Pilih bahasa:
Lucas Rojas Mendoza, ST peralatan & Teknologi, AMERIKA SERIKAT
lrojasmendoza@steqtech.com
Frank Hrach, ST peralatan & Teknologi, AMERIKA SERIKAT
Kyle Flynn, ST peralatan & Teknologi, AMERIKA SERIKAT
Abhishek Gupta, ST peralatan & Teknologi, AMERIKA SERIKAT
ST peralatan & Teknologi LLC (STET) telah mengembangkan sistem pengolahan baru berdasarkan pemisahan sabuk tribo-elektrostatik yang menyediakan industri pengolahan mineral sarana untuk ciate bahan halus dengan teknologi energi-efisien dan sepenuhnya kering. Berbeda dengan proses pemisahan elektrostatik lainnya yang biasanya terbatas pada partikel >75μm dalam ukuran, pemisah sabuk stet tribokelistrikan cocok untuk pemisahan yang sangat halus (<1µm) untuk cukup kasar (500µm) Partikel, dengan throughput yang sangat tinggi. Teknologi tribo-elektrostatik STET telah digunakan untuk memproses dan memisahkan secara komersial berbagai mineral industri dan bubuk granular kering lainnya. Sini, Hasil skala bench disajikan pada benefisiasi denda bijih Fe kadar rendah menggunakan proses pemisahan sabuk STET. Pengujian skala bangku menunjukkan kemampuan teknologi STET untuk secara bersamaan memulihkan Fe dan menyortir SiO2 dari bijih itabirit dengan D50 sebesar 60μm dan tailing bijih Fe ultrafine dengan D50 sebesar 20μm. Teknologi STET disajikan sebagai alternatif untuk beneficiate Fe ore fines yang tidak dapat berhasil diolah melalui sirkuit flowsheet tradisional karena granulometri dan mineralogi mereka.
Bijih besi adalah unsur paling umum keempat dalam kerak bumi [1]. Besi penting untuk fabrikasi baja dan karena itu bahan yang penting untuk pembangunan ekonomi global [1-2]. Besi juga banyak digunakan dalam konstruksi dan manufaktur kendaraan [3]. Sebagian sumber daya bijih besi yang terdiri dari formasi bermetamorfosis berpita besi (YBI) di mana besi sering ditemukan dalam bentuk oksida, hidroksida dan pada tingkat lebih rendah carbonates [4-5]. Sebuah jenis tertentu dari formasi besi dengan kandungan karbonat yang lebih tinggi adalah dolomitic itabirites yang merupakan produk dari dolomitisasi dan metamorfosis deposito BIF [6]. Deposit bijih besi terbesar di dunia dapat ditemukan di Australia, Cina, Kanada, Ukraina, India dan Brasil [5].
Komposisi kimia dari bijih besi memiliki berbagai jelas dalam komposisi kimia terutama untuk konten Fe dan mineral terkait gangue [1]. Mineral besi utama yang terkait dengan sebagian besar bijih besi adalah bijih besi, goetit, limonite dan magnetit [1,5]. Kontaminan utama dalam bijih besi adalah SiO2 dan Al2O3 [1,5,7]. The silika yang khas dan alumina bantalan mineral hadir dalam bijih besi adalah kuarsa, kaolinite, gibbsite, diaspore dan Korundum. Dari ini sering diamati bahwa kuarsa adalah silika berarti bantalan mineral dan Kaolin dan gibbsite adalah alumina dua utama bantalan mineral [7].
Besi bijih ekstraksi terutama dilakukan melalui operasi pertambangan lubang terbuka, mengakibatkan signifikan tailing generasi [2]. Sistem produksi bijih besi biasanya melibatkan tiga tahap: pertambangan, pengolahan dan pelletizing kegiatan. Ini, pengolahan memastikan bahwa kelas zat besi dan kimia tercapai sebelum tahap pelletizing. Pengolahan meliputi, klasifikasi, penggilingan dan konsentrasi yang bertujuan meningkatkan konten besi sementara mengurangi jumlah mineral gangue [1-2]. Deposit mineral masing-masing memiliki karakter unik besi dan gangue bantalan mineral, dan karena itu memerlukan teknik yang berbeda konsentrasi [7].
Pemisahan magnetik biasanya digunakan dalam Benefisiasi kelas tinggi bijih besi yang mana mineral dominan besi adalah ferro dan paramagnetik [1,5]. Basah dan kering intensitas rendah pemisahan magnetik (LIMS) teknik yang digunakan untuk proses bijih dengan sifat-sifat magnetik yang kuat seperti magnetit sementara basah intensitas tinggi magnet pemisahan digunakan untuk memisahkan mineral Fe-bantalan dengan sifat-sifat magnetik yang lemah seperti bijih besi dari mineral gangue. Besi bijih goetit tersebut dan limonite biasanya ditemukan dalam tailing dan tidak terpisah sangat baik dengan teknik baik [1,5]. Metode magnetik hadir tantangan dalam hal kapasitas rendah mereka dan dalam hal persyaratan untuk bijih besi rentan terhadap Medan magnet [5].
Pelampung, Dilain pihak, digunakan untuk mengurangi kandungan kotoran pada bijih besi kelas rendah [1-2,5]. Bijih besi dapat dikonsentrasikan baik dengan langsung anionik pengapungan besi oksida atau membalikkan kationik flotasi silika, Namun sebaliknya kationik flotasi tetap jalur flotasi paling populer yang digunakan dalam industri besi [5,7]. Penggunaan flotasi nya terbatas oleh biaya reagen, kehadiran silika Slime alumina kaya dan kehadiran mineral karbonat [7-8]. Selain itu, flotasi memerlukan pengolahan air limbah dan penggunaan hilir dewatering untuk aplikasi akhir kering [1].
Penggunaan flotasi untuk konsentrasi besi juga melibatkan desliming seperti mengapung depan denda hasil penurunan efisiensi dan biaya tinggi reagent [5,7]. Desliming sangat penting untuk penghapusan alumina sebagai pemisahan gibbsite dari bijih besi atau goetit oleh agen-agen surface-active apapun cukup sulit [7]. Sebagian besar bantalan mineral alumina terjadi di kisaran ukuran yang lebih halus (<20UMM) memungkinkan untuk penghapusan melalui desliming. Keseluruhan, konsentrasi tinggi denda (<20UMM) dan alumina meningkatkan dosis diperlukan kationik kolektor dan menurunkan selektivitas secara dramatis [5,7].
Selain itu, kehadiran mineral karbonat – seperti pada itabirites dolomit- juga dapat memperburuk selektivitas flotasi antara mineral besi dan kuarsa karena bijih besi yang mengandung karbonat seperti dolomit tidak mengapung dengan sangat selektif. Spesies karbonat terlarut menyerap pada permukaan kuarsa merusak selektivitas flotasi [8]. Flotasi bisa cukup efektif dalam meningkatkan bijih besi kadar rendah, Tetapi sangat tergantung pada mineralogi bijih [1-3,5]. Flotasi bijih besi yang mengandung kandungan alumina tinggi akan dimungkinkan melalui desliming dengan mengorbankan pemulihan besi secara keseluruhan [7], sementara flotasi bijih besi yang mengandung mineral karbonat akan menantang dan mungkin tidak layak [8].
Sirkuit pemrosesan modern mineral yang mengandung Fe dapat mencakup langkah pengapungan dan konsentrasi magnetik [1,5]. Misalnya,, Konsentrasi magnetik dapat digunakan pada aliran halus dari tahap desliming sebelum flotasi dan pada flotasi menolak. Penggabungan konsentrator magnetik intensitas rendah dan tinggi memungkinkan peningkatan pemulihan besi secara keseluruhan di sirkuit pemrosesan dengan memulihkan sebagian kecil dari mineral besi feronik dan paramagnetik seperti magnetit dan hematit [1]. Goethite biasanya merupakan komponen utama dari banyak tanaman besi menolak aliran karena sifat magnetiknya yang lemah [9]. Dengan tidak adanya pemrosesan hilir lebih lanjut untuk aliran penyortiran dari konsentrasi magnetik dan flotasi, Penolakan denda akan berakhir di bendungan tailing [2]. Pembuangan dan pengolahan tailing menjadi sangat penting untuk pelestarian lingkungan dan pemulihan barang-barang berharga besi, masing-masing, dan oleh karena itu pengolahan tailing bijih besi di industri pertambangan semakin penting [10].
Jelas, Pemrosesan tailing dari sirkuit benefisiasi besi tradisional dan pemrosesan itabirit dolomit merupakan tantangan melalui flowsheet konsentrasi desliming-flotation-magnetic tradisional karena mineralogi dan granulometrinya, Dan oleh karena itu teknologi benefisiasi alternatif seperti pemisahan tribo-elektrostatik yang kurang ketat dalam hal mineralogi bijih dan yang memungkinkan pemrosesan denda mungkin menarik.
Pemisahan tribo-elektrostatik memanfaatkan perbedaan muatan listrik antara bahan yang dihasilkan oleh kontak permukaan atau pengisian triboelektrik. Dengan cara sederhana, Ketika dua bahan bersentuhan, Bahan dengan afinitas yang lebih tinggi untuk elektron memperoleh elektron dengan demikian bermuatan negatif, Sementara bahan dengan elektron afinitas biaya yang lebih rendah positif. Pada prinsipnya, Denda bijih besi kadar rendah dan itabriit dolomit yang tidak dapat diproses dengan cara flotasi konvensional dan / atau pemisahan magnetik dapat ditingkatkan dengan mengeksploitasi properti pengisian diferensial mineral mereka [11].
Di sini kami menyajikan pemisahan sabuk tribo-elektrostatik STET sebagai rute benefisiasi yang memungkinkan untuk memusatkan tailing bijih besi ultrafine dan untuk menghasilkan mineral itabirit dolomit. Proses STET menyediakan industri pengolahan mineral dengan kemampuan bebas air yang unik untuk memproses pakan kering. Proses ramah lingkungan dapat menghilangkan kebutuhan untuk pengolahan basah, pengolahan air limbah hilir dan pengeringan bahan akhir yang diperlukan. Sebagai tambahan, Proses STET memerlukan sedikit pra-pengobatan mineral dan beroperasi pada kapasitas tinggi-hingga 40 nada per jam. Konsumsi energi kurang dari 2 kilowatt-jam per ton bahan diproses.
Bahan
Dua bijih besi baik kelas rendah yang digunakan dalam seri ini tes. Bijih pertama terdiri dari sebuah ultrafine Fe bijih tailing sampel dengan D50 20 μm dan sampel kedua dari sampel bijih besi itabirite dengan D50 60 µm. Kedua sampel hadir tantangan selama mereka Benefisiasi dan tidak dapat efisien diproses melalui desliming-Flotation tradisional-magnetik konsentrasi sirkuit karena granulometry dan mineralogi. Kedua sampel diperoleh dari operasi penambangan di Brasil.
Sampel pertama Diperoleh dari penggumpalan-pengapung-sirkuit konsentrasi magnetik yang ada. Sampel dikumpulkan dari bendungan tailing, kemudian dikeringkan, homodiisasi dan dikemas. Sampel kedua adalah dari pembentukan besi itabirite di Brasil. Sampel dihancurkan dan diurutkan berdasarkan ukuran dan fraksi halus yang Diperoleh dari tahap klasifikasi kemudian menjalani beberapa tahapan desliming sampai D98 150 μm tercapai. Sampel kemudian dikeringkan, homodiisasi dan dikemas.
Distribusi ukuran partikel (Psd) ditentukan menggunakan laser Difraksi partikel ukuran Analyzer, sebuah Malvern Mastersizer 3000 E. Kedua sampel juga ditandai dengan kerugian-on-pengapian(LOI), XRF dan XRD. Hilangnya pengapian (LOI) ditentukan dengan menempatkan 4 gram sampel dalam 1000 º C tungku untuk 60 melaporkan LOI pada basis yang diterima. Analisis komposisi kimia telah selesai dengan menggunakan gelombang yang menyebar pada fluoresensi X-Ray (DARI WD-XRF) instrumen dan fase kristalin utama diselidiki oleh teknik XRD.
Komposisi kimia dan LOI untuk sampel tailing (Tailings), dan untuk sampel besi pembentukan itabirite (Rio, Irlandia), ditampilkan dalam tabel 1 dan distribusi ukuran partikel untuk kedua sampel ditampilkan dalam Fig 1. Bagi sampel tailing, fase utama yang dapat dipulihkan oleh Fe adalah goetit dan hematit, dan mineral utama gangue adalah kuarsa (Ara 4). Untuk sampel itabirite, fase utama yang dapat dipulihkan Fe adalah hematit, dan mineral utama gangue adalah kuarsa dan dolomit (Ara 4).
Meja 1. Hasil analisis kimia untuk elemen utama dalam tailing dan sampel Itabirite.
| Sampel | Kelas (WT) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fe | SiO2 | Al2O3 | MnO | MgO | CaO | Tentang LOI * * | Lain | |
| Tailings | 30.3 | 47.4 | 4.3 | 1.0 | * | * | 3.4 | 13.4 |
| Rio, Irlandia | 47.6 | 23.0 | 0.7 | 0.2 | 1.5 | 2.2 | 4.0 | 21.0 |
Distribusi ukuran partikel
Metode
Serangkaian eksperimen dirancang untuk menyelidiki efek dari parameter yang berbeda pada gerakan besi baik dalam sampel besi menggunakan proprietary STET tribo-elektrostatik teknologi pemisah sabuk. Eksperimen dilakukan menggunakan pemisah sabuk tribo-elektrostatik Skala Bench, selanjutnya disebut sebagai ' pemisah Benchtop '. Pengujian Skala Bench adalah tahap pertama dari proses implementasi teknologi tiga fase (Lihat tabel 2) termasuk evaluasi Skala Bench, pengujian skala pilot dan implementasi skala komersial. Pemisah Benchtop digunakan untuk skrining untuk bukti pengisian tribo-elektrostatik dan untuk menentukan apakah bahan adalah kandidat yang baik untuk elektrostatik Benefisiasi. Perbedaan utama antara setiap bagian peralatan disajikan dalam tabel 2. Sementara peralatan yang digunakan dalam setiap fase berbeda dalam ukuran, Prinsip operasi pada dasarnya sama dengan.
Meja 2. Tiga fase proses implementasi menggunakan STET tribo-elektrostatik sabuk pemisah teknologi
| Fase | Digunakan untuk: | Elektroda Dimensi (W x L) cm | Jenis Proses |
|---|---|---|---|
| Skala Bench Evaluasi | Kualitatif Evaluasi | 5*250 | Batch |
| Skala pilot Pengujian | Kuantitatif Evaluasi | 15*610 | Batch |
| Komersial Skala Implementasi | Komersial Produksi | 107 *610 | Terus menerus |
Prinsip operasi STET
Prinsip operasi pemisah bergantung pada pengisian tribo-elektrostatik. Di pemisah elektrostatik tribo sabuk (Angka-angka 2 dan 3), bahan tersebut dimasukkan ke dalam celah sempit 0.9 – 1.5 cm antara dua elektroda planar paralel. Partikel triboelectrically dibebankan oleh interparticle kontak. Mineral bermuatan positif(s) dan mineral yang bermuatan negatif(s) tertarik ke seberang elektroda. Di dalam partikel pemisah yang tersapu oleh sabuk mesh terbuka bergerak terus menerus dan disampaikan dalam arah yang berlawanan. Sabuk terbuat dari bahan plastik dan bergerak partikel yang berdekatan dengan setiap elektroda menuju berlawanan ujung pemisah. Arus counter partikel pemisah dan pengisian triboelektrik terus-menerus oleh tabrakan partikel partikel menyediakan pemisahan Multistage dan menghasilkan kemurnian dan pemulihan yang sangat baik dalam unit Single-Pass. Tribokelistrikan sabuk pemisah teknologi telah digunakan untuk memisahkan berbagai macam bahan termasuk campuran aluminosilicates/karbon kaca (fly ash), kalsit kuarsa, bedak misalnya, dan barit kuarsa.
Keseluruhan, Desain pemisah relatif sederhana dengan sabuk dan terkait rol sebagai satu-satunya bagian yang bergerak. Elektroda stasioner dan terdiri dari bahan yang tepat tahan lama. Pemisah elektroda panjang adalah sekitar 6 meter (20 kaki.) dan lebar 1.25 meter (4 kaki.) untuk unit komersial ukuran penuh. Kecepatan sabuk tinggi memungkinkan peningkatan yang sangat tinggi, hingga 40 ton per jam untuk unit komersial ukuran penuh. Konsumsi daya kurang dari 2 kilowatt-jam per ton bahan diproses dengan sebagian besar daya yang dikonsumsi oleh dua motor mengemudi sabuk.
Skematis dari tribokelistrikan sabuk pemisah
Detail dari pemisahan zona
Seperti dapat dilihat pada tabel 2, perbedaan utama antara pemisah Benchtop dengan skala pilot dan pemisah skala komersial adalah bahwa panjang pemisah Benchtop adalah sekitar 0.4 kali panjang pilot-skala dan skala komersial unit. Sebagai efisiensi pemisah adalah fungsi dari panjang elektroda, pengujian Skala Bench tidak dapat digunakan sebagai pengganti pengujian skala pilot. Pengujian skala pilot diperlukan untuk menentukan tingkat pemisahan bahwa proses STET dapat mencapai, dan untuk menentukan apakah proses STET dapat memenuhi target produk di bawah tingkat pakan yang diberikan. Sebaliknya, pemisah Benchtop digunakan untuk menyingkirkan bahan kandidat yang tidak mungkin menunjukkan pemisahan yang signifikan pada tingkat skala pilot. Hasil yang diperoleh pada Skala Bench akan menjadi tidak dioptimalkan, dan pemisahan yang diamati kurang dari yang akan diamati pada pemisah STET berukuran komersial.
Pengujian di pabrik percontohan diperlukan sebelum penyebaran skala komersial, Namun, pengujian di bangku-skala didorong sebagai tahap pertama dari proses pelaksanaan untuk setiap materi yang diberikan. Selanjutnya, dalam kasus dimana ketersediaan material terbatas, pemisah Benchtop menyediakan alat yang berguna untuk pemutaran potensial proyek yang sukses (Yaitu., proyek di mana pelanggan dan target kualitas industri dapat dipenuhi dengan menggunakan teknologi STET).
Pengujian Skala Bench
Uji proses standar dilakukan di sekitar tujuan spesifik untuk meningkatkan konsentrasi Fe dan untuk mengurangi konsentrasi mineral gangue. Variabel yang berbeda dieksplorasi untuk memaksimalkan gerakan besi dan untuk menentukan arah gerakan mineral yang berbeda. Arah gerakan yang diamati selama pengujian Benchtop menunjukkan arah pergerakan di pabrik percontohan dan skala komersial.
Variabel diselidiki termasuk kelembaban relatif (Rh), suhu, polaritas elektroda, sabuk kecepatan dan tegangan diterapkan. Ini, RH dan suhu saja dapat memiliki efek yang besar pada diferensial tribo-pengisian dan oleh karena itu pada hasil pemisahan. Maka, kondisi RH dan temperatur optimum ditentukan sebelum menyelidiki efek dari variabel yang tersisa. Dua tingkat polaritas dieksplorasi: saya) tertinggi polaritas elektroda positif dan II) polaritas elektroda atas negatif. Untuk pemisah STET, di bawah pengaturan polaritas tertentu dan dalam kondisi RH dan suhu yang optimal, sabuk kecepatan adalah menangani kontrol utama untuk mengoptimalkan kelas produk dan pemulihan massa. Pengujian pada pemisah bangku membantu menjelaskan efek variabel operasional tertentu pada pengisian tribo-elektrostatik untuk sampel mineral tertentu, dan karena itu diperoleh hasil dan tren dapat digunakan, sampai tingkat tertentu, untuk mempersempit jumlah variabel dan eksperimen yang akan dilakukan pada skala pabrik percontohan. Meja 3 Daftar kisaran kondisi pemisahan yang digunakan sebagai bagian dari fase 1 proses evaluasi untuk tailing dan sampel itabirite.
Meja 3 Daftar berbagai kondisi pemisahan
| Parameter | Unit | Rentang nilai | |
|---|---|---|---|
| Tailings | Rio, Irlandia | ||
| Elektroda atas Polaritas | - | Positif- Negatif | Positif- Negatif |
| Tegangan elektroda | -kV/+ kV | 4-5 | 4-5 |
| Feed relatif Kelembaban (Rh) | % | 1-30.7 | 2-39.6 |
| Suhu pakan | Dalam ° f (° C) | 71-90 (21.7-32.2) | 70-87 (21.1-30.6) |
| Sabuk kecepatan | Fps (m/s) | 10-45 (3.0-13.7) | 10-45 (3.0-13.7) |
| Celah elektroda | Inci (mm) | 0.400 (10.2 mm) | 0.400 (10.2 mm) |
Pengujian dilakukan pada pemisah Benchtop di bawah kondisi batch, dengan sampel pakan 1.5 Lbs. per tes. Sebuah flush Run menggunakan 1 Lb. bahan diperkenalkan di antara pengujian untuk memastikan bahwa efek carryover mungkin dari kondisi sebelumnya tidak dianggap. Sebelum pengujian dimulai bahan dihomogenisasi dan tas sampel yang mengandung baik menjalankan dan bahan flush disiapkan. Pada awal setiap eksperimen suhu dan kelembaban relatif (Rh) diukur menggunakan probe Vaisala HM41 kelembaban dan suhu. Kisaran suhu dan RH di semua eksperimen 70-90 Dalam ° f (21.1-32.2 (° C) dan 1-39.6%, masing-masing. Untuk menguji RH bawah dan/atau suhu yang lebih tinggi, pakan dan sampel flush disimpan dalam oven pengeringan di 100 ° C untuk waktu antara 30-60 Menit. Sebaliknya, nilai RH yang lebih tinggi dicapai dengan menambahkan sejumlah kecil perairan ke material, diikuti dengan homogenisasi. Setelah RH dan suhu diukur pada setiap sampel pakan, Langkah selanjutnya adalah mengatur polaritas elektroda, sabuk kecepatan dan tegangan ke tingkat yang diinginkan. Nilai Gap tetap konstan pada 0.4 inci (10.2 mm) selama kampanye pengujian tailing dan sampel itabirite.
Sebelum setiap tes, sub-sampel pakan kecil yang berisi sekitar 20g dikumpulkan (ditetapkan sebagai ' Feed '). Setelah mengatur semua variabel operasi, bahan itu dimasukkan ke dalam pemisah Benchtop menggunakan pengumpan getaran listrik melalui pusat pemisah Benchtop. Sampel dikumpulkan pada akhir setiap eksperimen dan bobot akhir produk 1 (ditetapkan sebagai ' E1 ') dan akhir produk 2 (ditetapkan sebagai ' E2 ') ditentukan menggunakan hukum-untuk-perdagangan skala menghitung. Mengikuti setiap tes, sub-sampel kecil yang berisi sekitar 20 g dari E1 dan E2 juga dikumpulkan. Hasil panen massal ke E1 dan E2 dijelaskan oleh:
ManaY(Di dekat E1) dan Y(Di dekat E2) adalah hasil massa untuk E1 dan E2, masing-masing; dan merupakan anak timbangan sampel yang dikumpulkan ke produk pemisah E1 dan E2, masing-masing. Untuk kedua sampel, Konsentrasi FE ditingkatkan ke produk E2.
Untuk setiap set sub-sampel (Yaitu., Feed, E1 dan E2) Komposisi LOI dan oksida utama oleh XRF ditentukan. Fe2 O3 konten ditentukan dari nilai-nilai. Untuk sampel tailing LOI akan secara langsung berhubungan dengan isi goethite dalam sampel sebagai kelompok hidroksil fungsional dalam goethite akan mengoksidasi ke H2 OG [10]. Sebaliknya, untuk sampel itabirite LOI akan secara langsung berhubungan dengan mengandung karbonat dalam sampel, sebagai kalsium dan magnesium karbonat akan terurai ke dalam oksida utama mereka mengakibatkan pelepasan Co2G dan berat badan penurunan sampel sub berurutan. Manik-manik XRF disiapkan dengan mencampur 0.6 gram sampel mineral dengan 5.4 gram lithium tetraborate, yang dipilih karena komposisi kimia dari kedua tailing dan sampel itabirite. Analisis XRF dinormalisasi untuk LOI.
Akhirnya, Pemulihan fe EFe ke produk ((Di dekat E2)) dan SiO2 Penolakan TSi dihitung. EFe adalah persentase Fe pulih dalam konsentrat untuk sampel pakan asli dan T2020 00:0 adalah persentase yang dihapus dari sampel pakan asli. EFe dan TSi dijelaskan oleh:
Mana Csaya,(Feed,E1, E2 (Bahasa Indonesia)) adalah persentase konsentrasi yang dinormalisasi untuk komponen i sub-sampel (Misalnya., Fe, Sio2)
Sampel mineralogi
Pola XRD yang menunjukkan fase mineral utama untuk tailing dan sampel itabirit ditampilkan dalam Gambar 4. Untuk sampel tailing fase pulih Fe utama adalah goethite, hematit dan magnetit, dan mineral utama gangue adalah kuarsa (Ara 4). Untuk sampel itabirite fase fe pulih utama adalah hematit dan magnetit dan mineral gangue utama kuarsa dan dolomite. Magnetit muncul dalam konsentrasi jejak di kedua sampel. Hematit murni, goetit, dan magnetit mengandung 69.94%, 62.85%, 72.36% Fe, masing-masing.
Pola D. A – Sampel tailing, B – Sampel itabirite
Eksperimen Skala Bench
Serangkaian uji coba dilakukan pada setiap sampel mineral yang bertujuan untuk memaksimalkan Fe dan SiO2 Konten. Spesies berkonsentrasi ke E1 akan menunjukkan perilaku pengisian negatif sementara konsentrasi spesies ke E2 untuk perilaku pengisian positif. Kecepatan sabuk yang lebih tinggi menguntungkan untuk pengolahan sampel tailing; Namun, efek variabel ini sendiri ditemukan kurang signifikan untuk sampel itabirite.
Hasil rata-rata untuk sampel tailing dan itabirite disajikan dalam Fig 5, yang dihitung dari 6 dan 4 Percobaan, masing-masing. Ara 5 menyajikan hasil massa rata-rata dan kimia untuk pakan dan produk E1 dan E2. Sebagai tambahan, setiap plot menyajikan peningkatan atau penurunan konsentrasi ((Di dekat E2)- Feed) untuk setiap komponen sampel Misalnya., Fe, SiO2 Nilai positif dikaitkan dengan peningkatan konsentrasi ke E2, sementara nilai negatif dikaitkan dengan penurunan konsentrasi ke E2.
Gambar 5. Hasil massa rata-rata dan kimia untuk Pakan, Produk E1 dan E2. Bilah kesalahan mewakili 95% interval kepercayaan diri.
Untuk sampel tailing konten Fe ditingkatkan dari 29.89% untuk 53.75%, rata-rata, pada hasil massa Y(Di dekat E2) – atau pemulihan massal global – dari 23.30%. Hal ini sesuai dengan pemulihan Fe ( dan penolakan silika (T(Di dekat E2) ) nilai-nilai 44.17% dan 95.44%, masing-masing. Konten LOI meningkat dari 3.66% untuk 5.62% yang menunjukkan bahwa peningkatan konten Fe terkait dengan peningkatan konten goethite (Ara 5).
Untuk sampel itabirite Fe konten meningkat dari 47.68% untuk 57.62%, rata-rata, pada hasil massa Y(Di dekat E2) -dari 65.0%. Hal ini sesuai dengan pemulihan Fe EFe( dan penolakan silika (T2020 00:0) nilai-nilai 82.95% dan 86.53%, masing-masing. Loi yang, MgO dan CaO isi meningkat dari 4.06% untuk 5.72%, 1.46 untuk 1.87% dan dari 2.21 untuk 3.16%, masing-masing, yang menunjukkan bahwa dolomite bergerak ke arah yang sama dengan mineral fe-bearing (Ara 5).
Untuk kedua sampel,Al2 O3 , MnO dan P tampaknya mengisi daya ke arah yang sama dengan mineral Fe-bearing (Ara 5). Sementara itu diinginkan untuk mengurangi konsentrasi ketiga spesies ini, konsentrasi gabungan SiO2, Al2 , O3 , Y(Di dekat E2) MnO dan P menurun untuk kedua sampel, dan oleh karena itu efek total yang dicapai menggunakan pemisah benchtop adalah peningkatan dalam produk Fe grade dan penurunan konsentrasi kontaminan.
Keseluruhan, pengujian benchtop menunjukkan bukti pengisian dan pemisahan partikel besi dan silika yang efektif. Hasil timbangan laboratorium yang menjanjikan menunjukkan bahwa uji skala pilot termasuk pass pertama dan kedua harus dilakukan.
Diskusi
Data eksperimental menunjukkan bahwa pemisah STET mengakibatkan peningkatan penting dalam konten Fe sementara secara bersamaan mengurangi SiO2 Konten.
Setelah menunjukkan bahwa pemisahan triboelectrostatic dapat mengakibatkan peningkatan yang signifikan dalam konten Fe, diskusi tentang pentingnya hasil, pada konten Fe maksimum yang dapat dicapai dan pada persyaratan pakan teknologi diperlukan.
Untuk memulai, penting untuk membahas perilaku pengisian spesies mineral yang jelas dalam kedua sampel. Untuk sampel tailing komponen utama adalah Fe oksida dan kuarsa dan hasil eksperimental menunjukkan bahwa Fe oksida terkonsentrasi ke E2 sementara kuarsa terkonsentrasi ke E1. Dengan cara sederhana, dapat dikatakan bahwa partikel Fe oksida memperoleh muatan positif dan bahwa partikel kuarsa memperoleh muatan negatif. Perilaku ini konsisten dengan sifat triboelectrostatic dari kedua mineral seperti yang ditunjukkan oleh Ferguson (2010) [12]. Meja 4 menunjukkan seri triboelektrik yang jelas untuk mineral yang dipilih berdasarkan pemisahan induktif, dan itu menunjukkan bahwa kuarsa terletak di bagian bawah seri pengisian sementara goethite, magnetit dan hematit terletak lebih tinggi dalam seri. Mineral di bagian atas seri akan cenderung mengisi daya positif, sementara mineral di bagian bawah akan cenderung memperoleh muatan negatif.
Dilain pihak, untuk sampel itabirite komponen utama hematit, kuarsa dan dolomite dan hasil eksperimental menunjukkan bahwa Fe oksida dan dolomite terkonsentrasi ke E2 sementara kuarsa terkonsentrasi ke E1. Hal ini menunjukkan bahwa partikel hematit dan dolomite memperoleh muatan positif sementara partikel kuarsa memperoleh muatan negatif. Seperti dapat dilihat pada tabel 4, karbonat terletak di bagian atas seri tribo-elektrostatik, yang menunjukkan bahwa partikel karbonat cenderung memperoleh muatan positif, dan sebagai konsekuensinya terkonsentrasi pada E2. Dolomit dan hematit terkonsentrasi ke arah yang sama, menunjukkan bahwa efek keseluruhan untuk partikel hematit di hadapan kuarsa dan dolomite adalah untuk memperoleh muatan positif.
Arah pergerakan spesies mineralogis dalam setiap sampel sangat menarik, karena akan menentukan nilai Fe maksimum yang dapat dicapai yang dapat diperoleh dengan menggunakan satu pass menggunakan teknologi pemisah sabuk tribo-elektrostatik.
Untuk tailing dan sampel itabirite, kandungan Fe maksimum yang dapat dicapai akan ditentukan oleh tiga faktor: saya) Jumlah Fe dalam fe-bantalan mineral; Ⅱ) kuarsa minimum (SiO2 ) konten yang dapat dicapai dan; Iii) Jumlah kontaminan bergerak ke arah yang sama dengan mineral fe-bearing. Untuk sampel tailing kontaminan utama yang bergerak ke arah yang sama dari mineral Fe-bearing Al2 O3 MnO bantalan mineral, sementara untuk sampel itabirite kontaminan utama CaO MgO Al2 O3 bantalan mineral.
| Nama Mineral | Biaya yang diperoleh (Jelas) |
|---|---|
| Apatite (Di dekat Apatite) | +++++++ |
| Karbonat | ++++ |
| (Dialihkan dari Monazite) | ++++ |
| Titanomagnetite (Di dekat Titanomagnetite) | . |
| Ilmenite (Di dekat Ilmenite) | . |
| (Di dekat Rutile) | . |
| Leucoxene ( Leucoxene ) | . |
| Magnetit /hematit | . |
| Spinel (Spinel) | . |
| Garnet | . |
| Staurolite (Di dekat Staurolite) | - |
| Ilmenite yang diubah | - |
| Goethite (Goethite) | - |
| Zircon | -- |
| Epidote (Epidote) | -- |
| (Di dekat Tremolite) | -- |
| Silikates hidrous | -- |
| Aluminosilicates (Di dekat Aluminosilicates) | -- |
| Tourmaline | -- |
| Actinolite (Di dekat Actinolite) | -- |
| Piroksen | --- |
| Titanite (Titanite) | ---- |
| Feldspar | ---- |
| Kuarsa | ------- |
Meja 4. Seri triboelektrik yang jelas untuk mineral yang dipilih berdasarkan pemisahan induktif. Dimodifikasi dari D.N Ferguson (2010) [12].
Untuk sampel tailing, konten Fe diukur pada 29.89%. Data XRD menunjukkan bahwa fase dominan adalah goethite, diikuti oleh hematit, dan oleh karena itu konten Fe maksimum yang dapat dicapai jika pemisahan yang bersih mungkin akan antara 62.85% dan 69.94% (yang merupakan isi Fe goethite murni dan hematit, masing-masing). Nwo, pemisahan yang bersih tidak mungkin karena Al2, O3 MnO dan mineral p-bearing bergerak ke arah yang sama dengan mineral Fe-bearing, dan oleh karena itu setiap peningkatan kandungan Fe juga akan mengakibatkan peningkatan kontaminan ini. Kemudian, untuk meningkatkan konten Fe, jumlah kuarsa ke E2 harus secara signifikan dikurangi ke titik itu mengimbangi gerakan , MnO dan P untuk produk ((Di dekat E2)). Seperti yang ditunjukkan dalam Tabel 4, kuarsa memiliki kecenderungan yang kuat untuk memperoleh muatan negatif, dan oleh karena itu dengan tidak adanya mineral lain yang memiliki perilaku pengisian negatif yang jelas akan mungkin untuk secara signifikan mengurangi isinya ke produk ((Di dekat E2)) melalui pass pertama menggunakan teknologi pemisah sabuk triboelektatik.
Misalnya,, jika kita berasumsi bahwa semua konten Fe dalam sampel tailing dikaitkan dengan goethite (FeO(Oh)), dan bahwa satu-satunya oksida gangue SiO2, Al2O3 dan MnO, kemudian konten Fe ke produk akan diberikan oleh:
Fe(%)=(100-SiO2 – (Al2 O3 + MnO*0.6285
Mana, 0.6285 adalah persentase Fe dalam goethite murni. Eq.4 menggambarkan mekanisme bersaing yang terjadi untuk memusatkan Fe sebagai Al2O3 + MnO meningkat sementara SiO2 Menurun.
Untuk sampel itabirite, kandungan Fe diukur pada 47.68%. Data XRD menunjukkan bahwa fase dominan adalah hematit dan oleh karena itu konten Fe maksimum yang dapat dicapai jika pemisahan bersih dimungkinkan akan dekat dengan 69.94% (yang merupakan kandungan Fe dari hematit murni). Seperti yang dibahas untuk sampel tailing pemisahan bersih tidak akan mungkin sebagai CaO, MgO, Al2 O3 mengandung mineral bergerak ke arah yang sama seperti hematit, dan oleh karena itu untuk meningkatkan konten Fe SiO2 konten harus dikurangi. Dengan asumsi bahwa keseluruhan konten Fe dalam sampel ini terkait dengan hematit (Fe2O3) dan bahwa satu-satunya oksida yang terkandung dalam mineral gangue adalah SiO2, CaO, MgO, Al2O3 dan MnO; kemudian konten Fe dalam produk akan diberikan oleh:
Fe(%)=(100-SiO2-CaO + MgO +Al2O3+MnO+LOI*0.6994
Mana, 0.6994 adalah persentase Fe dalam hematit murni. Harus diperhatikan bahwa Eq.5 menyertakan LOI, sementara Eq.4 tidak. Untuk sampel itabirite, LOI dikaitkan dengan adanya karbonat sementara untuk sampel tailing dikaitkan dengan mineral Fe-bearing.
Jelas, untuk kedua tailing dan sampel itabirite adalah mungkin untuk secara signifikan meningkatkan konten Fe dengan mengurangi isi SiO2; Namun, seperti yang ditunjukkan dalam Eq.4 dan Eq.5, kandungan Fe maksimum yang dapat dicapai akan dibatasi oleh arah gerakan dan konsentrasi oksida yang terkait dengan mineral gangue.
Pada prinsipnya, konsentrasi Fe dalam kedua sampel dapat ditingkatkan lebih lanjut dengan cara lulus kedua pada pemisah STET di mana CaO,MgO Al2 O3 dan MnOmineral bantalan dapat dipisahkan dari mineral fe-bearing. Pemisahan tersebut akan mungkin jika sebagian besar kuarsa dalam sampel dihapus selama lulus pertama. Dengan tidak adanya kuarsa, beberapa mineral gangue yang tersisa harus secara teori bertanggung jawab dalam arah yang berlawanan dari goethite, hematit dan magnetit, yang akan mengakibatkan peningkatan konten Fe. Misalnya,, untuk sampel itabirite dan berbasis di lokasi dolomite dan hematit dalam seri triboelectrostatic (Lihat tabel 4), pemisahan dolomite / hematit harus mungkin karena dolomite memiliki kecenderungan yang kuat untuk mengisi positif dalam kaitannya dengan hematit.
Setelah membahas konten Fe maksimum yang dapat dicapai diskusi tentang persyaratan pakan untuk teknologi yang diperlukan. Pemisah sabuk tribo-elektrostatik STET mengharuskan bahan pakan kering dan digiling halus. Kelembaban dalam jumlah yang sangat kecil dapat memiliki efek besar pada pengisian tribo diferensial dan oleh karena itu kelembaban pakan harus dikurangi menjadi <0.5 berat badan.%. Sebagai tambahan, Bahan pakan harus digiling cukup halus untuk membebaskan bahan gangue dan setidaknya harus 100% melewati mesh 30 (600 UMM). Setidaknya untuk sampel tailing, Bahan harus dikeringkan diikuti dengan tahap pengeringan termal, Sedangkan untuk penggilingan sampel itabirite ditambah dengan, atau ikuti oleh, pengeringan termal akan diperlukan sebelum benefisiasi dengan pemisah STET.
Sampel tailing diperoleh dari sirkuit konsentrasi desliming-flotation-magnetic yang ada dan dikumpulkan langsung dari bendungan tailing. Kelembaban pasta khas dari tailing harus ada 20-30% dan oleh karena itu tailing perlu dikeringkan dengan cara pemisahan cair-padat (Dewatering) diikuti oleh pengeringan termal dan deagglomeration. Penggunaan pengeringan mekanis sebelum pengeringan dianjurkan karena metode mekanis memiliki konsumsi energi yang relatif rendah per unit cairan yang dihilangkan dibandingkan dengan metode termal. Sekitar 9.05 Btu diperlukan per pon air yang dihilangkan dengan cara penyaringan sementara pengeringan termal, Dilain pihak, membutuhkan sekitar 1800 Btu per pon air yang diuapkan [13]. Biaya yang terkait dengan pengolahan tailing besi pada akhirnya akan tergantung pada kelembaban minimum yang dapat dicapai selama pengeringan dan pada biaya energi yang terkait dengan pengeringan.
Sampel itabirite diperoleh langsung dari formasi besi itabirite dan oleh karena itu untuk memproses sampel ini bahan perlu menjalani penghancuran dan penggilingan diikuti dengan pengeringan termal dan deagglomeration. Salah satu opsi yang mungkin adalah penggunaan pabrik rol menyapu udara panas, di mana penggilingan dan pengeringan ganda dapat dicapai dalam satu langkah. Biaya yang terkait dengan pemrosesan bijih itabirite akan tergantung pada kelembaban pakan, granulometri pakan dan biaya energi yang terkait dengan penggilingan dan pengeringan.
Untuk kedua sampel, deagglomeration diperlukan setelah bahan dikeringkan untuk memastikan partikel dibebaskan satu sama lain. Deagglomeration dapat dilakukan bersamaan dengan tahap pengeringan termal, memungkinkan perpindahan panas yang efisien dan penghematan energi.
Hasil skala bangku yang disajikan di sini menunjukkan bukti kuat pengisian dan pemisahan mineral Fe-bearing dari kuarsa menggunakan pemisahan sabuk triboelektatik.
Untuk sampel tailing konten Fe ditingkatkan dari 29.89% untuk 53.75%, rata-rata, pada hasil massa 23.30%, yang sesuai dengan nilai-nilai pemulihan Fe dan penolakan silika 44.17% dan 95.44%, masing-masing. Untuk sampel itabirite Fe konten meningkat dari 47.68 % untuk 57.62%, rata-rata, pada hasil massa 65.0%, yang sesuai dengan nilai-nilai pemulihan Fe dan penolakan silika 82.95% dan 86.53%, masing-masing. Hasil ini diselesaikan pada pemisah yang lebih kecil dan kurang efisien daripada pemisah komersial STET.
Temuan eksperimental menunjukkan bahwa untuk sampel tailing dan itabirite, konten Fe maksimum yang dapat dicapai akan tergantung pada konten kuarsa minimum yang dapat dicapai. Sebagai tambahan, mencapai nilai Fe yang lebih tinggi dapat dimungkinkan melalui pass kedua pada pemisah sabuk STET.
Hasil studi ini menunjukkan bahwa tingkat rendah besi bijih denda dapat ditingkatkan melalui STET elektrostatik tribo sabuk pemisah. Pekerjaan lebih lanjut pada skala pabrik percontohan dianjurkan untuk menentukan kelas konsentrat besi dan pemulihan yang dapat dicapai. Berdasarkan pengalaman, pemulihan produk dan/atau kelas akan meningkatkan pemrosesan skala pilot., dibandingkan dengan tes skala bench perangkat digunakan selama ini bijih besi uji. Proses pemisahan tribo-elektrostatik STET dapat menawarkan keuntungan yang signifikan dibandingkan metode pemrosesan konvensional untuk denda bijih besi.
