत्पाद है [6]. दुनिया में सबसे बड़ा लौह अयस्क जमा ऑस्ट्रेलिया में पाया जा सकता है, चीन, कनाडा, यूक्रेन, भारत और ब्राजील [5].
लौह अयस्कों की रासायनिक संरचना में विशेष रूप से एफई सामग्री और संबद्ध गैंग्ये खनिजों के लिए रासायनिक संरचना में एक स्पष्ट विस्तृत रेंज है । [1]. लौह अयस्क के अधिकांश के साथ जुड़े प्रमुख लौह खनिज हेमाटाइट हैं, गोएथेट, लिमोनाइट और मैग्नेटाइट [1,5]. लौह अयस्कों में मुख्य संदूषक SiO2 और Al2O3 [1,5,7]. लौह अयस्कों में मौजूद विशिष्ट सिलिका और एल्यूमिना वाले खनिज क्वार्ट्ज हैं, केओलिनाइट, gibbsite, डायस्पोर और कॉर्नडम. इनमें से अक्सर यह देखा गया है कि क्वार्ट्ज मतलब सिलिका असर खनिज और काओलिनाइट और gibbsite दो मुख्य एल्यूमिना असर खनिज है [7].
लौह अयस्क निष्कर्षण मुख्य रूप से खुले गड्ढे खनन कार्यों के माध्यम से किया जाता है, महत्वपूर्ण दर्जी पीढ़ी में जिसके परिणामस्वरूप [2]. लौह अयस्क उत्पादन प्रणाली आमतौर पर तीन चरणों में शामिल है: खनन, प्रोसेसिंग और पेलेटाइजिंग गतिविधियां. इनमें से, प्रसंस्करण सुनिश्चित करता है कि एक पर्याप्त आयरन ग्रेड और रसायन विज्ञान की गोली के चरण से पहले हासिल की है. प्रसंस्करण कुचल शामिल, वर्गीकरण, मिलिंग और एकाग्रता लोहे की सामग्री को बढ़ाने पर लक्ष्य है, जबकि गैंग खनिजों की मात्रा को कम करने [1-2]. प्रत्येक खनिज जमा लौह और गैंग असर खनिजों के संबंध में अपनी अनूठी विशेषताओं है, और इसलिए यह एक अलग एकाग्रता तकनीक की आवश्यकता है [7].
चुंबकीय पृथक्करण का प्रयोग सामान्यतया उच्च कोटि के लौह अयस्क के परिष्करण में किया जाता है जहां प्रमुख लौह खनिज लोह तथा अनुचुंबकीय होते हैं । [1,5]. गीला और सूखी कम तीव्रता चुंबकीय जुदाई (LIMS) तकनीकों का उपयोग मैग्नेटाइट जैसे मजबूत चुंबकीय गुणों के साथ अयस्कों को संसाधित करने के लिए किया जाता है, जबकि गीले उच्च तीव्रता वाले चुंबकीय पृथक्करण का प्रयोग कमजोर चुंबकीय गुणों वाले खनिजों को अलग करने के लिए किया जाता है जैसे कि गैंग्ये खनिजों से हेमाटाइट. लौह अयस्कों और लाइमोनाइट इस तरह के गोईफाइट आमतौर पर दर्जी में पाए जाते है और बहुत अच्छी तरह से या तो तकनीक से अलग नहीं है [1,5]. चुंबकीय तरीके अपनी कम क्षमताओं के संदर्भ में चुनौतियां प्रस्तुत करते हैं और चुंबकीय क्षेत्रों के लिए संवेदनशील लौह अयस्क की आवश्यकता के संदर्भ में [5].
प्लवनशीलता, दूसरी ओर, कम ग्रेड आयरन अयस्कों में अशुद्धियों की सामग्री को कम करने के लिए प्रयोग किया जाता है [1-2,5]. लौह अयस्कों या तो लोहे के आक्साइड या सिलिका के रिवर्स धनायनी प्लवनशीलता के सीधे ऋणायनी प्लवनशीलता द्वारा केंद्रित किया जा सकता है, हालांकि रिवर्स धनायनी प्लवनशीलता सबसे लोकप्रिय प्लवनशीलता लोहा उद्योग में इस्तेमाल किया मार्ग रहता है [5,7]. प्रतिकर्मकों की लागत से अपनी सीमित प्लवनशीलता का उपयोग, सिलिका और एल्युमिना युक्त slimes और कार्बोनेट खनिजों की उपस्थिति की उपस्थिति [7-8]. इसके अलावा, प्लवनशीलता अपशिष्ट जल उपचार और शुष्क अंतिम अनुप्रयोगों के लिए डाउनस्ट्रीम निर्जलीकरण के उपयोग की आवश्यकता है [1].
लोहे की एकाग्रता के लिए फ्लोटेशन का उपयोग भी कम दक्षता और उच्च अभिकर्मक लागत में जुर्माना परिणाम की उपस्थिति में चल के रूप में desliming शामिल है [5,7]. Desliming विशेष रूप से एल्यूमिना को हटाने के लिए महत्वपूर्ण है के रूप में hematite या किसी भी सतह सक्रिय एजेंटों द्वारा goethite से गिब्साइट के जुदाई काफी मुश्किल है [7]. एल्यूमिना असर खनिजों के अधिकांश महीन आकार रेंज में होता है (<20उम्म) desliming के माध्यम से इसे हटाने के लिए अनुमति. समग्र, जुर्माना की एक उच्च एकाग्रता (<20उम्म) और एल्यूमिना आवश्यक धनायनी कलेक्टर खुराक बढ़ जाती है और चयन नाटकीय रूप से कम हो जाती है [5,7].
इसके अलावा, the presence of carbonate minerals – such as in dolomitic itabirites- can also deteriorate flotation selectivity between iron minerals and quartz as iron ores containing carbonates such as dolomite do not float very selectively. Dissolved carbonates species adsorb on the quartz surfaces harming the selectivity of flotation [8]. Flotation can be reasonably effective in upgrading low-grade iron ores, but it is strongly dependent on the ore mineralogy [1-3,5]. Flotation of iron ores containing high alumina content will be possible via desliming at the expense of the overall iron recovery [7], while flotation of iron ores containing carbonate minerals will be challenging and possibly not feasible [8].
Modern processing circuits of Fe-bearing minerals may include both flotation and magnetic concentration steps [1,5]. For instance, magnetic concentration can be used on the fines stream from the desliming stage prior to flotation and on the flotation rejects. The incorporation of low and high intensity magnetic concentrators allows for an increase in the overall iron recovery in the processing circuit by recovering a fraction of the ferro and paramagnetic iron minerals such as magnetite and hematite [1]. Goethite is typically the main component of many iron plant reject streams due to its weak magnetic properties [9]. In the absence of further downstream processing for the reject streams from magnetic concentration and flotation, the fine rejects will end up disposed in a tailings dam [2]. Tailings disposal and processing have become crucial for environmental preservation and recovery of iron valuables, क्रमशः, and therefore the processing of iron ore tailings in the mining industry has grown in importance [10].
Clearly, the processing of tailings from traditional iron beneficiation circuits and the processing of dolomitic itabirite is challenging via traditional desliming-flotation-magnetic concentration flowsheets due to their mineralogy and granulometry, and therefore alternative beneficiation technologies such as tribo-electrostatic separation which is less restrictive in terms of the ore mineralogy and that allows for the processing of fines may be of interest.
ट्राइबो-इलेक्ट्रोस्टैटिक सेपरेशन सतह संपर्क या ट्राइबोइलेक्ट्रिक चार्जिंग द्वारा उत्पादित सामग्रियों के बीच विद्युत शुल्क अंतर का उपयोग करता है. सरलीकृत तरीकों से, जब दो सामग्री संपर्क में होती है, the material with a higher affinity for electron gains electrons thus charges negative, जबकि कम इलेक्ट्रॉन संबध सकारात्मक प्रभार के साथ सामग्री. In principle, low-grade iron ore fines and dolomitic itabirites that are not processable by means of conventional flotation and/or magnetic separation could be upgraded by exploiting the differential charging property of their minerals [11].
Here we present STET tribo-electrostatic belt separation as a possible beneficiation route to concentrate ultrafine iron ore tailings and to beneficiate dolomitic itabirite mineral. The STET process provides the mineral processing industry with a unique water-free capability to process dry feed. The environmentally friendly process can eliminate the need for wet processing, downstream waste water treatment and required drying of final material. इसके अलावा, एसटीईटी प्रक्रिया को खनिज के छोटे पूर्व-उपचार की आवश्यकता होती है और उच्च क्षमता पर संचालित होती है - तक 40 टन प्रति घंटा. ऊर्जा की खपत से कम है 2 किलोवाट-घंटे प्रति टन सामग्री संसाधित.
सामग्री
दो ठीक कम ग्रेड लोहे अयस्कों परीक्षण की इस श्रृंखला में इस्तेमाल किया गया. पहले अयस्क के एक D50 के साथ एक ultrafine Fe अयस्क पछोड़न नमूना शामिल 20 μm और एक itabirite लौह अयस्क के नमूने के एक D50 के साथ दूसरा नमूना 60 माइक्रोन. दोनों नमूने अपने परिष्करण के दौरान चुनौतियों वर्तमान और कुशलता से पारंपरिक desliming के माध्यम से संसाधित नहीं किया जा सकता-flotation-चुंबकीय एकाग्रता उनके granulometry और खनिज के कारण सर्किट. दोनों नमूने ब्राजील में खनन कार्यों से प्राप्त किए गए.
पहला नमूना एक मौजूदा desliming-फ्लोटेशन-चुंबकीय एकाग्रता सर्किट से प्राप्त किया गया था. नमूना एक tailings बांध से एकत्र किया गया था, फिर सूखा, समांगित और संकुलित. दूसरा नमूना ब्राजील में एक itabirite लोहे के गठन से है. नमूना कुचल दिया और आकार और ठीक अंश वर्गीकरण चरण से प्राप्त द्वारा हल किया गया था बाद में एक D98 तक desliming के कई चरणों लिया 150 $m प्राप्त किया गया था. नमूना तो सूख गया था, समांगित और संकुलित.
कण आकार वितरण (Psd) एक लेजर विवर्तन कण आकार विश्लेषक का उपयोग कर निर्धारित किया गया, एक मालवेर्न मास्टर्साइज़र 3000 ई. दोनों नमूनों में भी नुकसान पर प्रज्वलन की विशेषता थी(एलओआई), XRF और XRF. प्रज्वलन पर नुकसान (एलओआई) रखकर निर्धारित किया गया था 4 ग्राम एक में नमूना 1000 के लिए º C भट्टी 60 मिनट और एक के रूप में प्राप्त आधार पर LOI रिपोर्टिंग. रासायनिक संरचना विश्लेषण एक तरंगदैर्ध्य परिक्षेपी एक्स-रे प्रतिदीप्ति का उपयोग कर पूरा किया गया था (WD-XRF) उपकरण और मुख्य क्रिस्टलीय चरणों XRD तकनीक द्वारा जांच की गई.
टैलिंग्स सैंपल के लिए केमिकल कम्पोजिशन और एलओआई (पछोड़न), और इतबइराइट आयरन के गठन के लिए सैंपल (Itabirite), तालिका में दिखाया गया है 1 और दोनों नमूनों के लिए कण आकार वितरण चित्र में दिखाए गए हैं 1. पूंछ नमूने के लिए मुख्य फे वसूली चरणों goethite और hematite हैं, और मुख्य गैंग खनिज क्वार्ट्ज है (अंजीर 4). Itabirite नमूना के लिए मुख्य Fe वसूली योग्य चरणों hematite हैं, और मुख्य गैंग खनिज क्वार्ट्ज और डोलोमाइट हैं (अंजीर 4).
तालिका 1. tailings और Itabirite नमूनों में प्रमुख तत्वों के लिए रासायनिक विश्लेषण का परिणाम.
| नमूना | ग्रेड (डब्ल्यू टी%) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fe | SiO2 | Al2O3 | एम.एन.ओ. | MgO | काओ | LOI* * | दूसरों | |
| पछोड़न | 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 |
कण आकार वितरण
विधियों
प्रयोगों की एक श्रृंखला STET स्वामित्व tribo-electrostatic बेल्ट विभाजक प्रौद्योगिकी का उपयोग कर दोनों लोहे के नमूनों में लोहे की आवाजाही पर विभिन्न मापदंडों के प्रभाव की जांच करने के लिए डिजाइन किए गए थे. एक बेंच पैमाने पर tribo-इलेक्ट्रोस्टैटिक बेल्ट विभाजक का उपयोग कर प्रयोग किए गए, इसके बाद 'बेंचटॉप विभाजक' के रूप में संदर्भित. बेंच पैमाने पर परीक्षण एक तीन चरण प्रौद्योगिकी कार्यान्वयन प्रक्रिया का पहला चरण है (तालिका देखें 2) बैंच-स्केल मूल्यांकन सहित, प्रायोगिक परीक्षण और वाणिज्यिक पैमाने पर कार्यान्वयन. benchtop विभाजक tribo-electrostatic चार्ज के सबूत के लिए जांच के लिए और निर्धारित करने के लिए अगर एक सामग्री इलेक्ट्रोस्टैटिक beneficiation के लिए एक अच्छा उम्मीदवार है के लिए प्रयोग किया जाता है. उपकरणों के प्रत्येक टुकड़े के बीच मुख्य अंतर तालिका में प्रस्तुत कर रहे हैं 2. जबकि प्रत्येक चरण के भीतर इस्तेमाल किया उपकरण आकार में अलग है, आपरेशन सिद्धांत मौलिक रूप से एक ही है.
तालिका 2. STET tribo-इलेक्ट्रोस्टैटिक बेल्ट विभाजक प्रौद्योगिकी का उपयोग कर तीन चरण कार्यान्वयन प्रक्रिया
| चरण | के लिए इस्तेमाल किया: | इलेक्ट्रोड आयाम (डब्ल्यू एक्स एल) सेमी | के प्रकार प्रक्रिया/ |
|---|---|---|---|
| बेंच स्केल मूल्यांकन | गुणात्मक मूल्यांकन | 5*250 | बैच |
| पायलट स्केल परीक्षण | मात्रात्मक मूल्यांकन | 15*610 | बैच |
| वाणिज्यिक स्केल कार्यान्वयन | वाणिज्यिक उत्पादन | 107 *610 | सतत |
STET ऑपरेशन सिद्धांत
विभाजक का संचालन सिद्धांत ट्राइबो-इलेक्ट्रोलस्टैटिक चार्जिंग पर निर्भर करता है. ट्राइबो-इलेक्ट्रोलस्टैटिक बेल्ट सेपरेटर में (आंकड़े 2 और 3), सामग्री संकीर्ण अंतराल में खिलाया जाता है 0.9 – 1.5 दो समांतर समतलइलेक्ट्रोकेमों के बीच सेमी. कण संपर्क द्वारा शुल्क लिया triboelectrically हैं. धनावेशित खनिज(एस) और नकारात्मक आरोप लगाया खनिज(एस) विपरीत इलेक्ट्रोड के लिए आकर्षित कर रहे हैं. विभाजक कणों के अंदर एक सतत चलती खुली-मेश बेल्ट से बह रहे हैं और विपरीत दिशाओं में व्यक्त. बेल्ट प्लास्टिक सामग्री से बना है और विभाजक के विपरीत सिरों की ओर प्रत्येक इलेक्ट्रोड के निकट कणों ले जाता है. अलग कणों और कण कण collisions द्वारा चार्ज निरंतर triboelectric के काउंटर वर्तमान प्रवाह एक multistage जुदाई के लिए प्रदान करता है और एक एकल पास इकाई में उत्कृष्ट शुद्धता और वसूली में परिणाम. triboelectric बेल्ट विभाजक प्रौद्योगिकी को कांची aluminosilicates के मिश्रण सहित सामग्री की एक विस्तृत श्रृंखला अलग किया गया है/ (फ्लाई ऐश), केल्साइट क्वार्ट्ज/, पाउडर मैग्नेसाइट/, और barite क्वार्ट्ज/.
समग्र, विभाजक डिजाइन केवल चलती भागों के रूप में बेल्ट और संबद्ध रोलर्स के साथ अपेक्षाकृत सरल है. इलेक्ट्रोड स्थिर और एक उचित रूप से टिकाऊ सामग्री से बना रहे हैं. विभाजक इलेक्ट्रोड लंबाई लगभग है 6 मीटर (20 फुट.) और चौड़ाई 1.25 मीटर (4 फुट.) पूर्ण आकार वाणिज्यिक इकाइयों के लिए. उच्च बेल्ट गति बहुत उच्च throughputs सक्षम बनाता है, अप करने के लिए 40 पूर्ण आकार वाणिज्यिक इकाइयों के लिए प्रति घंटे टन. बिजली की खपत से कम है 2 किलोवाट-घंटे सामग्री की प्रति टन दो मोटर्स बेल्ट ड्राइविंग द्वारा खपत शक्ति के अधिकांश के साथ संसाधित.
triboelectric बेल्ट विभाजक के योजनाबद्ध
पृथक्करण क्षेत्र का विवरण
के रूप में तालिका में देखा जा सकता है 2, benchtop विभाजक और पायलट पैमाने पर और वाणिज्यिक पैमाने विभाजक के बीच मुख्य अंतर यह है कि benchtop विभाजक की लंबाई लगभग है 0.4 बार पायलट पैमाने पर और वाणिज्यिक पैमाने पर इकाइयों की लंबाई. के रूप में विभाजक दक्षता इलेक्ट्रोड लंबाई का एक समारोह है, पायलट स्केल परीक्षण के विकल्प के रूप में बेंच-स्केल परीक्षण का उपयोग नहीं किया जा सकता. पायलट पैमाने पर परीक्षण कि STET प्रक्रिया को प्राप्त कर सकते हैं जुदाई की सीमा निर्धारित करने के लिए आवश्यक है, और निर्धारित करने के लिए यदि STET प्रक्रिया दिया फ़ीड दरों के तहत उत्पाद लक्ष्य को पूरा कर सकते हैं. बजाय, बेंच के विभाजक के लिए बाहर उंमीदवार सामग्री है कि पायलट स्तर पर किसी भी महत्वपूर्ण जुदाई प्रदर्शन की संभावना नहीं है शासन के लिए प्रयोग किया जाता है. बेंच-स्केल पर प्राप्त परिणाम गैर-ऑप्टिमाइज़ होंगे, और जुदाई देखा कम से जो एक वाणिज्यिक आकार STET विभाजक पर मनाया जाएगा.
प्रायोगिक संयंत्र में परीक्षण वाणिज्यिक पैमाने पर तैनाती से पहले आवश्यक है, हालांकि, बेंच-स्केल पर परीक्षण किसी भी सामग्री के लिए कार्यांवयन की प्रक्रिया के पहले चरण के रूप में प्रोत्साहित किया जाता है. इसके अलावा, जिन मामलों में सामग्री की उपलब्धता सीमित है, बेंच टॉप विभाजक संभावित सफल परियोजनाओं की स्क्रीनिंग के लिए एक उपयोगी उपकरण प्रदान करता है (यानी., परियोजनाओं में ग्राहक और उद्योग गुणवत्ता लक्ष्य STET प्रौद्योगिकी का उपयोग कर पूरा किया जा सकता है).
बेंच पैमाने पर परीक्षण
मानक प्रक्रिया परीक्षण Fe एकाग्रता बढ़ाने के लिए और गैंग खनिजों की एकाग्रता को कम करने के लिए विशिष्ट लक्ष्य के आसपास प्रदर्शन किया गया. विभिन्न चर लौह आंदोलन को अधिकतम करने के लिए और विभिन्न खनिजों की आवाजाही की दिशा निर्धारित करने के लिए पता लगाया गया. बेंचटॉप परीक्षण के दौरान देखा आंदोलन की दिशा पायलट संयंत्र और वाणिज्यिक पैमाने पर आंदोलन की दिशा का संकेत है.
चर की जांच की सापेक्ष आर्द्रता शामिल (आरएच), तापमान, इलेक्ट्रोड ध्रुवता, पट्टा चाल और अनुप्रयुक्त वोल्टता. इनमें से, आरएच और तापमान अकेले अंतर tribo-चार्जिंग पर एक बड़ा प्रभाव हो सकता है और इसलिए जुदाई परिणाम पर. इसलिए, इष्टतम आरएच और तापमान की स्थिति शेष चर के प्रभाव की जांच करने से पहले निर्धारित किया गया. दो ध्रुवता के स्तर का पता लगाया गया: मैं) शीर्ष इलेक्ट्रोड ध्रुवता धनात्मकता और द्वितीय) शीर्ष इलेक्ट्रोड ध्रुवता ऋणात्मकता. STET विभाजक के लिए, एक दिया polarity व्यवस्था के तहत और इष्टतम आरएच और तापमान की स्थिति के तहत, बेल्ट गति उत्पाद ग्रेड और बड़े पैमाने पर वसूली के अनुकूलन के लिए प्राथमिक नियंत्रण संभाल है. बेंच विभाजक पर परीक्षण एक दिया खनिज नमूने के लिए tribo-इलेक्ट्रोस्टैटस्टैटिक चार्ज पर कुछ परिचालन चर के प्रभाव पर प्रकाश डाला में मदद करता है, और इसलिए प्राप्त परिणाम और प्रवृत्तियों का इस्तेमाल किया जा सकता है, निश्चित रूप से, to narrow down the number of variables and experiments to be performed at the pilot plant scale. तालिका 3 lists the range of separation conditions used as part of phase 1 evaluation process for the tailings and itabirite samples.
तालिका 3 lists the range of separation conditions
| Parameter | Units | Range of Values | |
|---|---|---|---|
| पछोड़न | Itabirite | ||
| Top Electrode Polarity | - | Positive- Negative | Positive- Negative |
| Electrode Voltage | -kV/+kV | 4-5 | 4-5 |
| Feed Relative Humidity (आरएच) | % | 1-30.7 | 2-39.6 |
| Feed Temperature | ° एफ (° c) | 71-90 (21.7-32.2) | 70-87 (21.1-30.6) |
| Belt Speed | Fps (मेसर्स) | 10-45 (3.0-13.7) | 10-45 (3.0-13.7) |
| Electrode Gap | Inches (मिमी) | 0.400 (10.2 मिमी) | 0.400 (10.2 मिमी) |
बैच शर्तों के तहत बेंचटॉप सेपरेटर पर परीक्षण किए गए, with feed samples of 1.5 lbs. per test. A flush run using 1 lb. of material was introduced in between tests to ensure that any possible carryover effect from the previous condition was not considered. Before testing was started material was homogenized and sample bags containing both run and flush material were prepared. At the beginning of each experiment the temperature and relative humidity (आरएच) was measured using a Vaisala HM41 hand-held Humidity and Temperature probe. The range of temperature and RH across all experiments was 70-90 ° एफ (21.1-32.2 (° c) और 1-39.6%, क्रमशः. To test a lower RH and/or higher temperature, feed and flush samples were kept in a drying oven at 100 °C for times between 30-60 मिनट. इसके विपरीत, higher RH values were attained by adding small amounts of waters to the material, followed by homogenization. After RH and temperature was measured on each feed sample, the next step was to set electrode polarity, belt speed and voltage to the desired level. Gap values were kept constant at 0.4 इंच (10.2 मिमी) during the testing campaigns for the tailings and itabirite samples.
प्रत्येक परीक्षण से पहले, a small feed sub-sample containing approximately 20g was collected ('फ़ीड' के रूप में नामित). सभी आपरेशन चर की स्थापना पर, सामग्री benchtop विभाजक के केंद्र के माध्यम से एक बिजली थरथानेवाला फीडर का उपयोग कर benchtop विभाजक में खिलाया गया था. नमूने प्रत्येक प्रयोग के अंत में एकत्र किए गए थे और उत्पाद अंत के वजन 1 ('E1' के रूप में नामित) और उत्पाद सिरा 2 ('E2' के रूप में नामित) एक कानूनी के लिए व्यापार गिनती पैमाने का उपयोग कर निर्धारित किया गया. प्रत्येक परीक्षण के बाद, लगभग युक्त छोटे उप-नमूने 20 जी के E1 और E2 भी एकत्र किए गए. E1 और E2 के लिए बड़े पैमाने पर पैदावार द्वारा वर्णित हैं:
कहांवाईई 1 और वाईई 2 E1 और E2 के लिए बड़े पैमाने पर पैदावार कर रहे हैं, क्रमशः; और विभाजक उत्पादों E1 और E2 के लिए संग्रहीत नमूना भार हैं, क्रमशः. दोनों नमूनों के लिए, फे एकाग्रता उत्पाद E2 के लिए बढ़ा दिया गया था.
उप-नमूने के प्रत्येक सेट के लिए (यानी., फ़ीड, E1 और E2) LOI and main oxides composition by XRF was determined. Fe2 ओ3 contents were determined from the values. पछोड़न के लिए नमूना LOI सीधे में goethite की सामग्री से संबंधित होगा के रूप में कार्यात्मक हाइड्रॉक्सिल समूहों goethite में oxidize होगा ज2 ओजी [10]. विपरीत, itabirite नमूना LOI के लिए सीधे नमूने में कार्बोनेट के शामिल करने के लिए संबंधित होगा, के रूप में कैल्शियम और मैग्नीशियम कार्बोनेट उनके मुख्य आक्साइड में विघटित होगा के रिलीज में जिसके परिणामस्वरूप कं2जी और उप अनुक्रमिक नमूना हानि वजन. XRF के मोती को मिलाकर तैयार किया गया 0.6 ग्राम के साथ खनिज का नमूना 5.4 लिथियम टेट्राबोरेट के ग्राम, जिसका चयन दोनों दर्जी और इटाबाईराइट नमूनों की रासायनिक संरचना के कारण किया गया. XRF विश्लेषण LOI के लिए सामांयीकृत थे.
अंततः, Fe रिकवरी ईFe उत्पाद के लिए (ई 2) और Sio2 अस्वीकृति Qसी गणना की गई. ईFe है कि मूल फ़ीड नमूने के लिए ध्यान केंद्रित में बरामद Fe का प्रतिशत है और Qsio2 मूल फ़ीड नमूने से निकाले जाने का प्रतिशत है. ईFe और Qसी द्वारा बताए गए हैं:
कहां सीमैं,(खिलाना,E1, E2) उप-नमूना है मैं घटक के लिए सामान्यीकृत एकाग्रता प्रतिशत है (जैसे., Fe, Sio2)
नमूनों की खनिविज्ञान
The XRD pattern showing major mineral phases for the tailings and itabirite samples are shown in Fig 4. For the tailings sample the main Fe recoverable phases are goethite, hematite and magnetite, और मुख्य गैंग खनिज क्वार्ट्ज है (अंजीर 4). For the itabirite sample the main Fe recoverable phases are hematite and magnetite and the main gangue minerals are quartz and dolomite. Magnetite appears in trace concentrations in both samples. Pure hematite, गोएथेट, and magnetite contain 69.94%, 62.85%, 72.36% Fe, क्रमशः.
D patterns. A – Tailings sample, B – Itabirite sample
बेंच-स्केल प्रयोग
A series of test runs were performed on each mineral sample aimed at maximizing Fe and decreasing Sio2 सामग्री. Species concentrating to E1 will be indicative of a negative charging behavior while species concentration to E2 to a positive charging behavior. Higher belt speeds were favorable to the processing of the tailings sample; हालांकि, the effect of this variable alone was found to be less significant for the itabirite sample.
Average results for the tailings and itabirite samples are presented in Fig 5, which were calculated from 6 और 4 experiments, क्रमशः. अंजीर 5 presents average mass yield and chemistry for feed and products E1 and E2. इसके अलावा, each plot presents the improvement or decrease in concentration (ई 2- फ़ीड) for each sample component e.g., Fe, Sio2 Positive values are associated to an increase in concentration to E2, while negative values are associated to a decrease in concentration to E2.
Fig.5. Average mass yields and chemistry for Feed, E1 and E2 products. Error bars represent 95% confidence intervals.
For the tailings sample Fe content was increased from 29.89% करने के लिए 53.75%, on average, at a mass yield वाईई 2 – or global mass recovery – के 23.30%. This corresponds to Fe recovery ( and silica rejection (Qई 2 ) values of 44.17% और 95.44%, क्रमशः. The LOI content was increased from 3.66% करने के लिए 5.62% which indicates that the increase in Fe content is related to an increase in goethite content (अंजीर 5).
For the itabirite sample Fe content was increased from 47.68% करने के लिए 57.62%, on average, at a mass yield वाईई 2 -के 65.0%. This corresponds to Fe recovery ईFe( and silica rejection (Qsio2) values of 82.95% और 86.53%, क्रमशः. The LOI, MgO and CaO contents were increased from 4.06% करने के लिए 5.72%, 1.46 करने के लिए 1.87% and from 2.21 करने के लिए 3.16%, क्रमशः, which indicates that dolomite is moving in the same direction as Fe-bearing minerals (अंजीर 5).
दोनों नमूनों के लिए,AL2 ओ3 , MnO and P seem to be charging in the same direction as Fe-bearing minerals (अंजीर 5). While it is desired to decrease the concentration of these three species, the combined concentration of Sio2, AL2 , ओ3 , वाईई 2 MnO and P is decreasing for both samples, and therefore the total effect achieved using the benchtop separator is an enhancement in the product Fe grade and a decrease in the contaminants concentration.
समग्र, benchtop testing demonstrated evidence of effective charging and separation of iron and silica particles. The promising laboratory scale results suggest that pilot scale tests including first and second passes should be performed.
चर्चा
The experimental data suggests that the STET separator resulted in an important increase in Fe content while simultaneously reducing Sio2 सामग्री.
Having demonstrated that triboelectrostatic separation can result in a significant increase in Fe content, a discussion on the significance of the results, on the maximum achievable Fe contents and on the feed requirements of the technology is needed.
To start, यह दोनों नमूनों में खनिज प्रजातियों के स्पष्ट चार्ज व्यवहार पर चर्चा करने के लिए महत्वपूर्ण है. tailings नमूना के लिए मुख्य घटक थे फे ऑक्साइड और क्वार्ट्ज और प्रयोगात्मक परिणाम का प्रदर्शन किया है कि फे ऑक्साइड E2 के लिए केंद्रित है, जबकि क्वार्ट्ज E1 के लिए केंद्रित. सरलीकृत तरीकों से, यह कहा जा सकता है कि फे ऑक्साइड कणों एक सकारात्मक आवेश का अधिग्रहण किया और क्वार्ट्ज कणों एक नकारात्मक आरोप प्राप्त. यह व्यवहार फर्ग्यूसन द्वारा दिखाए गए के रूप में दोनों खनिजों की triboelectrostatic प्रकृति के साथ संगत है (2010) [12]. तालिका 4 आगमनात्मक पृथक्करण के आधार पर चयनित खनिजों के लिए स्पष्ट triboelectric श्रृंखला से पता चलता है, और यह पता चलता है कि क्वार्ट्ज चार्ज श्रृंखला के तल पर स्थित है, जबकि goethite, मैग्नेटाइट और हेमाटाइट श्रृंखला में उच्च ऊपर स्थित हैं. Minerals at the top of the series will tend to charge positive, while minerals at the bottom will tend to acquire a negative charge.
On the other hand, for the itabirite sample the main components were hematite, क्वार्ट्ज और डोलोमाइट और प्रायोगिक परिणामों से संकेत मिलता है कि Fe आक्साइड और डोलोमाइट E2 को ध्यान जबकि क्वार्ट्ज E1 करने के लिए ध्यान केंद्रित. यह दर्शाता है कि हेमेटाइट कणों और डोलोमाइट ने एक धनात्मक आवेश अर्जित किया जबकि क्वार्ट्ज कणों ने एक ऋणात्मक आवेश प्राप्त किया. के रूप में तालिका में देखा जा सकता है 4, कार्बोनेट tribo के शीर्ष पर स्थित हैं-इलेक्ट्रोस्टैटिक श्रृंखला, जो यह इंगित करता है कि कार्बोनेट कण धनात्मक आवेश प्राप्त करते हैं ।, और E2 के लिए ध्यान केंद्रित किया जा करने के लिए परिणाम में. दोलोमाइट और हेमाटाइट दोनों एक ही दिशा में केंद्रित थे, यह दर्शाता है कि क्वार्ट्ज और डोलोमाइट की उपस्थिति में हेमेटाइट कणों का समग्र प्रभाव एक सकारात्मक आवेश प्राप्त करने के लिए था ।.
प्रत्येक नमूने में खनिजीय प्रजाति के संचलन की दिशा सर्वोपरि हित की है ।, के रूप में यह अधिकतम प्राप्त Fe ग्रेड है कि एक एकल tribo का उपयोग कर पारित के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है निर्धारित करेगा-electrostatic बेल्ट विभाजक प्रौद्योगिकी.
पछोड़न और itabirite नमूनों के लिए अधिकतम प्राप्त Fe सामग्री तीन कारकों द्वारा निर्धारित किया जाएगा: मैं) The amount of Fe in Fe-bearing minerals; ii) the minimum quartz (Sio2 ) content that can be achieved and; iii) The number of contaminants moving in the same direction as Fe-bearing minerals. For the tailings sample the main contaminants moving in the same direction of Fe-bearing minerals are अल2 ओ3 एम.एन.ओ. bearing minerals, while for the itabirite sample the main contaminants are काओ MgO अल2 ओ3 bearing minerals.
| Mineral Name | Charge acquired (apparent) |
|---|---|
| Apatite | +++++++ |
| Carbonates | ++++ |
| Monazite | ++++ |
| Titanomagnetite | . |
| Ilmenite | . |
| Rutile | . |
| Leucoxene | . |
| Magnetite/hematite | . |
| Spinels | . |
| Garnet | . |
| Staurolite | - |
| Altered ilmenite | - |
| Goethite | - |
| Zircon | -- |
| Epidote | -- |
| Tremolite | -- |
| Hydrous silicates | -- |
| Aluminosilicates | -- |
| Tourmaline | -- |
| Actinolite | -- |
| Pyroxene | --- |
| Titanite | ---- |
| स्फतीय | ---- |
| क्वार्ट्ज | ------- |
तालिका 4. Apparent triboelectric series for selected minerals based on inductive separation. Modified from D.N Ferguson (2010) [12].
For the tailings sample, the Fe content was measured at 29.89%. XRD data indicates that the predominant phase is goethite, followed by hematite, and therefore the maximum achievable Fe content if a clean separation was possible would be between 62.85% और 69.94% (which are the Fe contents of pure goethite and hematite, क्रमशः). Now, a clean separation is not possible as अल2, ओ3 एम.एन.ओ. and P-bearing minerals are moving in the same direction as the Fe-bearing minerals, and therefore any increase in Fe content will also result in an increase of these contaminants. Then, to increase the Fe content, the amount of quartz to E2 will need to be significantly decreased to the point it offsets the movement of , MnO and P to product (ई 2). As shown in Table 4, quartz has a strong tendency to acquire a negative charge, and therefore in the absence of other minerals having an apparent negative charging behavior it will be possible to considerably decrease its content to product (ई 2) by means of a first pass using the triboelectrostatic belt separator technology.
For instance, if we assume that all the Fe content in the tailings sample is associated to goethite (फेओ(ओह)), and that the only gangue oxides are Sio2, अल2ओ3 और एम.एन.ओ., then Fe content to product would be given by:
Fe(%)=(100-Sio2 – (अल2 ओ3 + एम.एन.ओ.*0.6285
कहां, 0.6285 is the percentage of Fe in pure goethite. Eq.4 depicts the competing mechanism that takes place to concentrate Fe as AL2ओ3 + एम.एन.ओ. increases while Sio2 decreases.
For the itabirite sample the Fe content was measured at 47.68%. XRD data indicates that the predominant phase is hematite and therefore the maximum achievable Fe content if a clean separation was possible would be close to 69.94% (which is the Fe content of pure hematite). As it was discussed for the tailings sample a clean separation won’t be possible as CaO, MgO, अल2 ओ3 bearing minerals are moving in the same direction as hematite, and therefore to increase Fe content Sio2 content must be reduced. Assuming that the entirety of the Fe content in this sample is associated to hematite (Fe2ओ3) and that the only oxides contained in gangue minerals are Sio2, काओ, MgO, अल2ओ3 और एम.एन.ओ.; then Fe content in the product would be given by:
Fe(%)=(100-Sio2-CaO+MgO+अल2ओ3+एम.एन.ओ.+एलओआई*0.6994
कहां, 0.6994 is the percentage of Fe in pure hematite. It must be noticed that Eq.5 includes LOI, while Eq.4 does not. For the itabirite sample, the LOI is associated to the presence of carbonates while for the tailings sample it is associated to Fe-bearing minerals.
Evidently, for both tailings and itabirite samples it is possible to significantly increase the Fe content by reducing the content of Sio2; हालांकि, as shown in Eq.4 and Eq.5, the maximum achievable Fe content will be limited by the direction of movement and the concentration of oxides associated to gangue minerals.
In principle, the concentration of Fe in both samples could be further increased by means of a second pass on the STET separator in which काओ,MgO अल2 ओ3 और एम.एन.ओ.bearing minerals could be separated from Fe-bearing minerals. Such separation would be possible if most of quartz in the sample was removed during a first pass. In the absence of quartz, some of the remaining gangue minerals should in theory charge in the opposite direction of goethite, hematite and magnetite, which would result in increased Fe content. For instance, for the itabirite sample and based in the location of dolomite and hematite in the triboelectrostatic series (तालिका देखें 4), dolomite/hematite separation should be possible as dolomite has a strong tendency to charge positive in relation to hematite.
Having discussed on the maximum achievable Fe contents a discussion on the feed requirements for the technology is needed. The STET tribo-electrostatic belt separator requires the feed material to be dry and finely ground. Very small amounts of moisture can have a large effect on differential tribo-charging and therefore the feed moisture should be decreased to <0.5 wt.%. इसके अलावा, the feed material should be ground sufficiently fine to liberate gangue materials and should be at least 100% passing mesh 30 (600 उम्म). At least for the tailings sample, the material would have to be dewatered followed by a thermal drying stage, while for the itabirite sample grinding coupled with, or follow by, thermal drying would be necessary prior to beneficiation with the STET separator.
The tailings sample was obtained from an existing desliming-flotation-magnetic concentration circuit and collected directly from a tailings dam. Typical paste moistures from tailings should be around 20-30% and therefore the tailings would need to be dried by means of liquid-solid separation (dewatering) followed by thermal drying and deagglomeration. The use of mechanical dewatering prior to drying is encouraged as mechanical methods have relative low energy consumption per unit of liquid removed in comparison to thermal methods. About 9.05 Btu are required per pound of water eliminated by means of filtration while thermal drying, दूसरी ओर, requires around 1800 Btu per pound of water evaporated [13]. The costs associated with the processing of iron tailings will ultimately depend on the minimum achievable moisture during dewatering and on the energetic costs associated with drying.
The itabirite sample was obtained directly from an itabirite iron formation and therefore to process this sample the material would need to undergo crushing and milling followed by thermal drying and deagglomeration. One possible option is the use of hot air swept roller mills, in which dual grinding and drying could be achieved in a single step. The costs associated with the processing of itabirite ore will depend on the feed moisture, feed granulometry and on the energetic costs associated to milling and drying.
For both samples deagglomeration is necessary after the material have been dried to ensure particles are liberated from one another. Deagglomeration can be performed in conjunction to the thermal drying stage, allowing for efficient heat transfer and energy savings.
The bench-scale results presented here demonstrates strong evidence of charging and separation of Fe-bearing minerals from quartz using triboelectrostatic belt separation.
For the tailings sample Fe content was increased from 29.89% करने के लिए 53.75%, on average, at a mass yield of 23.30%, which corresponds to Fe recovery and silica rejection values of 44.17% और 95.44%, क्रमशः. For the itabirite sample Fe content was increased from 47.68 % करने के लिए 57.62%, on average, at a mass yield of 65.0%, which corresponds to Fe recovery and silica rejection values of 82.95% और 86.53%, क्रमशः. These results were completed on a separator that is smaller and less efficient than the STET commercial separator.
Experimental findings indicate that for both tailings and itabirite samples the maximum achievable Fe content will depend on the minimum achievable quartz content. इसके अलावा, achieving higher Fe grades may be possible by means of a second pass on the STET belt separator.
इस अध्ययन के परिणामों से पता चला है कि कम ग्रेड लौह अयस्क जुर्माना STET tribo-electrostatic बेल्ट विभाजक के माध्यम से उन्नत किया जा सकता है. Further work at the pilot plant scale is recommended to determine the iron concentrate grade and recovery that can be achieved. Based on experience, उत्पाद वसूली और / या ग्रेड काफी पायलट पैमाने पर प्रसंस्करण में सुधार होगा, इन लौह अयस्क परीक्षणों के दौरान उपयोग किए गए बेंच-स्केल परीक्षण उपकरण की तुलना में. The STET tribo-electrostatic separation process may offer significant advantages over conventional processing methods for iron ore fines.
