Fè chwa lang:
Lucas Rojas Mendoza, Sen ekipman & Teknoloji, NAN ETAZINI
lrojasmendoza@steqtech.com
Frank Hrach, Sen ekipman & Teknoloji, NAN ETAZINI
Kyle Flynn, Sen ekipman & Teknoloji, NAN ETAZINI
Abhishek Gupta, Sen ekipman & Teknoloji, NAN ETAZINI
Sen ekipman & Teknoloji, LLC (STET) a te devlope yon roman de sistèm ki baze sou separasyon tribo électrostatique senti ki founi endistri mineral otomatik a yon mwayen pou byen materyèl beneficiate ak yon teknoloji enèji ki efikas, yon tè sèk antyèman. In contrast to other electrostatic separation processes that are typically limited to particles >75µm in size, rele STET séparateur triboelectric senti aux pou separasyon trè byen (<1μm) modere (500μm) particles, with very high throughput. The STET tribo-electrostatic technology has been used to process and commercially separate a wide range of industrial minerals and other dry granular powders. Here, 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.
Minrè fèt an fè, se katriyèm ki pi komen eleman nan kwout tè a [1]. An fè enpòtan pou en manifakti ak se pou sa yon materyèl ki esansyèl pou devlòpman ekonomik mondyal [1-2]. An fè tou lajman ki itilize nan konstriksyon ak manifakti nan machin yo [3]. Pi fò nan fè minrè resous ki konpoze de fòmasyon metamorphosed fè takte (BIF) nan ki fèt an fè ki pa te jwenn nan fòm D', hydroxydes ak pou yon pipiti mezi carbonates [4-5]. Yon patikilye kalite fòmasyon fèt an fè ak pi wo abonat sa ki nan liv ki chaux itabirites ki se yon pwodwi dolomitization la ak metamorphism ki BIF sou do [6]. Pi gwo fèt an fè minrè sou do nan mond lan ka jwenn nan Ostrali, Lachin, Kanada, Ikrèn, Zend ak Brezil [5].
Chimik konpozisyon minerais fèt an fè, ki gen yon fason pilye nan chimik konpozisyon espesyalman pou Fe kontan ak asosye gangue inewo [1]. Inewo gwo fèt an fè asosye ak pi fò nan minerais an fè la se hematite, goethite, limonite ak magnetite [1,5]. Pwensipal contaminants nan minerais an fè yo SiO2 ak Al2O3 [1,5,7]. Tipik silice a yo ak D' kote yo pote inewo kanpe devan yo tout nan minerais an fè yo quartz, kaolinite, gibbsite, diaspore ak corundum. Sa yo souvan yo obsève li quartz se mechan silice a, kote yo pote ineral ak kaolinite ak gibbsite ki de-pwensipal D' kote yo pote inewo [7].
Minrè fè fèt an fè ekstraksyon kesyon sa te poze jwe nan noyo louvri operasyon min yo, sa siyifi résidus pitit an pitit [2]. An fè minrè pwodiksyon sistèm dabitid enplike estaj twa: min, de ak être aktivite. Sa yo, otomatik asire ke ke yon ane pase adekwa ak Chimi te rive fè anvan sou sèn nan». Otomatik gen ladann kraze, klasifikasyon, fraisage ak konsantrasyon ki genyen nan fè bagay nan pi kontan an fè a pandan diminye kantite gangue inewo [1-2]. Chak depo mineral, ki gen pwòp inik karakteristik yo osijè de fèt an fè ak gangue kote yo pote inewo, e se pou sa li mande yon pwosede diferan konsantrasyon [7].
Separasyon mayetik sonje bagay itilize nan beneficiation nan klas ki anwo nan syèl la fè minerais kote inewo dominan an fè yo ferro ak paramagnetic [1,5]. Mouye, yon tè sèk ba entansite mayetik separasyon (AGIL) teknik yo te itilize pou travay minerais ak gwo pwopwiyete mayetik tankou magnetite pandan mouye separasyon mayetik segondè entansite ki itilize pou Fe portant inewo ak pwopwiyete mayetik fèb tankou hematite nan mitan gangue inewo. Pase fè minerais goethite konsa ak limonite ki ap jwenn nan miniers. li pa mitan trè byen pa teknik youn ou lòt [1,5]. Metòd mayetik pwezante defi tèm pòs ba yo ak tèm kondisyon pou minrè an fè yo pou li fasil pou jaden teknik [5].
Flottaison, yon lot bo, te itilize pou redwi kontni impuretés nan i an fè minerais de [1-2,5]. An fè minerais kapab konsantre swa pa dirèk flottaison anioniques D' fèt an fè, ni opoze cationiques flottaison de silice, Sepandan ranvese basophil flotation rete wout la ki pi popile flotation ki itilize nan endistri a fe [5,7]. Itilize nan flotation li limite nan pri reyaktif, prezans nan silica ak alumina-rich slimes ak prezans nan mineral carbonate [7-8]. Anplis, flotation mande pou tretman dlo fatra ak itilize nan en dewatering pou aplikasyon pou denye moun ki sek [1].
Itilize flottaison pou konsantrasyon an fè tou enplike desliming kòm flotan e yon amand rezilta nan efikasite kab koze yon bès nan pwi réactif anwo nan syèl la yo [5,7]. Desliming patikilyèman kritik pou retire D' kòm separasyon gibbsite nan hematite oubyen goethite pa yon ajan yo-jan sa dwe fèt difisil [7]. Pi fò nan D' kote yo pote inewo penis nan ran gwosè lèt (<20um) pou retire li nan desliming. Tout, yon gwo konsantrasyon nan amand (<20um) ak alumina ogmante doz la ajan basophil egzije ak diminye selectivity dramatikman [5,7].
Anplis, 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]. Pa egzanp, 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, respektivman, 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.
Tribo-electrostatic separation utilizes electrical charge differences between materials produced by surface contact or triboelectric charging. Nan fason senplist, when two materials are in contact, the material with a higher affinity for electron gains electrons thus charges negative, pandan yo ap materyel ak pi ba elektwon afinite chaje pozitif. Nan prensip, 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. epi tou, The STET process requires little pre-treatment of the mineral and operates at high capacity – up to 40 tones per hour. Energy consumption is less than 2 kilowatt-hours per ton of material processed.
Materyèl
De minerais byen i fèt an fè, te itilize nan seri tès sa a. Premye ore a fet nan yon ultrafine fe tailings echantiyon an ak yon D50 nan 20 μm ak dezyem echantiyon de yon itabirite fe yon echantiyon ak yon D50 nan 60 μm. Tou de echantiyon prezante defi pandan benefisye yo epi yo pa ka avek efikasite trete nan tradisyonel deliming-flotation-mayetik sikwi konsantrasyon akoz granulometri yo ak mineraloji yo. Tou de echantiyon yo te jwenn nan operasyon min nan Brezil.
Te echantiyon an premye jwenn nan yon sikwi ki deja egziste-flotasyon-mayetik konsantrasyon. Echantiyon an te ranmase nan yon dam résidus, Lè sa a secs, homogénéisées ak plen. Echantiyon dezyèm a se nan fòmasyon an fè itabirite yon nan Brezil. Echantiyon an te kraze, triés pa gwosè yo ak byen fraksyon ki te jwenn nan sou sèn nan klasifikasyon pita a desliming jis nan yon D98 de plizyè estaj 150 µm te acheve. Echantiyon an lè sa a li te genyen secs, homogénéisées ak plen.
Renn gwosè distributions (PSD) t te detèmine w ap itilize yon lazè diffraction renn gwosè analyzer, Malvern yon Mastersizer 3000 E. Tou de echantiyon yo genyen tou te karakterize pa pèdi sou D'(LOI), XRF ak XRD. Pèdi sou D' (LOI) te fè lide pa mete 4 gram yo ki modèl nan yon 1000 Founo ºC pou 60 minit yo ak rapò ki fèt sou LOI a sou yon baz fè a. Analiz chimik konpozisyon an te konplete w ap itilize yon D' dispersif Fluorescence radyografi (WD-XRF) enstriman ak pwensipal pa cristalline etap te envestige pa XRD teknik.
Konpozisyon chimik ak LOI pou echantiyon résidus a (Résidus), pou la itabirite fèt an fè fòmasyon echantiyon (Itabirite), montre nan tab la 1 ak renn gwosè distributions pou echantiyon yo genyen tou de ap montre nan pye Fig 1. Pou echantiyon résidus a pwensipal Fe recouvrable pa etap yo goethite ak hematite, ak mineral pwensipal gangue a, ki se quartz (Pye fig 4). Echantiyon itabirite a pwensipal Fe recouvrable pa etap se hematite, inewo gangue pwensipal yo se quartz ak dolomite (Pye fig 4).
Tab 1. Rezilta chimik analiz pou eleman pi gwo nan résidus ak Itabirite echantiyon yo genyen.
| Echantiyon | Klas (wt%) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fe | Sio2 | Al2O3 | MnO | MgO | Kao | LOI ** | Lot | |
| Résidus | 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 |
Renn gwosè Distributions
Metòd
Yon seri de expériences yo te fèt pou envestige efè karakteristik diferan sou mouvman an fè nan tou de fèt an fè echantiyon yo genyen itilize rele STET senti électrostatique tribo online séparateur teknoloji. Expériences te kondi w ap itilize yon séparateur senti tribo électrostatique ban-mezi yo sèvi, vre wi: di nan kòm 'séparateur benchtop'. Ban-sistèm lajan yo sèvi nan tès se premye faz nan yon pwosè aplikasyon twa-faz teknoloji (Wè tab la 2) ki gen ban-sistèm lajan yo sèvi nan evalyasyon, pilòt-mezi yo sèvi ou teste ak komèsyal-mezi yo sèvi aplikasyon. La séparation benchtop ki itilize pou elijib pou evidans, dezyem prèv électrostatique tribo chaje ak pou detèmine si yon materyèl ki se yon bon kandida pou électrostatique beneficiation. Pi gwo diferans ant chak pyès ekipman ki te pwezante nan tab la 2. Pandan tout tan materyèl ki te itilize nan faz chak diferan nan gwosè, prensip operasyon an se fondamentalement menm bagay la tou.
Tab 2. Aplikasyon twa-faz pwosesis itilize rele STET tribo électrostatique senti séparateur teknoloji
| Faz | Itilize pou: | Elektwod Dimansyon (W x L) cm | Kalite Pwosesis / |
|---|---|---|---|
| Echel Banch Evalyasyon | Kalitatif Evalyasyon | 5*250 | paket |
| Echel pilot Sonde | Kantitatif Evalyasyon | 15*610 | paket |
| Komèsyal Echel Mete ann aplikasyon | Komèsyal Pwodiksyon | 107 *610 | Kontinyel |
STET operasyon an prensip
Operasyon pwensip séparateur a se sou tribo électrostatique chaje. Nan séparateur senti tribo électrostatique a (Figi 2 ak 3), materyèl nouri nan a jis gap 0.9 - 1.5 cm ant de paralèl) électrodes. Matyè yo triboelectrically yo akize interparticle kontak. Ineral pozitivman accusé a(s) ak a accusé négative ineral(s) a pou opoze électrodes. Anndan séparateur a matyè ki te baleye pa yon kontini kalite louvri yon bagay pou kouvri tèt senti ak transmis nan direksyon yo bò. Senti a te fè plastik materyèl ki an e vanse matyè adjasan pou chak lektwòd anvè toupatou bò la séparation. Kont kouran pèdi matyè qui yo ak ontinyèl triboelectric chaje ak renn-renn collisions sila te bay yon separasyon complétés ak rezilta yo nan disponiblite trè byen ak rekouvweman nan yon moun ki pa marye pase inite. Kouwa triboelectric séparateur teknoloji ki te itilize pou mitan gwo pilye materyèl ki enkli mélange de miroitant aluminosilicates/kabòn (mande pou vole), calcite/quartz, talc/magnésite, ak barite/quartz.
Tout, plan séparateur relativman senp senti ak asosye woulèt kòm sèl kalite manm. Électrodes èstasyone ak reyalize yon materyèl ki fè a se sa dirab. Longe a separateur elektwod se apepre 6 met (20 .) e laje a 1.25 met (4 .) pou inite komesyal konple. Vites segonde segonde pemet tre wo detravay, jiska 40 ton pou chak edtan pou inite gwose komesyal yo. Konsomasyon nan pouvwa a pi piti pase 2 kilowat-edtan pou chak ton materyel trete ak pi fo nan pouvwa a boule pa de mote kondwi senti a.
Schematic nan senti triboelectric senti
Detay sou zon separasyon
Kom ka we nan Tablo 2, diferans ki genyen ant separateur nan benchtop ak pilot-echel ak separateur komesyal-echel se ke longe separateur la benchtop se apepre 0.4 fwa longe pilot-echel ak inite echel komesyal yo. Kom efikasite nan separateur se yon fonksyon nan longe a elektwod, tes bank-echel pa ka itilize kom yon ranplasan pou tes pilot-echel. Tes pilot-echel ki nesese pou detemine mezi separasyon an ki pwosesis STET la kapab reyalize, epi pou detemine si pwosesis STET kapab satisfe objektif pwodwi yo anba pousantaj manje yo. Olye de sa, separateur banchtop la itilize pou regle materyel kandida ki pa fasil pou demontre nenpot separasyon enpotan nan nivo pilot-echel la. Rezilta yo jwenn sou echel la ban-yo pral ki pa optimisé, epi separasyon an obseve se mwens pase sa ki ta dwe obseve sou yon separate gwose STET gwose STET.
Tes nan plant pilot la nesese anvan deplwaman echel komesyal, Sepandan, tes nan se echel la ban-ankouraje kom premye faz nan pwosesis aplikasyon an pou nenpot materyel yo bay. Anplis de sa, nan ka kote disponiblite materyel limite, separateur nan banchtop bay yon zouti itil pou tes deplasman an nan pwoje potansyel sikse (sa vle di, pwoje nan ki objektif bon jan kalite kliyan ak endistri yo ka rankontre le li sevi avek STET teknoloji).
Tes bench-echel
Ese pwosesis estanda yo te fet nan objektif la espesifik ogmante fe konsantrasyon ak diminye konsantrasyon nan mineral gangue. Varyab diferan yo te eksplore yo maksimize mouvman fe ak detemine direksyon an nan mouvman nan mineral diferan. Direksyon mouvman an pandan tes benchtop se indicative nan direksyon mouvman nan plant Pilot la ak echel komesyal.
Varyab yo envestige enkli imidite relatif (RH), Tanperati, elektwod polarite, senti vites ak aplike voltaj. Sa yo, RH ak tanperati pou kont li ka gen yon gwo Efe sou diferansyel tribo-chaje ak se poutet sa sou rezilta separasyon. Pakonsekan, pi gwo RH ak kondisyon tanperati yo te detemine anvan yo envestige Efe a nan varyab ki rete yo. De nivo polarite te eksplore: mwen) tet elektwod polarite pozitif ak II) tet elektwod polarite negatif. Pou séparation a STET, sou yon aranjman polarite ak anba pi gwo RH ak kondisyon tanperati, senti vites se manch nan kontwol prensipal pou optimize pwodwi klas ak Rekiperasyon mas. Tes sou séparation a ban ede fe limye sou Efe a nan seten varyab operasyonel sou tribo-electrostatic chaje pou yon echantiyon mineral bay, epi se poutet sa yo te jwenn rezilta ak tandans, nan seten degre, etwat desann kantite varyab ak eksperyans yo dwe fet nan echel la plant Pilot. Tab 3 lis ki ranje kondisyon separasyon itilize kom yon pati nan faz 1 pwosesis evalyasyon pou tailings ak itabirite echantiyon yo.
Tab 3 lis seri kondisyon separasyon yo
| Paramet | Inite | Seri de vale | |
|---|---|---|---|
| Résidus | Itabirite | ||
| Top Elektwod Polarite | - | Pozitif- Negatif | Pozitif- Negatif |
| Voltaj elektwod | -kV/+kV | 4-5 | 4-5 |
| Fanmiy manje Imidite (RH) | % | 1-30.7 | 2-39.6 |
| Tanperati manje | °F (°C) | 71-90 (21.7-32.2) | 70-87 (21.1-30.6) |
| Kouwa vites | Fps (m/ s) | 10-45 (3.0-13.7) | 10-45 (3.0-13.7) |
| Gap elektwod | Pous (mm) | 0.400 (10.2 mm) | 0.400 (10.2 mm) |
Tes yo te fe sou separateur la benchtop anba kondisyon paket, ak echantiyon manje nan 1.5 lbs. pou chak tes. Yon kouri flou le li sevi avek 1 flannen. nan materyel te prezante nan ant tes yo asire ke nenpot efe posib nan kondisyon anvan yo pa te konsidere. Anvan tes te komanse materyel omojenize ak sache echantiyon ki gen tou de kouri ak flush materyel te prepare. Nan komansman chak eksperyans tanperati a ak imidite relatif (RH) te mezire le li sevi avek yon Vaisala HM41 men-ki te fet Imidite ak pwofonde Tanperati. Seri tanperati ak RH atrave tout eksperyans te 70-90 °F (21.1-32.2 (°C) ak 1-39.6%, respektivman. Pou teste yon RH ki pi ba ak / oswa pi wo tanperati, yo te kenbe echantiyon manje ak echantiyon grip nan yon fou sech nan 100 °C pou fwa ant 30-60 minit. Nan kontras, pi wo vale RH yo te atenn pa ajoute ti kantite dlo nan materyel la, swiv pa homogenization. Apre RH ak tanperati te mezire sou chak echantiyon manje, pwochen etap la se te pou elektwod polarite, senti vites ak voltaj nan nivo a vle. Vale Gap yo te kenbe konstan nan 0.4 pous (10.2 mm) pandan kanpay yo tes pou ke yo ak echantiyon itabirite.
Anvan chak tes, yon ti echantiyon sub-echantiyon ki gen apepre 20g te ranmase (deziyen kom 'Manje'). Le yo mete tout varyab operasyon yo, te materyel la te manje nan separateur la benchtop le li sevi avek yon manje vibratwa elektrik nan sant la nan separateur la benchtop. Echantiyon yo te ranplase nan fen chak eksperyans ak pwa yo nan fen pwodwi 1 (deziyen kom 'E1') e pwodwi fen 2 (deziyen kom 'E2') yo te detemine pou yo itilize yon echel komes legal pou komes. Apre chak tes, ti echantiyon ki gen apepre 20 g nan E1 ak E2 yo te tou kolekte. Sede mas nan E1 ak E2 yo dekri pa:
KoteYoE1 ak YoE2 se sede yo mas bay E1 ak E2, respektivman; echantiyon pwa yo ranmase nan pwodwi separateur E1 ak E2, respektivman. Pou tou de echantiyon, Konsantrasyon Fe ogmante pou pwodwi E2.
Pou chak seri sub-echantiyon (sa vle di, Bay manje, E1 ak E2) LOI ak oksid prensipal konpozisyon pa XRF te detemine. Fe2 O3 sa ki te detemine nan vale yo. Pou echantiyon ke echantiyon LOI yo pral direkteman gen rapo ak sa ki nan goethite nan echantiyon an kom gwoup yo idroksil fonksyonel nan goete ap oksidize nan H2 Og [10]. Kontre, pou echantiyon itabirite a pral direkteman gen rapo ak ladan kabonate nan echantiyon an, kom kabon mayezyom ap dekonpoze nan oksid prensipal yo ki lakoz libete KOU2g echantiyon pet echantiyon sekans. XRF kolye plit yo te prepare pa melanje 0.6 gram echantiyon mineral avek 5.4 gram nan tetraborate lityom, ki te chwazi akoz konpozisyon an chimik nan tou de kesyon ak echantiyon itabirite. XRF analiz yo te nomalize pou LOI.
Finalman, Rekiperasyon fet EFe pwodwi (E2) ak Sio2 ejeksyon QSis te kalkile. EFe se pousantaj Fe a refe nan konsantre ak sa yo ki nan echantiyon manje orijinal la ak Qsio2 se pousantaj echantiyon manje orijinal la. EFe ak Qmesye yo dekri pa:
Kote Cmwen,(bay manje,E1, E2) se konsantrasyon nomalize pousantaj pousantaj pou echantiyon sub-echantiyon an (ze., Fe, siwote2)
Echantiyon Mineraloji
Model la XRD ki montre pi gwo faz mineral pou kesyon yo ak echantiyon itabirite yo montre nan Fig 4. Pou ke yo echantiyon faz prensipal faz rekiperasyon yo se goete, ematit ak leman, ak mineral pwensipal gangue a, ki se quartz (Pye fig 4). Pou echantiyon an echantiyon prensipal faz rekiperasyon Fe yo ematit ak mayetin ak mineral yo gangue prensipal yo se kwatz ak dolomite. Manyeti paret nan konsantrasyon tras nan tou de echantiyon. Pi ematit, goethite, e mayetit gen ladan 69.94%, 62.85%, 72.36% Fe, respektivman.
Model D. Yon - Tailings echantiyon, B - Itabirite echantiyon
Eksperyans bench-echel
Yon seri de kouri tes yo te fe sou chak echantiyon mineral ki vize a maksimize Fe ak diminye Sio2 kontni. Espes konsantre nan E1 yo pral endike nan yon konpotman chaje negatif pandan yo ap espes konsantrasyon nan E2 nan yon konpotman chaje pozitif. Pi wo vites senti yo te favorab nan pwosesis la nan echantiyon yo ke; Sepandan, efe varyab sa a poukont yo te jwenn mwens siyifikatif pou echantiyon echantiyon itabirite a.
Rezilta mwayen pou ke yo ak echantiyon itabirite yo prezante nan Fig 5, ki te kalkile de 6 ak 4 eksperyans yo, respektivman. Pye fig 5 prezante an mwayen mas sede ak chimi pou manje ak pwodwi E1 ak E2. epi tou, chak trase prezante amelyorasyon oswa diminye nan konsantrasyon (E2- Bay manje) pou chak eleman echantiyon tchof, Fe, Sio2 Vale pozitif yo asosye nan yon ogmantasyon nan konsantrasyon nan E2, pandan yo ap vale negatif yo asosye nan yon diminisyon nan konsantrasyon ak E2.
Fig.5. Pwodiksyon mas mwayen ak chimi pou manje, E1 ak pwodwi E2. Ba ere reprezante 95% enteval konfyans.
Pou echantiyon kontni Feti yo te ogmante de 29.89% pou 53.75%, an mwayen, sede mas YoE2 – oswa rekiperasyon mas global – de 23.30%. Sa a koresponn ak Rekiperasyon Fe ( e reje silik (QE2 ) vale de 44.17% ak 95.44%, respektivman. Te kontni an LOI ogmante de 3.66% pou 5.62% ki endike ke ogmantasyon an nan kontni Fe ki gen rapo ak yon ogmantasyon nan kontni goethite (Pye fig 5).
Pou kontni an echantiyon itabirite Fe te ogmante nan 47.68% pou 57.62%, an mwayen, sede mas YoE2 -de 65.0%. Sa a koresponn ak Rekiperasyon Fe EFe( e reje silik (Qsio2) vale de 82.95% ak 86.53%, respektivman. LOI A, MgO ak Cao sa yo te ogmante de 4.06% pou 5.72%, 1.46 pou 1.87% e de 2.21 pou 3.16%, respektivman, ki endike ke dolomite ap deplase nan menm direksyon an kom mineral Fe-pote (Pye fig 5).
Pou tou de echantiyon,AL2 O3 , MnO ak P sanble yo dwe chaje nan menm direksyon an kom Mineral Fe-pote (Pye fig 5). Pandan ke li vle diminye konsantrasyon twa espes sa yo, konsantrasyon konbine Sio2, AL2 , O3 , YoE2 MnO ak P ap diminye pou tou de echantiyon, epi se poutet sa efe total la reyalize le li sevi avek separateur la benchtop se yon amelyorasyon nan klas Fe a ak yon diminisyon nan konsantrasyon an kontaminan.
Tout, tes benchtop demontre prev nan chaje efikas ak separasyon nan fe ak silik patikil. Echel laboratwa pwomet laboratwa a sijere ke tes echel pilot ki gen ladan premye ak dezyem pas yo ta dwe fet.
Diskisyon
Done eksperimantal yo sijere ke separateur la STET la lakoz yon ogmantasyon enpotan nan kontni Fe pandan yo ap ansanm diminye Sio2 kontni.
Eske ou gen demontre ke separasyon triboelectrostatik ka lakoz nan yon ogmantasyon enpotan nan kontni Fe, yon diskisyon sou siyifikasyon rezilta yo, sou maksimom sa yo Fe ak sou kondisyon yo manje nan teknoloji a bezwen.
Pou komanse, li enpotan pou diskite sou konpotman aparan an nan espes mineral nan toude echantiyon yo. Pou echantiyon echantiyon prensipal yo te fe oksid ak kwatz ak rezilta eksperimantal demontre ke Fe oksid konsantre nan E2 pandan yo ap kwatz konsantre a E1. Nan fason senplist, li te kapab di ke Patikil oksid Fe yo akeri yon chaj pozitif ak ki patikil kwatz sa yo akeri yon chaj negatif. Konpotman sa a se ki konsistan avek nati a triboelectrostatic nan tou de mineral jan yo montre nan Ferguson (2010) [12]. Tab 4 montre seri triboelectric aparan pou chwazi mineral ki baze sou separasyon inductif, epi li montre kwatz sa a sitiye nan pati anba a nan seri a chaje pandan goethite, manyeit ak ematit yo sitiye pi wo nan seri a. Mineral nan tet la nan seri a pral gen tandans chaje pozitif, pandan mineral anba a ap gen tandans jwenn yon chaj negatif.
yon lòt bò, pou echantiyon echantiyon prensipal yo te ematite, kwatz ak dolomite ak rezilta eksperimantal endike ke Oksid Fe ak dolomi konsantre nan E2 pandan yo ap kwatz konsantre nan E1. Sa a endike ke patikil ematite ak dolomite akeri yon chaj pozitif pandan yo ap patikil kwatz akeri yon chaj negatif. Kom ka we nan Tablo 4, kabonate yo sitiye nan tet la nan seri a tribo-elektwostatik, ki endike patikil kabonik yo gen tandans jwenn yon chaj pozitif, e nan konsekans yo dwe konsantre sou E2. Toulede dolomite ak ematit yo te konsantre nan menm direksyon an, ki endike ke efe an jeneral pou patikil ematit yo nan prezans kwatz ak dolomite se te pou jwenn yon chaj pozitif.
Direksyon an nan mouvman nan espes yo mineralojik nan chak echantiyon se nan entere echantiyon se nan entere echantiyon, kom li pral detemine klas la maksimom klas reyalize fre ki ka jwenn pa vle di nan yon sel pase le li sevi avek teknoloji a senti tribo-elektwostatik senti teknoloji.
Pou ke yo ak echantiyon echantiyon maksimom kontni an maksimom dwe detemine pa twa fakte: mwen) Kantite lajan an nan Fe-pote mineral; Ii) kwatz minimom lan (Sio2 ) kontni ki kapab reyalize epi; iii) Nimewo a nan kontaminan ki ap deplase nan menm direksyon an kom mineral Fe-pote. Pou ke yo echantiyon kontaminan yo ki ap deplase nan menm direksyon mineral Fe-pote yo Al2 O3 MnO pote mineral yo, echantiyon echantiyon pwensipal yo Kao MgO Al2 O3 pote mineral yo.
| Non mineral | Chaj te akeri (aparan) |
|---|---|
| Apatit | +++++++ |
| Kabonate yo | ++++ |
| Monazite | ++++ |
| Titanomagnetite | . |
| imen | . |
| Rutile | . |
| Leukoxene | . |
| Manyet/ematit | . |
| Vire | . |
| Ganet | . |
| Estati | - |
| Altered imen | - |
| Goet | - |
| Zirkon | -- |
| Epidote | -- |
| Tremolite | -- |
| Silikate idrous | -- |
| Aliminosilik | -- |
| Tourmaline | -- |
| Actinolite | -- |
| Piwoksen | --- |
| Titan | ---- |
| Feldspath | ---- |
| Kwatz | ------- |
Tab 4. Seri triboelectric aparan pou chwazi mineral ki baze sou separasyon inik. Modifye nan D.N Ferguson (2010) [12].
Pou echantiyon yo ke yo, yo te mezire kontni Fe a 29.89%. XRD done endike ke faz nan predominant se goethite, swiv pa ematit, epi se poutet sa maksimom kontni Fe achab si yon separasyon pwop te posib ta ant 62.85% ak 69.94% (ki sa ki fe yo nan pi bon kalite goete ak ematit, respektivman). Kounye-a, yon separasyon pwop pa posib Al2, O3 MnO ak P-pote mineral yo ap deplase nan menm direksyon an kom mineral yo Fe-pote, e se poutet sa, nenpot ki ogmantasyon nan kontni Fe yo ap lakoz tou nan yon ogmantasyon nan kontaminasyon sa yo. apre, ogmante kontni an Fe, kantite kwatz E2 yo pral bezwen siyifikativman diminye nan pwen li konpanse mouvman , MnO ak P pwodwi (E2). Jan yo montre nan Tablo 4, kwatz gen yon tandans solid pou jwenn yon chaj negatif, epi se poutet sa, nan absans lot mineral ki gen yon konpotman negatif negatif li pral posib yo konsiderabman diminye kontni li yo nan pwodwi (E2) pa vle di nan yon premye pase le li sevi avek teknoloji a senti triboelectrostatik.
Pa egzanp, si nou asime ke tout kontni An Fet nan echantiyon an ke yo asosye avek goethite (Feo(o)), e sel oksid gang se Sio2, Al2O3 ak MnO, Le sa a, fe kontni nan pwodwi yo ta dwe bay pa:
Fe(%)=(100-Sio2 – (Al2 O3 + MnO*0.6285
Kote, 0.6285 se pousantaj Fe nan goethite pi bon kalite. Eq.4 dekri mekanis la konpetisyon ki pran plas pou konsantre Fe kom AL2O3 + MnO ogmante pandan Sio2 bese.
Pou echantiyon an itabirite kontni Fe a te mezire nan 47.68%. XRD done endike ke faz nan predominant se ematit ak Se poutet sa kontni an maksimom reyalize Fe si yon separasyon pwop te posib ta dwe femen nan 69.94% (ki se kontni an Fe nan ematit pi bon kalite). Kom li te diskite pou ke diskite sou echantiyon yon separasyon pwop pa pral posib kom CaO, MgO, Al2 O3 pote mineral yo ap deplase nan menm direksyon an menm jan ak ematit, ak Se poutet sa ogmante kontni Fe Sio2 yo dwe redwi kontni. Sipoze ke tout antye de kontni an Fe nan echantiyon sa a ki asosye ak ematite (Fe2O3) e sel oksid ki genyen nan mineral gang yo Sio2, Kao, MgO, Al2O3 ak MnO; Le sa a, fe kontni nan pwodwi a ta bay pa:
Fe(%)=(100-Sio2-Cao + MgO +Al2O3+MnO+LOI*0.6994
Kote, 0.6994 se pousantaj Fe nan ematit pi bon kalite. Li dwe remake ke Eq.5 gen ladan LOI, aloske Eq.4 pa. Pou echantiyon an itabirite, LOI a asosye nan prezans nan kabonate pandan yo ap pou echantiyon yo ke li asosye nan mineral Fe-pote.
Evidyan, pou toulede ke ak echantiyon itabirite li posib pou ogmante kontni an Fe a pa diminye kontni an nan Sio2; Sepandan, jan yo montre nan Eq.4 ak Eq.5, maksimom kontni an reyalize fet yo pral limite pa direksyon an nan mouvman ak konsantrasyon nan oksid ki asosye nan mineral gangue.
Nan prensip, konsantrasyon Fe nan toulede echantiyon yo ta ka ogmante pa vle di nan yon dezyem pase sou separateur STET la kote Kao,MgO Al2 O3 ak MnOMineral ki pote yo kapab separe de mineral fe-pote. Separasyon sa a ta posib si pi fo nan kwatz nan echantiyon an te retire pandan yon premye pase. Nan absans la nan kwatz, kek nan mineral gang ki rete yo ta dwe nan chaj teyori nan direksyon opoze a nan goethit, ematit ak leman, ki ta lakoz ogmante kontni Fe. Pa egzanp, pou echantiyon itabirite a ak ki baze nan kote dolomite ak ematid nan seri a triboelectrostatik (Wè tab la 4), dolomite / ematit separasyon ta dwe posib kom dolomite gen yon tandans fo fe ou peye pozitif nan relasyon ak ematite.
Eske ou gen diskite sou maksimom sa yo reyalize Fe yon diskisyon sou kondisyon yo manje pou teknoloji a bezwen. STET tribo-elektrostatik senti senti a mande pou materyel la manje yo dwe sek ak tise byen te. Tre ti kantite imidite ka gen yon gwo efe sou diferansyel tribo-chaje ak Se poutet sa yo ta dwe imidite a manje yo ta dwe diminye nan <0.5 wt.%. epi tou, the feed material should be ground sufficiently fine to liberate gangue materials and should be at least 100% passing mesh 30 (600 um). 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, yon lot bo, 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.
Rezilta bank-echel yo prezante isit la demontre prev fo nan chaje ak separasyon nan mineral Fe-pote soti nan kwatz le li sevi avek separasyon triboelectrostatik separasyon.
Pou echantiyon kontni Feti yo te ogmante de 29.89% pou 53.75%, an mwayen, nan yon sede mas 23.30%, ki koresponn a rekiperasyon ak vale reje silika 44.17% ak 95.44%, respektivman. Pou kontni an echantiyon itabirite Fe te ogmante nan 47.68 % pou 57.62%, an mwayen, nan yon sede mas 65.0%, ki koresponn a rekiperasyon ak vale reje silika 82.95% ak 86.53%, respektivman. Rezilta sa yo te konplete sou yon separate ki pi piti ak mwens efikas pase separate komesyal STET la.
Rezilta eksperimantal endike ke pou tou de kesyon ak echantiyon itabirite echantiyon kontni an maksimom reyalize ap depann de kontni an minimom reyalize kwatz. epi tou, klas ki pi wo ka posib pou yon dezyem pase sou separateur STET la.
Rezilta sa yo nan etid sa a demontre ke ka ki ba-klas fe yo kapab modenize pa vle di nan STET tribo-electrostatic senti séparation. Pli lwen travay nan echel la plant pilot rekomande pou detemine klas la konsantre fe ak rekiperasyon ki ka reyalize. Baze sou eksperyans, Rekiperasyon an pwodwi ak/oswa klas pral siyifikativman amelyore nan pwosesis echel Pilot, kom konpare ak aparey la tes ban-echel itilize pandan ese sa yo ore fe. Pwosesis la tribo-elektwostatik ka ofri avantaj enpotan sou metod pwosesis konvansyonel pou fe oswa amann.
