Përzgjidh gjuhën:
Lucas Rojas Mendoza, ST Pajisje & Teknologji, SHBA
lrojasmendoza@steqtech.com
Frank Hrach, ST Pajisje & Teknologji, SHBA
Kyle Flynn, ST Pajisje & Teknologji, SHBA
Abhishek Gupta, ST Pajisje & Teknologji, SHBA
ST Pajisje & Teknologji LLC (STET) ka zhvilluar një sistem të përpunimit roman të bazuar në ndarjen rrip TRIBO-elektrostatike që ofron industria e përpunimit mineral një mjet për të beneficiate materiale gjobë me një teknologji të energjisë-efikas dhe plotësisht të thatë. Në ndryshim nga proceset e tjera të ndarjes elektrostatike që zakonisht kufizohen në grimca >75mM në madhësi, ndarës rrip STET triboelectric është e përshtatshme për ndarjen e shumë të mirë (<1mM) të moderuar të trashë (500mM) particles, me xhiros shumë të lartë. Teknologjia tribo-elektrostatike STET është përdorur për të përpunuar dhe ndarë komercialisht një gamë të gjerë mineralesh industriale dhe pluhura të tjera të thata kokrrizore.. këtu, Rezultatet në shkallë stoli janë paraqitur mbi përfitimin e gjobave të mineralit të Fe me cilësi të ulët duke përdorur procesin e ndarjes së rripit STET. Testimi në shkallë stoli tregoi aftësinë e teknologjisë STET për të rikuperuar njëkohësisht Fe dhe për të refuzuar SiO2 nga xeherori itabirite me një D50 prej 60µm dhe mbetjet e mineralit të Fe shumë të imta me një D50 prej 20µm. Teknologjia STET paraqitet si një alternativë për të përfituar gjobat e mineralit të Fe që nuk mund të trajtoheshin me sukses nëpërmjet qarqeve tradicionale të fletëve rrjedhëse për shkak të granulometrisë dhe mineralogjisë së tyre..
mineral hekuri është elementi i katërt më i zakonshëm në koren e Tokës [1]. Hekuri është thelbësor për prodhimin e çelikut dhe për këtë arsye është një material i rëndësishëm për zhvillimin ekonomik botëror [1-2]. Hekuri është gjithashtu e përdorur gjerësisht në ndërtimin dhe prodhimit të automjeteve [3]. Shumica e burimeve mineral hekuri janë të përbërë nga metamorphosed formacioneve banded hekuri (BIF) në të cilin hekuri gjendet zakonisht në formën e oksideve, hydroxides dhe në një masë më të vogël karbonate [4-5]. Një lloj i veçantë i formacioneve hekuri me përmbajtje të lartë karbonate janë itabirites dolomite të cilat janë produkt i dolomitization dhe metamorphism e depozitave BIF [6]. Depozitat më të mëdha të mineral hekuri në botë mund të gjenden në Australi, Kinë, Kanadë, Ukrainë, India dhe Brazili [5].
Përbërja kimike e mineraleve hekuri ka një gamë të dukshëm të gjerë në përbërjen kimike sidomos për përmbajtjen e Fe dhe minerale të lidhura gangue [1]. minerale të mëdha hekuri lidhur me shumicën e mineraleve hekuri janë kuqe e mbylltë, goethite, limonite dhe magnetit [1,5]. Ndotesve kryesore në mineraleve hekuri janë SiO2 dhe Al2O3 [1,5,7]. Tipike silicë dhe duke mbajtur aluminit minerale të pranishme në mineraleve hekuri janë kuarc, kaolinite, gibbsite, diaspore dhe zmeril. Nga këto është vënë re shpesh se kuarci është mesatarja mineral duke silicë dhe kaolinite dhe gibbsite janë aluminit duke minerale dy-kryesore [7].
Iron ore nxjerrjes kryhet kryesisht nëpërmjet operacioneve minerare të hapur gropë, duke rezultuar ne gjenerimin e konsiderueshme mbetje [2]. Sistemi hekuri mineral prodhimi zakonisht përfshin tri faza: minierash, përpunimit dhe pelletizing aktivitete. Nga këto, përpunimit siguron që një klasën adekuate hekuri dhe kimisë është arritur para në fazën pelletizing. Përpunimi përfshin dërrmuese, klasifikim, mulliri dhe përqendrimi duke synuar rritjen e përmbajtjes hekuri duke reduktuar sasinë e mineraleve gangue [1-2]. Çdo depozitë mineral ka karakteristikat e veta unike në lidhje me hekur dhe gangue duke minerale, dhe për këtë arsye kërkon një teknikë të ndryshme të përqendrimit [7].
ndarja magnetike është përdorur zakonisht në Beneficiation e mineraleve të larta të hekurit klasës ku minerale dominuese hekuri janë hekur dhe paramagnetik [1,5]. Lagësht dhe të thatë të ulët intensitet ndarja magnetike (lims) teknika janë përdorur për të procesit ores me vetive të forta magnetike si magnetit ndërsa i lagësht intensitet të lartë ndarje magnetike është përdorur për të ndarë mineralet Fe-duke mbajtur me vetive të dobët magnetike si hematit nga mineralet gangue. ores hekuri goethite dhe limonite tilla gjenden zakonisht në mbetje dhe nuk e ndarë shumë mirë nga të dyja teknikë [1,5]. Metodat magnetike paraqesin sfida në aspektin e kapaciteteve të tyre të ulëta dhe në drejtim të kërkesës për xeheror hekuri të jenë të ndjeshëm ndaj fushave magnetike [5].
notim, ne anen tjeter, është përdorur për të reduktuar përmbajtjen e papastërtive në mineraleve të ulët të keq hekuri [1-2,5]. ores hekur mund të koncentruar ose nga fryrja direkte anionic të oksideve të hekurit ose të kundërt notim kationik e silices, megjithatë kundërt notim cationic mbetet rruga më e popullarizuar notim të përdorura në industrinë e hekurit [5,7]. Përdorimi i flotacion saj të kufizuar nga kostoja e reagents, prania e silices dhe aluminit pasur me slimes dhe prania mineralesh karbonatike [7-8]. për më tepër, notim kërkon ujë trajtimin e mbeturinave dhe përdorimin e dewatering rrymës për aplikimet përfundimtare të thata [1].
Përdorimi i flotacion për përqendrimin e hekurit gjithashtu përfshin desliming si lundrues në praninë e gjobave rezultateve në efikasitetin ulur dhe kostot e larta reagent [5,7]. Desliming është veçanërisht e rëndësishme për heqjen e aluminit si ndarjen e gibbsite nga kuqe e mbylltë ose goetit nga çdo agjentët sipërfaqe-aktive është mjaft e vështirë [7]. Shumica mineralesh aluminit duke mbajtur ndodh në varg madhësisë finer (<20një) duke e lejuar për heqjen e tij përmes desliming. i përgjithshëm, një përqendrim të lartë të gjobave (<20një) dhe aluminit rrit nevojitet dozë kationik kolektor dhe ul selektivitetin ndjeshëm [5,7].
për më tepër, prania e mineraleve karbonatike – si në itabiritet dolomitike- gjithashtu mund të përkeqësojë selektivitetin e flotacionit midis mineraleve të hekurit dhe kuarcit pasi xehet e hekurit që përmbajnë karbonate si dolomiti nuk notojnë shumë në mënyrë selektive. Llojet e karbonateve të tretura thithen në sipërfaqet e kuarcit duke dëmtuar selektivitetin e flotacionit [8]. Flotacioni mund të jetë mjaft efektiv në përmirësimin e xeheve të hekurit me cilësi të ulët, por varet fort nga mineralogjia e xehes [1-3,5]. Flotacioni i xeheve të hekurit që përmbajnë përmbajtje të lartë të aluminit do të jetë i mundur nëpërmjet çrrënjosjes në kurriz të rikuperimit të përgjithshëm të hekurit [7], ndërsa flotimi i xeheve të hekurit që përmbajnë minerale karbonate do të jetë sfidues dhe ndoshta jo i realizueshëm [8].
Qarqet moderne të përpunimit të mineraleve që përmbajnë Fe mund të përfshijnë hapat e flotacionit dhe të përqendrimit magnetik [1,5]. për shembull, Përqendrimi magnetik mund të përdoret në rrjedhën e imët nga faza e çrrënjosjes para flotacionit dhe në hedhjet e flotacionit. Përfshirja e përqendruesve magnetikë me intensitet të ulët dhe të lartë lejon një rritje të rikuperimit të përgjithshëm të hekurit në qarkun e përpunimit duke rikuperuar një pjesë të mineraleve hekuri ferro dhe paramagnetike si magnetiti dhe hematiti. [1]. Gëtiti është zakonisht përbërësi kryesor i shumë rrjedhave që refuzojnë bimët e hekurit për shkak të vetive të dobëta magnetike [9]. Në mungesë të përpunimit të mëtejshëm në rrjedhën e poshtme për rrjedhat e hedhura nga përqendrimi magnetik dhe notimi, gjobat e hedhura do të përfundojnë në një digë mbeturinash [2]. Hedhja dhe përpunimi i mbetjeve janë bërë vendimtare për ruajtjen e mjedisit dhe rikuperimin e sendeve me vlerë të hekurit, përkatësisht, dhe për këtë arsye përpunimi i mbetjeve të mineralit të hekurit në industrinë minerare është rritur në rëndësi [10].
qarte, përpunimi i mbetjeve nga qarqet tradicionale të përftimit të hekurit dhe përpunimi i itabiritit dolomitik është sfidues nëpërmjet fletëve tradicionale të rrjedhës së përqendrimit të çlimimit-flotacionit-magnetik për shkak të mineralogjisë dhe granulometrisë së tyre, dhe për këtë arsye teknologjitë alternative të përftimit si ndarja tribo-elektrostatike e cila është më pak kufizuese për sa i përket mineralogjisë së xehes dhe që lejon përpunimin e gjobave mund të jenë me interes.
Ndarja Tribo-elektrostatike përdor dallime elektrike ngarkuar në mes të materialeve të prodhuara nga kontakti sipërfaqe apo akuzuar triboelectric. Në mënyra të thjeshta, kur dy materiale janë në kontakt, materiali me një afinitet më të lartë për elektronin fiton elektrone, kështu që ngarkohet negativisht, ndërsa material me afinitet të ulët elektron akuza pozitive. Në parim, gjobat e mineralit të hekurit me cilësi të ulët dhe itabiritët dolomitikë që nuk janë të përpunueshëm me anë të flotacionit konvencional dhe/ose ndarjes magnetike mund të përmirësohen duke shfrytëzuar vetinë e karikimit diferencial të mineraleve të tyre [11].
Këtu ne paraqesim ndarjen e rripit tribo-elektrostatik STET si një rrugë e mundshme përftimi për të përqendruar mbetjet e mineralit të hekurit ultrafine dhe për të përfituar mineralin itabirit dolomitik. Procesi STET i siguron industrisë së përpunimit të mineraleve një aftësi unike pa ujë për të përpunuar ushqimin e thatë. Procesi miqësor ndaj mjedisit mund të eliminojë nevojën për përpunim të lagësht, trajtimi i ujërave të zeza në rrjedhën e poshtme dhe tharja e kërkuar e materialit përfundimtar. veç, Procesi STET kërkon pak para-trajtimin e minerale dhe funksionon me kapacitet të lartë - deri në 40 ton në orë. Konsumi i energjisë është më pak se 2 kilovat-orë për ton të materialit të përpunuar.
Materiale
Dy të ulët të keq ores gjobë hekurit janë përdorur në këtë seri të testeve. ore i parë përbëhej nga një ultrafine Fe mbetje mineral mostër me një D50 të 20 mM dhe mostra dytë e një mostre itabirite mineral hekuri me një D50 i 60 mM. Të dyja mostrat paraqesë sfida gjatë Beneficiation e tyre dhe nuk mund të përpunohet në mënyrë efikase nëpërmjet qarqeve tradicionale të përqendrimit desliming-notim-magnetike për shkak të granulometri dhe mineralogji tyre. Të dyja mostrat janë marrë nga operacionet minerare në Brazil.
Mostra e parë është marrë nga një qark ekzistues përqendrimit desliming-notim-magnetike. Mostra është mbledhur nga një dige mbetjeve, pastaj të thata, homogjenizuar dhe të paketuara. Mostra e dytë është nga një formacion itabirite hekuri në Brazil. Mostra është grimcuar dhe të renditura sipas madhësisë dhe fraksionin gjobë marrë nga fazën e klasifikimit më vonë iu nënshtrua disa faza të desliming deri në një D98 të 150 Pm u arrit. Mostra është tharë pastaj, homogjenizuar dhe të paketuara.
Shpërndarjet madhësisë së grimcave (PSD) janë përcaktuar duke përdorur një lazer difraksioni madhësisë së grimcave analizuesin, Mastersizer një MALVERN-së 3000 E. Të dyja mostrat u karakterizuan edhe nga humbja e-on-ndezjen(LIGJI), XRF dhe XRD. Humbja në ndezjen (LIGJI) u përcaktua duke vendosur 4 gram mostrës në një 1000 ºC furra për 60 minuta dhe raportimi LOI mbi një bazë si të pranuara. Analiza përbërja kimike është kryer duke përdorur një gjatësi vale shpërndarjes së X-ray ndriçim fluoreshent (WD-XRF) instrument dhe kristaltë kryesore fazat u hetuar nga teknikë XRD.
Perberja kimike dhe LOI për mostrën mbetje (mbetje), dhe për mostrën formimit itabirite hekurit (Itabirite), është paraqitur në Tabelën 1 dhe madhësi grimce shpërndarje për të dyja mostra janë paraqitur në Fig 1. Për mbetje të mostrës FE fazat kryesore rikuperueshme janë goethite dhe të kuqe e mbylltë, dhe minerale kryesore gangue është kuarc (Fik 4). Për kampionin itabirite FE fazat kryesore rikuperueshme janë kuqe e mbylltë, dhe mineralet kryesore gangue janë kuarc dhe dolomite (Fik 4).
tabelë 1. Rezultati i analizave kimike për elementet kryesore në mbetje dhe mostra Itabirite.
| mostër | Gradë (wt%) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| fe | SiO2 | Al2O3 | MNO | MgO | CaO | Gradë | Gradë | |
| mbetje | 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 |
Shpërndarjet Particle Size
metodat
Një seri e eksperimenteve ishin dizajnuar për të hetuar efektin e parametrave të ndryshme mbi lëvizjen e hekurt në të dy mostrat e hekurit duke përdorur STET pronarit TRIBO-elektrostatike teknologji rrip ndarës. Eksperimentet janë kryer duke përdorur një bench-shkallë TRIBO-elektrostatike rrip ndarës, këtej e tutje referuar si "ndarës benchtop '. testimi bench-shkallë është faza e parë e procesit të zbatimit të teknologjisë trefazor (Shih Tabelën 2) përfshirë vlerësimin bench-shkallë, Testimi pilot-shkallë dhe zbatimi komerciale në shkallë të. Ndarës benchtop është përdorur për shfaqjen për dëshmi të TRIBO-elektrostatike akuzuar dhe për të përcaktuar nëse një material është një kandidat i mirë për Beneficiation elektrostatike. Dallimet kryesore në mes të çdo pjesë të pajisjeve janë paraqitur në Tabelën 2. Ndërsa pajisjet e përdorura brenda çdo faze ndryshon në madhësi, parimi operacioni është krejtësisht e njëjtë.
tabelë 2. Procesi i zbatimit trefazor përdorur STET TRIBO-elektrostatike teknologji rrip ndarës
| fazë | Përdoren për: | elektrodë Gradë (Gradë) cm | Gradë Gradë |
|---|---|---|---|
| Shkalla e stolit Vlerësimi | Kualitative Vlerësimi | 5*250 | grumbull |
| Pilot Scale Duke testuar | Sasiore Vlerësimi | 15*610 | grumbull |
| komercial Shkalla Gradë | komercial Prodhimi | 107 *610 | i vazhdueshëm |
STET Operacioni Parimi
Parimi Operacioni i ndarës mbështetet në TRIBO-elektrostatike akuzuar. Në TRIBO-elektrostatike rrip ndarës (shifrat 2 dhe 3), Materiali është ushqyer në boshllëk të ngushtë 0.9 - 1.5 cm midis dy elektrodave paralele planare. Grimcat ngarkohen triboelectrically nga kontakti interparticle. Minerali ngarkuar pozitivisht(s) dhe minerale ngarkuar negativisht(s) janë tërhequr për elektroda të kundërta. Brenda grimcat ndarës janë përfshinë nga një lëvizje rrip të vazhdueshëm të hapur-rrjetë dhe përcolli në drejtime të kundërta. Rripin është bërë prej materiali plastik dhe lëviz grimcat ngjitur për seciles elektrode drejt skajet e kundërta të ndarës. Counter rrjedha aktuale e grimcave ndarë dhe të vazhdueshëm triboelectric akuzuar nga goditjet grimcë-grimcë parashikon një ndarje shumëshkallëshe dhe rezultatet në pastërti të shkëlqyer dhe shërim në një njësi të vetme-pass. triboelectric teknologji Rrip ndarës ka qenë përdorur për të ndarë një gamë të gjerë të materialeve, duke përfshirë përzierjet e aluminosilicates qelqtë / karbonit (hiri), calcite / kuarc, talk / magnezit, dhe barite / kuarc.
i përgjithshëm, dizajni ndarës është relativisht e thjeshtë me rollers rrip dhe shoqëruese si pjesë të vetëm në lëvizje. Elektroda janë të palëvizshme dhe të përbërë nga një material në mënyrë të përshtatshme të qëndrueshme. Gjatësia ndarës elektrodave është përafërsisht 6 metra (20 ft.) dhe gjerësia 1.25 metra (4 ft.) për madhësinë e plotë njësitë tregtare. Shpejtësia e lartë rrip mundëson xhiros shumë të larta, deri ne 40 ton në orë për madhësi të plotë njësitë tregtare. Konsumi i energjisë është më pak se 2 kilovat-orë për ton të materialit të përpunuar me pjesën më të madhe të energjisë së konsumuar nga dy motorët ngarje rripin.
Skematike e ndarës triboelectric rrip
Detail e zonës ndarje
Siç mund të shihet në tabelën 2, Dallimi kryesor në mes të ndarës benchtop dhe pilot-projekt dhe ndarësit komerciale-shkallë është se gjatësia e ndarës benchtop është përafërsisht 0.4 herë gjatësia e pilot-projekt dhe komerciale në shkallë të njësive. Si efikasitetit ndarës është një funksion i gjatësisë elektrodës, testimi bench-shkallë nuk mund të përdoret si një zëvendësim për testim pilot-projekt. Testimi pilot-shkallë është e nevojshme për të përcaktuar shkallën e ndarjes se procesi STET mund të arrijë, dhe për të përcaktuar nëse procesi STET mund të përmbushin objektivat e produktit nën normat e dhëna ushqimit. Në vend të kësaj, ndarës benchtop është përdorur për të sunduar nga materialet e kandidatëve që kanë gjasa për të demonstruar ndonjë ndarje të rëndësishme në nivel të pilot-projekt. Rezultatet e fituara në stol-shkallë do të jetë jo-optimizuar, dhe ndarja vërejtur është më pak se që do të vërehet në një ndarës komerciale madhësi STET.
Testimi në fabrikë pilot është e nevojshme para se të vendosjes në shkallë komerciale, megjithatë, Testimi në bench-shkallë të inkurajohet si faza e parë e procesit të zbatimit për çdo material të dhënë. gjithashtu, në rastet në të cilat disponueshmëria material është i kufizuar, benchtop ndarës ofron një mjet i dobishëm për shfaqjen e projekteve të mundshme të suksesshme (d.m.th., Projektet në të cilin konsumatorëve dhe industrisë objektiva të cilësisë mund të plotësohen duke përdorur teknologji STET).
testimi bench-shkallë
gjykimet Standard procesit janë kryer rreth qëllimit specifik për të rritur përqendrimin Fe dhe për të reduktuar përqendrimin e mineraleve gangue. variablave të ndryshme u hulumtuar për të maksimizuar lëvizjen hekur dhe për të përcaktuar drejtimin e lëvizjes së mineraleve të ndryshme. Drejtimi i lëvizjes vërejtur gjatë testimit benchtop është tregues i drejtimit të lëvizjes në fabrikë pilot dhe shkallë tregtare.
Variablat hetuara përfshira lagështia relative (RH), temperaturë, elektroda polarizimit, shpejtësia rrip dhe tensionit Aplikuar. Nga këto, RH dhe vetëm temperatura mund të ketë një efekt të madh në diferenciale TRIBO-akuzuar dhe për këtë arsye në rezultatet ndarjes. Prandaj, optimale RH dhe temperatura kushtet ishin të vendosur para hetuar efektin e variablave të mbetura. Dy nivelet e polarizimit u eksploruan: unë) Top electrode polarizimit pozitive dhe ii) elektrodave lartë polarizimit negative. Për ndarës STET, nën një regjim të caktuar polarizimit dhe nën optimale RH dhe temperaturës kushte, shpejtësia rrip është trajtuar kryesor i kontrollit për optimizmin klasën e produktit dhe shërim në masë. Testimi në ndarës stol ndihmon hidhnin dritë mbi efektin e variablave të caktuara operative në TRIBO-elektrostatike akuzuar për një mostër mineral të caktuar, dhe për këtë arsye marrë rezultate dhe tendencat mund të përdoren, në shkallë të caktuar, të kufizoni numrin e variablave dhe eksperimenteve që do të kryhet në shkallë fabrikë pilot. tabelë 3 Liston varg i kushteve të ndarjes përdoret si pjesë e fazës së 1 Procesi i vlerësimit për mbetje dhe mostrat itabirite.
tabelë 3 liston gamën e kushteve të ndarjes
| Gradë | Gradë | Gradë | |
|---|---|---|---|
| mbetje | Itabirite | ||
| Gradë Gradë | - | Gradë- Gradë | Gradë- Gradë |
| Gradë | -Gradë | 4-5 | 4-5 |
| Gradë Gradë (RH) | % | 1-30.7 | 2-39.6 |
| Gradë | ° F (° C) | 71-90 (21.7-32.2) | 70-87 (21.1-30.6) |
| Gradë | Gradë (Znj) | 10-45 (3.0-13.7) | 10-45 (3.0-13.7) |
| Gradë | Gradë (mm) | 0.400 (10.2 mm) | 0.400 (10.2 mm) |
Testet janë kryer në ndarës benchtop nën kushte të grumbull, me ushqim mostrat e 1.5 lbs. provë. Një drejtuar turret përdorur 1 lb. e materialit u prezantua në mes të testeve për të siguruar se çdo efekti i mundshëm carryover nga gjendja e mëparshme nuk u konsiderua. Para se testimi ka filluar material ishte i homogjenizuar dhe çanta mostër përmbajnë dy të drejtuar dhe materiale skuqur janë përgatitur. Në fillim të çdo eksperiment temperaturës dhe lagështisë relative (RH) është matur duke përdorur një dorë-mbajtur VAISALA HM41 lagështia dhe temperatura hetim. Gama e temperaturës dhe RH në të gjitha eksperimentet ishte 70-90 ° F (21.1-32.2 (° C) dhe 1-39.6%, përkatësisht. Për të provuar një RH të ulët dhe / ose temperaturë të lartë, ushqim dhe turret mostra janë mbajtur në një furrë tharje në 100 ° C për herë midis 30-60 minuta. në të kundërt, vlerat më të larta RH janë arritur duke shtuar sasi të vogla të ujërave të materialit, pasuar nga homogjenizimit. Pas RH dhe temperatura është matur në çdo mostër ushqim, Hapi tjetër ishte për të vendosur elektrodë polarizimit, shpejtësia rrip dhe tensionit në nivelin e dëshiruar. Vlerat Gap janë mbajtur konstant në 0.4 inç (10.2 mm) gjatë fushatave testimit për mbetje dhe mostrat itabirite.
Para çdo provë, një ushqim të vogël nën-mostra përmban rreth 20g u mbledhur (caktuar si "Feed"). Me vendosjen e të gjitha variablave operacion, materiali u ushqyer në ndarës benchtop duke përdorur një furnizues elektrik dridhës përmes qendrës së ndarës benchtop. Mostrat janë mbledhur në fund të çdo eksperiment dhe peshat e përfundimit të produktit 1 (përcaktuar si '' E1) dhe në fund të produktit 2 (përcaktuar si '' E2) janë përcaktuar duke përdorur një-juridike për-tregtisë në shkallë të numërimit. Pas çdo test, të vogla nën-mostra përmbajnë përafërsisht 20 g E1 dhe E2 janë mbledhur gjithashtu. Rendimentet masë për E1 dhe E2 janë përshkruar nga:
kudheE1 dhe dheE2 janë rendimentet masive në E1 dhe E2, përkatësisht; dhe janë peshat e mostrës mbledhura me produktet ndarës E1 dhe E2, përkatësisht. Për të dy mostrat, përqendrimi fe është rritur në E2 produktit.
Për çdo grup të nën-mostrave (d.m.th., ushqim, E1 dhe E2) LOI dhe oksidet kryesore perberje sipas XRF u përcaktua. fe2 O3 përmbajtja janë përcaktuar nga vlerat. Për mbetje LOI mostër do të lidhen drejtpërdrejt me përmbajtjen e goetit në mostër, si grupet funksionale hidroksil në goetit do të ndryshket në H2 OG [10]. në kundërshtim, për LOI itabirite mostër do të lidhen direkt me përmbajë i karbonateve në mostër, si kalciumit dhe magnezit karbonate do dekompozimi në oksidet e tyre kryesore që rezultojnë në çlirimin e CO2G dhe nën mostra vijues humbje peshe. rruaza XRF janë përgatitur nga përzierja 0.6 gram mostër mineral me 5.4 gram litium tetraborate, cila është përzgjedhur për shkak të përbërjes kimike të dy mbetje dhe mostra itabirite. Analiza XRF u normalizuar për LOI.
më në fund, shërim fe Efe të produktit (E2) dhe Sio2 refuzim Qdhe janë llogaritur. Efe është përqindja e Fe rikthehet në koncentratit me atë të kampionit fillestar ushqim dhe QSiO2 është përqindja e larguar nga mostra fillestare ushqim. Efe dhe Qdhe janë përshkruar nga:
ku Cunë,(ushqim,E1, E2) është përqindja përqendrim normalizuar për komponent i mostrën e (psh., fe, Sio2)
mostrat Mineralogjia
Modeli XRD treguar faza të mëdha minerale për mbetje dhe mostrat itabirite janë paraqitur në Fig 4. Për mbetje të mostrës FE fazat kryesore rikuperueshme janë goethite, kuqe e mbylltë dhe magnetit, dhe minerale kryesore gangue është kuarc (Fik 4). Për kampionin itabirite FE fazat kryesore rikuperueshme janë kuqe e mbylltë dhe magnetit dhe mineralet kryesore gangue janë kuarc dhe dolomite. Magnetit shfaqet në përqëndrime gjurmë në të dy mostrat. kuqe e mbylltë pastër, goethite, dhe magnetit përmbajnë 69.94%, 62.85%, 72.36% fe, përkatësisht.
D modelet. A - mbetje mostër, B - mostër Itabirite
Bench-shkallë eksperimente
Një seri e shkon testit janë kryer në çdo mostër mineral synon maksimizimin Fe dhe në rënie Sio2 përmbajtje. Speciet përqëndruar të E1 do të jetë tregues i një sjellje negative të akuzuar, ndërsa përqendrimit specieve në E2 për një sjellje pozitive akuzuar. shpejtësi të lartë rrip ishin të favorshme për përpunimin e mostrës mbeturina; megjithatë, efekti i vetëm kësaj variable është gjetur të jetë më pak i rëndësishëm për kampionin itabirite.
Rezultatet mesatare për mbetje dhe mostrat itabirite janë paraqitur në Fig 5, të cilat janë llogaritur nga 6 dhe 4 eksperimente, përkatësisht. Fik 5 paraqet rendiment mesatar masiv dhe kimi per ushqim dhe produkte E1 dhe E2. veç, çdo komplot paraqet përmirësimin apo rënie në përqendrim (E2- ushqim) për secilin komponent mostrës p.sh., fe, Sio2 Vlerat pozitive janë të lidhur në një rritje të përqendrimit të E2, ndërsa vlera negative janë të lidhur në një rënie në përqendrim në E2.
Fig.5. Rendimentet mesatare në masë dhe kimi për Feed, E1 dhe E2 produktet. bare Gabim përfaqësojnë 95% intervalet e besimit.
Për kampionin e mbetjeve përmbajtje Fe është rritur nga 29.89% te 53.75%, mesatarisht, në një masë rendimentit dheE2 - ose shërim në masë globale – të 23.30%. Kjo korrespondon me rimëkëmbjen Fe ( dhe refuzim silikat (QE2 ) vlerat e 44.17% dhe 95.44%, përkatësisht. Përmbajtja LOI u rrit nga 3.66% te 5.62% gjë që tregon se rritja në përmbajtjen e Fe është e lidhur me një rritje në përmbajtjen e goethite (Fik 5).
Për kampionin itabirite përmbajtje Fe është rritur nga 47.68% te 57.62%, mesatarisht, në një masë rendimentit dheE2 -të 65.0%. Kjo korrespondon me rimëkëmbjen Fe Efe( dhe refuzim silikat (QSiO2) vlerat e 82.95% dhe 86.53%, përkatësisht. LOI, MgO dhe CAO përmbajtja u rrit nga 4.06% te 5.72%, 1.46 te 1.87% dhe nga 2.21 te 3.16%, përkatësisht, i cili tregon që dolomite lëviz në të njëjtin drejtim me minerale Fe-duke (Fik 5).
Për të dy mostrat,AL2 O3 , MNO dhe P duket të jetë i akuzuar në të njëjtin drejtim si mineraleve Fe-duke (Fik 5). Ndërsa ajo është e dëshiruar për të ulur përqendrimin e këtyre tre llojeve, perqendrimi i kombinuar i Sio2, AL2 , O3 , dheE2 MNO dhe P është në rënie për të dy mostrat, dhe për këtë arsye efekti total arrihet duke përdorur ndarës benchtop është një përmirësim në produkt Fe klasën e dhe një rënie në përqendrim ndotesve.
i përgjithshëm, Testimi benchtop treguar prova të akuzuar efektiv dhe ndarjen e hekurit dhe silicë grimcave. premtuar rezultate të shkallës laboratorike sugjerojnë se testet shkallë piloti përfshirë pasimet e parë dhe të dytë duhet të kryhet.
diskutim
Të dhënat eksperimentale sugjeron se ndarës STET rezultuar në një rritje të rëndësishme në përmbajtjen e Fe, ndërsa në të njëjtën kohë reduktimin Sio2 përmbajtje.
Duke treguar se ndarja triboelectrostatic mund të rezultojë në një rritje të konsiderueshme në përmbajtjen e Fe, një diskutim mbi rëndësinë e rezultateve, në përmbajtjen e maksimale të arritshme Fe dhe në kërkesat ushqimit të teknologjisë është i nevojshëm.
Të fillosh, është e rëndësishme për të diskutuar sjelljen e dukshme akuzuar e specieve minerale në të dy mostrat. Sepse mbetje të mostrës komponentët kryesore ishin oksidet Fe dhe kuarc dhe rezultatet eksperimentale ka treguar se oksidet Fe përqendruar në E2, ndërsa kuarc koncentruar në E1. Në mënyra të thjeshta, mund të thuhet se grimcat e oksidit Fe fituar një pagesë pozitive dhe se grimcat kuarc fituar një ngarkesë negative. Kjo sjellje është në përputhje me natyrën triboelectrostatic të dy mineraleve siç tregohet nga Ferguson (2010) [12]. tabelë 4 tregon serinë e dukshme triboelectric për mineraleve të zgjedhura në bazë të ndarjes induktiv, dhe kjo tregon se kuarci është i vendosur në fund të seri akuzuar ndërsa goethite, magnetit dhe kuqe e mbylltë janë të vendosura më të larta deri në seri. Mineralet në krye të serisë do të priren për të ngarkuar pozitiv, ndërsa minerale në fund do të priren për të marrë një ngarkesë negative.
Ne anen tjeter, për mostrën itabirite komponentët kryesore ishin kuqe e mbylltë, kuarc dhe dolomite dhe rezultatet eksperimentale tregoi se oksidet Fe dhe dolomite përqendruar në E2, ndërsa kuarc koncentruar në E1. Kjo tregon se grimcat hematit dhe dolomite fituar një pagesë pozitive, ndërsa grimcat kuarc fituar një ngarkesë negative. Siç mund të shihet në tabelën 4, karbonate janë të vendosura në krye të serisë TRIBO-elektrostatike, gjë që tregon se grimcat karbonat kanë tendencë për të marrë një pagesë pozitive, dhe si pasojë të përqendruar në E2. Të dy dolomite dhe kuqe e mbylltë janë përqendruar në të njëjtin drejtim, duke treguar se efekti i përgjithshëm për grimcave kuqe e mbylltë në prani të kuarcit dhe dolomite ishte për të marrë një pagesë pozitive.
Drejtimi i lëvizjes së llojit mineralogjik në secilën mostër është me interes të madhe, si ajo do të përcaktojë maksimale të arritshme klasën Fe që mund të merret me anë të një kalim të vetëm duke përdorur TRIBO-elektrostatike teknologji rrip ndarës.
Për mbetje dhe mostrat itabirite përmbajtjen maksimale të arritshme Fe do të përcaktohet nga tre faktorë: unë) Sasia e Fe në minerale Fe-duke; ii) Kuarc minimale (Sio2 ) Përmbajtja që mund të arrihet dhe; iii) Numri i ndotësve lëvizur në të njëjtin drejtim si mineralesh Fe-duke. Për mbetje të mostrës ndotesve kryesore lëvizin në të njëjtin drejtim të Fe-duke mineralet janë Al2 O3 MNO mbanin minerale, ndërsa për mostrën itabirite e ndotesve kryesore janë CaO MgO Al2 O3 mbanin minerale.
| Gradë | Gradë (Gradë) |
|---|---|
| Gradë | +++++++ |
| Gradë | ++++ |
| Gradë | ++++ |
| Gradë | . |
| Gradë | . |
| Gradë | . |
| Gradë | . |
| Gradë | . |
| Gradë | . |
| Gradë | . |
| Gradë | - |
| Gradë | - |
| Gradë | - |
| Gradë | -- |
| Gradë | -- |
| Gradë | -- |
| Gradë | -- |
| Gradë | -- |
| Gradë | -- |
| Gradë | -- |
| Gradë | --- |
| Gradë | ---- |
| feldspat | ---- |
| kuarc | ------- |
tabelë 4. seri dukshme triboelectric për mineraleve të zgjedhura në bazë të ndarjes induktiv. Modifikuar nga D.N Ferguson (2010) [12].
Për kampionin e mbetjeve, përmbajtja e Fe është matur në 29.89%. të dhënat e XRD tregon se faza mbizotërues është goethite, pasuar nga kuqe e mbylltë, dhe për këtë arsye përmbajtja maksimale e arritshme Fe nëse një ndarje të pastër ishte e mundur do të jetë në mes 62.85% dhe 69.94% (të cilat janë përmbajtjet Fe e goetit pastër dhe të kuqe e mbylltë, përkatësisht). tani, një ndarje të pastër nuk është e mundur si Al2, O3 MNO dhe P-duke mineralet janë lëvizur në të njëjtin drejtim me minerale Fe-mbajnë, dhe për këtë arsye çdo rritje në përmbajtjen e Fe do të rezultojë në një rritje të këtyre ndotësve. atëherë, për të rritur përmbajtjen e Fe, shuma e kuarcit në E2 do të duhet të jetë rënë dukshëm në pikën ajo kompenson lëvizjen e , MNO dhe P tek produkti (E2). Siç tregohet në Tabelën 4, kuarc ka një tendencë të fortë për të marrë një ngarkesë negative, dhe për këtë arsye në mungesë të mineraleve të tjera që kanë një sjellje të dukshme negative akuzuar do të jetë e mundur për të konsiderueshme të ulur përmbajtjen e saj të produktit (E2) me anë të një pasimi të parë duke përdorur teknologjinë triboelectrostatic ndarës rrip.
për shembull, në qoftë se ne supozojmë se të gjithë përmbajtjen e Fe në mostrën e mbetjeve është i lidhur me goethite (Feo(OH)), dhe që vetëm oksidet e gangue janë Sio2, Al2O3 dhe MNO, pastaj përmbajtja EF të produktit do të jepet nga:
fe(%)=(100-Sio2 – (Al2 O3 + MNO*0.6285
ku, 0.6285 është përqindja e Fe në goetit kulluar. Eq.4 përshkruan mekanizmin konkurruese që zhvillohet për t'u përqëndruar Fe si AL2O3 + MNO rrit kohë Sio2 zvogëlohet.
Për kampionin itabirite përmbajtja e Fe është matur në 47.68%. të dhënat e XRD tregon se faza mbizotërues është kuqe e mbylltë dhe për këtë arsye përmbajtja maksimale të arritshme Fe nëse një ndarje të pastër ishte e mundur do të jetë afër 69.94% (cila është përmbajtja Fe i hematit kulluar). Siç u diskutua për mbetje të mostrës një ndarje të pastër nuk do të jetë e mundur si CaO, MgO, Al2 O3 duke mbajtur mineralet janë duke lëvizur në të njëjtin drejtim si kuqe e mbylltë, dhe për këtë arsye për të rritur përmbajtjen e Fe Sio2 Përmbajtja duhet të reduktohet. Duke supozuar se tërësia e përmbajtjes Fe në këtë mostër është i lidhur për të kuqe e mbylltë (fe2O3) dhe se vetëm oksideve të përfshira në minerale gangue janë Sio2, CaO, MgO, Al2O3 dhe MNO; pastaj përmbajtja e Fe në produkt do të jepet nga:
fe(%)=(100-Sio2-CaO MgO + +Al2O3+MNO+LIGJI*0.6994
ku, 0.6994 është përqindja e Fe në hematit kulluar. Duhet të vërehet se Eq.5 përfshin LOI, ndërsa Eq.4 nuk ka. Për kampionin itabirite, LOI është e lidhur me praninë e karbonateve, ndërsa për kampionin e mbetjeve është e lidhur për të Fe-duke minerale.
dukshëm, për të dy mbetje dhe mostra itabirite është e mundur që të rritet ndjeshëm përmbajtjen e Fe duke ulur përmbajtjen e Sio2; megjithatë, siç tregohet në Eq.4 dhe Eq.5, Përmbajtja maksimale e arritshme Fe do të jetë i kufizuar nga drejtimi i lëvizjes dhe përqëndrimit të oksideve të lidhur me minerale gangue.
Në parim, përqendrimi i Fe në të dy mostrat mund të rritet edhe më tej me anë të një kalim të dytë në ndarës STET në të cilën CaO,MgO Al2 O3 dhe MNOmbanin minerale mund të ndahet nga Fe-duke minerale. ndarje e tillë do të jetë e mundur në qoftë se shumica e kuarcit në mostër u hoq gjatë një pasimi të parë. Në mungesë të kuarcit, disa nga mineralet mbetura gangue duhet në krye teori në drejtim të kundërt të goetit, kuqe e mbylltë dhe magnetit, e cila do të rezultojë në rritjen e përmbajtjes së Fe. për shembull, për mostrën itabirite dhe bazuar në vendndodhjen e dolomite dhe kuqe e mbylltë në serinë triboelectrostatic (Shih Tabelën 4), Ndarja dolomite / kuqe e mbylltë duhet të jetë e mundur si dolomite ka një tendencë të fortë për të ngarkuar pozitiv në lidhje me kuqe e mbylltë.
Duke diskutuar mbi përmbajtjen e maksimale të arritshme Fe një diskutim mbi kërkesat Feed për teknologji është e nevojshme. STET tribo-elektrostatike rrip separator kërkon materialin ushqyer të jetë tokë e thatë dhe të imët. Shumë sasi të vogla të lagështisë mund të ketë një efekt të madh në diferenciale TRIBO-akuzuar dhe për këtë arsye lagështi ushqim duhet të zvogëlohet për <0.5 wt.%. veç, materiali i ushqimit duhet të jetë i bluar mjaftueshëm i imët për të çliruar materialet e gangut dhe duhet të jetë së paku 100% rrjetë që kalon 30 (600 një). Të paktën për mostrën e mbetjeve, materiali do të duhet të deterizohet i ndjekur nga një fazë e tharjes termike, ndërsa për mostrën itabirite bluarja e shoqëruar me, ose ndiqni, Tharja termike do të ishte e nevojshme përpara përftimit me ndarësin STET.
Mostra e mbetjeve u mor nga një qark ekzistues i përqendrimit të çrrënjosjes-flotacionit-magnetik dhe u mblodh direkt nga një digë mbetjesh. Lagështitë tipike të pastës nga mbeturinat duhet të jenë përreth 20-30% dhe për këtë arsye mbetjet do të duhet të thahen me anë të ndarjes lëng-ngurtë (dewatering) pasuar nga tharja termike dhe deagglomerimi. Përdorimi i heqjes së ujit mekanik para tharjes inkurajohet pasi metodat mekanike kanë konsum relativisht të ulët të energjisë për njësi të lëngut të hequr në krahasim me metodat termike.. Rreth 9.05 Btu kërkohen për kilogram ujë të eliminuar me anë të filtrimit gjatë tharjes termike, ne anen tjeter, kërkon përreth 1800 Btu për kilogram ujë të avulluar [13]. Kostot e lidhura me përpunimin e mbetjeve të hekurit do të varen përfundimisht nga lagështia minimale e arritshme gjatë dekullimit dhe nga kostot energjetike që lidhen me tharjen..
Mostra e itabiritit është marrë direkt nga një formacion hekuri itabirit dhe për këtë arsye për të përpunuar këtë kampion materiali do të duhej t'i nënshtrohej shtypjes dhe bluarjes pasuar nga tharja termike dhe deagglomerimi. Një opsion i mundshëm është përdorimi i mullinjve me rul me ajër të nxehtë, në të cilat bluarja dhe tharja e dyfishtë mund të arriheshin në një hap të vetëm. Kostot e lidhura me përpunimin e xehes itabirite do të varen nga lagështia e ushqimit, granulometria e ushqimit dhe mbi kostot energjetike që lidhen me bluarjen dhe tharjen.
Për të dy mostrat, deagglomerimi është i nevojshëm pasi materiali të jetë tharë për të siguruar që grimcat të çlirohen nga njëra-tjetra.. Deagglomerimi mund të kryhet në lidhje me fazën e tharjes termike, duke lejuar transferimin efikas të nxehtësisë dhe kursimin e energjisë.
Rezultatet bench-shkallë e paraqitura këtu tregon prova të forta të akuzuar dhe të ndarjes së mineraleve Fe-duke mbajtur nga kuarc përdorur ndarjen triboelectrostatic rrip.
Për kampionin e mbetjeve përmbajtje Fe është rritur nga 29.89% te 53.75%, mesatarisht, në një masë të rendimentit 23.30%, e cila korrespondon me vlerat e rikuperimit dhe refuzimit silikat Fe e 44.17% dhe 95.44%, përkatësisht. Për kampionin itabirite përmbajtje Fe është rritur nga 47.68 % te 57.62%, mesatarisht, në një masë të rendimentit 65.0%, e cila korrespondon me vlerat e rikuperimit dhe refuzimit silikat Fe e 82.95% dhe 86.53%, përkatësisht. Këto rezultate janë kryer në një ndarës që është më i vogël dhe më pak efikas se ndarës STET komerciale.
Gjetjet eksperimentale tregojnë se për të dy mbetje dhe mostra itabirite përmbajtjen maksimale të arritshme Fe do të varet në përmbajtjen minimale arritshëm kuarc. veç, arritjen nota më të larta Fe mund të jetë e mundur me anë të një të kaluar të dytë në ndarës rrip STET.
Rezultatet e këtij studimi treguan se hekuri të gradës së ulët gjobat ore mund të përmirësohet me anë të STET tribo-elektrostatike ndarës rrip. Puna më tej në shkallë fabrikë pilot është e rekomanduar për të përcaktuar klasën koncentrohen hekuri dhe shërim që mund të arrihet. Bazuar në përvojën, rikuperimi produktit dhe / ose klasën do të përmirësojë ndjeshëm në përpunimin në shkallë pilote, në krahasim me pajisjen e testimit bench-shkallë të shfrytëzohen gjatë këtyre gjykimeve mineral hekuri. Procesi i ndarjes STET tribo-elektrostatike mund të ofrojnë përparësi të rëndësishme mbi metodat e përpunimit konvencionale për gjobat xeheror hekuri.
