Piliin ang Wika:
Lucas Rojas Mendoza, Kagamitang ST & Teknolohiya, Estados Unidos
lrojasmendoza@steqtech.com
Frank Hrach, Kagamitang ST & Teknolohiya, Estados Unidos
Kyle Flynn, Kagamitang ST & Teknolohiya, Estados Unidos
Abhishek Gupta, Kagamitang ST & Teknolohiya, Estados Unidos
Kagamitang ST & Technology LLC (STET) ay bumuo ng isang nobela processing system na batay sa tribo-electrostatic belt paghihiwalay na nagbibigay ng mineral processing industriya isang paraan upang beneficiate pinong mga materyales na may isang enerhiya-mabisa at ganap na dry teknolohiya. In contrast to other electrostatic separation processes that are typically limited to particles >75microns sa sukat, ang STET triboelectric belt separator ay angkop para sa paghihiwalay ng napaka-fine (<1microns) sa moderately magaspang (500microns) particle, na may napakataas na throughput. The STET tribo-electrostatic technology has been used to process and commercially separate a wide range of industrial minerals and other dry granular powders. dito, 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.
Iron ore ay ang ika-apat na pinaka-karaniwang mga elemento sa crust earth [1]. Iron ay mahalaga sa steel manufacturing at samakatuwid ay isang mahalagang materyal para sa pandaigdigang pang-ekonomiyang pag-unlad [1-2]. Iron ay din malawak na ginagamit sa konstruksiyon at ang pagmamanupaktura ng mga sasakyan [3]. Karamihan sa iron resources mineral ay binubuo ng metamorphosed lupi bakal formations (BIF) kung saan bakal ay natatagpuan sa anyo ng mga oxides, hydroxides at sa isang mas mababang lawak carbonates [4-5]. Ang isang partikular na uri ng bakal formations na may mas mataas karbonat nilalaman ay dolomitic itabirites na kung saan ay isang produkto ng dolomitization at metamorphism ng BIF deposito [6]. Ang pinakamalaking batong-bakal deposito sa mundo ay matatagpuan sa Australya, Tsina, Canada, Ukraina, Indya at Brazil [5].
Ang kemikal komposisyon ng bakal ores ay may isang maliwanag malawak na hanay sa kimiko komposisyon lalo na para Fe nilalaman at kaugnay gangue mineral [1]. Major iron mineral na nauugnay sa karamihan ng mga ores iron ay hematite, goethite, limonite at magnetit [1,5]. Ang pangunahing contaminants sa iron ores ay SiO2 at Al2O3 [1,5,7]. Ang tipikal na silica at alumina tindig mineral naroroon sa iron ores ay quartz, kaolinite, gibbsite, diaspore at corundum. Ng mga ito ay madalas na siniyasat na kuwarts ay ang ibig sabihin ng silica tindig mineral at kaolinite at gibbsite ay ang dalawang-pangunahing alumina tindig mineral [7].
Iron ore bunutan ay unang-una ginanap sa pamamagitan ng open pit mining operations, na nagreresulta sa makabuluhang tailings generation [2]. Ang batong-bakal produksyon na sistema ay karaniwang nagsasangkot ng tatlong yugto: pagmimina, processing at pelletizing gawain. sa mga ito, processing ay nagsisigurado na ang sapat na iron grade at kimika ay nakakamit bago ang pelletizing stage. Processing ay kabilang ang pagdurog, pag-uuri, paggiling at konsentrasyon aiming sa pagtaas ng nilalamang bakal habang binabawasan ang dami ng gangue mineral [1-2]. Ang bawat mineral na deposito ay may sarili nitong natatanging mga katangian na may paggalang sa iron at gangue tindig mineral, at samakatuwid ay nangangailangan ng isang iba't ibang mga pamamaraan na konsentrasyon [7].
Magnetic paghihiwalay ay karaniwang ginagamit sa beneficiation ng mataas na grado bakal ores kung saan ang mga nangingibabaw iron mineral ay ferro at paramagnetik [1,5]. Basa at tuyo low-intensity magnetic paghihiwalay (LIMS) pamamaraan ay ginagamit upang iproseso ores na may malakas na magnetic properties tulad ng magnetite habang basa high-intensity magnetic paghihiwalay ay ginagamit upang paghiwalayin ang mga Fe-tindig mineral na may mahinang magnetic properties tulad ng hematite mula sa gangue mineral. Iron ores tulad goethite at limonite ay karaniwang matatagpuan sa tailings at hindi paghiwalayin napakahusay pamamagitan ng alinman sa diskarteng [1,5]. Magnetic pamamaraan kasalukuyan hamon sa mga tuntunin ng kanilang mga mababang kakayahan at sa mga tuntunin ng mga kinakailangan para sa batong-bakal upang maging madaling kapitan sa mga magnetic field [5].
lutang, sa kabilang kamay, ay ginagamit upang mabawasan ang nilalaman ng impurities sa mababang-grade na bakal ores [1-2,5]. Iron ore ay maaaring puro alinman sa pamamagitan ng direktang anionic lutang ng bakal oxides o i-reverse cationic lutang ng silica, gayunpaman reverse cationic lutang ay nananatiling ang pinaka-popular na ruta lutang na ginagamit sa industriya ng bakal [5,7]. Ang paggamit ng lutang nito limitado sa pamamagitan ng halaga ng reagents, ang pagkakaroon ng silica at alumina mayaman slimes at ang pagkakaroon ng karbonat mineral [7-8]. higit sa rito, lutang nangangailangan ng waste water treatment at ang paggamit ng downstream dewatering para sa dry pangwakas na aplikasyon [1].
Ang paggamit ng lutang para sa konsentrasyon ng bakal din ay nagsasangkot desliming pati na lumulutang sa harapan ng multa resulta sa nabawasan ang kahusayan at mataas na reagent gastos [5,7]. Desliming ay partikular na kritikal para sa pag-aalis ng alumina bilang ang paghihiwalay ng gibbsite mula hematite o goethite sa pamamagitan ng anumang ibabaw-aktibo agent ay medyo mahirap [7]. Karamihan sa alumina tindig mineral ay nangyayari sa mga mas pinong size range (<20isa) na nagpapahintulot sa pag-alis nito sa pamamagitan ng desliming. pangkalahatang, isang mataas na konsentrasyon ng multa (<20isa) at pinapataas ng alumina ang kinakailangang dosis ng koleksyon ng cationic at binabawasan nang husto ang pagkakapili [5,7].
higit sa rito, 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]. Halimbawa, 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, buong galang, 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-electrostatic paghihiwalay gumagamit electrical charge pagkakaiba sa pagitan ng mga materyales na ginawa ng ibabaw ng contact o triboelectric charging. Sa simplistic paraan, kapag ang dalawang mga materyales ay sa contact, the material with a higher affinity for electron gains electrons thus charges negative, habang materyal na may mas mababang mga electron affinity naniningil ang positibong. ayon sa tuntunin, 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. At saka, Ang STET proseso ay nangangailangan ng maliit na pre-paggamot ng mineral at nagpapatakbo sa mataas na kapasidad - hanggang sa 40 tones per hour. Enerhiya consumption ay mas mababa sa 2 kilowat-oras bawat tonelada ng materyal na naproseso.
kagamitan
Dalawang pinong mababang-grade na bakal ores ay ginamit sa ganitong serye ng mga pagsubok. Ang unang mineral binubuo ng isang ultrafine Fe mineral tailings sample na may isang D50 ng 20 microns at ang pangalawang sample ng isang itabirite iron ore sample na may isang D50 ng 60 microns. Ang parehong mga halimbawa kasalukuyang mga hamon sa panahon ng kanilang beneficiation at hindi maaaring mahusay na-proseso sa pamamagitan ng tradisyunal na desliming-lutang-magnetic konsentrasyon circuits dahil sa kanilang granulometry at mineralohiya. Ang parehong mga halimbawa ay nakuha mula sa mga operasyon ng pagmimina sa Brazil.
Ang unang sample ay natamo mula sa isang umiiral desliming-lutang-magnetic concentration circuit. sample ay nakolekta mula sa isang tailings dam, pagkatapos ay tuyo, homogenized at naka-pack na. Ang pangalawang sample ay mula sa isang itabirite bakal pormasyon sa Brazil. sample ay durog at nakaayos ayon sa laki at ang mainam na bahagi na nakuha mula sa pag-uuri stage mamaya underwent ng ilang mga yugto ng desliming hanggang sa isang D98 ng 150 microns ay nakakamit. sample ay pagkatapos ay tuyo, homogenized at naka-pack na.
distribusyon maliit na butil laki (PSD) Determinado ang paggamit ng isang laser pagdidiprakt tinga laki analyzer, isang Malvern ni Mastersizer 3000 E. Ang parehong mga halimbawa ay din characterized sa pamamagitan ng timbang-sa-pag-aapoy(IKAW AT ANG BATAS), XRF at XRD. Ang pagkawala sa pag-aapoy (IKAW AT ANG BATAS) ay natutukoy sa pamamagitan ng paglalagay 4 gramo ng sample sa isang 1000 ºC hurno ay sa 60 minuto at pag-uulat sa LOI sa isang nagsitanggap na batayan. Ang kemikal komposisyon pagtatasa ay nakumpleto gamit ang isang haba ng daluyong nagpapakalat X-ray pag-ilaw (WD-XRF) instrumento at ang pangunahing mala-kristal na phase ay investigated by XRD diskarteng.
Ang kemikal komposisyon at LOI para sa tailings sample (tailings), at para sa mga itabirite bakal pormasyon sample (Itabirite), ay ipinapakita sa Table 1 at distribusyon maliit na butil laki para sa parehong mga halimbawa ay ipinapakita sa Fig 1. Para sa mga tailings makapag-sample ang pangunahing Fe maaaring makuha phase ay goethite at hematite, at ang pangunahing gangue mineral ay kuwarts (igos 4). Para sa itabirite sample ang pangunahing Fe maaaring makuha phase ay hematite, at ang pangunahing gangue mineral ay kuwarts at dolomite (igos 4).
mesa 1. Resulta ng chemical analysis para sa mga pangunahing elemento sa tailings at Itabirite samples.
| sample | baitang (wt%) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fe | SiO2 | Al2O3 | MnO | MgO | Cao | IKAW AT ANG BATAS ** | mga iba | |
| tailings | 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 |
Particle Size Pamamahagi
Paraan
Isang serye ng mga eksperimento ay idinisenyo upang siyasatin ang epekto ng iba't ibang mga parameter sa iron kilusan sa parehong mga sample ng bakal gamit STET pagmamay-tribo-electrostatic belt separator teknolohiya. Mga eksperimento ay isinasagawa gamit ang isang bench-scale tribo-electrostatic belt separator, mula ngayon ay tatawagin bilang 'benchtop separator'. Bench-scale na pagsubok ay ang unang yugto ng isang tatlong-phase proseso ng teknolohiya pagpapatupad (Tingnan ang Table 2) kabilang bench-scale pagsusuri, pilot-scale pagsubok at komersyal na-scale pagpapatupad. Ang benchtop separator ay ginagamit para sa pag-screen para sa katibayan ng tribo-electrostatic charge at upang matukoy kung ang isang materyal ay isang mahusay na kandidato para electrostatic beneficiation. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng bawat piraso ng kagamitan ay itinanghal sa Table 2. Habang ang mga kagamitan na ginagamit sa loob ng bawat yugto ay naiiba sa laki, ang operasyon prinsipyo ay panimula ang parehong.
mesa 2. Three-phase pagpapatupad proseso gamit STET tribo-electrostatic belt separator teknolohiya
| bahagi | Ginagamit para sa: | elektrod Mga dimensyon (W x L) cm | Uri ng proseso / |
|---|---|---|---|
| Timbangan pagsusuri | ng husay pagsusuri | 5*250 | pangkat |
| pilot Scale pagsubok | ng dami pagsusuri | 15*610 | pangkat |
| komersyal iskala pagsasagawa | komersyal produksyon | 107 *610 | Tuloy-tuloy |
STET Operasyon Prinsipyo
Ang operasyon prinsipyo ng ang separator ay nakasalalay sa tribo-electrostatic charge. Sa tribo-electrostatic belt separator (figure 2 at 3), materyal ay fed sa makipot na agwat sa 0.9 - 1.5 cm sa pagitan ng dalawang parallel planar electrodes. Ang mga particle ay triboelectrically sisingilin ng interparticle contact. Ang positibo sisingilin mineral(s) at ang negatibong sisingilin mineral(s) ay akit sa kabaligtaran electrodes. Sa loob ng separator particle ay swept up sa pamamagitan ng isang tuloy-tuloy na paglipat ng open-mesh belt at conveyed sa kabaligtaran direksyon. belt ay gawa sa plastic na materyal at gumagalaw ang mga particle sa tabi ng bawat elektrod papunta sa magkabilang dulo ng separator. Ang counter kasalukuyang daloy ng paghihiwalay ng mga particle at patuloy na triboelectric singilin ang sa pamamagitan ng maliit na butil-butil banggaan ay nagbibigay ng para sa isang multi-stage paghihiwalay at nagreresulta sa mahusay na kadalisayan at pagbawi sa isang single-pass unit. Ang triboelectric belt separator teknolohiya ay ginagamit upang paghiwalayin ang isang malawak na hanay ng mga materyales kasama ang mga mixtures ng glassy aluminosilicates / carbon (lumipad ash), calcite / kuwarts, talc / magnesite, at barite / kuwarts.
pangkalahatang, ang separator disenyo ay medyo simple na may belt at nauugnay na mga rollers bilang tanging gumagalaw na bahagi. Ang electrodes ay nakatigil at binubuo ng isang naaangkop na matibay na materyal. Ang separator elektrod haba ay humigit-kumulang na 6 metro (20 ft.) at ang lapad 1.25 metro (4 ft.) para sa buong laki ng komersyal na mga yunit. Ang mataas na bilis ng belt nagbibigay-daan sa mataas na throughputs, hanggang 40 tons kada oras para sa buong laki ng komersyal na mga yunit. Ang paggamit ng kuryente ay mas mababa sa 2 kilowat-oras bawat tonelada ng materyal na naproseso nang may karamihan ng kapangyarihan natupok sa pamamagitan ng dalawang motors nagtutulak ng belt.
Eskematiko ng triboelectric belt separator
Detalye ng paghihiwalay zone
Bilang ay makikita sa Table 2, ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng benchtop separator at pilot-scale at komersyal na-scale panghiwalay ay na ang haba ng benchtop separator ay humigit-kumulang 0.4 beses ang haba ng pilot-scale at komersyal na-scale mga yunit. Bilang ang separator kahusayan ay isang katangian ng ang elektrod haba, bench-scale na pagsubok ay hindi maaaring gamitin bilang isang kapalit para sa mga pilot-scale na pagsubok. Pilot-scale na pagsubok ay kinakailangan upang matukoy ang lawak ng paghihiwalay na ang STET proseso ay maaaring makamit, at upang matukoy kung STET proseso ay maaaring matugunan ang mga target ng produkto sa ilalim ng ibinigay na mga rate ng feed. sa halip, benchtop separator ay ginagamit upang mamuno out na kandidato materyales na ay malamang na hindi ipakita ang anumang makabuluhang paghihiwalay sa antas ng pilot-scale. Resulta na nakuha sa bench-scale ay di-optimize, at ang paghihiwalay sinusunod ay mas mababa kaysa na kung saan ay na-obserbahan sa isang commercial sized STET separator.
Pagsubok sa pilot plant ay kinakailangan bago ang commercial scale deployment, gayunman, testing sa bench-scale ay hinihikayat bilang ang unang yugto ng proseso ng pagpapatupad para sa anumang naibigay na materyal. at saka, sa mga kaso kung saan mga materyal availability ay limitado, benchtop separator ay nagbibigay ng isang kapaki-pakinabang na tool para sa screening ng mga potensyal na matagumpay na proyekto (hal, mga proyekto na kung saan ang customer at industriya ng kalidad target ay maaaring nakilala gamit STET technology).
Bench-scale na pagsubok
Karaniwang proseso pagsubok ginanap sa paligid ng mga tiyak na layunin upang madagdagan Fe konsentrasyon at upang mabawasan ang konsentrasyon ng gangue mineral. Iba't ibang mga variable ay ginalugad upang i-maximize iron kilusan at upang matukoy ang direksyon ng paggalaw ng iba't ibang mga mineral. Ang direksyon ng paggalaw sinusunod sa panahon benchtop testing ay nagpapahiwatig ng direksyon ng paggalaw sa pilot plant at komersyal scale.
Ang mga variable investigated kasama na kamag-anak halumigmig (RH), temperatura, elektrod polarity, belt bilis at inilapat boltahe. sa mga ito, RH at temperatura mag-isa ay maaaring magkaroon ng isang malaking epekto sa kaugalian tribo-charging at samakatuwid ay sa mga resulta ng paghihiwalay. kaya, pinakamainam na RH at temperatura kondisyon ay natutukoy sa harap sinisiyasat ang epekto ng ang mga natitirang mga variable. Dalawang mga antas polarity ay ginalugad: ako) top elektrod polarity positibo at ii) top elektrod polarity negatibong. Para sa mga STET separator, sa ilalim ng isang naibigay na polarity arrangement at sa ilalim ng pinakamainam na RH at temperatura kondisyon, belt bilis ay ang pangunahing control hawakan para sa pag-optimize ng produkto na grado at mass recovery. Testing sa bench separator ay tumutulong sa malaglag ilaw sa ang epekto ng mga tiyak na mga variable pagpapatakbo sa tribo-electrostatic charge para sa isang naibigay na mineral sample, at samakatuwid ay nakuha ng mga resulta at mga uso ay maaaring gamitin, sa ilang mga degree na, upang paliitin ang bilang ng mga variable at mga eksperimento na isasagawa sa scale pilot plant. mesa 3 naglilista ng mga hanay ng mga kondisyon paghihiwalay ginamit bilang bahagi ng phase 1 pagsusuri proseso para sa tailings at itabirite samples.
mesa 3 ay naglilista ng mga hanay ng mga kondisyon paghihiwalay
| parametro | Yunit | Saklaw ng mga Halaga ng | |
|---|---|---|---|
| tailings | Itabirite | ||
| Top elektrod polarity | - | positibo- negatibo | positibo- negatibo |
| elektrod Boltahe | -kV / + kV | 4-5 | 4-5 |
| feed Kamag-anak halumigmig (RH) | % | 1-30.7 | 2-39.6 |
| feed Temperature | ° F (° C) | 71-90 (21.7-32.2) | 70-87 (21.1-30.6) |
| Belt Speed | fps (MS) | 10-45 (3.0-13.7) | 10-45 (3.0-13.7) |
| elektrod Gap | taas (mm) | 0.400 (10.2 mm) | 0.400 (10.2 mm) |
Pagsusulit ay isinasagawa sa benchtop separator ilalim batch kondisyon, sa feed sample ng 1.5 lbs. pagsubok. Ang isang flush run gamit 1 lb. ng materyal ay ipinakilala sa pagitan ng mga pagsusuri upang matiyak na ang anumang mga posibleng carryover epekto mula sa nakaraang kondisyon ay hindi itinuturing. Bago ang pagsubok ay nagsimula na materyal ay homogenized at sample bag na naglalaman ng parehong run at flush materyal ay naghanda. Sa simula ng bawat eksperimento ang temperatura at kamag-anak halumigmig (RH) ay sinusukat gamit ang isang Vaisala HM41 hand-gaganapin Humidity at Temperature probe. Ang hanay ng mga temperatura at RH sa lahat ng mga eksperimento ay 70-90 ° F (21.1-32.2 (° C) at 1-39.6%, buong galang. Upang subukan ang isang mas mababang RH at / o mas mataas na temperatura, feed at flush halimbawa ay iningatan sa isang drying oven sa 100 ° C para sa mga oras sa pagitan ng 30-60 minuto. sa kaibahan, mas mataas na mga halaga ng RH ay Natamo sa pamamagitan ng pagdaragdag ng kaunting tubig sa materyal, na sinusundan ng homogenization. Pagkatapos ng RH at temperatura ay sinusukat sa bawat feed sample, ang susunod na hakbang ay upang i-set elektrod polarity, belt bilis at boltahe sa ninanais na antas. Gap halaga ay pinananatiling pare-pareho sa 0.4 taas (10.2 mm) sa panahon ng kampanya pagsubok para sa tailings at itabirite samples.
Bago ang bawat test, isang maliit na feed sub-sample na naglalaman ng humigit-kumulang 20g kinolekta (itinalaga bilang 'Feed'). Sa pagtatakda ng lahat ng mga variable na operasyon, ang materyal ay fed sa benchtop separator ng paggamit ng isang electric panginig tagapagpakain sa pamamagitan ng gitna ng benchtop separator. Halimbawa ay tinipon sa dulo ng bawat eksperimento at ang mga timbang ng produkto end 1 (itinalaga bilang 'E1') at produkto end 2 (itinalaga bilang 'E2') Determinado ang paggamit ng isang legal na-para-sa kalakalan pagbibilang scale. Ang pagsunod sa bawat test, maliit na sub-sample na naglalaman ng humigit-kumulang 20 g ng E1 at E2 din nakolekta. Mass magbubunga sa E1 at E2 ay inilarawan sa pamamagitan ng:
saanatE1 at atE2 ay ang mass magbubunga sa E1 at E2, buong galang; at ang mga sample talaro nakolekta sa separator produkto E1 at E2, buong galang. Para sa parehong sample, Fe concentration ay nadagdagan sa produktong E2.
Para sa bawat hanay ng mga sub-sample (hal, Magpakain, E1 at E2) LOI at pangunahing oxides komposisyon sa pamamagitan ng XRF Determinado. Fe2 ang3 mga nilalaman ay tinutukoy mula sa halaga. Para sa mga tailings sample LOI ay direktang nauugnay sa nilalaman ng goethite sa sample bilang ang functional hydroxyl group sa goethite ay oksaidisahin sa H2 angg [10]. salungat, para sa itabirite sample LOI ay direktang nauugnay ang naglalaman ng carbonates sa sample, ng kaltsyum at magnesiyo carbonates ay mabulok sa kanilang mga pangunahing oxides na nagreresulta sa release ng CO2g at sub sequential sample pagkawala timbang. XRF kuwintas ay inihanda sa pamamagitan ng paghahalo 0.6 gramo ng mineral sample na may 5.4 gramo ng lithium tetraborate, na kung saan ay napili dahil sa ang kemikal komposisyon ng parehong tailings at itabirite samples. XRF pagtatasa ay normalize para sa LOI.
sa wakas, Fe recovery EFe sa produkto (E2) at SiO2 pagtanggi Qat ay kinakalkula. EFe ay ang porsyento ng mga Fe nakuhang muli sa pag-isiping mabuti sa na ng ang orihinal na feed sample at Qsio2 ay ang porsyento ng inalis mula sa orihinal na feed sample. EFe at Qat ay inilarawan sa pamamagitan ng:
saan Cako,(magpakain,E1, E2) ay ang naging normal na konsentrasyon porsyento para i component sub-sample ni (eg., Fe, sio2)
sample mineralohiya
Ang XRD pattern na nagpapakita ng mga pangunahing mineral phase para sa tailings at itabirite mga halimbawa ay ipinapakita sa Fig 4. Para sa mga tailings makapag-sample ang pangunahing Fe maaaring makuha phase ay goethite, hematite at magnetit, at ang pangunahing gangue mineral ay kuwarts (igos 4). Para sa itabirite sample ang pangunahing Fe maaaring makuha phase ay hematite at magnetit at ang pangunahing gangue mineral ay kuwarts at dolomite. Magnetit lumilitaw sa bakas concentrations sa parehong sample. purong hematite, goethite, at magnetit naglalaman ng 69.94%, 62.85%, 72.36% Fe, buong galang.
D pattern. A - Tailings sample, B - Itabirite sample
Bench-scale eksperimento
Isang serye ng mga Nagpapatakbo ng pagsubok ay ginanap sa bawat mineral sample na naglalayong pag-maximize Fe at nagpapababa SiO2 nilalaman. Species sa pagtuon sa E1 ay maaaring nagpapahiwatig ng isang negatibong charge pag-uugali habang species konsentrasyon upang E2 sa isang positibong charge na pag-uugali. Ang mas mataas na bilis ng belt ay kanais-nais sa pagpoproseso ng tailings sample; gayunman, ang epekto ng ang variable na ito mag-isa ay natagpuan na maging mas makabuluhan para sa itabirite sample.
Average na mga resulta para sa tailings at itabirite samples ay itinanghal sa Fig 5, na kung saan ay kinakalkula mula sa 6 at 4 mga eksperimento, buong galang. igos 5 nagtatanghal ng average mass ani at kimika para sa mga feed at mga produkto E1 at E2. At saka, sa bawat isang lagay ng lupa ay nagtatanghal ng mga pagpapabuti o pagbaba sa concentration (E2- Magpakain) para sa bawat sample component halimbawa, Fe, SiO2 Ang tiyak na mga halaga ay kaugnay sa isang pagtaas sa konsentrasyon upang E2, habang ang mga negatibong mga halaga ay nauugnay sa isang pagbaba sa concentration sa E2.
Fig.5. Average mass magbubunga at kimika para sa Feed, E1 at E2 produkto. Error bar ang mga 95% agwat ng kumpyansa.
Para sa mga tailings sample Fe nilalaman ay nadagdagan mula sa 29.89% sa 53.75%, sa average, sa isang mass ani atE2 - o global mass recovery – ng 23.30%. Ito ay tumutugma sa Fe recovery ( at silica pagtanggi (QE2 ) mga halaga ng 44.17% at 95.44%, buong galang. Ang LOI nilalaman ay nadagdagan mula sa 3.66% sa 5.62% na nagpapahiwatig na ang pagtaas sa Fe nilalaman ay kaugnay sa isang pagtaas sa goethite nilalaman (igos 5).
Para sa itabirite sample Fe nilalaman ay nadagdagan mula sa 47.68% sa 57.62%, sa average, sa isang mass ani atE2 -ng 65.0%. Ito ay tumutugma sa Fe recovery EFe( at silica pagtanggi (Qsio2) mga halaga ng 82.95% at 86.53%, buong galang. ang LOI, MgO at Cao nilalaman ay nadagdagan mula sa 4.06% sa 5.72%, 1.46 sa 1.87% at mula sa 2.21 sa 3.16%, buong galang, na nagpapahiwatig na dolomit ay gumagalaw sa parehong direksyon tulad ng Fe-tindig mineral (igos 5).
Para sa parehong sample,AL2 ang3 , MnO at P mukhang singilin sa parehong direksyon tulad ng Fe-tindig mineral (igos 5). Habang ito ay nais upang bawasan ang konsentrasyon ng ang tatlong species, ang pinagsamang konsentrasyon ng SiO2, AL2 , ang3 , atE2 MnO at P ay nagpapababa para sa parehong sample, at sa gayon ang kabuuang epekto nakakamit gamit ang benchtop separator ay isang pagpapahusay sa produkto Fe grade at isang pagbaba sa mga contaminants na konsentrasyon.
pangkalahatang, benchtop testing nagpakita ng katibayan ng epektibong pag-charge at paghihiwalay ng mga bakal at kwats particle. Ang may pag-asa laboratory scale resulta magmungkahi na ang pilot scale pagsusuri kabilang ang una at pangalawang pass ay dapat na ginanap sa.
pagtalakay
Iminumungkahi ng mga pang-eksperimentong data na ang STET separator ay nagdulot ng isang mahalagang pagtaas sa Fe nilalaman habang sabay na pagbabawas SiO2 nilalaman.
Ang pagkakaroon ng nagpakita na triboelectrostatic paghihiwalay ay maaaring magresulta sa isang makabuluhang pagtaas sa Fe nilalaman, isang talakayan sa kahalagahan ng mga resulta, sa pinakamataas na achievable mga nilalaman Fe at sa mga kinakailangan sa feed ng mga teknolohiya ay kinakailangan.
Upang simulan ang, ito ay mahalaga upang talakayin ang mistulang pag-charge pag-uugali ng mga species mineral sa parehong sample. Para sa mga tailings makapag-sample ang mga pangunahing bahagi ay Fe oxides at kuwarts at pang-eksperimentong mga resulta ay nagpakita na ang Fe oxides puro sa E2 habang kuwarts puro sa E1. Sa simplistic paraan, maaari itong sinabi na Fe oksido particle nakuha ng isang positibong bayad at na kuwarts particle nakuha ng isang negatibong singil. pag-uugali na ito ay pare-pareho sa triboelectrostatic likas na katangian ng parehong mga mineral tulad ng ipinapakita sa pamamagitan Ferguson (2010) [12]. mesa 4 ay nagpapakita ng maliwanag triboelectric serye para sa mga napiling mineral batay sa pasaklaw paghihiwalay, at ito ay nagpapakita na kuwarts ay matatagpuan sa ibaba ng charging serye habang goethite, magnetite at hematite ay matatagpuan mas mataas na up sa mga serye. Mineral sa tuktok ng mga serye ay may posibilidad na singilin ang positibong, habang mineral sa ibaba ay may posibilidad na makakuha ng isang negatibong singil.
Sa kabilang kamay, para sa itabirite sample ang mga pangunahing bahagi ay hematite, kuwarts at dolomite at pang-eksperimentong mga resulta na ipinahiwatig na Fe oxides at dolomit puro sa E2 habang kuwarts puro sa E1. Ito ay nagpapahiwatig na hematite particle at dolomit nakuha ng isang positibong bayad habang kuwarts particle nakuha ng isang negatibong singil. Bilang ay makikita sa Table 4, carbonates ay matatagpuan sa tuktok ng tribo-electrostatic series, na nagpapahiwatig na carbonate particle ay may posibilidad upang makakuha ng isang positibong bayad, at bilang kinahinatnan na puro upang E2. Parehong dolomit at hematite ay puro sa parehong direksyon, na nagpapahiwatig na ang kabuuang epekto para hematite particle sa presensya ng kuwarts at dolomit ay upang makakuha ng isang positibong bayad.
Ang direksyon ng paggalaw ng mga mineralogical species sa bawat sample ay mahalaga sa lahat interes, gaya ito ay matukoy ang maximum na achievable Fe grade na maaaring makuha sa pamamagitan ng isang solong pass gamit ang tribo-electrostatic belt separator teknolohiya.
Para sa mga tailings at itabirite samples ang pinakamataas na achievable nilalaman Fe ay natutukoy sa pamamagitan ng tatlong mga kadahilanan: ako) Ang halaga ng Fe sa Fe-tindig mineral; ii) ang minimum na kuwarts (SiO2 ) nilalaman na maaaring nakakamit at; iii) Ang bilang ng mga contaminants gumagalaw sa parehong direksyon tulad ng Fe-tindig mineral. Para sa mga tailings makapag-sample ang pangunahing contaminants gumagalaw sa parehong direksyon ng Fe-tindig mineral ay Al2 ang3 MnO tindig mineral, habang para sa itabirite sample ang pangunahing contaminants ay Cao MgO Al2 ang3 tindig mineral.
| mineral Pangalan | charge nakuha (maliwanag) |
|---|---|
| apetayt | +++++++ |
| carbonates | ++++ |
| monazite | ++++ |
| Titanomagnetite | . |
| ilmenite | . |
| rutile | . |
| Leucoxene | . |
| Magnetit / hematite | . |
| spinels | . |
| garnet | . |
| staurolite | - |
| nabagong ilmenite | - |
| goethite | - |
| sirkon | -- |
| epidote | -- |
| tremolite | -- |
| hydrous silicates | -- |
| aluminosilicates | -- |
| turmalin | -- |
| actinolite | -- |
| payroksin | --- |
| Titanite | ---- |
| feldspar | ---- |
| kuwarts | ------- |
mesa 4. Mistulang triboelectric serye para sa mga napiling mineral batay sa pasaklaw paghihiwalay. Binagong mula D.N Ferguson (2010) [12].
Para sa mga tailings sample, ang nilalaman Fe ay sinukat sa 29.89%. XRD data ay nagpapahiwatig na ang nangingibabaw na bahagi ay goethite, sinundan sa pamamagitan ng hematite, at samakatuwid ay ang pinakamataas na achievable nilalaman Fe kung ang isang malinis na paghihiwalay ay posible ay magiging sa pagitan ng 62.85% at 69.94% (na kung saan ay ang mga nilalaman Fe ng purong goethite at hematite, buong galang). ngayon, isang malinis na paghihiwalay ay hindi posible tulad ng Al2, ang3 MnO at P-tindig mineral ay gumagalaw sa parehong direksyon tulad ng Fe-tindig mineral, at sa gayon ang anumang pagtaas sa Fe nilalaman ay ring magresulta sa isang pagtaas sa mga contaminants. pagkatapos, upang madagdagan ang nilalaman Fe, ang halaga ng kuwarts upang E2 ay kailangan upang maging makabuluhang nabawasan sa punto na ito offsets ang paggalaw ng , MnO at P sa produkto (E2). Tulad ng ipinapakita sa Table 4, quartz ay may isang malakas na ugali upang makakuha ng isang negatibong singil, at samakatuwid ay sa kawalan ng iba pang mga mineral pagkakaroon ng isang nakikitang negatibong charge na pag-uugali na ito ay magiging posible na lubha bawasan ang nilalaman nito sa produkto (E2) sa pamamagitan ng isang unang pass gamit ang triboelectrostatic belt separator teknolohiya.
Halimbawa, kung ipinapalagay namin na ang lahat ng Fe nilalaman sa tailings sample ay nauugnay sa goethite (FeO(OH)), at na ang tanging gangue oxides ay SiO2, Al2ang3 at MnO, pagkatapos Fe nilalaman sa produkto ay ibinigay sa pamamagitan ng:
Fe(%)=(100-SiO2 – (Al2 ang3 + MnO*0.6285
saan, 0.6285 ay ang porsyento ng Fe sa purong goethite. Eq.4 depicts ang nakikipagkumpitensya mekanismo na tumatagal ng lugar upang tumutok Fe bilang AL2ang3 + MnO ay nagdaragdag habang SiO2 bumababa.
Para sa itabirite sample ng nilalaman Fe ay sinukat sa 47.68%. XRD data ay nagpapahiwatig na ang nangingibabaw na bahagi ay hematite at samakatuwid ay ang pinakamataas na achievable nilalaman Fe kung ang isang malinis na paghihiwalay ay posible ay magiging malapit sa 69.94% (kung saan ay ang Fe nilalaman ng purong hematite). Bilang ito ay tinalakay para sa mga tailings sample ng isang malinis na paghihiwalay ay hindi magiging posible Cao, MgO, Al2 ang3 tindig mineral ay gumagalaw sa parehong direksyon tulad hematite, at sa gayon upang madagdagan Fe nilalaman SiO2 nilalaman ay dapat na nabawasan. Ipagpalagay na ang kabuuan ng nilalaman Fe sa sample na ito ay nauugnay sa hematite (Fe2ang3) at na ang tanging oxides nakapaloob sa gangue mineral ay SiO2, Cao, MgO, Al2ang3 at MnO; pagkatapos Fe nilalaman sa ang produkto ay ibinigay sa pamamagitan ng:
Fe(%)=(100-SiO2-Cao + MgO +Al2ang3+MnO+IKAW AT ANG BATAS*0.6994
saan, 0.6994 ay ang porsyento ng Fe sa purong hematite. Kailangan itong napansin na Eq.5 may kasamang LOI, habang Eq.4 hindi. Para sa itabirite sample, LOI ay nauugnay sa pagkakaroon ng carbonates habang para sa tailings sample ng ito ay nauugnay sa Fe-tindig mineral.
talaga, para sa parehong mga tailings at itabirite samples posible na makabuluhang taasan ang nilalaman Fe sa pamamagitan ng pagbabawas ng mga nilalaman ng SiO2; gayunman, tulad ng ipinapakita sa Eq.4 at Eq.5, ang maximum na achievable nilalaman Fe ay limitado sa pamamagitan ng mga direksyon ng pagkilos at ang konsentrasyon ng oxides nauugnay sa gangue mineral.
ayon sa tuntunin, ang konsentrasyon ng Fe sa parehong sample ay maaaring karagdagang nadagdagan sa pamamagitan ng isang pangalawang pass sa STET separator kung saan Cao,MgO Al2 ang3 at MnOtindig mineral ma-separated mula sa Fe-tindig mineral. Ang gayong paghihiwalay ay magiging posible kung ang karamihan ng kuwarts sa sample ay inalis sa panahon ng isang unang pass. Sa kawalan ng kuwarts, ang ilan sa mga natitirang mga mineral gangue dapat sa teorya singil sa tapat ng direksyon ng goethite, hematite at magnetit, na magreresulta sa mas mataas na nilalaman Fe. Halimbawa, para sa itabirite sample at batay sa lokasyon ng dolomit at hematite sa triboelectrostatic series (Tingnan ang Table 4), dolomite / hematite paghihiwalay ay dapat na posible dolomit may isang malakas na ugali upang singilin ang positive na may kaugnayan sa hematite.
Ang pagkakaroon ng tinalakay sa pinakamataas na achievable mga nilalaman Fe isang talakayan sa ang mga kinakailangan sa feed para sa teknolohiya ay kinakailangan. Ang STET tribo-electrostatic belt separator ay nangangailangan ng feed materyal upang maging dry at makinis lupa. Napakaliit na halaga ng kahalumigmigan ay maaaring magkaroon ng isang malaking epekto sa kaugalian tribo-charging at samakatuwid ay ang feed na kahalumigmigan ay dapat na nabawasan na <0.5 wt.%. At saka, the feed material should be ground sufficiently fine to liberate gangue materials and should be at least 100% passing mesh 30 (600 isa). 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, sa kabilang kamay, 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.
Ang bench-scale mga resulta iniharap dito ay nagpapakita ng malakas na ebidensya ng singilin at paghihiwalay ng Fe-tindig mineral mula sa kuwarts gamit triboelectrostatic belt paghihiwalay.
Para sa mga tailings sample Fe nilalaman ay nadagdagan mula sa 29.89% sa 53.75%, sa average, sa isang mass ani ng 23.30%, na tumutugon sa Fe recovery at silica pagtanggi halaga ng 44.17% at 95.44%, buong galang. Para sa itabirite sample Fe nilalaman ay nadagdagan mula sa 47.68 % sa 57.62%, sa average, sa isang mass ani ng 65.0%, na tumutugon sa Fe recovery at silica pagtanggi halaga ng 82.95% at 86.53%, buong galang. Ang mga resultang ito ay nakumpleto sa isang separator na mas maliit at mas mahusay kaysa sa STET commercial separator.
Pang-eksperimentong mga natuklasan magpahiwatig na para sa parehong mga tailings at itabirite samples ang pinakamataas na achievable nilalaman Fe ay nakasalalay sa mga minimum achievable kuwarts nilalaman. At saka, pagkamit ng mas mataas Fe marka maaaring posible sa pamamagitan ng isang pangalawang pass sa separator STET belt.
Ang mga resulta ng pag-aaral na ito nagpakita na mababang-grade batong-bakal multa maaaring ma-upgrade sa pamamagitan ng STET tribo-electrostatic belt separator. Ang karagdagang trabaho sa scale pilot plant ay inirerekomenda upang matukoy ang bakal tumutok grade at pagbawi na maaaring nakakamit. Batay sa karanasan, ang produkto recovery at / o grade ay makabuluhang mapabuti sa pilot scale processing, kumpara sa bench-scale na aparato sa pagsubok na ginagamit sa panahon ng mga pagsubok iron ore. Ang STET tribo-electrostatic paghihiwalay proseso ay maaaring mag-alok ng makabuluhang pakinabang sa mga maginoo pamamaraan processing para sa iron ore multa.
