Хэл сонгох:
Лукас Рохас Mendoza, ST тоног төхөөрөмж & Технологийн, АНУ-ын
lrojasmendoza@steqtech.com
Фрэнк Hrach, ST тоног төхөөрөмж & Технологийн, АНУ-ын
Кайл Flynn, ST тоног төхөөрөмж & Технологийн, АНУ-ын
Abhishek Гупта, ST тоног төхөөрөмж & Технологийн, АНУ-ын
ST тоног төхөөрөмж & технологи ХХК (STET) эрчим хүчний үр ашигтай, бүрэн хуурай технологи нь нарийн материалыг beneficiate ашигт малтмалын боловсруулах үйлдвэр арга хэрэгсэл болно tribo-статик бус тусгаарлах дээр суурилсан роман боловсруулах системийг боловсруулж байна. In contrast to other electrostatic separation processes that are typically limited to particles >75хэмжээтэй мкм, STET triboelectric бус тусгаарлагч маш нарийн ялгах тохиромжтой байна (<1мкм) дунд зэрэг том ширхэгтэй нь (500мкм) хэсгүүд, маш өндөр нэвтрүүлэх чадвартай. The STET tribo-electrostatic technology has been used to process and commercially separate a wide range of industrial minerals and other dry granular powders. Энд, 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.
Төмрийн хүдрийн дэлхийн царцдас дахь дөрөв дэх хамгийн нийтлэг элемент юм [1]. Төмөр дэлхийн эдийн засгийн хөгжлийн ган үйлдвэрлэх нь чухал тул чухал материал юм [1-2]. Төмөр нь мөн өргөн барихад ашиглаж, тээврийн хэрэгслийн үйлдвэрлэлийн байна [3]. төмрийн хүдрийн нөөцийн ихэнх нь хувирмал нягтарч төмөр тогтоц бүрдсэн байна (BIF) нь төмөр түгээмэл исэл хэлбэрээр байдаг, усан исэл болон бага хэмжээгээр карбонат [4-5]. Дээд карбонат агуулга бүхий төмөр тогтоц нь тодорхой төрлийн BIF орд dolomitization болон метаморфизм бүтээгдэхүүн юм dolomitic itabirites байна [6]. Дэлхийн хамгийн том төмрийн хүдрийн орд нь Австралид олж болно, Хятад улс, Канад, Украйн, Энэтхэг, Бразил [5].
Төмрийн хүдрийн химийн найрлага, ялангуяа Fe агуулгын хувьд химийн найрлага нь илэрхий өргөн цар хүрээтэй, холбогдох gangue ашигт малтмал байна [1]. төмрийн хүдрийн хамгийн холбоотой гол төмөр эрдэс гематит байна, goethite, лимонит болон магнетит [1,5]. Төмрийн хүдэр дэх гол бохирдуулагч SiO2 болон Al2O3 байна [1,5,7]. Төмрийн хүдэр дэх өнөөгийн ердийн цахиурын болон хөнгөн цагаан агуулсан эрдэс кварц байна, каолинит, gibbsite, diaspore болон корунд. Эдгээр нь ихэвчлэн кварц дундаж цахиурын агуулсан ашигт малтмал, каолинит байна гэж ажиглагдаж, хоёр үндсэн хөнгөн цагааны агуулсан эрдэс gibbsite юм байна [7].
Төмрийн хүдрийн олборлолт нь ихэвчлэн ил уурхайн үйл ажиллагааны дамжуулан гүйцэтгэж байна, их хэмжээний хаягдал үеийн үр дүнд [2]. төмрийн хүдрийн үйлдвэрлэлийн систем нь гурван үе шаттай явдал: уул уурхайн, боловсруулах, хорголжийн үйл ажиллагаа. Эдгээрийн, боловсруулах зохих төмрийн агуулгатай, химийн хорголжийн тайзан өмнө хүрч байна гэж баталгаажуулдаг. Боловсруулах бутлах орно, ангилал, тээрэмдэх болон агууламж gangue ашигт малтмалын хэмжээг багасгаж, харин төмрийн агуулгыг нэмэгдүүлэх зорилготой [1-2]. ашигт малтмалын орд тус бүр төмөр, gangue агуулсан ашигт малтмалын хувьд өөрийн гэсэн өвөрмөц шинж чанартай байдаг, мөн тиймийн тул энэ нь өөр өөр агууламж техник шаарддаг [7].
Соронзон салгах нь ерөнхийдөө давамгайлах төмөр ашигт малтмал Төмөр болон paramagnetic нь өндөр агуулгатай төмрийн хүдэр баяжуулах хэрэглэж байна [1,5]. Нойтон болон хуурай бага эрчимтэй соронзон салгах (LIMS) техник зэрэг gangue эрдэс нь гематит гэж байхад нойтон өндөр эрчимтэй соронзон салгах сул соронзон шинж чанар нь Fe агуулсан ашигт малтмалыг тусад нь ашиглаж байна гэх магнетит хүчтэй соронзон шинж чанар бүхий хүдрийг боловсруулж ашиглаж байна. Төмрийн хүдэр зэрэг goethite ба лимонит түгээмэл хаягдал олдсон бөгөөд аль нэг аргаар маш сайн салгаж чадахгүй [1,5]. Тэдний бага чадавхийг хувьд, төмрийн хүдрийн шаардлагын хувьд Соронзон арга одоогийн бэрхшээлийг соронзон орны өртөмтгий байх [5].
хөвүүлэн баяжуулах, Нөгөө талаар, бага агуулгатай төмрийн хүдрийн хольц агуулгыг бууруулахын тулд ашиглаж байна [1-2,5]. Төмрийн хүдэр төмрийн исэл шууд anionic флотаци буюу Цахиурын катион хөвүүлэн баяжуулах урвуу бас төвлөрсөн болно, Гэсэн хэдий ч катион хөвүүлэн баяжуулах төмрийн үйлдвэрт ашигладаг хамгийн алдартай хөвүүлэн баяжуулах зам хэвээр буцах [5,7]. флотаци ашиглах нь түүний урвалж зардал хязгаарлагдмал, цахиурын болон хөнгөн цагааны баялаг slimes илрэх ба карбонат ашигт малтмал байгаа эсэх [7-8]. Үүнээс гадна, хөвүүлэн баяжуулах хаягдал ус боловсруулах, хуурай эцсийн хэрэглээнд зориулсан адаг ус шүүрүүлэх хэрэглэхийг шаарддаг [1].
төмөр концентрацийг флотаци ашиглах нь ч бас буурсан үр ашиг, өндөр урвалж зардал торгууль үр өмнө хөвөгч зэрэг desliming явдал [5,7]. Desliming нь маш хэцүү байдаг ямар ч гадаргуу нь идэвхтэй төлөөлөгчдийн гематит, эсвэл goethite-аас gibbsite ялгах зэрэг хөнгөн цагааны огцруулах, ялангуяа чухал ач холбогдолтой юм [7]. хөнгөн цагаан агуулсан эрдэс баялгийн ихэнх нь нарийн хэмжээ хязгаар тохиолддог (<20нэг) түүнийг туранхай болгох замаар арилгах боломжийг олгоно. Ерөнхий, торгуулийн өндөр концентраци (<20нэг) хөнгөн цагааны исэл нь катион коллекторын шаардлагатай тунг нэмэгдүүлж, сонгомол чанарыг эрс бууруулдаг [5,7].
Үүнээс гадна, 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]. Жишээ нь:, 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, тус тус, and therefore the processing of iron ore tailings in the mining industry has grown in importance [10].
Clearly, the processing of tailings from traditional iron beneficiation circuits and the processing of dolomitic itabirite is challenging via traditional desliming-flotation-magnetic concentration flowsheets due to their mineralogy and granulometry, and therefore alternative beneficiation technologies such as tribo-electrostatic separation which is less restrictive in terms of the ore mineralogy and that allows for the processing of fines may be of interest.
Tribo-цахилгаан тусгаарлах гадаргуу холбоо барих, эсвэл triboelectric цэнэглэх үйлдвэрлэсэн материалын хооронд цахилгааны төлбөр ялгааг ашигладаг. хялбаршуулсан аргаар, хоёр материал холбоо үед, the material with a higher affinity for electron gains electrons thus charges negative, электрон хавсаргасан бага материаллаг эерэг хураамж байхад. зарчмын хувьд, 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. Нэмж хэлэхэд, STET үйл явц нь ашигт малтмалын бага өмнөх эмчилгээ шаарддаг, өндөр хүчин чадлаараа ажиллах - нь хүртэл 40 цагт тонн. Эрчим хүчний хэрэглээ бага байна 2 материалын нэг тонн киловатт-цаг боловсруулсан.
материал
Хоёр нарийн бага агуулгатай төмрийн хүдэр туршилтаар энэ цуврал ашигласан. Эхний хүдрийн нь D50 бүхий нарийн ширхэгтэй Fe хүдрийн хаягдлын дээж бүрдэж 20 мкм болон нэг D50 бүхий itabirite төмрийн хүдрийн дээж хоёр дахь түүвэр 60 мкм. Тэдний баяжуулах явцад болон улмаас granulometry болон эрдэс уламжлалт desliming-хөвүүлэн баяжуулах соронзон агууламж хэлхээнд дамжуулан үр ашигтай боловсруулж чадахгүй байгаа аль аль нь дээж өнөөгийн тулгамдсан асуудлууд. Аль аль нь дээж Бразил дахь уул уурхайн үйл ажиллагаанаас авсан байна.
Эхний жишээ нь одоо байгаа desliming-хөвүүлэн баяжуулах соронзон агууламж хэлхээнээс авсан байна. Жишээ нь хаягдлын далангаас цуглуулсан, дараа нь хатаасан, Нэгэн төрлийн ба төмсөн. Хоёр дахь жишээ Бразил дахь itabirite төмөр үүсэх явдал юм. түүврийн буталсан хэмжээ, ангилал шатанд авсан нарийн фракц нь ангилж байсан дараа нь D98 хүртэл desliming хэд хэдэн үе шат засалд 150 мкм хүрч байна. түүвэр дараа нь хатаасан байна, Нэгэн төрлийн ба төмсөн.
Ширхэгийн хэмжээ хуваарилалт (ТТГ) лазер Дифракцын ширхэгийн хэмжээ анализатор ашиглан тодорхойлно байна, нь Malvern-ийн Mastersizer 3000 E. Аль аль нь дээж мөн алдагдал дээр гал тодорхойлогддог байна(ХУУЛЬ), XRF болон XRD. гал дээр алдагдал (ХУУЛЬ) байрлуулах замаар тодорхойлсон 4 нэг нь дээж грамм 1000 нь ºC зуух 60 минут, нэгэн зэрэг хүлээн авсан үндсэн дээр санамж бичигт тайлагнах. химийн найрлага шинжилгээ нь долгионы урт сарнилтын рентген гэрэлтэлтийг ашиглаж дууссан (WD-XRF) хэрэгсэл болон гол талст үе шат XRD аргаар судлав.
хаягдлын дээжийн химийн найрлага, Урилгын (хаягдлын), болон itabirite төмөр үүсэх дээж авах (Itabirite), Хүснэгт-д харуулав 1 аль аль нь дээж нь ширхэгийн хэмжээ хуваарилалт р зурагт харуулав 1. хаягдлын гол Fe нөхөгдөх үе шат goethite болон гематит байна дээж, , гол gangue эрдэс кварц байна (Зураг 4). itabirite дээж гол Fe нөхөгдөх үе шат гематит байна, , гол gangue ашигт малтмал кварц ба доломит байна (Зураг 4).
Хүснэгт 1. хаягдал болон Itabirite дээжинд гол элементийн химийн шинжилгээний үр дүн.
| Дээж | -р ангийн (WT%) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fe | SiO2 | Al2O3 | MnO | MgO | CaO | ХУУЛЬ ** | Бусад | |
| хаягдлын | 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 |
Бөөмийн хэмжээ Distributions
арга
туршилтын цуврал STET өмчийн tribo-статик бус тусгаарлагч технологи ашиглан аль аль нь төмөр дээжинд төмөр хөдөлгөөний янз бүрийн үзүүлэлтүүдийн нөлөөг судлах зорилготой байсан. Туршилт нь вандан хэмжээний tribo-статик бус тусгаарлагч ашиглан хийсэн байна, цаашид "benchtop тусгаарлагч" гэж нэрлэдэг. Ханын хэмжээний туршилт нь гурван фазын технологи хэрэгжүүлэх үйл ажиллагааны эхний үе шат болох (Хүснэгт үзнэ үү 2) зэрэг вандан хэмжээний үнэлгээ, Туршилтын хэмжээний шалгалт болон арилжааны хэмжээний хэрэгжилт. материаллаг цахилгаан баяжуулах сайн нэр дэвшигч бол benchtop тусгаарлагч тодорхойлохын тулд tribo-цахилгаан цэнэглэх болон нотлох баримт нь илрүүлэх ашиглаж байна. тоног төхөөрөмжийн хэсэг бүрийг хоорондын гол ялгаа хүснэгтэд үзүүлэв 2. үе шат бүрт дотор ашиглагдсан тоног төхөөрөмж хэмжээгээрээ ялгаатай боловч, үйл ажиллагааны зарчим нь үндсэндээ адил байна.
Хүснэгт 2. STET tribo-статик бус тусгаарлагч технологи ашиглан Гурван фазын хэрэгжүүлэх үйл явц
| -р үе шат | Ашигласан: | электрод Хэмжээ (W X L) см-ийн | Төрөл үйл явц / |
|---|---|---|---|
| Ханын Scale үнэлгээ | Чанарын үнэлгээ | 5*250 | багц |
| туршилтын Scale тест хийх | Тоон үнэлгээ | 15*610 | багц |
| Арилжааны хуваарийн Хэрэгжүүлэх | Арилжааны үйлдвэрлэл | 107 *610 | Үргэлжилсэн |
STET үйл ажиллагааны зарчим
тусгаарлагч үйл ажиллагаа зарчим tribo-цахилгаан цэнэглэх дээр тулгуурладаг. tribo-статик бус тусгаарлагч сард (Зураг 2 болон 3), материал нарийн ялгаа руу хооллож байна 0.9 - 1.5 хоёр зэрэгцээ хавтгай электродын хооронд см-ийн. хэсгүүд triboelectrically interparticle холбоо өөр цэнэгтэй байна. эерэг цэнэгтэй эрдэс(ийн) болон сөрөг цэнэгтэй эрдэс(ийн) эсрэг электродуудын татагддаг. тусгаарлагч хэсгүүд нь тасралтгүй нээлттэй торон бүс хөдөлж өссөн арчигдаж ба эсрэг чиглэлд дамжигдана дотор. бус хуванцар материалаар хийгдсэн ба тусгаарлагч эсрэг төгсгөл рүү электрод бүрт зэргэлдээ хэсгүүдийг хөдөлгөдөг байна. ширхэгийн ширхэгийн мөргөлдөөний аас тусад нь хэсгүүд, байнгын triboelectric цэнэглэх эсрэг одоогийн урсгал нь нэг нэвтрүүлэх нэгжийн маш сайн цэвэр, сэргээн босгох нь олон үе шаттай тусдаа, үр дүнгийн талаар заасан. triboelectric бус тусгаарлагч технологи шил маягийн алюминосиликат / нүүрстөрөгчийн холимог зэрэг материал нь өргөн хүрээний салгаж хэрэглэж байна (дэгдэмхий үнс), кальцит / кварц, тальк / magnesite, болон барит / кварц.
Ерөнхий, тусгаарлагч загвар нь зөвхөн хөдөлгөөнт эд анги зэрэг бүс болон холбогдох бул нь харьцангуй энгийн байдаг. электрод суурин болон зохих бат бөх материал бүрдсэн байна. тусгаарлагч электрод урт нь ойролцоогоор 6 метр (20 фут.) , өргөн 1.25 метр (4 фут.) бүрэн хэмжээний арилжааны нэгжийн. өндөр бус хурд маш өндөр чадал боломжтой, Шалтгаална, хамаарна 40 бүрэн хэмжээний арилжааны нэгжийн цагт тонн. эрчим хүчний хэрэглээ бага байна 2 бүс жолооны хоёр мотор хэрэглэсэн эрчим хүчний ихэнх нь боловсруулсан материалын нэг тонн киловатт-цаг.
triboelectric бүс тусгаарлагч бүдүүвч
тусгаарлах бүсийн дэлгэрэнгүй
Хүснэгт харж болно 2, benchtop тусгаарлагч, туршилтын хэмжээний болон арилжааны хэмжээний тусгаарлагчийн гол ялгаа нь benchtop тусгаарлагч урт нь ойролцоогоор явдал юм 0.4 удаа туршилтын хэмжээний болон арилжааны хэмжээний нэгж урт нь. тусгаарлагч үр ашигтай байдлаар электрод урттай үйл ажиллагаа юм, вандан хэмжээний туршилтын нисгэгч хэмжээний туршилт нь сэлгээгээр ашиглаж болохгүй. Туршилтын хэмжээний туршилтын STET үйл явц хүрч чадна гэсэн тусгаарлах хэмжээг тодорхойлох шаардлагатай юм, болон STET үйл явц нь тухайн тэжээлийн ханшийн дагуу бүтээгдэхүүний зорилтыг хангаж чадах эсэхийг тодорхойлохын тулд. Харин оронд нь, benchtop тусгаарлагч нисгэгч хэмжээний түвшинд ямар ач холбогдолтой тусгаарлах харуулах боломжгүй юм нэр дэвшигч материал үгүйсгэх ашиглаж байна. вандан-хэмжээгээр олж авсан үр дүнг бус оновчтой байх болно, мөн ажиглагдсан салгах нь илүү арилжааны хэмжээний STET тусгаарлагч дээр ажиглагдаж болно бага байна.
туршилтын үйлдвэрт туршиж арилжааны хэмжээний байршуулах өмнө шаардлагатай, Гэсэн хэдий ч, вандан хэмжээний үеэр туршилт нь тухайн материалын хэрэгжилтийн явцын эхний үе шат болгон дэмжинэ. Цаашилбал, тохиолдолд тухайн материал боломж хязгаарлагдмал байна, benchtop тусгаарлагч боломжит амжилттай төслүүдийн илрүүлэх нь ашигтай хэрэгсэл өгдөг (жишээ нь, төсөл нь хэрэглэгчийн болон үйлдвэрлэлийн чанарын зорилт STET технологийг ашиглан хангаж болно).
Ханын хэмжээний тест
Стандарт боловсруулах туршилт Fe концентрацийг нэмэгдүүлэх, gangue ашигт агууламжийг бууруулах тодорхой зорилтыг эргэн тойронд хийж байна. Өөр өөр хувьсагчууд төмөр хөдөлгөөнийг нэмэгдүүлэх, янз бүрийн эрдэс хөдөлгөөний чиглэлийг тодорхойлохын тулд судалсан байна. benchtop туршилтын явцад ажиглагдсан хөдөлгөөний чиглэл туршилтын үйлдвэр, арилжааны хэмжээнд хөдөлгөөний чиглэлд харуулж байна.
шалгагдаж хувьсагч харьцангуй чийгшил оруулах (НҮЭМ-ийн), температур, электрод туйлшрал, бүс хурд болон хавсарга хүчдэлийн. Эдгээрийн, НҮЭМ-ийн ганцаараа температур салгах үр ялгаатай tribo цэнэглэх нь том нөлөө, улмаар байж болно. Иймээс, оновчтой НҮЭМ-ийн болон температурын нөхцөл үлдсэн хувьсагчийн үр нөлөөг судалж өмнө тодорхойлсон. Хоёр туйлшрал түвшин судалсан байна: би) дээд электрод туйлшрал эерэг, II) дээд электрод туйлшрал сөрөг. STET тусгаарлагч нь, Тухайн туйлшрал хэлцэлийн дагуу, оновчтой НҮЭМ-ийн болон температурын нөхцөлд, бүс хурд бүтээгдэхүүний анги, олон нийтийн сэргээх оновчтой болгох үндсэн хяналтын бариул байна. вандан тусгаарлагч дээр турших нь тухайн ашигт малтмалын дээж tribo-цахилгаан цэнэглэх тодорхой үйл ажиллагааны хувьсагчийн нөлөөний талаар амбаарт гэрэл тусалдаг, Тиймээс үр дүнг олж авсан, хандлага ашиглаж болно, тодорхой түвшинд, хувьсагчууд болон туршилтын тоог доош багасгах туршилтын үйлдвэр түвшинд хийж болно. Хүснэгт 3 тусгаарлах нөхцөл хүрээ шатны нэг хэсэг болгон ашиглаж жагсаасан 1 хаягдал болон itabirite дээж үнэлгээний үйл явц.
Хүснэгт 3 тусгаарлах нөхцөл хэмжээний жагсаалт
| Үзүүлэлт | нэгж | Утгуудын | |
|---|---|---|---|
| хаягдлын | Itabirite | ||
| топ электродын туйлшрал | - | Эерэг- сөрөг | Эерэг- сөрөг |
| электрод хүчдэл | -кВ-ын / + кВ-ын | 4-5 | 4-5 |
| харьцангуй Feed Чийгшил (НҮЭМ-ийн) | % | 1-30.7 | 2-39.6 |
| Feed Температур | ° F (° C) | 71-90 (21.7-32.2) | 70-87 (21.1-30.6) |
| бүс хурд | FPS (м / с) | 10-45 (3.0-13.7) | 10-45 (3.0-13.7) |
| электрод Gap | инч (мм-ийн) | 0.400 (10.2 мм-ийн) | 0.400 (10.2 мм-ийн) |
Туршилт зуурмагийн нөхцөлд benchtop тусгаарлагч дээр хийсэн, тэжээлийн дээж 1.5 фунт. туршилтын. ашиглах нь угаах урсгал 1 LB. материалын өмнөх нөхцөл байдал нь ямар ч байж болох хулээх нөлөө гэж үзэж байсан гэдгийг баталгаажуулахын тулд туршилт хооронд танилцуулсан байна. туршилт эхэлсэн өмнө материал жигдрүүлсэн байсан, ажиллуулах болон угаах материал аль аль нь агуулсан дээж уут бэлтгэсэн байна. Туршилт бүрийн температур, харьцангуй чийгшил эхэнд (НҮЭМ-ийн) нь Vaisala HM41 гар зохион чийгшил, температур зонд ашиглан хэмжсэн байна. Бүх туршилт даяар температур, чийглэг хүрээ байсан 70-90 ° F (21.1-32.2 (° C) болон 1-39.6%, тус тус. бага НҮЭМ-ийн болон / эсвэл илүү өндөр температур шалгахын тулд, тэжээл, угаах дээж дээр хатаах шүүгээнд хадгалагдаж байна 100 хооронд удаа C ° 30-60 минут. Эсрэгээрээ, Дээд НҮЭМ-ийн утга материал усанд бага хэмжээний нэмж хүрсэн байна, гомогенжүүлэхэд дараа. НҮЭМ-ийн болон температурын тэжээлийн дээж тус бүр дээр хэмжиж дараа, Дараагийн алхам нь электрод туйлтай тогтоосон байсан, бүс хурд болон хүчдэлийн хүссэн түвшинд. Gap утга нь тогтмол хадгалагдаж байсан 0.4 инч (10.2 мм-ийн) хаягдал болон itabirite дээжийг турших кампанит үед.
Туршилт бүрийн өмнө, ойролцоогоор 20g агуулсан жижиг тэжээлийн дэд дээж цуглуулсан байна ("Тэжээх" гэж тодорхойлсон). Бүх үйл ажиллагаа нь хувьсагчуудыг тохируулж дараа, материал benchtop тусгаарлагч төв замаар цахилгаан доргиурт салаа ашиглан benchtop тусгаарлагч болгон хооллож байна. Дээжийг туршилтын бүрийн эцэст, бүтээгдэхүүний эцсийн жингийн цуглуулсан байна 1 ("E1 'гэж тодорхойлсон) болон бүтээгдэхүүний эцсийн 2 ("E2 'гэж тодорхойлсон) хууль ёсны төлөө худалдааны тоолох хэмжээний ашиглан тодорхойлно байна. Туршилт бүрийн дараа, ойролцоогоор агуулсан жижиг дэд дээж 20 Д1 болон E2 г мөн цуглуулсан. Д1 болон E2 тулд Масс ургац тодорхойлсон байна:
хаанаТэгээдE1 болон ТэгээдE2 Д1 болон E2 нь масс гарц байдаг, тус тус; болон тусгаарлагч бүтээгдэхүүн Д1 болон E2 цуглуулсан дээжийн жин байдаг, тус тус. аль аль нь дээж нь, Fe агууламж бүтээгдэхүүний E2 нэмэгдсэн байна.
дэд дээж багц тус бүрийн хувьд (жишээ нь, Feed, E1 ба E2) XRF өөр Урилгын, гол ислүүд бүтэц тодорхойлсон. Fe2 The3 агуулга үнэт зүйлсийг тодорхойлж байна. хаягдал нь дээж Урилгын шууд goethite руу исэлдүүлэн болно дэх үйл ажиллагааны гидроксил бүлэг болгон дээжин дэх goethite агуулгын холбоотой болно H2 Theг [10]. эсрэгээр, нь itabirite дээж Урилгын шууд холбоотой болно дээжин дэх карбонат нь агуулсан, кальци, магнийн карбонат суллах үр дүнд тэдний үндсэн исэл нь задарч болно гэж CO2г болон дэд дараалсан дээж алдагдал жин. XRF бөмбөлгүүдийг хольж бэлтгэсэн байна 0.6 бүхий ашигт малтмалын дээж грамм 5.4 литийн тетраборат грамм, улмаас хаягдал болон itabirite дээж аль алинд нь химийн найрлага нь сонгогдсон нь. XRF шинжилгээ Урилгын нь хэвийн байна.
Эцэст нь, Fe сэргээх EFe бүтээгдэхүүн (E2) болон SiO2 татгалзсан Qболон тооцсон. EFe Fe хувь анхны тэжээлийн дээж тэр нь баяжмал дахь сэргэж байгаа бөгөөд QSiO2 Анхны тэжээлийн дээж хасагдсан хувь байна. EFe болон Qболон тодорхойлсон байна:
хаана Cби,(тэжээл,E1, E2) дэд дээжийн Би бүрэлдэхүүн хэсэг нь хэвийн агууламж хувь байна (жишээ нь., Fe, SiO2)
дээж эрдэс
хаягдал болон itabirite дээж гол нь ашигт малтмалын үе шат байгаа XRD хэв маяг р зурагт харуулав 4. хаягдлын гол Fe нөхөгдөх үе шат goethite байна дээж, гематит болон магнетит, , гол gangue эрдэс кварц байна (Зураг 4). itabirite дээж гол Fe нөхөгдөх үе шат гематит болон магнетит бөгөөд гол gangue ашигт малтмал кварц ба доломит байна. Магнетит аль аль нь дээжинд ул мөр агууламж гарч. Цэвэр гематит, goethite, болон магнетит агуулсан 69.94%, 62.85%, 72.36% Fe, тус тус.
D хэв маяг. A - Хаягдлын дээж, B - Itabirite дээж
Ханын хэмжээний туршилт
туршилтын ажиллуулахын цуврал Fe ихэсгэх болон багасгах зорилгоор ашигт малтмалын дээж тус бүр дээр хийсэн байна SiO2 агуулга. Д1 нь баяжуулах зүйл зүйлийн төвлөрөл байхад E2 эерэг цэнэглэгч зан сөрөг цэнэглэгч зан шинж тэмдэг байх болно. Дээд бүс хурд хаягдлын дээж боловсруулах таатай байна; Гэсэн хэдий ч, Зөвхөн энэ хувьсагчийн нөлөө itabirite дээж бага ач холбогдолтой болох нь тогтоогдсон байна.
хаягдал болон itabirite дээжийн дундаж үр дүн р зурагт үзүүлэв 5, аль нь тооцсон 6 болон 4 туршилт, тус тус. Зураг 5 тэжээл болон бүтээгдэхүүнүүд Д1 болон E2 массын дундаж ургац, химийн танилцуулна. Нэмж хэлэхэд, талбай тус бүрийн агууламж сайжруулах, эсвэл буурсан танилцуулна (E2- Feed) дээж бүрэлдэхүүн хэсэг тус бүрээр Жишээ нь:, Fe, SiO2 Эерэг утга E2 нь төвлөрөл нэмэгдэх холбоотой байна, сөрөг утга E2 тулд концентраци буурах холбоотой байхад.
Fig.5. Дундаж жин ургац, малын тэжээлд зориулан химийн, E1 ба E2 бүтээгдэхүүн. Алдаа баар төлөөлөх 95% итгэх завсар.
Хаягдлын дээж нь Fe агуулга болж нэмэгдсэн байна 29.89% нь 53.75%, дунджаар, масс гарц дээр ТэгээдE2 - эсвэл дэлхийн олон нийтийн сэргээх – нь 23.30%. Энэ нь Fe сэргээх харгалзана ( болон цахиурын татгалзсан (QE2 ) утгууд 44.17% болон 95.44%, тус тус. Урилгын агуулга болж нэмэгдсэн байна 3.66% нь 5.62% ямар Fe агуулга нэмэгдсэн goethite агуулга нэмэгдэх холбоотой гэдгийг харуулж байна (Зураг 5).
itabirite дээж нь Fe агуулга болж нэмэгдсэн байна 47.68% нь 57.62%, дунджаар, масс гарц дээр ТэгээдE2 -нь 65.0%. Энэ нь Fe сэргээх харгалзана EFe( болон цахиурын татгалзсан (QSiO2) утгууд 82.95% болон 86.53%, тус тус. Урилгын, MgO болон CaO агуулга болж нэмэгдсэн байна 4.06% нь 5.72%, 1.46 нь 1.87% ба нь 2.21 нь 3.16%, тус тус, ямар доломит Fe агуулсан эрдэс адил чиглэлд хөдөлж байгааг харуулж байна (Зураг 5).
аль аль нь дээж нь,AL2 The3 , MnO болон P Fe агуулсан эрдэс адил чиглэлд цэнэглэж байх ёстой юм шиг санагддаг (Зураг 5). Энэ нь эдгээр гурван зүйл агууламжийг бууруулах хүссэн боловч, хосолсон агууламж SiO2, AL2 , The3 , ТэгээдE2 MnO болон P аль аль нь дээж нь буурч байна, Тиймээс benchtop тусгаарлагч ашиглан хүрсэн нийт нөлөө бүтээгдэхүүн Fe ангид нь сайжруулах болон бохирдол агууламж нь буурсан байна.
Ерөнхий, benchtop туршилтын үр дүнтэй цэнэглэх, төмөр болон цахиурын хэсгүүд тусгаарлах нотлох баримтыг харуулсан. амлаж лабораторийн хэмжээний үр дүн нь эхний болон хоёр дахь дамжуулалт зэрэг туршилтын хэмжээний туршилт хийх хэрэгтэй гэж зөвлөж байна.
хэлэлцүүлэг
Туршилтын өгөгдлийг нэгэн зэрэг бууруулж, харин STET тусгаарлагч Fe агуулга нь чухал нэмэгдсэн үр дүнд харуулж байна SiO2 агуулга.
triboelectrostatic салгах Fe агуулга нь чухал ач холбогдолтой нэмэгдсэн хүргэж болно гэдгийг харуулсан дараа, үр дүнгийн ач холбогдол дээр хэлэлцүүлэг, Хамгийн их хүрч Fe агуулга болон технологийн тэжээлийн шаардлага хэрэгтэй байна.
Эхлэх, Энэ нь аль аль нь дээж ашигт малтмалын зүйлийн илэрхий цэнэглэгч зан хэлэлцэх нь чухал юм. Хаягдлын дээж нь гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь кварц Д1 төвлөрсөн байхад Fe исэл E2 төвлөрсөн гэдгийг харуулсан Fe исэл ба кварц болон туршилтын үр дүн байсан. хялбаршуулсан аргаар, Энэ нь Fe исэл хэсгүүд эерэг цэнэг олж авсан, тэр нь кварц хэсгүүд нь сөрөг цэнэг олж авсан гэж хэлж болно. Фергюсон үзүүлсэн Энэ зан аль аль нь ашигт малтмалын triboelectrostatic шинж чанартай нийцэж байна (2010) [12]. Хүснэгт 4 индуктив тусгаарлах дээр үндэслэн сонгож авсан эрдэс илэрхий triboelectric цуврал харуулж байна, бөгөөд энэ нь кварц цэнэглэгч цуврал goethite байхад доод хэсэгт оршдог гэдгийг харуулж байна, магнетит болон гематит цуврал хүртэл өндөр байрлаж байна. цуврал дээд хэсэгт Ашигт малтмалын эерэг үнэ хандлагатай болно, доод хэсэгт ашигт малтмал нь сөрөг цэнэг авах хандлагатай байдаг байхдаа.
Нөгөө талаар, itabirite дээж гол бүрэлдэхүүн хэсэг гематит байсан, кварц, доломит, туршилт үр дүн кварц Д1 төвлөрсөн байхад Fe исэл ба доломит E2 төвлөрсөн гэж заасан. Энэ нь кварц хэсгүүд нь сөрөг цэнэг авсан байхад гематит хэсгүүд ба доломит эерэг цэнэг авсан гэдгийг харуулж. Хүснэгт харж болно 4, карбонат tribo-цахилгаан цувралын дээд хэсэгт байрладаг, карбонат хэсгүүд эерэг цэнэг авах хандлагатай байдаг гэдгийг харуулж байна, болон улмаас E2 төвлөрсөн байх ёстой. доломит ба гематит аль аль нь ижил чиглэлд төвлөрч байна, кварц ба доломит өмнө гематит хэсгүүдийн ерөнхий үр нөлөө нь эерэг цэнэг авах байсан гэдгийг харуулж байна.
дээж тус бүрийн эрдсийн зүйлийн хөдөлгөөний чиглэл нь тэргүүн зэргийн сонирхол татаж байна, Энэ tribo-статик бус тусгаарлагч технологийг ашиглан нэг нэвтрүүлэх замаар олж авч болох хамгийн их хүрч Fe анги тодорхойлох болно гэж.
хаягдал болон itabirite дээжний хувьд хамгийн их хүрч Fe агуулга нь гурван хүчин зүйлээс хамаардаг болно: би) Fe агуулсан эрдэс Fe хэмжээ; II) хамгийн бага кварц (SiO2 ) хүрч болно агуулга,; III) Fe агуулсан эрдэс адил чигт хөдөлж бохирдуулагч тоо. хаягдлын хувьд ижил чиглэлд хөдөлж гол бохирдуулагч дээж Fe агуулсан ашигт малтмал байна Аль2 The3 MnO агуулсан ашигт малтмал, itabirite дээж гол бохирдуулагчид байхад CaO MgO Аль2 The3 агуулсан ашигт малтмал.
| Ашигт малтмалын нэр | хураамж авсан (илэрхий) |
|---|---|
| апатит | +++++++ |
| карбонат | ++++ |
| монацит | ++++ |
| Titanomagnetite | . |
| Ilmenite | . |
| рутил | . |
| Leucoxene | . |
| Магнетит / гематит | . |
| Spinels | . |
| Анар | . |
| Ставролит | - |
| өөрчилсөн ilmenite | - |
| Goethite | - |
| циркон | -- |
| эпидотжсон | -- |
| трэмолайт | -- |
| Hydrous силикатууд | -- |
| алюминосиликат | -- |
| Турмалин | -- |
| актинолит | -- |
| пироксен | --- |
| Titanite | ---- |
| хээрийн жонш | ---- |
| Кварц | ------- |
Хүснэгт 4. индуктив тусгаарлах дээр үндэслэн сонгож авсан эрдэс илэрхий triboelectric цуврал. D.N Фергюсон нь өөрчилсөн (2010) [12].
Хаягдлын дээж нь, Fe агуулга хэмжсэн байна 29.89%. XRD мэдээлэл давамгайлсан үе шат goethite гэдгийг харуулж байна, гематит, дараа нь, Тиймээс хамгийн их хүрч Fe агуулга нь цэвэр тусгаарлах хооронд байх боломжтой байсан бол 62.85% болон 69.94% (нь цэвэр goethite болон гематит нь Fe агуулга байна, тус тус). Одоо, Цэвэр тусгаарлах аль биш юм Аль2, The3 MnO болон P агуулсан эрдэс Fe агуулсан эрдэс адил чиглэлд шилжиж байна, Тиймээс Fe агуулга ямар ч өсөлт нь мөн эдгээр бохирдуулагч нь нэмэгдэж хүргэнэ. Дараа нь, Fe агуулгыг нэмэгдүүлэх, E2 нь кварц хэмжээ энэ хөдөлгөөнийг нөхөх цэгт ихээхэн буурсан байх хэрэгтэй болно , MnO болон P бүтээгдэхүүн (E2). Хүснэгт-д үзүүлсний дагуу 4, кварц нь сөрөг цэнэг олж авах хүчтэй хандлагатай байна, Тиймээс илэрхий сөрөг цэнэглэгч зан үйл бүхий бусад ашигт малтмалын байхгүй үед энэ нь нэлээд бүтээгдэхүүний өөрийн агуулгыг бууруулах боломжтой байх болно (E2) triboelectrostatic бус тусгаарлагч технологийг ашиглан анхны нэвтрүүлэх замаар.
Жишээ нь:, Бид хаягдал дээжин дэх бүх Fe агуулга goethite холбоотой гэж үздэг бол (FeO(OH)), Зөвхөн gangue исэл байгаа SiO2, Аль2The3 болон MnO, Дараа нь бүтээгдэхүүний Fe агуулга өгсөн болно:
Fe(%)=(100-SiO2 – (Аль2 The3 + MnO*0.6285
хаана, 0.6285 Цэвэр goethite нь Fe хувь байна. Eq.4 FE болгон төвлөрүүлэх явагддаг өрсөлдөж механизмыг харуулж байна AL2The3 + MnO хугацаа нэмэгдүүлдэг SiO2 буурч.
itabirite дээж нь Fe агуулга хэмжсэн байна 47.68%. зонхилох үе шат гематит, цэвэр салгах ойр байх боломжтой байсан бол тэгээд хамгийн их хүрч Fe агуулга байгааг XRD мэдээлэл харуулж байна 69.94% (нь цэвэр гематит нь Fe агуулга). Энэ хаягдал нь хэлэлцсэн байдлаар нь цэвэр тусгаарлах Цао аль болох байх болно дээж, MgO, Аль2 The3 агуулсан ашигт малтмал гематит ижил чиглэлд хөдөлж байна, Тиймээс Fe агуулгыг нэмэгдүүлэх SiO2 агуулга нь буурсан байх ёстой. гематит энэ дээжин дэх Fe агуулга бүхэлдээ холбоотой байгаа гэж үзвэл (Fe2The3) болон gangue эрдэс багтсан цорын ганц исэл байгаа SiO2, CaO, MgO, Аль2The3 болон MnO; Дараа нь бүтээгдэхүүн Fe агуулга өгсөн болно:
Fe(%)=(100-SiO2-CaO + MgO +Аль2The3+MnO+ХУУЛЬ*0.6994
хаана, 0.6994 Цэвэр гематит-д Fe хувь байна. Энэ нь Eq.5 санамж бичигт орсон гэдгийг анзаарсан байх ёстой, Eq.4 тийм биш, харин. itabirite дээж нь, хаягдлын дээжийн хувьд Fe агуулсан ашигт малтмал холбоотой байхад Урилгын карбонат дэргэд холбоотой байна.
Мэдээж, хаягдал болон itabirite дээж аль алиных нь хувьд энэ нь ихээхэн агуулгыг бууруулах замаар Fe агуулгыг нэмэгдүүлэх боломжтой юм SiO2; Гэсэн хэдий ч, Eq.4 болон Eq.5-д үзүүлсэн шиг, Хамгийн их хүрч Fe агуулга хөдөлгөөний чиглэл, gangue ашигт малтмалын холбоотой исэл агууламж өөр хязгаарлагдмал байх болно.
зарчмын хувьд, аль аль нь дээжинд Fe агууламж цаашид STET тусгаарлагч дээр хоёр дахь нэвтрүүлэх замаар нэмэгдэж болох нь CaO,MgO Аль2 The3 болон MnOагуулсан эрдэс Fe агуулсан эрдэс салж болно. дээжин дэх кварц хамгийн эхний гарц үед устгагдсан бол ийм салгах боломжтой байх болно. кварц байхгүй, goethite эсрэг чиглэлд үлдсэн gangue ашигт малтмалын онол эрхэлсэн байх ёстой зарим нэг, гематит болон магнетит, нэмэгдсэн Fe агуулга хүргэнэ нь. Жишээ нь:, itabirite дээж болон triboelectrostatic цуврал доломит ба гематит байршил суурилсан (Хүснэгт үзнэ үү 4), доломит гематит холбоотой эерэг цэнэглэж хүчтэй хандлагатай байна гэж доломит / гематит салгах боломжтой байх ёстой.
технологи хэрэгтэй хамгийн их хүрч Fe агуулгыг дээр тэжээлийн шаардлагын тухай хэлэлцүүлгийг хэлэлцэж дараа. STET tribo-цахилгаан бус тусгаарлагч хуурай, сайхан хөгийг нь газар байх ёстой тэжээлийн материалыг шаарддаг. Маш чийг бага хэмжээний ялгаатай tribo цэнэглэх нь том нөлөө үзүүлж, улмаар тэжээлийн чийг болж буурсан байх ёстой болно <0.5 %. Нэмж хэлэхэд, the feed material should be ground sufficiently fine to liberate gangue materials and should be at least 100% passing mesh 30 (600 нэг). 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, Нөгөө талаар, 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.
вандан хэмжээний үр дүн нь энд үзүүлсэн triboelectrostatic бүс тусгаарлах ашиглан цэнэглэж, кварц нь Fe агуулсан ашигт малтмалын тусгаарлах хүчтэй нотолгоо харуулж байна.
Хаягдлын дээж нь Fe агуулга болж нэмэгдсэн байна 29.89% нь 53.75%, дунджаар, нь масс гарц дээр 23.30%, нь Fe сэргээх, цахиурын татгалзсан үнэт зүйлсийг харгалзана 44.17% болон 95.44%, тус тус. itabirite дээж нь Fe агуулга болж нэмэгдсэн байна 47.68 % нь 57.62%, дунджаар, нь масс гарц дээр 65.0%, нь Fe сэргээх, цахиурын татгалзсан үнэт зүйлсийг харгалзана 82.95% болон 86.53%, тус тус. Эдгээр үр дүн нь STET арилжааны тусгаарлагч бага, бага үр ашигтай тусгаарлагч дээр дууссан.
Туршилтын үр дүнг аль аль нь хаягдал болон itabirite дээж хамгийн их хүрч Fe агуулга нь хамгийн бага хүрч кварц агуулга хамаарах болно гэдгийг харуулж байна. Нэмж хэлэхэд, Дээд Fe агуулга хүрэх STET бус тусгаарлагч дээр хоёр дахь нэвтрүүлэх замаар боломжтой байж болох юм.
Энэ судалгааны үр дүн нь тэр бага агуулгатай төмрийн хүдрийн торгууль STET tribo-статик бус тусгаарлагч аргаар шинэчилж болно харуулсан. Туршилтын үйлдвэр масштабтай Цаашид ажил төмрийн баяжмал зэрэг болон сэргээн босгох хүрч болно тодорхойлохын тулд санал болгож байна. туршлага дээр үндэслэн, бүтээгдэхүүн сэргээх болон / эсвэл зэрэг ихээхэн туршилтын хэмжээний боловсруулалт дээр сайжруулах болно, Эдгээр төмрийн хүдрийн сорилт бэрхшээл тулгарсан үед ашиглах вандан хэмжээний туршилтын төхөөрөмжтэй харьцуулахад. STET tribo-цахилгаан тусгаарлах үйл явц нь төмрийн хүдрийн торгуулийн ердийн боловсруулах арга зүй дээр ихээхэн давуу тал санал болгож болно.
