ルーカス ロハス メンドーサ, ST 装置 & 技術, アメリカ
lrojasmendoza@steqtech.com
フランク ・ Hrach, ST 装置 & 技術, アメリカ
Kyle フリン, ST 装置 & 技術, アメリカ
アビシェーク ・ グプタ, ST 装置 & 技術, アメリカ
ST 装置 & 技術 LLC (イキ) 鉱物処理産業にエネルギー効率と完全に乾燥した技術を用いて微細な材料を受け入れるための手段を提供する、トリボ静電ベルト分離に基づく新しい処理システムを開発しました. 通常、粒子に限定される他の静電分離プロセスとは対照的に >75μm サイズ, STETの三BO電気ベルトの分離器は非常に細かいの分離のために適している (<1μ m) やや粗 (500μ m) 粒子, 非常に高いスループットを持つ. STETトライボ静電技術は、幅広い工業用鉱物やその他の乾燥粒状粉末の処理と商業的分離に使用されています。. ここは, STETベルト分離プロセスを使用した低品位のFe鉱石微粉の選鉱に関するベンチスケールの結果が提示されます. ベンチスケール試験では、D50が60μmのイタビライト鉱石とD50が20μmの超微細Fe鉱尾鉱からFeを同時に回収し、SiO2を除去するSTET技術の能力が実証されました。. STET技術は、粒度と鉱物学のために従来のフローシート回路ではうまく処理できなかったFe鉱石微粉を収穫するための代替として提示されています。.
鉄鉱石は地球の地殻の中で4番目に多い元素である [1]. 鉄鋼製造には鉄が不可欠であり、世界経済の発展に欠かせない材料 [1-2]. 鉄はまた、車両の建設や製造に広く使用されています [3]. 鉄鉱石資源のほとんどは、変成縞状の鉄の形成で構成されている (Bif) 鉄が酸化物の形で一般的に見られるもの, 水酸化物およびより少ない程度の炭酸塩に [4-5]. より高い炭酸塩分を有する鉄形成の特定のタイプは、ドロミテ化およびBIF沈着物の変成の産物であるドロミテ性イタビリットである [6]. 世界最大の鉄鉱石鉱床はオーストラリアで見つけることができます, 中国, カナダ, ウクライナ, インドとブラジル [5].
鉄鉱石の化学組成は、特にFe含有量および関連するガンゲ鉱物に対する化学組成の明らかな広い範囲を有する [1]. 鉄鉱石の大部分に関連する主要な鉄鉱物はヘマタイトである, ゲーテテ, リモマイトとマグネタテ [1,5]. 鉄鉱石中の主な汚染物質はSiO2とAl2O3です。 [1,5,7]. 鉄鉱石に存在する典型的なシリカおよびアルミナ軸受鉱物は石英である, カオリナイト, ギブサイト, ディアスポアとコルンダム. これらのうち、石英は、平均シリカ含有鉱物であり、カオリニン酸とギブサイトが二大アルミナを持つ鉱物であることがしばしば観察される [7].
鉄鉱石抽出は主にオープンピット採掘を通じて行われる, 重要なテーリング生成をもたらす [2]. 鉄鉱石生産システムは、通常、3つの段階を含む: マイニング, 処理とペレタイズ活動. これらのうち, 処理は、ペレット化段階の前に十分な鉄の等級および化学が達成されることを保障する. 加工には破砕が含まれる, 分類, ガンゲ鉱物の量を減らしながら鉄分を増やすことを目指して粉砕と濃縮 [1-2]. 各鉱物堆積物は、鉄とガングベアリング鉱物に関して独自の特性を持っています, したがって、それは別の濃度技術を必要とします [7].
磁気分離は、一般的に、支配的な鉄鉱物が強磁性と常磁性である高級鉄鉱石の受け入れに使用されます。 [1,5]. 湿式および乾燥した低強度磁気分離 (Lims) 技術はマグネタイトのような強い磁気特性を有する鉱石を処理するために使用され、湿潤高強度磁気分離は、ガンゲ鉱物からヘマタイトなどの弱い磁気特性を有するFe軸受鉱物を分離するために使用される. このようなゴエテスとリモマイトのような鉄鉱石は、一般的にテーリングに見られ、どちらの技術によっても非常によく分離しません [1,5]. 磁気法は、その低容量の観点から、鉄鉱石が磁場に影響を受けやすいという要件の点で課題を提示する [5].
浮 選, 一方, 低品位の鉄鉱石中の不純物の含有量を減らすために使用される [1-2,5]. 鉄鉱石は、酸化鉄の直接アニオン浮遊またはシリカの逆カチオン浮遊のいずれかによって濃縮することができる, しかし、逆カチック浮遊は、鉄産業で使用される最も人気のある浮遊経路のまま [5,7]. 試薬のコストによって制限された浮遊の使用, シリカとアルミナが豊富なスリムの存在と炭酸塩鉱物の存在 [7-8]. さらに, 浮遊は、排水処理と乾燥した最終用途のための下流の水水の使用を必要とします [1].
鉄の濃度のための浮遊の使用はまた、効率の低下と高い試薬コストをもたらす罰金の存在下で浮遊として脱気を伴う [5,7]. 任意の表面活性剤によるヘマタイトまたはゲータイトからのギブサイトの分離は非常に困難であるため、脱スリム化はアルミナの除去に特に重要である [7]. アルミナベアリングミネラルのほとんどは、より細かいサイズの範囲で発生します (<20Um) スリム化による除去を可能にする. 全体, 高濃度の罰金 (<20Um) アルミナは、必要なカチオンコレクター用量を増加させ、選択性を劇的に減少させます [5,7].
さらに, 炭酸塩鉱物の存在–ドロマイトイタビライトなど- ドロマイトなどの炭酸塩を含む鉄鉱石はあまり選択的に浮遊しないため、鉄鉱物と石英の間の浮遊選鉱選択性も悪化する可能性があります. 溶解した炭酸塩種は石英表面に吸着し、浮選選の選択性を損ないます [8]. 浮選選は、低品位の鉄鉱石のアップグレードに合理的に効果的です, しかし、それは鉱石鉱物学に強く依存しています [1-3,5]. アルミナ含有量の高い鉄鉱石の浮選は、全体的な鉄回収を犠牲にして脱石灰によって可能になります [7], 炭酸塩鉱物を含む鉄鉱石の浮選は困難であり、おそらく実行不可能である [8].
Fe含有鉱物の最新の処理回路には、浮選と磁気濃縮の両方のステップが含まれる場合があります [1,5]. 例えば, 磁気濃度は、浮選前の脱スリム段階からの微粉流および浮選不合格で使用できます. 低強度および高強度の磁気濃縮器を組み込むことで、マグネタイトやヘマタイトなどの強磁性および常磁性鉄鉱物の一部を回収することにより、処理回路における全体的な鉄回収率を高めることができます。 [1]. 針鉄鉱は、その弱い磁気特性のために、通常、多くの鉄プラントリジェクトストリームの主成分です。 [9]. 磁気濃縮および浮選からのリジェクトストリームのさらなる下流処理がない場合, 罰金の不合格品は最終的に鉱滓ダムに処分されます [2]. 尾鉱の廃棄と処理は、環境保全と鉄の貴重品の回収にとって非常に重要です, それぞれ, したがって、鉱業における鉄鉱石尾鉱の処理の重要性が高まっています [10].
明らかに, 従来の鉄選鉱回路からの尾鉱の処理とドロマイトイタビライトの処理は、鉱物学と粒度測定のために、従来の脱スリム浮選磁気濃縮フローシートでは困難です。, したがって、鉱石鉱物学に関して制限が少なく、微粉の処理を可能にするトライボ静電分離などの代替選鉱技術が興味深い場合があります。.
トライボ静電分離は、表面接触またはトリボ電帯電によって生成される材料間の電荷差を利用する. 単純な方法で, 2つの材料が接触している場合, 電子との親和性が高い材料は、電子を獲得するため、負に帯電します, 肯定的な電子親和性料が安い材料中. 原則として, 従来の浮選および/または磁気分離では処理できない低品位の鉄鉱石微粉およびドロマイトイタビライトは、それらの鉱物の差動帯電特性を利用することによってアップグレードすることができます [11].
ここでは、超微細鉄鉱石尾鉱を濃縮し、ドロマイトイタビライト鉱物を受益するための可能な選鉱ルートとして、STETトライボ静電ベルト分離を紹介します。. STETプロセスは、乾燥飼料を処理するための独自の水フリー機能を鉱物処理業界に提供します. 環境に優しいプロセスは、湿式処理の必要性を排除することができます, 下流の廃水処理と最終材料の必要な乾燥. さらに, STETプロセスはミネラルのほとんど前処理を必要とし、高容量で動作する 40 1 時間あたりのトーン. エネルギー消費量が以下 2 処理された材料のトン当たりのキロワット時.
材料
この一連のテストでは、2つの微細な低グレード鉄鉱石が使用されました. 最初のオレは、D50の超微細なFeオレテーリングサンプルで構成されていました。 20 μm と、D50 を持つイタビライト鉄鉱石サンプルの 2 番目のサンプル 60 μ m. 両方のサンプルは、その受益中に課題を提示し、その顆粒度と鉱物学のために、従来の脱細浮揚磁気濃縮回路を介して効率的に処理することはできません. 両方のサンプルは、ブラジルでの採掘事業から得られた.
最初のサンプルは既存の脱細浮揚磁性集中回路から得られた. サンプルはテーリングダムから収集された, その後、乾燥, 均質化され、詰め込まれた. 2番目のサンプルはブラジルのイタビライト鉄の形成から. サンプルを粉砕してサイズでソートし、分類段階から得られた細分率は後にD98までいくつかの段階をスリム化した 150 μmを達成. その後、サンプルを乾燥させた, 均質化され、詰め込まれた.
粒度分布 (Psd) レーザー回折粒子サイズ分析装置を用いて決定された, マルバーンのマスターサイザー 3000 E. 両方のサンプルはまた、損失点火によって特徴付けられていた(KO します。), XRF および XRD. 点火損失 (KO します。) 配置によって決定された 4 サンプルのグラム 1000 ºC炉用 60 受信した時点での LOI の報告を議事録. 蛍光波長分散型蛍光X線を用いて化学組成分析を完了しました。 (WD-蛍光 X 線分析) XRD技術によって、装置と主な結晶相を調べた.
テーリングサンプル用の化学組成とLOI (残滓), そしてイタビライト鉄形成サンプル (いい人), は表に示されています 1 そして両方のサンプルの粒度分布を図に示します 1. テーリングサンプルの場合、主なFe回収可能な相はゲータイトとヘマタイトです, そして主なガング鉱物は石英である (イチジク 4). このサンプルの場合、主なFe回収可能相はヘマタイトである, そして主なガング鉱物は、石英とドロマイトである (イチジク 4).
テーブル 1. テーリングおよびイタビライトサンプルにおける主要元素の化学分析結果.
| サンプル | グレード (重量%) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fe | SiO2 | Al2O3 | Mno | MgO | 禁止 | ロイ** | 他 | |
| 残滓 | 30.3 | 47.4 | 4.3 | 1.0 | * | * | 3.4 | 13.4 |
| いい人 | 47.6 | 23.0 | 0.7 | 0.2 | 1.5 | 2.2 | 4.0 | 21.0 |
粒子サイズ分布
メソッド
STET独自のトリボ静電ベルト分離機技術を用いて、両方の鉄サンプルの鉄の動きに対する異なるパラメータの効果を調べる一連の実験が設計されました. ベンチスケールのトライボ静電ベルトセパレータを用いて実験を行った, 以下、「ベンチトップセパレータ」と呼ばれる. ベンチスケールテストは、3段階のテクノロジー実装プロセスの第1段階です。 (表を参照します。 2) ベンチスケール評価を含む, パイロットスケールテストと商業規模の実装. ベンチトップセパレータは、トライボ静電充電の証拠のスクリーニングと、材料が静電殺菌の候補であるかどうかを判断するために使用されます. 各機器の主な違いは、表に示されています 2. 各フェーズ内で使用される機器はサイズが異なりますが、, 操作原理は基本的に同じである.
テーブル 2. STETトライボ静電ベルト分離器技術を用いた三相実装プロセス
| フェーズ | に使用: | 電極 寸法 (W x L) cm | の種類 プロセス/ |
|---|---|---|---|
| ベンチスケール 評価 | 質的 評価 | 5*250 | バッチ |
| パイロットスケール テスト | 定量的 評価 | 15*610 | バッチ |
| 商業 スケール 実装 | 商業 生産 | 107 *610 | 連続 |
ステット操作原理
セパレータの動作原理は、トライボ静電充電に依存します. トライボ静電ベルト分離器で (数字 2 と 3), 材料は狭いギャップに供給される 0.9 – 1.5 2つの平行な平面電極間のcm. 粒子は、粒子間の接触によって充電 triboelectrically. 正に帯電したミネラル(s) 負に帯電した鉱物(s) 反対の電極に引き付けられる. セパレータ粒子の内部は、連続的に動くオープンメッシュベルトによって掃引され、反対方向に運ばれる. ベルトはプラスチック材料で作られ、各電極に隣接する粒子をセパレータの反対側の端に向かって移動させる. 粒子と粒子の衝突による分離粒子の逆電流流と連続的なトライボ電帯は、多段分離を提供し、シングルパスユニットで優れた純度と回復をもたらす. 摩擦ベルト セパレーター技術は別のガラス質のアルミノケイ酸塩/炭素の混合物を含む材料の広い範囲に使用されています (フライアッシュ), 方解石/水晶, タルク ・ マグネサイト, 重晶石/水晶.
全体, セパレータの設計は、ベルトと関連するローラーを唯一の可動部品として比較的シンプルです. 電極は、適切な耐久性のある材料で構成され、固定. 区切り記号の電極の長さは約 6 メートル (20 ft。) 幅 1.25 メートル (4 ft。) 商業ユニットは完全なサイズの. 高いベルト速度は非常に高い効率を可能にする, まで 40 フルサイズ商業ユニットのための1時間あたりのトン. 消費電力が以下の場合 2 ベルトを駆動する2つのモーターによって消費される電力の大部分で処理される材料のトンあたりのキロワット時.
摩擦ベルト区切りの模式図
分離帯の詳細
表に示されているように 2, ベンチトップセパレータとパイロットスケールと商業スケールのセパレータの主な違いは、ベンチトップセパレータの長さがおよそ 0.4 パイロットスケールおよび商業規模のユニットの長さの倍. セパレータの効率としては、電極長の関数, ベンチスケールテストはパイロットスケールテストの代替として使用できません. STETプロセスが達成できる分離の範囲を決定するには、パイロットスケールテストが必要です, また、STETプロセスが特定のフィードレートの下で製品目標を達成できるかどうかを判断する. その代わりに, ベンチトップセパレータは、パイロットスケールレベルで有意な分離を示す可能性が低い候補材料を除外するために使用されます. ベンチスケールで得られた結果は最適化されない, そして、観察された分離は、商用サイズのSTETセパレータで観察されるよりも少ない.
商業規模の展開前に試験工場での試験が必要, しかし, ベンチスケールでのテストは、任意の特定の材料の実装プロセスの第一段階として奨励されています. さらに, 材料の利用が限られている場合, ベンチトップセパレータは、潜在的な成功したプロジェクトのスクリーニングに有用なツールを提供します (すなわち。, STET技術を用いて顧客と業界の品質目標を達成できるプロジェクト).
ベンチスケールテスト
Fe濃度を増加させ、ガンゲ鉱物の濃度を低減する特定の目標を中心に、標準的なプロセス試験を実施しました。. 鉄の動きを最大化し、異なる鉱物の移動方向を決定するために、異なる変数が探求されました. ベンチトップ試験中に観測された移動方向は、パイロットプラントの移動方向と商業規模を示す.
調査された変数には相対湿度が含まれていました (Rh), 温度, 電極極性, ベルト速度および印加された電圧. これらのうち, RHと温度だけでは微分トリボ充電に大きな影響を与え、したがって分離結果に大きな影響を与える可能性があります. したがって, 残りの変数の効果を調べる前に、最適なRHと温度条件を決定しました. 2つの極性レベルを探索した: 私) 極極極性陽性とii) 極極性負極. STET 区切り記号の場合, 特定の極性配置の下で、最適なRHおよび温度条件の下で, ベルト速度は製品の等級および大量の回復を最大限にする主要な制御ハンドルである. ベンチセパレータでのテストは、特定の鉱物サンプルのトリボ静電充電に対する特定の操作変数の影響に光を当てるのに役立ちます, したがって、得られた結果と傾向が使用される可能性があります, ある程度まで, パイロットプラントスケールで実行する変数と実験の数を絞り込む. テーブル 3 フェーズの一部として使用される分離条件の範囲を一覧表示します 1 テーリングおよび二重体サンプルの評価プロセス.
テーブル 3 分離条件の範囲をリストします。
| パラメーター | 単位 | 値の範囲 | |
|---|---|---|---|
| 残滓 | いい人 | ||
| トップ電極 極性 | - | ＋- － | ＋- － |
| 電極電圧 | -kV/+kV | 4-5 | 4-5 |
| フィード相対 湿度 (Rh) | % | 1-30.7 | 2-39.6 |
| 供給温度 | °F (° C) | 71-90 (21.7-32.2) | 70-87 (21.1-30.6) |
| ベルトスピード | Fps (m/s) | 10-45 (3.0-13.7) | 10-45 (3.0-13.7) |
| 電極ギャップ | インチ (mm) | 0.400 (10.2 mm) | 0.400 (10.2 mm) |
テストはバッチ条件の下でベンチトップの分離器で行われた, のフィードサンプル付き 1.5 ポンド. テストごとに. を使用してフラッシュを実行する 1 ポンド. 前の条件から起こりうる持ち越し効果が考慮されていないことを確認するために、試験の合間に材料が導入された. 試験が開始される前に材料は均質化され、両方の実行材料とフラッシュ材料を含むサンプルバッグを準備した. 各実験の開始時に温度と相対湿度 (Rh) ヴァイサルHM41ハンドヘルド湿度および温度プローブを使用して測定された. すべての実験における温度とRHの範囲は、 70-90 °F (21.1-32.2 (° C) と 1-39.6%, それぞれ. 低いRHおよび/またはより高い温度をテストするには, フィードとフラッシュサンプルは乾燥オーブンに保管されていました。 100 °C 間の時間 30-60 分. それに対して, より高いRH値は、少量の水を材料に加えることによって達成された, 次いで均質化. RHと温度を各フィードサンプルで測定した後, 次のステップは電極極性を設定することであった, 望ましいレベルにベルト速度および電圧. ギャップ値は一定に保たれていた 0.4 インチ (10.2 mm) テーリングと二次体サンプルのテストキャンペーン中.
各テストの前に, 約20gを含む小さな飼料サブサンプルが採取された (「フィード」として指定). すべての操作変数の設定時, 材料は、ベンチトップセパレータの中央を通って電気振動フィーダーを使用してベンチトップセパレータに供給された. 各実験の最後にサンプルを収集し、製品の終わりの重み 1 (「E1」に指定) と製品の終わり 2 (「E2」に指定) 法的取引のカウントスケールを使用して決定された. 各テストに従う, およそ含む小さいサブサンプル 20 E1とE2のgも収集された. E1とE2への質量収量は、:
どこYE1 と YE2 は、E1 と E2 に対する質量収率です。, それぞれ; セパレータ製品 E1 および E2 に収集されるサンプルの重み, それぞれ. 両方のサンプル, Fe濃度が製品E2に増加しました.
サブサンプルの各セットについて (すなわち。, フィード, E1 および E2) XRFによるLOI及び主酸化物組成を決定した. Fe2 O3 内容は値から決定された. テーリングサンプルLOIは、ゲーテアイト中の機能性ヒドロキシル基が酸化するので、サンプル中のゲーテアイトの含有量に直接関連します H2 Og [10]. 逆, イタビライトサンプルLOIは、サンプル中の炭酸塩の含有に直接関連する, カルシウムと炭酸マグネシウムは、その主酸化物に分解し、その放出を引き起こします。 共同2g サブシーケンシャルサンプル損失重量. XRFビーズは混合により調製した 0.6 ミネラルサンプルのグラムと 5.4 リチウム四酸リチウムのグラム, テーリングと二次体試料の両方の化学組成のために選択された. XRF分析はLOIに対して正規化された.
最終的に, Fe リカバリ EFe 製品へ (E2) と SiO2 拒絶 QSi 計算済み. EFe は、濃縮物中で元のフィードサンプルに対して回収されたFeの割合であり、 Qsio2 は、元のフィード サンプルから削除された割合です. EFe と QSi で記述される:
どこ C私,(フィード,E1,E2) は、サブサンプルの i 成分の正規化された濃度パーセントです。 (例えば。, Fe, Sio2)
サンプル鉱物学
テーリングおよびイタビライトサンプルの主要な鉱物相を示すXRDパターンを図に示す 4. テーリングサンプルの場合、主なFe回収可能な相はゲーテアイトです, ヘマタイトとマグネタイト, そして主なガング鉱物は石英である (イチジク 4). イタビライトサンプルの場合、主なFe回収可能相はヘマタイトとマグネタイトであり、主なガング鉱物は石英とドロマイトである. マグネタイトは両方のサンプルの微量濃度で現れる. 純粋なヘマタイト, ゲーテテ, そしてマグネタイトが含まれている 69.94%, 62.85%, 72.36% Fe, それぞれ.
D パターン. A – テーリングサンプル, B – Itabirite サンプル
ベンチスケール実験
Feを最大化し、減少することを目的とした各鉱物サンプルに対して一連のテストランを行いました SiO2 コンテンツ. E1に集中する種は負の充電行動を示し、種濃度はE2から正の充電行動を示す. より高いベルト速度はテーリングサンプルの処理に有利であった; しかし, この変数の効果だけでは、その結果、itabirite サンプルの有意性が低いことがわかった.
テーリングとイタビライトサンプルの平均結果は、図に示されています 5, から計算された 6 と 4 実験, それぞれ. イチジク 5 飼料および製品E1およびE2の平均質量収量と化学を提示する. さらに, 各プロットは、濃度の改善または減少を示す (E2- フィード) 各サンプルコンポーネントに対して 例えば。, Fe, SiO2 正の値はE2への濃度の増加に関連付けられる, 負の値はE2への濃度の低下に関連している.
図5. フィードの平均質量収量と化学, E1およびE2製品. エラー バーは表します 95% 信頼区間.
テーリングサンプルのFe含有量は、から増加した 29.89% 宛先 53.75%, 平均して, 質量収量で YE2 – またはグローバルな大量回復 – の 23.30%. これは Fe の回復に対応します。 ( とシリカ拒絶反応 (QE2 ) の値 44.17% と 95.44%, それぞれ. LOIコンテンツは、 3.66% 宛先 5.62% Feコンテンツの増加は、ゲーテアイトのコンテンツの増加に関連していることを示します (イチジク 5).
itabiriteサンプルのFe含有量は、から増加した 47.68% 宛先 57.62%, 平均して, 質量収量で YE2 -の 65.0%. これは Fe の回復に対応します。 EFe( とシリカ拒絶反応 (Qsio2) の値 82.95% と 86.53%, それぞれ. ザ ロイ, MgO および CaO の内容が増加した 4.06% 宛先 5.72%, 1.46 宛先 1.87% およびから 2.21 宛先 3.16%, それぞれ, これは、ドロマイトがFeを含む鉱物と同じ方向に動いていることを示す (イチジク 5).
両方のサンプル,アル2 O3 , MnOとPはFeを持つミネラルと同じ方向に充電しているようです (イチジク 5). これら3種の濃度を低下させることが望まれるが, の結合濃度 SiO2, アル2 , O3 , YE2 MnOとPは両方のサンプルで減少しています, したがって、ベンチトップセパレータを使用して達成された総効果は、製品Feグレードの強化と汚染物質濃度の低下です.
全体, ベンチトップ試験は、鉄とシリカ粒子の効果的な充電と分離の証拠を示した. 有望な実験室規模の結果は、第1および第2のパスを含むパイロットスケールテストを実行する必要があることを示唆しています.
ディスカッション
実験データは、STETセパレータがFeコンテンツの重要な増加をもたらし、同時に減少したことを示唆している SiO2 コンテンツ.
三電池の分離がFeの含有量の有意な増加をもたらすことができることを実証した, 結果の意義についての議論, 最大達成可能なFeコンテンツと技術のフィード要件に必要です.
開始するには, 両方のサンプルで鉱物種の明らかな帯電挙動を議論することが重要である. テーリングサンプルの主成分はフェ酸化物と石英であり、実験結果は、石英がE1に濃縮されている間、Fe酸化物がE2に集中することを実証した. 単純な方法で, Fe酸化物粒子が正の電荷を獲得し、石英粒子が負の電荷を獲得したと言えます. この挙動は、ファーガソンが示すように、両方の鉱物の三電池静電の性質と一致しています (2010) [12]. テーブル 4 誘導分離に基づいて選択された鉱物の見かけの三圧電系列を示しています, そして、それはゲーテイトの間にクォーツが充電シリーズの底にあることを示しています, マグネタイトとヘマタイトは、シリーズの上位に位置しています. シリーズの上部にあるミネラルは、プラスを充電する傾向があります, 底部のミネラルは負の電荷を獲得する傾向がある.
一方, 主成分は、体状の試料の場合, 石英とドロマイトと実験結果は、水晶がE1に集中している間、Fe酸化物とドロマイトがE2に集中したことを示した. これは、石英粒子が負の電荷を獲得している間、ヘマタイト粒子とドロマイトが正の電荷を獲得したことを示しています. 表に示されているように 4, 炭酸塩は、トライボ静電シリーズの上部に配置されています, これは、炭酸塩粒子が正の電荷を獲得する傾向があることを示す, そして結果としてE2に集中する. ドロマイトとヘマタイトの両方が同じ方向に濃縮された, 石英とドロマイトの存在下でのヘマタイト粒子の全体的な効果は、正の電荷を獲得することであったことを示す.
各サンプルにおける鉱物種の移動方向は最も重要な関心事である, それはトリボ静電ベルト分離器技術を使用して単一のパスによって得ることができる最大達成可能なFeの等級を決定する.
テーリングおよび二次体サンプルの場合、最大達成可能なFe含有量は3つの要因によって決定されます: 私) Fe含有鉱物中のFeの量; Ii) 最小の石英 (SiO2 ) 達成できるコンテンツ; Iii) Fe軸受鉱物と同じ方向に移動する汚染物質の数. テーリングサンプルの場合、Fe軸受鉱物の同じ方向に移動する主な汚染物質は、 アル2 O3 Mno ベアリングミネラル, イタビライトサンプルの場合、主な汚染物質は 禁止 MgO アル2 O3 ベアリングミネラル.
| ミネラル名 | 請求取得 (明らか) |
|---|---|
| アパタイト | +++++++ |
| 炭酸 塩 | ++++ |
| モナザイト | ++++ |
| タイタノマグネタイト | . |
| イルメナイト | . |
| ルチル | . |
| ロイコクセン | . |
| マグネタイト/ヘマタイト | . |
| スピネル | . |
| ガーネット | . |
| スタウロライト | - |
| オルタード・イルメネマイト | - |
| ゲーティテ | - |
| ジルコン | -- |
| エピドーテ | -- |
| トレモライト | -- |
| 水性ケイ酸塩 | -- |
| アルミノケイ酸塩 | -- |
| トルマリン | -- |
| アクジノライト | -- |
| 輝石 | --- |
| タイタアイト | ---- |
| 長石 | ---- |
| 石英 | ------- |
テーブル 4. 誘導分離に基づく選択された鉱物のための見掛けの三圧電線. D.Nファーガソンから変更 (2010) [12].
テーリングサンプルの場合, Feの内容はで測定された 29.89%. XRDデータは、主要な位相がゲーテアイトであることを示す, 続いてヘマタイト, したがって、クリーンな分離が可能な場合の最大達成可能なFeコンテンツは、 62.85% と 69.94% (純粋なゲータイトとヘマタイトのFe内容物である, それぞれ). 今, きれいな分離は、次のようには不可能です アル2, O3 Mno そして、P軸受鉱物はFe軸受鉱物と同じ方向に動いている, したがって、Fe含有量の増加は、これらの汚染物質の増加にもなります. そうしたら, Feコンテンツを増やす, E2への石英の量は、それが動きを相殺する点まで大幅に減少する必要があります , MnO および P から製品へ (E2). 表に示すように 4, クォーツは負電荷を獲得する傾向が強い, したがって、明らかな負の帯電行動を有する他の鉱物がない場合、製品に対する含有量を大幅に減少させることが可能になる (E2) 三紡電帯分離器技術を用いた最初のパスによる.
例えば, テーリングサンプルのすべてのFeコンテンツがゲーテテに関連付けられていると仮定する場合 (フェオ(ああ)), そして、唯一のガング酸化物は SiO2, アル2O3 と Mno, その後、製品へのFeコンテンツは次の:
Fe(%)=(100-SiO2 – (アル2 O3 + Mno*0.6285
どこ, 0.6285 純粋なゲーテアイトにおけるFeの割合です. Eq.4は、Feを集中させるために起こる競合メカニズムを描いています。 アル2O3 + Mno 増加する一方で SiO2 減少.
このサンプルの場合、Feの含有量は、 47.68%. XRDデータは、主要な相がヘマタイトであり、クリーンな分離が可能であった場合の最大達成可能なFeコンテンツが近いであろうことを示します 69.94% (純粋なヘマタイトのFe含有量である). テーリングサンプルのために議論されたように、CaOとしてクリーンな分離は不可能です, MgO, アル2 O3 ベアリング鉱物はヘマタイトと同じ方向に動いている, したがって、Feコンテンツを増やす SiO2 コンテンツを減らす必要があります. このサンプルの Fe コンテンツ全体がヘマタイトに関連付けられていると仮定します。 (Fe2O3) ガンゲ鉱物に含まれる唯一の酸化物は SiO2, 禁止, MgO, アル2O3 と Mno; その後、製品のFeコンテンツは次の:
Fe(%)=(100-SiO2-カオ+MgO+アル2O3+Mno+KO します。*0.6994
どこ, 0.6994 純粋なヘマタイトにおけるFeの割合です. Eq.5にはLOIが含まれていることに注意する必要があります, Eq.4 は. ・二次体サンプル用, LOIは炭酸塩の存在に関連し、テーリングサンプルはFeを含むミネラルに関連付けられている.
明らか, テーリングとイタビライトの両方のサンプルの場合、Feの含有量を減らすことでFe含有量を大幅に増加させることが可能です。 SiO2; しかし, Eq.4 および Eq.5 に示すように, 最大達成可能なFe含有量は、移動の方向とガンゲ鉱物に関連する酸化物の濃度によって制限されます.
原則として, 両方のサンプルにおけるFeの濃度は、STETセパレータ上の2回目のパスによってさらに増加する可能性があります。 禁止,MgO アル2 O3 と Mnoベアリング鉱物は、Feを持つミネラルから分離することができます. サンプルの石英の大部分が最初のパスの間に取除かれた場合、このような分離は可能であろう. 石英の不在の場合, 残りのガンゲ鉱物の一部は、理論的にはゲーテテの反対方向に充電する必要があります, ヘマタイトとマグネタイト, Feコンテンツの増加につながる. 例えば, イタビライトサンプル用で、トリボ電電帯のドロマイトとヘマタイトの位置に基づく (表を参照します。 4), ドロマイト/ヘマタイト分離は、ドロマイトが血中体に関連して正の電荷を引く傾向が強いため、可能であるべきである.
最大達成可能なFeコンテンツについて議論した上で、技術のフィード要件に関する議論が必要です. STETのトリボ静電ベルト分離器は、供給材料を乾燥させ、細かく粉砕する必要があります. 非常に少量の水分は、差動トリボ充電に大きな影響を与えることができるので、飼料の水分を減らすべきである <0.5 wt.%. さらに, 供給材料は、脈石材料を解放するのに十分細かく粉砕されるべきであり、少なくとも 100% メッシュの通過 30 (600 Um). 少なくとも尾鉱サンプルについては, 材料を脱水した後、加熱乾燥段階を行う必要があります, 一方、イタビライトサンプル研削は, またはフォロー, STETセパレーターで選鉱する前に熱乾燥が必要です.
尾鉱サンプルは、既存の脱スリム浮選磁気濃縮回路から取得され、鉱滓ダムから直接収集されました。. 尾鉱からの典型的なペースト水分は周りにあるべきです 20-30% したがって、尾鉱は液固分離によって乾燥する必要があります (脱水) その後の加熱乾燥と解凝集. 機械的方法は、熱的方法と比較して除去された液体の単位あたりのエネルギー消費が比較的低いため、乾燥前の機械的脱水の使用が推奨されます。. に関しては 9.05 Btuは、熱乾燥中のろ過によって除去された水のポンドあたり必要です, 一方, 周りに必要 1800 蒸発した水のポンドあたりのBtu [13]. 鉄尾鉱の処理に関連するコストは、最終的には脱水中の達成可能な最小水分と乾燥に関連するエネルギーコストに依存します.
イタビライトサンプルはイタビライト鉄層から直接得られたため、このサンプルを処理するには、材料を粉砕および粉砕した後、加熱乾燥および解凝集する必要があります。. 考えられるオプションの1つは、熱風掃引ローラーミルの使用です。, デュアルグラインドとドライをワンステップで達成できる. イタビライト鉱石の処理に関連するコストは、飼料の水分によって異なります, 飼料粒度測定と粉砕と乾燥に関連するエネルギーコストについて.
両方のサンプルについて、粒子が互いに遊離することを確実にするために、材料を乾燥させた後に解凝集が必要です. 解粒は熱乾燥段階と併せて行うことができる, 効率的な熱伝達と省エネを可能にする.
ここに示すベンチスケールの結果は、トライボ電帯分離を使用して石英からFeを含む鉱物の充電と分離の強力な証拠を示しています.
テーリングサンプルのFe含有量は、から増加した 29.89% 宛先 53.75%, 平均して, の質量収率で 23.30%, Feの回復およびシリカ拒絶値に対応する 44.17% と 95.44%, それぞれ. itabiriteサンプルのFe含有量は、から増加した 47.68 % 宛先 57.62%, 平均して, の質量収率で 65.0%, Feの回復およびシリカ拒絶値に対応する 82.95% と 86.53%, それぞれ. これらの結果は、STET 商用セパレータよりも小さく、効率が低いセパレータで完了しました.
実験的な知見は、テーリングとイタビライトサンプルの両方について、最大達成可能なFe含有量が最小達成可能な石英含有量に依存することを示している. さらに, STETベルトセパレータの2回目のパスによって、より高いFeの等級を達成することができる.
本研究の結果は、STETトライボ静電ベルトセパレータを使用して低グレードの鉄鉱石の罰金をアップグレードできることを実証した. 試験プラントスケールでのさらなる作業は、達成できる鉄濃縮グレードと回収を決定するために推奨されます. 経験に基づく, パイロットスケールの処理で製品の回収やグレードが大幅に向上, これらの鉄鉱石試験中に利用されるベンチスケールの試験装置と比較して. STETのトリボ静電分離プロセスは、鉄鉱石の罰金のための従来の処理方法よりも大きな利点を提供するかもしれない.
