Тіл таңдаңыз:
Лукас Rojas Mendoza, ST жабдықтар & технология, АҚШ
lrojasmendoza@steqtech.com
Frank Hrach, ST жабдықтар & технология, АҚШ
Кайл Flynn, ST жабдықтар & технология, АҚШ
Abhishek Гупта, ST жабдықтар & технология, АҚШ
ST жабдықтар & технология ЖШС (STET) минералды өңдеу өнеркәсіп энергия үнемдейтін және толығымен құрғақ технологиясымен тамаша материалдарды beneficiate үшін қаражат қамтамасыз Трибо-электростатикалық белбеу бөлуге негізделген роман өңдеу жүйесін әзірледі. In contrast to other electrostatic separation processes that are typically limited to particles >75мкм, STET triboelectric белдеуін бөлгіш өте жұқа бөлу үшін қолайлы (<1мкм) орташа дөрекі үшін (500мкм) бөлшектер, өнімділігі өте жоғары. The STET tribo-electrostatic technology has been used to process and commercially separate a wide range of industrial minerals and other dry granular powders. Мұнда, 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.
Темір кені жер қыртысында ең жиі төртінші элементі болып табылады [1]. Темір болат өндіру және жаһандық экономикалық дамуы үшін, сондықтан маңызды материал үшін маңызды болып табылады [1-2]. Темір, сондай-ақ кеңінен құрылыс және көлік құралдарын өндіру пайдаланылады [3]. темір кені ресурстарды ең ұшырап метаморфозе Мифрилом темір құралымдарды тұрады (BIF) темір әдетте оксидтері түрінде, онда табылған, гидроксидтерi және аз дәрежеде карбонаты [4-5]. жоғары карбонатты мазмұнымен темір құралымдарды белгілі бір түріне BIF депозиттердің dolomitization және метаморфизма өнім болып табылады доломитті itabirites болып табылады [6]. әлемдегі ең ірі темір рудасы кен орындары Австралия табуға болады, Қытай, Канада, Украина, Үндістан мен Бразилия [5].
темір кендерін химиялық құрамы, әсіресе Fe мазмұны мен байланысты кварцтан қазбаларды химиялық құрамы айқын кең диапазоны бар [1]. темір кендерін ең байланысты ірі темір минералдар гематит болып табылады, гётиттегі, лимон және магнетитті [1,5]. темір кендерін негізгі ластаушы SiO2 және Al2O3 бар [1,5,7]. темір кендерін осы типтік кремний диоксиді және глинозем көтергіш минералдарға кварц, каолин, Gibbsite, диаспоралық және корунд. Олардың ол жиі кварц орташа кремний диоксиді мойынтірек минералды және каолин және Gibbsite минералдар тасымалдайтын екі-басты глинозем бар екенін байқалады [7].
Темір рудасын өндіру негізінен Ашық кен операциялары арқылы жүзеге асырылады, айтарлықтай қалдықтары ұрпаққа нәтижесінде [2]. темір кенін өндіру жүйесі, әдетте, үш кезеңнен көздейді: тау-кен ісі, өңдеу және пеллеты қызметі. Мыналардан, өңдеу барабар темір сынып және химия дейін пеллеты сатысына қол қамтамасыз етеді. Өңдеу ұсақтау қамтиды, сыныптау, кварцтан минералдар санын азайту, ал темір мазмұнын арттыру бағытталған фрезерлік және концентрациясы [1-2]. Әрбiр кен орны темір және кварцтан подшипник минералдар қатысты өзінің бірегей ерекшеліктері бар, және, демек, ол әр түрлі концентрациясы техниканы қажет етеді [7].
Магнитті сепарация әдетте үстем темір минералдар ферро және Парамагнитны жоғары сынып темір кендерін байытудың пайдаланылады [1,5]. Дымқыл және құрғақ төмен қарқындылығы магнитті сепарация (LIMS) ылғалды жоғары қарқындылығы магнитті сепарация осындай кварцтан минералдардан орындаған ретінде әлсіз магниттік қасиеттері бар Fe-бар минералдардың бөлу үшін пайдаланылады, ал әдістері осындай магнетиттің ретінде күшті магниттік қасиеттері бар кендерін өңдеу үшін пайдаланылады. Темір кендері осындай гётиттегі және лимон әдетте қалдықтарын табылды және кез әдісімен өте жақсы бөліп емес, [1,5]. Қазіргі Магнитті әдістері олардың төмен қуаттарды тұрғысынан және темір кенін үшін талапты тұрғысынан шақырулар магниттік өрістердің сезімтал болуы үшін [5].
флотация, басқа жақтан, төмен сортты темір кендерін қоспалардың мөлшерін азайту үшін пайдаланылады [1-2,5]. Темір кендері темір оксидтері тікелей анион флотация арқылы немесе кремний диоксиді катионды флотацияны кері немесе шоғырланған болады, Алайда катионды флотацияны кері темір өнеркәсібінде пайдаланылатын ең танымал флотация маршрут қалады [5,7]. флотация пайдалану оның реагенттер құнын шектелген, кремний диоксиді және алюминий-бай шламдарын болуы және карбонатты минералдар болуы [7-8]. Сонымен қатар, флотациялық сарқынды суды емдеу және құрғақ қорытынды қосымшалар үшін ағысты бойлап төмен құрғату пайдалануды талап [1].
темір концентрациясы үшін флотация пайдалану, сондай-ақ төмендеді тиімділігін және жоғары реагент шығындарды айыппұл нәтижелерін қатысуымен өзгермелі ретінде desliming қамтиды [5,7]. кез келген беткі-белсенді агенттері орындаған немесе гётиттегі жылғы Гиббс бөлу өте қиын, өйткені Desliming глинозем кетіруге ерекше маңызды болып табылады [7]. алюминий бар минералдардың ең жұқа мөлшері диапазонында орын (<20а) desliming арқылы оны жою жөніндегі мүмкіндік беретін. Жалпы, айыппұлдардың жоғары концентрациясы (<20а) және алюминий қажет катионды коллектор дозасын арттырады және күрт селективті азаяды [5,7].
Сонымен қатар, 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]. Мысалы, 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, тиісінше, 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.
Трибо-электростатикалық бөлу беті байланыста немесе triboelectric зарядтау өндірілетін материалдардың арасындағы электрлік заряд айырмашылықтарды пайдаланады. оңайлатылған жолмен, екі материалдар байланыста болған кезде, the material with a higher affinity for electron gains electrons thus charges negative, төмен электронды сродством материалдық оң зарядталады. Асылында, 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. Одан басқа, STET процесі минералдың аз алдын-ала емдеу талап етеді және жоғары қуатында жұмыс істеуі - дейін 40 сағатына тонна. Энергия тұтыну кем болып табылады 2 материалдың тоннасына кВт-сағат өңделген.
Материалдар
Екі тамаша төмен сортты темір кенін сынақтар осы сериясы пайдаланылды. алғашқы кен бір D50 бар Ультрадисперсті Fe кенді қалдық үлгідегі тұрды 20 мкм және бір D50 бар itabirite темір кені үлгідегі екінші үлгісі 60 мкм. үлгілері осы проблемалар, олардың байыту кезінде және тиімді байланысты олардың гранулометрии және минералогия дәстүрлі desliming-флотациялық-магниттік концентрациясы тізбектерді арқылы өңдеу мүмкін емес Екі. Екі үлгілері Бразилияда тау-кен жұмыстарын алынды.
Бірінші үлгісі қолданыстағы desliming-флотациялық-магниттік концентрациясы тізбек алынды. үлгі қалдықтары бөгеттің жиналған болатын, Содан кейін кептірілген, үйлескен және оралған. екінші үлгісі Бразилиядағы itabirite темір қалыптастыру болып табылады. үлгісі ұсақталған және сұрыпталған өлшемі бойынша классификация кезеңдер және алынған майда фракциясы одан кейінгі D98 дейін desliming бірнеше кезеңдерін өткен болатын 150 мкм қол жеткізілді. үлгісі, содан кейін кептірілген болды, үйлескен және оралған.
Бөлшектердің мөлшері бойынша бөлу (PSD) лазерлік дифракциялық бөлшектердің мөлшері анализатор пайдалана отырып анықталды, а Malvern ның Mastersizer 3000 E. Екі үлгілері, сондай-ақ залал-на-от сипатталды(ЗАҢ), XRF және РФА. от жоғалту (ЗАҢ) орналастыру арқылы анықталды 4 А үлгідегі грамм 1000 үшін ºC пеш 60 минут және сондай-ақ алынған негізінде Loi есеп. химиялық құрамы талдау толқын ұзындығы-дисперсиялық рентгендік флуоресценция пайдаланып аяқталды (WD-XRF) құралы және негізгі кристалдық фаза РФА әдістемесі бойынша зерттелді.
қалдықтары үлгідегі арналған химиялық құрамы және LOI (қалдықтары), және itabirite темір қалыптастыру үшін үлгідегі (Itabirite), Кестеде көрсетілген 1 және екі үлгілері үшін бөлшектердің мөлшерін бөлу суретте көрсетілген 1. қоймаларын негізгі Fe өтелетін фаза гётиттегі және гематит лгі, және негізгі кварцтан минералды кварц болып табылады (Інжір 4). itabirite үлгідегі негізгі Fe өтелетін фаза гематит болып табылады, және негізгі кварцтан минералдар кварц және доломит болып табылады (Інжір 4).
үстел 1. қоймаларын және Itabirite үлгілерін басты элементтердің химиялық талдау нәтижесі.
| үлгі | Grade (масса%) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fe | SiO2 | Al2O3 | MnO | MgO | CaO | LOI** | Others | |
| қалдықтары | 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 |
Бөлшектердің мөлшері бойынша бөлу
әдістері
эксперименттер сериялы STET меншіктік Трибо-электростатикалық белбеу сепаратор технологиясын пайдаланып екі темір сынамада темір қозғалысы туралы түрлі параметрлерін әсерін зерттеу үшін әзірленген. Эксперименттер Ажырамай ауқымды Трибо-электростатикалық белбеу бөлгішті пайдаланып жүргізілді, бұдан әрі «үстел бөлгіші» деп аталады. Bench ауқымды тестілеу үш фазалы технологиялық жүзеге асыру процесінің бірінші кезеңі болып табылады (кестені қараңыз 2) стендтік ауқымды бағалауды қоса алғанда,, пилоттық ауқымды тестілеу және коммерциялық ауқымды іске асыру. үстел бөлгіш Трибо-электр зарядты дәлелдемелер үшін скринингтік үшін пайдаланылады және материалдық электростатикалық байыту үшін жақсы кандидат болып табылады, егер анықтау үшін. жабдықтың әрбір данасы арасындағы негізгі айырмашылықтар кестеде келтірілген 2. әрбір фаза шеңберінде пайдаланылатын жабдықтар мөлшері ерекшеленеді, ал, Жұмыс принципі түбегейлі бірдей.
үстел 2. STET Трибо-электростатикалық белбеу сепаратор технологиясын пайдаланып үш фазалы іске асыру процесі
| Кезең | үшін пайдаланылады: | Электрод Dimensions (W x L) см | Type of Process/ |
|---|---|---|---|
| Орындық шкаласы Бағалау | Сапалы Бағалау | 5*250 | Топтама |
| Пилоттық масштаб тестілеу | Сандық Бағалау | 15*610 | Топтама |
| коммерциялық Масштаб Implementation | коммерциялық Өндіріс | 107 *610 | Үздіксіз |
STET Жұмыс принципі
бөлгіштің жұмыс қағидаты Трибо-электростатикалық зарядтау сүйенеді. Трибо-электростатикалық белбеу сепараторлар (Figures 2 және 3), материалдық тар саңылауға беріледі 0.9 - 1.5 екі параллель жазық электродтар арасындағы см. бөлшектер triboelectrically межчастичные байланыста арқылы алынады. оң зарядталған минералды(с) және теріс зарядталған минералды(с) қарама-қарсы электродтар тартылды. бөлгіш бөлшектер үздіксіз қозғалатын ашық торлы белдеуін -ға құлата және қарама-қарсы бағытта апарылды Inside. белдеуін пластикалық материалдан жасалған және бөлгіштің қарсы ұшына қарай әрбір электрод бөлшектер іргелес жүріп. бөлшектердің-бөлшектердің соқтығысу бөлу бөлшектердің және үздіксіз triboelectric зарядтау қарсы ағымдағы ағыны бір-өту бірлігіне тамаша тазалығы және қалпына келтіру Көпсатылы бөлу және нәтижелерін қамтамасыз етеді. triboelectric белдеуін бөлгіш технологиясы айналы алюмосиликаты / көміртегі қоспаларды қоса алғанда материалдардың кең ауқымды бөлу үшін қолданылған (күлде), кальцит / кварц, тальк / магнезит, және барит / кварц.
Жалпы, бөлгіш жобалау ғана қозғалатын бөліктері ретінде белдеуін және ілеспе ролик бар салыстырмалы қарапайым. электродтар стационарлық және тиісті берік материалдан тұрады. бөлгіш электрод ұзындығы шамамен 6 метр (20 Ft.) және ені 1.25 метр (4 Ft.) толық мөлшері коммерциялық бірлік үшін. жоғары белдеуін жылдамдығы өте жоғары шығыны мүмкіндік береді, дейін 40 толық мөлшері коммерциялық бірлік үшін сағатына тонна. тұтыну қуаты аз болса, 2 белдігін қозғаушы екі қозғалтқыштардың тұтынатын қуаты ең өңделген материалдың тоннасына кВт-сағат.
triboelectric белдеуін бөлгіштің схемалық
бөлу аймағының Detail
Кестеде көруге болады ретінде 2, үстел бөлгіші және пилоттық-шкала және коммерциялық ауқымды бөлгіштер арасындағы негізгі айырмашылық үстел бөлгіштің ұзындығы шамамен болып табылады 0.4 рет пилоттық ауқымды және коммерциялық ауқымды бірлік ұзындығы. бөлгіш тиімділігі электрод ұзындығы функциясы болып табылады, стендтік ауқымды тестілеу пилоттық ауқымды тестілеу үшін алмастырғыш ретінде пайдаланылуы мүмкін емес. Пилоттық ауқымды тестілеу STET процесі қол жеткізуге болады деп бөлу дәрежесін анықтау қажет, STET процесі берілген арна ставкалар бойынша өнім нысаналарды кездестіруге болады, егер мен анықтау үшін. орнына, үстел бөлгіш пилоттық ауқымды деңгейде кез келген елеулі бөлу көрсетуге екіталай кандидат материалдарды жоққа үшін пайдаланылады. стендтік-шкала бойынша алынған нәтижелер емес оңтайландырылатын болады, және байқалады бөлу коммерциялық өлшемді STET бөлгіші байқалды болады, ол аз болса,.
пилоттық зауытында тестілеу өткен коммерциялық ауқымды өрістету қажет, дегенмен, стендтік ауқымды кез келген берілген материалға асыру процесінің бірінші кезеңі ретінде мақұлданады кезінде тестілеу. Сонымен қатар, жағдайларда материалдық қолжетімділігі шектелген онда, үстел бөлгіш әлеуетті табысты жобаларды скрининг үшін пайдалы құрал ұсынады (яғни, Тапсырыс беруші және өнеркәсіп сапалы нысаналы STET технологиясын пайдалана отырып, орындалуы мүмкін жобалар).
Bench ауқымды тестілеу
Стандартты процесі сынақтар Fe концентрациясын арттыру және кварцтан минералдар шоғырлануын азайту үшін нақты мақсатқа айналасында жүргізілді. Түрлі айнымалылар темір қозғалысын барынша қамтамасыз ету үшін және әр түрлі пайдалы қазбалар қозғалыс бағытын анықтау үшін зерттелді. үстел тестілеу барысында байқалады қозғалысының бағыты пилоттық зауыты және коммерциялық ауқымда қозғалыс бағыты индикативтік болып табылады.
зерттелген айнымалылар салыстырмалы ылғалдылықты енгізілген (RH), температура, электрод ұштарының, белдеуін жылдамдығы және қолданбалы кернеу. Мыналардан, RH және жалғыз температура дифференциалды Трибо-зарядтау үлкен әсері бар, сондықтан бөлу нәтижелері туралы болады. Осыдан, оңтайлы RH және температура шарттары қалған айнымалылар әсерін тергеу бұрын анықталды. Екі полярлық деңгейлері зерттелді: мен) оң және іі жоғарғы электрод ұштарының) жоғарғы электрод полярлық теріс. STET бөлгіші үшін, Берілген полярлық келісім бойынша және оңтайлы RH және температура жағдайында, Белдік жылдамдығы өнім сынамасын және бұқаралық қалпына оңтайландыру үшін бастапқы бақылау дескриптор. стендтік бөлгіші бойынша тестілеу берілген минералды үлгідегі арналған параметр үйкеліс-электростатикалық зарядтау бойынша белгілі бір операциялық айнымалы әсерін жарық ағып көмектеседі, және сондықтан Алынған нәтижелер мен үрдістері пайдаланылуы мүмкін, белгілі бір дәрежеде, пилоттық зауыты ауқымда орындалуы тиіс айнымалы және эксперименттер саны қысқарып. үстел 3 сатысының бір бөлігі ретінде пайдаланылатын бөлу шарттарын ауқымын тізімдейді 1 қоймаларын және itabirite үлгілері үшін бағалау процесі.
үстел 3 бөлу шарттарын ауқымын тізімдейді
| Parameter | Units | Range of Values | |
|---|---|---|---|
| қалдықтары | Itabirite | ||
| Top Electrode Polarity | - | Positive- Negative | Positive- Negative |
| Electrode Voltage | -kV/+kV | 4-5 | 4-5 |
| Feed Relative Humidity (RH) | % | 1-30.7 | 2-39.6 |
| Feed Temperature | F ° (° С) | 71-90 (21.7-32.2) | 70-87 (21.1-30.6) |
| Belt Speed | Fps (Ханым) | 10-45 (3.0-13.7) | 10-45 (3.0-13.7) |
| Electrode Gap | Inches (мм) | 0.400 (10.2 мм) | 0.400 (10.2 мм) |
Тесттер пакеттік жағдайында үстел бөлгіші жүргізілді, жемдік үлгілерімен 1.5 фунт. сынақ. қолданатын флеш іске қосу 1 фунт. материалдың алдыңғы жай-күйі кез келген ықтимал ауыспалы әсері қарастырылады емес, қамтамасыз ету үшін сынақтар арасындағы енгізілді. тестілеу басталды алдында материалдық үйлескен болды және жүгіру және флеш материал екеуін де қамтитын үлгідегі сөмкелер дайындалды. Әрбір эксперимент басында температура мен салыстырмалы ылғалдылығы (RH) а Vaisala HM41 портативтік ылғалдылық пен температура зонд көмегімен өлшенеді. барлық эксперименттер арқылы температура мен ауаның салыстырмалы ылғалдылығы диапазоны болды 70-90 F ° (21.1-32.2 (° С) және 1-39.6%, тиісінше. төменгі RH және / немесе жоғары температура тексеру үшін, жем және флеш үлгілері кезінде кептіру шкафта сақталады 100 арасындағы есе ° C 30-60 минут. Қайта, жоғары RH құндылықтар материалға сулардың аз мөлшерде қосу арқылы қол қойылды, гомогенизациясы кейін. RH және температура әр жемшөп үлгідегі өлшенеді кейін, Келесі қадам электрод өрістеріне болды, қалаған деңгейге белдеуін жылдамдығы және кернеу. Gap мәндері тұрақты сақталады 0.4 дюйм (10.2 мм) тестілеу қоймаларын үшін кампаниялар және itabirite үлгілері кезінде.
әрбір тест дейін, шамамен 20g бар шағын жем қосалқы үлгісі жиналды («Feed» ретінде белгіленген). барлық операция айнымалылар орнату бойынша, материалдық үстел бөлгіштің орталығы арқылы электр вибрациялық бергішті пайдалану арқылы үстел сепараторына барады болды. Сынамалар әрбір эксперимент соңында және өнім соңындағы салмақ жиналды 1 («E1» ретінде белгіленген) және өнім соңы 2 («Е2» ретінде белгіленген) құқықтық-үшін-сауда санау шкаласын пайдалана отырып анықталды. Әрбір тест қорытындысы бойынша, шамамен бар шағын суб-үлгілері 20 Е1 және Е2 г, сондай-ақ жиналған. E1 және E2 бұқаралық шығымдылығы сипатталады:
қайдаменE1 және менE2 E1 және E2 бұқаралық шығымдылығы болып табылады, тиісінше; және бөлгіш өнімдерін E1 және E2 үшін жиналған үлгісі салмағы, тиісінше. екі үлгілері үшін, Fe концентрациясы өнімге Е2 дейін ұлғайтылды.
қосалқы үлгілерін әр жиынына (яғни, жем, E1 және E2) XRF арқылы LOI және негізгі оксиді құрамы анықталды. Fe2 The3 мазмұнын мәндерден анықталды. гётиттегі функционалдық гидроксил топқа тотықтандырғыш ретінде қоймаларын үшін үлгі LOI тікелей үлгідегі гётиттегі мазмұнына қатысты болады H2 Theг [10]. қарама-қарсы, itabirite үлгісі LOI тікелей үлгідегі карбонатов қамтитын байланысты болады, кальций мен магний карбонаты шығару нәтижесінде олардың негізгі оксиді ыдырайтын болады CO2г тармақшасына және дәйекті үлгісі жоғалту салмағы. XRF моншақтар араластыру арқылы дайындалды 0.6 минералды үлгідегі грамм бар 5.4 литий tetraborate грамм, салдарынан қалдықтарын және itabirite үлгілерін де химиялық құрамы таңдалған болатын. XRF талдау Loi үшін нормаланған болды.
соңында, Fe қалпына келтіру EFe өнімге (E2) және SiO2 қабыл алмау Qмен есептелді. EFe Fe пайыздық бастапқы жем үлгідегі бұл концентраттағы қалпына және QSiO2 бастапқы жем үлгідегі бастап жойылған пайызы болып табылады. EFe және Qмен сипатталады:
қайда Cмен,(жем,E1, E2) қосалқы үлгінің і компоненті бойынша нормаланған концентрациясы пайызы болып табылады (мысалы., Fe, SiO2)
үлгілері Минералогия
қоймаларын және itabirite үлгілері үшін ірі минералды кезеңдерін көрсететін РФА үлгісі суретте көрсетілген 4. қоймаларын негізгі Fe өтелетін фаза гётиттегі лгі, гематит және магнетитті, және негізгі кварцтан минералды кварц болып табылады (Інжір 4). itabirite үлгідегі негізгі Fe өтелетін фаза гематит және магнетитті болып табылады және негізгі кварцтан минералдар кварц және доломит болып табылады. Магнетитті екі сынамада ізі шоғырлануы пайда. таза гематит, гётиттегі, және магнетитті құрамында 69.94%, 62.85%, 72.36% Fe, тиісінше.
D үлгілері. A - Қалдық үлгісі, B - Itabirite үлгісі
Bench масштабты эксперимент
сынақ жүрісі сериясы Fe барынша және азайтуға бағытталған әр минералды үлгідегі жүргізілді SiO2 мазмұны. E1 үшін байыту түрлері оң зарядтау мінез-E2 үшін түр концентрациясы кезінде теріс зарядтау мінез-индикативтік болады. Жоғары белдеуін жылдамдығы қалдық үлгідегі өңдеу үшін қолайлы болды; дегенмен, жалғыз осы айнымалы әсері itabirite үлгідегі үшін айтарлықтай кем болады табылды.
қоймаларын және itabirite үлгілері үшін орташа нәтижелері күріш ұсынылды 5, бастап есептелген, 6 және 4 эксперименттер, тиісінше. Інжір 5 жемшөп және өнімдер E1 және E2 орташа бұқаралық табыстылық және химия ұсынады. Одан басқа, әрбір учаскесі концентрациясының жетілдіру немесе азаюы ұсынады (E2- жем) әрбір үлгісі компоненті бойынша мысалы, Fe, SiO2 Оң мәндер E2 үшін концентрациясы ұлғаюына байланысты, теріс мәндер E2 үшін концентрациясының төмендеуіне байланысты, ал.
5 Сур. Feed орташа бұқаралық шығымдылығы мен химия, E1 және E2 өнімдер. Қате барлар білдіреді 95% сенімді аралығы.
қалдықтары үлгідегі арналған Fe мазмұны дейін ұлғайтылды 29.89% қарай 53.75%, орта есеппен, бұқаралық кірістілігі менE2 - немесе жаһандық жаппай қалпына келтіру – туралы 23.30%. Бұл Fe қалпына келтіру сәйкес келеді ( және кремний бас тарту (QE2 ) құндылықтары 44.17% және 95.44%, тиісінше. LOI мазмұны дейін ұлғайтылды 3.66% қарай 5.62% Fe мазмұны өсуі гётиттегі мазмұны артуына байланысты екенін көрсетеді, ол (Інжір 5).
itabirite үлгісі Fe мазмұны дейін ұлғайтылды үшін 47.68% қарай 57.62%, орта есеппен, бұқаралық кірістілігі менE2 -туралы 65.0%. Бұл Fe қалпына келтіру сәйкес келеді EFe( және кремний бас тарту (QSiO2) құндылықтары 82.95% және 86.53%, тиісінше. LOI, MgO және CaO мазмұнын дейін арттырылды 4.06% қарай 5.72%, 1.46 қарай 1.87% және 2.21 қарай 3.16%, тиісінше, доломит Fe бар минералдар сияқты сол бағытта қозғалады деп көрсетеді, ол (Інжір 5).
екі үлгілері үшін,AL2 The3 , MnO және P Fe бар минералдар бірдей бағытта зарядтау, меніңше, (Інжір 5). ол осы үш түрлерінің концентрациясын азайту үшін қажетті болып табылады, ал, Біріккен шоғырлануы SiO2, AL2 , The3 , менE2 MnO және P екі үлгілері үшін азаяды, және сондықтан үстел бөлгішті пайдаланып қол жалпы әсері өнім Fe сынып және ластаушы концентрациясының төмендеуіне жақсартылған болып табылады.
Жалпы, үстел тестілеу тиімді зарядтау және темір және кремний бөлшектердің бөлу дәлелдемелер көрсетті. перспективалы зертханалық ауқымды нәтижелер бірінші және екінші асулар, соның ішінде пилоттық ауқымды сынау орындалуы тиіс деп болжайды.
талқылау
Эксперименттік деректер бір мезгілде төмендеген кезде STET бөлгіш Fe мазмұны маңызды артуына әкелді деп болжайды SiO2 мазмұны.
triboelectrostatic бөлу Fe мазмұны айтарлықтай өсуіне әкелуі мүмкін екенін көрсетті, нәтижелерін маңызы туралы пікірталас, барынша қол жеткізуге Fe мазмұны мен технологиясын жем талаптары бойынша қажет.
Бастау, екі сынамада минералды түрлерінің айқын зарядтау мінез-талқылау маңызды. қоймаларын негізгі компоненттері Fe тотықтары және кварц болды және эксперименттік нәтижелері кварц E1 шоғырланған, ал Fe тотықтары E2 шоғырланған екенін көрсетті татуға. оңайлатылған жолмен, ол Fe оксиді бөлшектер оң зарядты сатып алынған және бұл кварц бөлшектер теріс зарядты сатып алынған деуге болады. Фергюсон көрсетілгендей Бұл мінез-құлық екі минералдар triboelectrostatic сипатына сәйкес (2010) [12]. үстел 4 индуктивті бөлу негізінде таңдалған қазбаларды айқын triboelectric сериясын көрсетеді, және ол кезінде гётиттегі кварц зарядтау сериясы түбінде орналасқан көрсеткендей, магнетитті және гематит сериясы бойынша жоғары орналасқан. сериясы жоғарғы жағында Minerals оң зарядтау бейім болады, түбінде минералдар теріс зарядты сатып бейім болады, ал.
Басқа жақтан, itabirite үлгідегі негізгі компоненттері гематит болды, кварц E1 шоғырланған, ал кварц және доломит және эксперименттік нәтижелері Fe тотықтары және доломит E2 шоғырланған деп көрсетілген. Бұл кварц бөлшектер теріс зарядты сатып алынған, ал гематит бөлшектер және доломит оң зарядты сатып алынған көрсетеді. Кестеде көруге болады ретінде 4, карбонаттар Трибо-электростатикалық сериясы жоғарғы жағында орналасқан, карбонаты бөлшектер оң зарядты сатып бейім екендігін көрсетеді, ол, және салдарынан E2 шоғырланған болады. доломит және гематит Екі бірдей бағытта шоғырланған, кварц және доломит қатысуымен гематит бөлшектердің жалпы әсері оң зарядты сатып алуға екенін көрсете.
әрбір үлгідегі минералогиялық түрлерінің қозғалыс бағыты бірінші кезектегі қызығушылық, ол параметр үйкеліс-электростатикалық белбеу бөлгіш технологиясын пайдалана отырып, бір өту арқылы алуға болады барынша қол жеткізуге Fe бағаңызды болады.
қоймаларын және itabirite үлгілері үшін барынша қол жеткізуге Fe мазмұны үш факторлар айқындалатын болады: мен) Fe-подшипник минералдарға Fe сомасы; іі) ең төменгі кварц (SiO2 ) қол жеткізуге болады мазмұны мен; III) ластаушы заттардың саны Fe бар минералдар сияқты сол бағытта қозғалады. қоймаларын үшін Fe-бар минералдардың сол бағытта қозғалатын негізгі ластаушы болып табылатын сынама Әл2 The3 MnO көтергіш минералдар, itabirite үлгідегі негізгі ластаушы болып табылады, ал CaO MgO Әл2 The3 көтергіш минералдар.
| 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 | ---- |
| дала шпаты | ---- |
| Кварц | ------- |
үстел 4. индуктивті бөлу негізінде таңдалған қазбаларды айқын triboelectric сериясы. D.N Фергюсон өзгертілген (2010) [12].
қалдықтары үлгідегі арналған, Fe мазмұны бойынша бағаланады болды 29.89%. РФА деректер басым фазасы гётиттегі екенін көрсетеді, орындаған кейін, және, демек, таза бөлу мүмкін болды, егер барынша қол жеткізуге Fe мазмұны арасындағы болар еді 62.85% және 69.94% (таза гётиттегі және Гематиттен Fe мазмұны болып табылатын, тиісінше). қазір, таза бөлу ретінде мүмкін емес Әл2, The3 MnO және P-көтергіш минералдар Fe-бар минералдардың бірдей бағытта қозғалады, және сондықтан Fe мазмұнындағы кез келген артуы, сондай-ақ, осы ластаушы заттардың ұлғаюына әкеледі. содан кейін, Fe мазмұнын арттыру, Е2 үшін кварц мөлшері айтарлықтай ол қозғалысын өзара есепке алынуын нүктесіне дейін төмендеді қажет болады , өнімге MnO және P (E2). Кестеде көрсетілгендей 4, кварц теріс зарядты сатып алуға күшті үрдісі бар, және, демек, айқын теріс зарядтау мінез-бар басқа да пайдалы қазбаларды болмаған кезде, ол айтарлықтай өнімге оның мазмұнын азайту болады (E2) triboelectrostatic белдеуін бөлгіш технологиясын пайдалана отырып, бірінші өту арқылы.
Мысалы, біз қалдық үлгідегі барлық Fe мазмұны гётиттегі байланысты деп болжауға егер (FeO(OH)), және тек кварцтан оксиді екендігін SiO2, Әл2The3 және MnO, Содан кейін өнімге Fe мазмұны берілген еді:
Fe(%)=(100-SiO2 – (Әл2 The3 + MnO*0.6285
қайда, 0.6285 таза гётиттегі жылы Fe пайызы болып табылады. Eq.4 ретінде Fe шоғырландыру орын алады бәсекелес механизмін сипаттайды AL2The3 + MnO артады, ал SiO2 азаюы.
itabirite үлгідегі арналған Fe мазмұны бойынша бағаланады болды 47.68%. РФА деректер таза бөлу мүмкін болды, егер басым фазасы гематит, сондықтан барынша қол жеткізуге Fe мазмұны болып табылады жақын болар еді деп көрсетеді 69.94% (таза Гематиттен Fe мазмұны болып табылады). ол қоймаларын үшін талқыланды ретінде таза бөлу СаО ретінде мүмкін болады іріктеуді, MgO, Әл2 The3 көтергіш минералдар орындаған бірдей бағытта қозғалады, және сондықтан Fe мазмұнын арттыру SiO2 мазмұны азайтылуы тиіс. Осы үлгідегі Fe мазмұнның толықтығы орындаған байланысты Предполагая, бұл (Fe2The3) және кварцтан минералдар қамтылған ғана тотықтары екендігін SiO2, CaO, MgO, Әл2The3 және MnO; Содан кейін өнімге Fe мазмұны берілген еді:
Fe(%)=(100-SiO2-CaO + MgO +Әл2The3+MnO+ЗАҢ*0.6994
қайда, 0.6994 таза орындаған жылы Fe пайызы болып табылады. Ол Eq.5 Loi қамтиды байқадым тиіс, Eq.4 емес, ал. itabirite үлгідегі арналған, қалдықтары үлгідегі үшін ол Fe-подшипник минералдар байланысты, ал LOI карбонаттар болуына байланысты.
Әлбетте, қалдықтарын және itabirite үлгілерін үшін де ол айтарлықтай мазмұнын азайту арқылы Fe мазмұнды ұлғайту мүмкін SiO2; дегенмен, Eq.4 және Eq.5 көрсетілгендей, барынша қол жеткізуге Fe мазмұны қозғалыс бағыты мен кварцтан минералдар байланысты оксидтерінің концентрациясы шектелген болады.
Асылында, екі сынамада Fe концентрациясы одан әрі STET бөлгіші екінші өту арқылы ұлғайтылуы мүмкін CaO,MgO Әл2 The3 және MnOкөтергіш минералдар Fe бар минералдар бөлініп болуы мүмкін. үлгідегі кварц ең бірінші өту кезінде алынған болса Мұндай бөлу болар еді. кварц болмаған жағдайда, Қалған кварцтан минералдардың кейбір гётиттегі қарсы бағытта теориясы жауапты тиіс, гематит және магнетитті, өсті Fe мазмұны әкеп соғуы. Мысалы, itabirite үлгідегі және triboelectrostatic сериясы доломит және орындаған орналасқан жері бойынша негізделген (кестені қараңыз 4), доломит орындаған қатысты оң зарядтау үшін күшті үрдісі бар ретінде доломит / гематит бөлу мүмкіндігі болуы тиіс.
технологиялар жемшөп талаптар туралы талқылау қажет барынша қол жеткізуге Fe мазмұнына талқылай. STET Трибо-электростатикалық белдеуін сепаратор құрғақ және ұсақ жер болуы материалды талап. ылғалдың өте шағын көлемде дифференциалдық Трибо-зарядтау үлкен әсер етуі мүмкін, сондықтан жем ылғал дейін төмендеді тиіс <0.5 мас.%. Одан басқа, the feed material should be ground sufficiently fine to liberate gangue materials and should be at least 100% passing mesh 30 (600 а). 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, басқа жақтан, 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.
мұнда ұсынылған стендтік ауқымды нәтижелер triboelectrostatic белдеуін бөлу пайдалана кварц зарядтау және Fe бар минералдардың бөлу күшті дәлелдер көрсетіп.
қалдықтары үлгідегі арналған Fe мазмұны дейін ұлғайтылды 29.89% қарай 53.75%, орта есеппен, жаппай кірістілігі 23.30%, туралы Fe қалпына келтіру және кремний бас тарту мәндерге сәйкес келетін 44.17% және 95.44%, тиісінше. itabirite үлгісі Fe мазмұны дейін ұлғайтылды үшін 47.68 % қарай 57.62%, орта есеппен, жаппай кірістілігі 65.0%, туралы Fe қалпына келтіру және кремний бас тарту мәндерге сәйкес келетін 82.95% және 86.53%, тиісінше. Бұл нәтижелер STET коммерциялық бөлгіші аз және аз тиімді болып табылады бөлгіш аяқталды.
Эксперименттік нәтижелер қалдықтарын және itabirite үлгілерін үшін де барынша қол жеткізуге Fe мазмұны жеткізуге ең төмен кварц мазмұнына байланысты болады деп көрсетеді. Одан басқа, жоғары Fe сыныптар қол жеткізуге STET белдеуін бөлгіші екінші өту арқылы мүмкін болады.
Осы зерттеу нәтижелері төмен сортты темір кені айыппұл STET Трибо-электростатикалық белбеу бөлгіштің арқылы жаңартуға болады деп көрсетті. пилоттық зауыты ауқымда әрі қарай жұмыс қол жеткізуге болады темір концентраты баға және қалпына анықтау ұсынылады. тәжірибе негізінде, өнім қалпына келтіру және / немесе сынып айтарлықтай пилоттық ауқымды өңдеу кезінде нақтыланатын болады, Осы темір кені сынақтар барысында игерілген стендтік ауқымды сынақ құрылғысына салыстырғанда. STET Трибо-электростатикалық бөлу процесі темір кені айыппұл дәстүрлі өңдеу әдістері елеулі артықшылықтары ұсына алады.
