루카스로 멘도사, 세인트 장비 & 기술, 미국
lrojasmendoza@steqtech.com
프랭크 Hrach, 세인트 장비 & 기술, 미국
Kyle 플 린, 세인트 장비 & 기술, 미국
Abhishek 굽타, 세인트 장비 & 기술, 미국
세인트 장비 & 기술 LLC (키) 광물 가공 산업에 에너지 효율적이고 완전히 건조한 기술로 미세 물질을 결합할 수 있는 수단을 제공하는 삼각성 벨트 분리를 기반으로 한 새로운 가공 시스템을 개발했습니다.. 일반적으로 입자로 제한되는 다른 정전기 분리 공정과 달리 >75μm 크기, STET 트지보일렉트릭 벨트 분리기는 매우 미세한 분리에 적합합니다. (<1µ m) 적당히 굵고 하 (500µ m) 입자, 매우 높은 처리량. STET 마찰 정전기 기술은 광범위한 산업용 광물 및 기타 건조 과립 분말을 처리하고 상업적으로 분리하는 데 사용되었습니다. 여기, 벤치 스케일 결과는 STET 벨트 분리 공정을 사용하여 낮은 등급의 Fe 광석 미립자의 선광에 표시됩니다. 벤치 스케일 테스트는 STET 기술의 기능을 동시에 회수하는 능력을 입증했습니다.2 동시에 Fe를 회수하고 SiO2 이타비라이트 광석에서 D50 60μm 및 초미세 Fe 광석 광미 50μm. STET 기술은 과립 측정 및 광물학으로 인해 전통적인 플로우 시트 회로를 통해 성공적으로 처리 할 수 없었던 Fe 광석 미립자를 선관하는 대안으로 제시됩니다.
철광석은 지구 지각에서 네 번째로 흔한 요소입니다. [1]. 철강 제조에 필요한 철강 생산에 필수적인 철강이며, 따라서 세계 경제 발전을 위한 필수 재료 [1-2]. 철은 또한 차량의 건설 및 제조에도 널리 사용됩니다. [3]. 철광석 자원의 대부분은 변형 된 붕대 철 형성으로 구성됩니다. (프랑) 철분은 일반적으로 산화물의 형태로 발견되는, 수산화 및 탄산염이 적은 정도 [4-5]. 높은 탄산염 함량을 가진 철 형성의 특정 모형은 BIF 예금의 돌로미화 그리고 변태의 산물인 돌로미성 이타비리트입니다 [6]. 세계에서 가장 큰 철광석 퇴적물은 호주에서 찾을 수 있습니다., 중국, 캐나다, 우크라이나, 인도 와 브라질 [5].
철 광제의 화학 적 조성은 특히 Fe 함량 및 관련 간구 미네랄에 대한 화학 조성에서 명백한 넓은 범위를 가지고 있습니다. [1]. 대부분의 철광과 관련된 주요 철 미네랄은 혈염입니다., 괴티테 ()에테 (것), 요철과 자석 [1,5]. 철광제의 주요 오염 물질은 SiO2 및 Al2O3입니다. [1,5,7]. 철광에 존재하는 전형적인 실리카와 알루미나 베어링 미네랄은 석영입니다., kaolinite, 깁사이트, 디아스포어 와 코런덤. 이들 중 석영이 광물을 베어링하는 평균 실리카와 카올리니트와 깁사이트는 2주 알루미나 베어링 미네랄이라는 것이 종종 관찰된다. [7].
철광석 추출은 주로 오픈 피트 채굴 작업을 통해 수행됩니다., 상당한 테일링 생성 [2]. 철광석 생산 시스템은 일반적으로 세 단계를 포함합니다.: 마이닝, 처리 및 펠릿화 활동. 이들 중, 처리는 펠릿화 단계 이전에 적절한 철 등급과 화학을 달성할 수 있도록 합니다.. 가공에는 분쇄가 포함됩니다., 분류, 간그 미네랄의 양을 줄이면서 철 함량을 늘리는 것을 목표로 하는 밀링 및 농도 [1-2]. 각 광물 침전물마다 철및 강구 베어링 미네랄과 관련하여 고유한 특성을 가지고 있습니다., 따라서 다른 농도 기술이 필요합니다. [7].
자기 분리는 일반적으로 지배적 인 철 광물이 페로와 파라자성 인 고급 철 광구의 베네션에 사용됩니다. [1,5]. 습식 및 건식 저강도 자기 분리 (Lims) 기술은 자석과 같은 강한 자기 특성으로 광석을 처리하는 데 사용되며 습식 고강도 자기 분리는 간게 광물과 헤마타이트와 같은 약한 자기 특성으로 Fe 베어링 미네랄을 분리하는 데 사용됩니다.. 철 광제 같은 괴티트와 리모닌은 일반적으로 꼬리에서 발견되며 어느 기술에 의해 잘 분리되지 않습니다 [1,5]. 자기 방법은 낮은 용량과 철 광석이 자기장에 취약할 수 있도록 요구 사항측면에서 과제를 제시합니다. [5].
부양, 다른 한편으로는, 저급 철 광로에서 불순물의 함량을 줄이는 데 사용됩니다. [1-2,5]. 철광은 산화철의 직접 음이온 부양 또는 실리카의 변양 부양에 의해 농축될 수 있습니다., 그러나 역양이온 부양은 철산업에서 가장 인기 있는 부양 경로로 남아 있습니다. [5,7]. 시약 비용에 의해 제한된 부양의 사용, 실리카와 알루미나가 풍부한 슬리미의 존재와 탄산염 미네랄의 존재 [7-8]. 또한, 부양은 폐수 처리와 건조 최종 응용 프로그램에 대한 하류 탈수의 사용이 필요합니다 [1].
철의 농도에 대한 부양의 사용은 또한 감소 효율과 높은 시약 비용을 초래 벌금의 존재에 부동으로 감소 포함 [5,7]. 어떤 표면 활성 제에 의해 혈병 또는 괴티트에서 횡설수설의 분리는 매우 어렵기 때문에 Desliming은 알루미나의 제거에 특히 중요합니다 [7]. 알루미나 베어링 미네랄의 대부분은 미세한 크기 범위에서 발생 (<20Um) 디슬리밍을 통해 제거 허용. 전체, 벌금의 높은 농도 (<20Um) 알루미나필요한 양이온 수집기 용량을 증가시키고 선택성을 극적으로 감소시킵니다. [5,7].
또한, 탄산염 광물의 존재 – 백운석 이타비라이트와 같이- 또한 백운석과 같은 탄산염을 함유한 철광석이 매우 선택적으로 부유하지 않기 때문에 철 광물과 석영 사이의 부유선광 선택성을 저하시킬 수 있습니다. 용해된 탄산염 종은 석영 표면에 흡착되어 부유선광의 선택성을 해칩니다 [8]. 부양은 저급 철광석을 업그레이드하는 데 합리적으로 효과적일 수 있습니다, 그러나 그것은 광석 광물학에 크게 의존합니다 [1-3,5]. 높은 알루미나 함량을 함유한 철광석의 부유선광은 전체 철 회수를 희생시키면서 석회질을 통해 가능할 것입니다 [7], 탄산염 광물을 함유한 철광석의 부유선광은 어렵고 실현 가능하지 않을 수 있습니다 [8].
Fe 함유 광물의 최신 처리 회로에는 부유선광 및 자기 농축 단계가 모두 포함될 수 있습니다 [1,5]. 예를 들어, 자기 농도는 부유선광 전 석회질 제거 단계와 부유선 거부에서 미세 흐름에 사용할 수 있습니다. 저강도 및 고강도 자기 집중 장치의 통합은 자철광 및 적철광과 같은 강자성 및 상자성 철 광물의 일부를 회수하여 처리 회로에서 전체 철 회수율을 증가시킬 수 있습니다 [1]. 괴타이트는 일반적으로 약한 자기 특성으로 인해 많은 철 공장 거부 스트림의 주성분입니다 [9]. 자기 집중 및 부유선광으로부터의 거부 스트림에 대한 추가 다운스트림 처리가 없는 경우, 미세 불량품은 결국 광미 댐에 폐기됩니다 [2]. 광미 처리 및 가공은 환경 보존 및 철 귀중품 회수에 매우 중요해졌습니다, 각각, 따라서 광산 산업에서 철광석 광미 가공의 중요성이 커졌습니다 [10].
분명히, 전통적인 철 선광 회로의 광미 처리와 백운석 이타비라이트의 처리는 광물학 및 과립 측정으로 인해 전통적인 석회질 제거-부양-자기 농도 흐름표를 통해 어려운 일입니다, 따라서 광석 광물학 측면에서 덜 제한적이고 미세 처리를 허용하는 tribo-electrostatic seriation과 같은 대체 선광 기술이 흥미로울 수 있습니다.
삼각성 분리는 표면 접촉 또는 삼각전 충전에 의해 생성된 재료 간의 전기 전하 차이를 활용합니다.. 단순한 방법으로, 두 개의 재료가 접촉하는 경우, 전자에 대한 친화력이 더 높은 물질은 전자를 얻으므로 음전하를 띠게 됩니다, 낮은 전자 선호도 유료 긍정적인 물자 하는 동안. 원칙적으로, 기존의 부유선광 및/또는 자기 분리로 처리할 수 없는 저급 철광석 미립자 및 백운석 이타비라이트는 광물의 차등 충전 특성을 활용하여 업그레이드할 수 있습니다 [11].
여기에서 우리는 초미세 철광석 광미를 농축하고 백운석 이타비라이트 광물을 선광하기 위한 가능한 선광 경로로 STET 트리보 정전기 벨트 분리를 제시합니다. STET 공정은 광물 가공 산업에 건식 사료를 처리할 수 있는 고유한 물 없는 기능을 제공합니다. 환경 친화적 인 공정은 습식 가공의 필요성을 제거 할 수 있습니다, 다운스트림 폐수 처리 및 최종 재료의 필수 건조. 또한, STET 공정은 광물의 사전 처리를 거의 필요로 하지 않으며 대용량으로 작동합니다. 40 시간당 톤. 에너지 소비량보다 적습니다. 2 가공된 재료톤당 킬로와트시.
자료
이 일련의 테스트에서 두 개의 미세저등급 철광이 사용되었습니다.. 첫 번째 광석은 D50의 초미세 Fe 광석 꼬리 샘플로 구성되었습니다. 20 μm 및 D50을 가진 이타비라이트 철광석 샘플의 두 번째 샘플 60 µ m. 두 샘플 모두 베네치아이있는 동안 과제를 제시하며 과립 및 광물학으로 인해 기존의 변종 - 부양 자기 농도 회로를 통해 효율적으로 처리 할 수 없습니다.. 두 샘플 모두 브라질의 광산 작업에서 획득되었습니다..
제1 시료는 기존 디슬리밍-부양-자기 농도 회로로부터 얻어졌다.. 샘플은 테일링 댐에서 수집되었습니다., 그런 다음 건조, 균질화 및 포장. 두 번째 샘플은 브라질의 이타비라이트 철 형성에서 나온 것입니다.. 샘플은 크기별로 분쇄및 정렬되었고, 분류 단계에서 얻은 미세 분획은 나중에 D98까지 여러 단계의 디슬리밍을 거쳤습니다. 150 μm달성. 시료는 그 때 건조되었다, 균질화 및 포장.
파티클 크기 분포 (Psd) 레이저 회절 입자 크기 분석기를 사용하여 결정되었다, 말번의 마스터라이저 3000 E. 두 샘플 모두 점화 손실로 특징지어졌습니다.(로), XRF 및 XRD. 점화손실 (로) 배치에 의해 결정되었다 4 샘플 그램의 1000 ºC 용광로용 60 수신된 대로 LOI를 보고하는 의사록. 화학 조성 분석은 파장 분산 X선 형광을 사용하여 완료되었습니다. (WD-XRF) 기기및 주요 결정 단계는 XRD 기술에 의해 조사되었습니다..
테일링 샘플용 화학 조성 및 LOI (찌 끼), 그리고 이타비라이트 철 형성 샘플 (이타비라이트), 표에 표시됩니다. 1 두 샘플모두에 대한 입자 크기 분포는 도에 표시됩니다. 1. 꼬리 샘플의 경우 주요 Fe 회수 단계는 괴티트와 헤마타이트입니다., 그리고 주요 간그 광물은 석영입니다 (무화과 4). 이타비라이트 샘플의 경우 주요 Fe 회수 단계는 혈종염입니다., 주요 간그 광물은 석영과 돌로미티입니다. (무화과 4).
테이블 1. 테일링 및 이타비라이트 샘플의 주요 요소에 대한 화학 분석 결과.
| 샘플 | 학년 (wt%) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fe | SiO2 | Al2O3 | Mno | Mgo | 카오 | LOI ** | 다른 | |
| 찌 끼 | 30.3 | 47.4 | 4.3 | 1.0 | * | * | 3.4 | 13.4 |
| 이타비라이트 | 47.6 | 23.0 | 0.7 | 0.2 | 1.5 | 2.2 | 4.0 | 21.0 |
파티클 크기 분포
방법
일련의 실험은 STET 독점 트리보 정전기 벨트 분리기 기술을 사용하여 두 철 샘플모두에서 철 운동에 대한 다양한 매개 변수의 효과를 조사하도록 설계되었습니다.. 벤치 스케일 트리보 정전기 벨트 분리기로 실험이 수행되었습니다., 이후 '벤치탑 분리기'라고 함. 벤치 스케일 테스트는 3단계 기술 구현 프로세스의 첫 번째 단계입니다. (표 참조 2) 벤치 스케일 평가 포함, 파일럿 규모의 테스트 및 상업적 규모의 구현. 벤치탑 분리기는 삼중정전기 충전의 증거를 선별하고 재료가 정전기 수혜에 적합한 후보인지 여부를 결정하는 데 사용됩니다.. 각 장비의 주요 차이점은 표에 표시됩니다. 2. 각 단계에서 사용되는 장비의 크기는 다르지만, 운영 원칙은 근본적으로 동일합니다..
테이블 2. STET 트리보-정전기 벨트 분리기 기술을 이용한 3상 구현 프로세스
| 단계 | 에 사용: | 전극 차원 (W x L) cm | 유형의 프로세스/ |
|---|---|---|---|
| 벤치 스케일 평가 | 질적 평가 | 5*250 | 일괄 처리 |
| 파일럿 스케일 테스트 | 양적 평가 | 15*610 | 일괄 처리 |
| 상업 규모 구현 | 상업 생산 | 107 *610 | 연속 |
STET 작동 원리
분리기의 작동 원리는 트리보 정전기 충전에 의존합니다.. 트리보 정전기 벨트 분리기에서 (피 규 어 2 그리고 3), 재료는 좁은 틈에 공급된다 0.9 – 1.5 두 개의 평행 평면 전극 사이의 cm. 입자 triboelectrically interparticle 접촉에 의해 부과 됩니다.. 양전하 미네랄(s) 및 음전하 미네랄(s) 전극의 맞은편에 끌리는. 분리기 입자 내부는 연속 이동 오픈 메쉬 벨트에 의해 휩쓸려 반대 방향으로 전달됩니다.. 벨트는 플라스틱 재료로 만들어졌으며 각 전극에 인접한 입자를 분리기의 반대쪽 끝으로 이동합니다.. 입자-입자 충돌에 의한 분리 입자의 역전류 흐름과 입자-입자 충돌에 의한 지속적인 트매전 충전은 다단계 분리를 제공하며 단일 패스 유닛에서 우수한 순도 및 회수를 제공합니다.. Triboelectric 벨트 분리기 기술 유리 aluminosilicates/탄소 혼합물을 포함 하 여 물자의 넓은 범위를 구분 하는 데 사용 되었습니다. (플라이 애쉬), 방해석/석 영, 활석/마 그네, 중/석 영.
전체, 분리기 디자인은 벨트와 관련된 롤러를 유일하게 움직이는 부품으로 비교적 간단합니다.. 전극은 고정 하 고 적절 하 게 튼튼한 물자의 구성. 구분 기호 전극 길이 약 6 미터 (20 ft입니다.) 그리고 너비 1.25 미터 (4 ft입니다.) 전체 크기의 상업 단위에 대 한. 높은 벨트 속도는 매우 높은 처리량을 가능하게, 최대 40 풀 사이즈 상업용 유닛의 경우 시간당 톤. 전력 소비량이 2 벨트를 구동하는 두 개의 모터에 의해 소비되는 대부분의 전력으로 처리된 재료톤당 킬로와트시.
Triboelectric 벨트 분리기의 회로도
분리 영역의 세부 사항
테이블에서 볼 수 있듯이 2, 벤치탑 분리기와 파일럿 스케일 및 상용 스케일 분리기의 주요 차이점은 벤치탑 분리기의 길이가 대략이다는 것입니다. 0.4 파일럿 스케일 및 상업용 스케일 유닛의 길이시간. 분리기 효율은 전극 길이의 기능이기 때문에, 벤치 스케일 테스트는 파일럿 스케일 테스트의 대용으로 사용할 수 없습니다.. STET 프로세스가 달성할 수 있는 분리 범위를 결정하기 위해 파일럿 스케일 테스트가 필요합니다., STET 프로세스가 주어진 공급 속도하에서 제품 목표를 충족할 수 있는지 확인합니다.. 대신, 벤치탑 분리기는 파일럿 스케일 수준에서 중요한 분리를 입증할 가능성이 낮은 후보 물질을 배제하는 데 사용됩니다.. 벤치 스케일에서 얻은 결과는 최적화되지 않습니다., 관찰된 분리는 상업적 크기의 STET 분리기에서 관찰되는 것보다 작습니다..
상용 규모의 배치 전에 파일럿 플랜트에서 테스트가 필요합니다., 그러나, 벤치 스케일에서의 테스트는 지정된 자료에 대한 구현 프로세스의 첫 번째 단계로 권장됩니다.. 또한, 재료 가용성이 제한된 경우, 벤치탑 분리기는 잠재적 성공 프로젝트 의 심사를위한 유용한 도구를 제공합니다 (즉., STET 기술을 사용하여 고객 및 업계 품질 목표를 달성할 수 있는 프로젝트).
벤치 스케일 테스트
Fe 농도를 높이고 간구 광물의 농도를 줄이기 위한 특정 목표 의 주위에 표준 공정 시험을 수행했습니다.. 철의 움직임을 극대화하고 다양한 광물의 이동 방향을 결정하기 위해 다양한 변수를 탐구했습니다.. 벤치탑 테스트 중에 관찰되는 이동 방향은 파일럿 플랜트및 상업적 규모의 이동 방향을 나타냅니다..
조사 된 변수에는 상대 습도가 포함되었습니다. (Rh), 온도, 전극 극성, 벨트 속도 및 적용 전압. 이들 중, RH와 온도 만으로도 차동 tribo 충전에 큰 영향을 미칠 수 있으므로 분리 결과에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.. 따라서, 최적 RH 및 온도 조건은 나머지 변수의 효과를 조사하기 전에 결정되었습니다.. 두 개의 극성 수준을 탐구했습니다.: 난) 최고 전극 극성 양성 및 ii) 최고 전극 극성 음수. STET 분리기용, 주어진 극성 배열 하에 최적의 RH 및 온도 조건 하에서, 벨트 속도는 제품 등급 및 질량 복구를 최적화하기 위한 기본 제어 핸들입니다.. 벤치 분리기 에서 테스트하면 특정 작동 변수가 특정 광물 샘플의 트리보 정전기 충전에 미치는 영향에 대한 빛을 비추는 데 도움이 됩니다., 따라서 얻은 결과 및 추세가 사용될 수 있습니다., 어느 정도, 파일럿 플랜트 규모에서 수행할 변수 및 실험 수를 좁히기 위해. 테이블 3 위상의 일부로 사용되는 분리 조건의 범위를 나열합니다. 1 꼬리 및 이타비라이트 샘플에 대한 평가 프로세스.
테이블 3 분리 조건의 범위를 나열합니다.
| 매개 변수 | 단위 | 값 범위 | |
|---|---|---|---|
| 찌 끼 | 이타비라이트 | ||
| 탑 전극 극성 | - | 플러스- 마이너스 | 플러스- 마이너스 |
| 전극 전압 | -kV/+kV | 4-5 | 4-5 |
| 피드 상대 습도 (Rh) | % | 1-30.7 | 2-39.6 |
| 공급 온도 | ℉ (° C) | 71-90 (21.7-32.2) | 70-87 (21.1-30.6) |
| 벨트 속도 | Fps (m/s) | 10-45 (3.0-13.7) | 10-45 (3.0-13.7) |
| 전극 갭 | 인치 (mm) | 0.400 (10.2 mm) | 0.400 (10.2 mm) |
배치 조건하에서 벤치탑 분리기에서 테스트를 실시했습니다., 의 사료 샘플 1.5 파운드. 테스트당. 플러시 실행을 사용하여 1 파운드. 이전 조건에서 가능한 이월 효과를 고려하지 않도록 테스트 사이에 물질이 도입되었습니다.. 시험이 시작되기 전에 재료가 균질화되고 실행 및 플러시 재료가 모두 포함된 샘플 백이 준비되었습니다.. 각 실험의 시작 부분에서 온도와 상대 습도 (Rh) 바이살라 HM41 핸드헬드 습도 및 온도 프로브를 사용하여 측정되었습니다.. 모든 실험에서 온도 와 RH의 범위는 70-90 ℉ (21.1-32.2 (° C) 그리고 1-39.6%, 각각. 더 낮은 RH 및/또는 더 높은 온도를 테스트하려면, 사료 및 플러시 샘플은 건조 오븐에 보관되었습니다. 100 °C 사이의 시간 30-60 분. 대조적으로, 재료에 소량의 물을 추가하여 더 높은 RH 값을 달성했습니다., 그 다음에 균질화. RH 및 온도가 각 사료 샘플에서 측정된 후, 다음 단계는 전극 극성을 설정하는 것이었습니다., 원하는 수준으로 벨트 속도와 전압. 갭 값은 일정하게 유지되었습니다. 0.4 인치 (10.2 mm) 테일링 및 이타비라이트 샘플에 대한 테스트 캠페인 중.
각 테스트 전에, 약 20g을 함유한 작은 사료 서브 샘플이 수집되었습니다. ('사료'로 지정). 모든 작업 변수를 설정하면, 재료는 벤치 탑 분리기의 중심을 통해 전기 진동 피더를 사용하여 벤치 탑 분리기로 공급되었다.. 샘플은 각 실험의 끝과 제품 끝의 무게의 끝에 수집되었다 1 ('E1'으로 지정) 제품 종료 2 ('E2' 지정) 거래용 법적 계산 척도를 사용하여 결정되었습니다.. 각 테스트 에 이어, 대략 포함하는 작은 서브 샘플 20 E1 과 E2의 g도 수집되었다. E1 및 E2에 대한 질량 수율은:
어디YE1 그리고 YE2 E1 및 E2의 질량 수율입니다., 각각; 분리기 제품 E1 및 E2에 수집된 샘플 가중치, 각각. 두 샘플 모두, Fe 농도가 제품 E2로 증가했습니다..
각 하위 샘플 집합에 대해 (즉., 피드, E1 및 E2) XRF에 의한 LOI 및 주요 산화물 조성물이 결정되었습니다.. Fe2 O3 내용은 값에서 결정되었습니다.. 테일링 샘플 LOI의 경우 괴티트의 기능성 하이드록실 그룹이 산화됨에 따라 샘플내 괴티트의 함량과 직접 관련이 있습니다. H2 Og [10]. 반대로, 이타비라이트 시료 LOI는 시료내의 탄산염 함유와 직접 적으로 관련될 것입니다., 칼슘과 탄산 마그네슘이 주요 산화물로 분해되어 방출됩니다. CO2g 및 서브 순차 샘플 손실 중량. XRF 비드는 혼합하여 제조하였다 0.6 미네랄 샘플 그램 5.4 리튬 테트라보레이트 그램, 꼬리와 이타비라이트 샘플의 화학적 조성으로 인해 선택된. LOI에 대한 XRF 분석이 정규화되었습니다..
마지막으로, Fe 복구 EFe 제품까지 (E2) 그리고 SiO2 거부 QSi 계산되었습니다.. EFe 원래 사료 샘플의 농축액에서 회수된 Fe의 백분율이며, Qsio2 원래 피드 샘플에서 제거된 백분율입니다.. EFe 그리고 QSi 에 의해 설명된다:
어디 C난,(피드,E1, E2) 하위 샘플의 i 성분에 대한 정규화된 농도 백분율입니다. (예., Fe, Sio2)
샘플 미네랄로기
꼬리및 이타비라이트 시료에 대한 주요 광물 상을 보여주는 XRD 패턴은 도에 표시됩니다. 4. 꼬리 샘플의 경우 주요 Fe 회수 단계는 괴티트입니다., 헤마티트와 자성, 그리고 주요 간그 광물은 석영입니다 (무화과 4). 이타비라이트 샘플의 경우 주요 Fe 회수 단계는 헤마티트와 자성이며 주요 간그 미네랄은 석영과 돌로마이트입니다.. 자성염은 두 샘플 모두에서 미량 농도로 나타납니다.. 순수 혈중염, 괴티테 ()에테 (것), 그리고 자석포함 69.94%, 62.85%, 72.36% Fe, 각각.
D 패턴. A – 테일링 샘플, B – 이타비라이트 샘플
벤치 스케일 실험
Fe를 최대화하고 감소하기 위한 각 미네랄 샘플에서 일련의 테스트 실행이 수행되었습니다. SiO2 콘텐츠. E1에 집중하는 종은 음의 충전 거동을 나타내며, 종은 E2에 대한 농도를 양성 충전 동작으로 나타낼 것입니다.. 더 높은 벨트 속도는 꼬리 샘플의 처리에 유리했습니다.; 그러나, 이 변수의 효과는 이타비라이트 샘플에 대해 덜 중요한 것으로 나타났습니다..
꼬리와 이타비라이트 샘플에 대한 평균 결과는 도에 제시됩니다. 5, which were calculated from 6 그리고 4 실험, 각각. 무화과 5 사료 및 제품 E1 및 E2에 대한 평균 질량 수율 및 화학 을 제공합니다.. 또한, 각 플롯은 농도의 개선 또는 감소를 제시 (E2- 피드) 각 샘플 구성 요소에 대해 예., Fe, SiO2 양수 값은 E2에 대한 농도 증가와 관련이 있습니다., 음수 값은 E2에 대한 농도 감소와 관련이 있는 반면.
도화.5. 피드의 평균 질량 수율 및 화학, E1 및 E2 제품. 오류 막대는 95% 신뢰 구간.
테일링 샘플 Fe 함량이 증가하였음 29.89% 받는 사람 53.75%, 평균적으로, 질량 수율에서 YE2 – 또는 글로벌 대량 회수 – 의 23.30%. 이는 Fe 복구에 해당합니다. ( 실리카 거부 (QE2 ) 값의 값 44.17% 그리고 95.44%, 각각. LOI 콘텐츠는 3.66% 받는 사람 5.62% 이는 Fe 콘텐츠의 증가가 괴타트 콘텐츠의 증가와 관련이 있음을 나타냅니다. (무화과 5).
이타비라이트 샘플Fe 함량은 47.68% 받는 사람 57.62%, 평균적으로, 질량 수율에서 YE2 -의 65.0%. 이는 Fe 복구에 해당합니다. EFe( 실리카 거부 (Qsio2) 값의 값 82.95% 그리고 86.53%, 각각. The LOI, MgO 및 CaO 콘텐츠는 4.06% 받는 사람 5.72%, 1.46 받는 사람 1.87% and from 2.21 받는 사람 3.16%, 각각, 이는 돌로미테가 Fe 베어링 미네랄과 동일한 방향으로 움직이고 있음을 나타냅니다. (무화과 5).
두 샘플 모두,알2 O3 , MnO와 P는 Fe 베어링 미네랄과 동일한 방향으로 충전되는 것 같습니다. (무화과 5). 이 세 종의 농도를 감소시키기를 원하지만, 의 결합 된 농도 SiO2, 알2 , O3 , YE2 MnO와 P는 두 샘플 모두에 대해 감소하고 있습니다., 따라서 벤치탑 분리기로 달성된 총 효과는 Fe 등급의 향상및 오염 물질 농도의 감소입니다..
전체, 벤치탑 테스트는 철과 실리카 입자의 효과적인 충전 및 분리의 증거를 입증. 유망한 실험실 스케일 결과는 첫 번째 및 두 번째 패스를 포함한 파일럿 스케일 테스트를 수행해야 한다는 것을 시사합니다..
토론
실험 데이터는 STET 분리기가 Fe 콘텐츠의 중요한 증가를 동시에 줄이는 동시에 초래했음을 시사합니다. SiO2 콘텐츠.
삼전전성 분리가 Fe 함량이 크게 증가할 수 있음을 입증했습니다., 결과의 중요성에 대한 토론, 달성 가능한 최대 Fe 내용및 기술의 사료 요구 사항에 필요합니다..
시작하려면, 두 샘플 모두에서 미네랄 종의 명백한 충전 거동에 대해 논의하는 것이 중요합니다.. 꼬리 샘플의 경우 주요 성분은 Fe 산화물및 석영 및 실험 결과 Fe 산화물이 E2에 집중되어 석영이 E1에 집중되어 있음을 입증했습니다.. 단순한 방법으로, Fe 산화물 입자가 양전하를 획득했으며 석영 입자가 음전하를 획득했다고 할 수 있습니다.. 이 동작은 퍼거슨이 보여 준 두 광물의 삼전전성 특성과 일치합니다. (2010) [12]. 테이블 4 유도 분리를 기반으로 선택한 광물에 대한 명백한 삼각 계열 시리즈를 보여줍니다., 그리고 쿼트가 충전 시리즈의 하단에 위치하고 있으며 괴티트 (goethite)가 있음을 보여줍니다., 자석과 헤마타이트는 시리즈에서 더 높은 곳에 위치하고 있습니다.. 시리즈 상단의 미네랄은 긍정적 인 충전하는 경향이 있습니다., 바닥의 광물은 음전하를 얻는 경향이 있지만.
다른 한편으로는, 이타비라이트 샘플의 경우 주요 성분은 혈염이었습니다., 석영 및 돌로미트 및 실험 결과 표시 Fe 산화물과 돌로미테 E2에 집중 하는 동안 석영 E1에 집중. 이는 석영 입자가 음전하를 획득하는 동안 혈염 입자와 돌로미트가 양전하를 획득했음을 나타냅니다.. 테이블에서 볼 수 있듯이 4, 탄산염은 트라이보 정전기 시리즈의 상단에 위치하고 있습니다., 이는 탄산염 입자가 양전하를 획득하는 경향이 있음을 나타냅니다., 그리고 그 결과 E2에 집중될 수 있습니다.. 돌로미트와 헤마티트 모두 같은 방향으로 집중되었다., 석영과 돌로미티가 있는 혈종 입자에 대한 전반적인 효과는 양전하를 획득하는 것이었다는 것을 나타낸다..
각 샘플에서 광물학 종의 이동 방향이 가장 중요합니다., 트리보 정전기 벨트 분리기 기술을 사용하여 단일 패스로 얻을 수 있는 최대 달성 가능한 Fe 등급을 결정합니다..
테일링 및 이타비라이트 샘플의 경우 최대 달성 가능한 Fe 함량은 세 가지 요인에 의해 결정됩니다.: 난) 페 베어링 미네랄의 Fe 의 양; Ii) 최소 석영 (SiO2 ) 달성할 수 있는 콘텐츠및; Iii) Fe 베어링 미네랄과 동일한 방향으로 이동하는 오염 물질의 수. 테일링 샘플의 경우 Fe 베어링 미네랄의 동일한 방향으로 움직이는 주요 오염 물질은 알2 O3 Mno 베어링 미네랄, 이타비라이트 샘플의 경우 주요 오염 물질은 카오 Mgo 알2 O3 베어링 미네랄.
| 광물 이름 | 취득한 요금 (명백한) |
|---|---|
| Apatite | +++++++ |
| 탄산염 | ++++ |
| 모라지테 | ++++ |
| 티타노자인트 | . |
| 일메니테 | . |
| Rutile | . |
| 루콕센 | . |
| 마그네틱/헤마타이트 | . |
| 스피넬 | . |
| 석류 석 | . |
| 스타우룰라이트 | - |
| 변경된 ilmenite | - |
| 괴티테 | - |
| 지 르 콘 | -- |
| 피피도트 | -- |
| 트레몰라이트 | -- |
| 하이드로 규산염 | -- |
| 알루미노실리케이트 | -- |
| 투르말린 | -- |
| 액티노라이트 | -- |
| 파이록센 | --- |
| 티타나이트 | ---- |
| 장석 | ---- |
| 석 영 | ------- |
테이블 4. 유도 분리를 기반으로 선택한 광물에 대한 명백한 삼각 계열 시리즈. D.N 퍼거슨에서 수정 (2010) [12].
테일링 샘플의 경우, Fe 함량은 29.89%. XRD 데이터는 우세 단계가 괴타임을 나타냅니다., 그 다음으로 헤마타이트, 따라서 깨끗한 분리가 가능한 경우 최대 달성 가능한 Fe 콘텐츠는 62.85% 그리고 69.94% (순수한 괴티트와 헤마타이트의 Fe 내용, 각각). Nwo, 깨끗한 분리는 불가능합니다. 알2, O3 Mno P 베어링 미네랄은 Fe 베어링 미네랄과 동일한 방향으로 움직이고 있습니다., 따라서 Fe 콘텐츠의 증가는 이러한 오염 물질의 증가를 초래할 것입니다.. 다음, Fe 콘텐츠를 늘리려면, E2에 대한 석영의 양은 의 움직임을 상쇄하는 지점까지 현저히 감소해야 합니다. , MnO 및 P에서 제품에 (E2). 표에 표시된 대로 4, 석영은 음전하를 획득하는 경향이 강하다, 따라서 명백한 음전하 동작이 있는 다른 광물이 없는 경우 제품에 대한 함량을 상당히 줄일 수 있습니다. (E2) 삼전전성 벨트 분리기 기술을 이용한 첫 번째 패스에 의한.
예를 들어, 테일링 샘플의 모든 Fe 함량이 괴티트에 연관되어 있다고 가정하는 경우 (FeO (주)(오 오)), 그리고 유일한 간그 산화물은 SiO2, 알2O3 그리고 Mno, 그런 다음 제품에 Fe 콘텐츠가 제공됩니다.:
Fe(%)=(100-SiO2 – (알2 O3 + Mno*0.6285
어디, 0.6285 순수한 괴타트에서 Fe의 백분율입니다.. Eq.4는 Fe를 집중시키기 위해 일어나는 경쟁 메커니즘을 묘사합니다. 알2O3 + Mno 증가하는 동안 SiO2 감소.
이타비라이트 샘플의 경우 Fe 함량은 47.68%. XRD 데이터는 우세 단계가 혈종이므로 깨끗한 분리가 가능한 경우 최대 달성 가능한 Fe 함량이 거의 닫힙스임을 나타냅니다. 69.94% (순수한 혈종의 Fe 함량은). 그것은 꼬리 샘플에 대해 논의 된 바와 같이 깨끗한 분리는 CaO로 가능하지 않습니다, Mgo, 알2 O3 베어링 미네랄은 혈염과 같은 방향으로 움직이고 있습니다., 따라서 Fe 콘텐츠를 증가시키기 위해 SiO2 콘텐츠를 줄여야 합니다.. 이 샘플의 Fe 콘텐츠 전체가 혈종과 관련이 있다고 가정합니다. (Fe2O3) 그리고 간게 광물에 함유 된 유일한 산화물은 SiO2, 카오, Mgo, 알2O3 그리고 Mno; 그런 다음 제품의 Fe 콘텐츠는:
Fe(%)=(100-SiO2-카오+MgO+알2O3+Mno+로*0.6994
어디, 0.6994 순수한 혈종에서 Fe의 백분율입니다.. Eq.5에는 LOI가 포함되어 있음을 알아차리셔야 합니다., Eq.4는. 이타비라이트 샘플용, LOI는 탈보네이트의 존재와 연관되며 테일링 샘플은 Fe-베어링 미네랄과 관련이 있습니다..
분명히, 테일링 및 이타비라이트 샘플 모두에 대해 Fe 함량을 크게 높일 수 있습니다. SiO2; 그러나, Eq.4 및 Eq.5에 표시된 바와 같이, 최대 달성 가능한 Fe 함량은 이동 방향과 갠그 광물과 관련된 산화물의 농도에 의해 제한됩니다..
원칙적으로, 두 샘플모두에서 Fe의 농도는 STET 분리기의 두 번째 패스를 통해 더욱 증가할 수 있습니다. 카오,Mgo 알2 O3 그리고 Mno베어링 미네랄은 Fe 베어링 미네랄과 분리될 수 있습니다.. 첫 번째 패스 중에 샘플의 석영의 대부분이 제거되면 이러한 분리가 가능할 것입니다.. 석영이 없는 경우, 나머지 개그 광물 중 일부는 괴티트의 반대 방향으로 이론적으로 충전해야, 헤마티트와 자성, 이로 인해 Fe 콘텐츠가 증가합니다.. 예를 들어, 트리전전기 계열의 돌로미티및 혈종의 위치에 기초한 이타비라이트 시료 (표 참조 4), 돌로미테/헤마티트 분리는 백혈과 관련하여 양성을 충전하는 강한 경향을 가지고 있기 때문에 가능해야 합니다..
달성 가능한 최대 Fe 내용에 대해 논의한 결과 기술에 대한 피드 요구 사항에 대한 논의가 필요합니다.. STET 트리보 정전기 벨트 분리기는 사료 재료가 건조하고 미세하게 접지되어야 합니다.. 매우 적은 양의 수분은 차동 tribo 충전에 큰 영향을 미칠 수 있으므로 수분을 줄여야 합니다. <0.5 wt.%. 또한, 공급 물질은 맥석 물질을 방출할 수 있을 만큼 충분히 미세하게 분쇄되어야 하며 최소한 100% 메시 통과 30 (600 Um). 적어도 광미 샘플의 경우, 재료는 탈수 후 열 건조 단계를 거쳐야 합니다, Itabirite 샘플 분쇄와 결합 된 동안, 또는 팔로우, 열 건조는 STET 분리기로 선광하기 전에 필요합니다.
광미 샘플은 기존의 석회질 제거 부양 자기 집중 회로에서 얻었으며 광미 댐에서 직접 수집되었습니다. 찌꺼기에서 나오는 일반적인 페이스트 수분은 주변에 있어야 합니다 20-30% 따라서 광미는 액체-고체 분리를 통해 건조되어야 합니다 (탈수) 열 건조 및 응집 제거가 뒤 따른다. 기계적 방법은 열 방법에 비해 제거된 액체 단위당 에너지 소비가 상대적으로 낮기 때문에 건조 전에 기계적 탈수를 사용하는 것이 좋습니다. 약 9.05 Btu는 열 건조 중에 여과를 통해 제거된 물 파운드당 필요합니다, 다른 한편으로는, 주변에 필요합니다 1800 증발된 물 파운드당 Btu [13]. 철 찌꺼기 처리와 관련된 비용은 궁극적으로 탈수 중 달성 가능한 최소 수분과 건조와 관련된 에너지 비용에 달려 있습니다.
이타비라이트 샘플은 이타비라이트 철 형성에서 직접 얻었으므로 이 샘플을 처리하려면 재료를 분쇄 및 밀링한 후 열 건조 및 응집 제거를 거쳐야 합니다. 한 가지 가능한 옵션은 열풍 스윕 롤러 밀을 사용하는 것입니다, 이중 분쇄 및 건조가 단일 단계에서 달성 될 수 있습니다.. 이타비라이트 광석 처리와 관련된 비용은 사료 수분에 따라 달라집니다, 사료 과립 측정 및 밀링 및 건조와 관련된 에너지 비용.
두 샘플 모두 입자가 서로 유리되도록 재료가 건조된 후 응집 제거가 필요합니다. 응집 제거는 열 건조 단계와 함께 수행될 수 있습니다, 효율적인 열 전달 및 에너지 절약 가능.
여기에 제시 된 벤치 스케일 결과는 삼전질 벨트 분리를 사용하여 석영에서 Fe 베어링 미네랄을 충전하고 분리하는 강력한 증거를 보여줍니다..
테일링 샘플 Fe 함량이 증가하였음 29.89% 받는 사람 53.75%, 평균적으로, 질량 수율에서 23.30%, Fe 회수 및 실리카 거부 값에 해당합니다. 44.17% 그리고 95.44%, 각각. 이타비라이트 샘플Fe 함량은 47.68 % 받는 사람 57.62%, 평균적으로, 질량 수율에서 65.0%, Fe 회수 및 실리카 거부 값에 해당합니다. 82.95% 그리고 86.53%, 각각. 이러한 결과는 STET 상용 분리기보다 작고 효율이 떨어지는 분리기에서 완료되었습니다..
실험적인 연구 결과는 꼬리와 이타비라이트 샘플 모두에 대해 최대 달성 가능한 Fe 함량이 최소 달성 가능한 석영 함량에 따라 달라지음을 나타냅니다.. 또한, STET 벨트 분리기의 두 번째 패스를 통해 더 높은 Fe 등급을 달성할 수 있습니다..
이 연구의 결과는 STET 트리보 정전기 벨트 분리기를 통해 저급 철광석 벌금을 업그레이드 할 수 있음을 입증했습니다.. 파일럿 플랜트 스케일에서 추가 작업을 수행 할 수있는 철 농축 등급 및 회복을 결정하는 것이 좋습니다.. 경험을 바탕으로, 파일럿 스케일 처리시 제품 회수 및/또는 등급이 크게 향상됩니다., 이러한 철광석 시험 중에 활용된 벤치 스케일 테스트 장치와 비교했을 때. STET 트리보-정전기 분리 공정은 철광석 벌금에 대한 기존의 가공 방법에 비해 상당한 이점을 제공할 수 있습니다..
