Dil seçin:
Lucas Rojas Mendoza, ST ekipman & Teknoloji, ABD
lrojasmendoza@steqtech.com
Frank vermeyeceğiz, ST ekipman & Teknoloji, ABD
Kyle Flynn, ST ekipman & Teknoloji, ABD
Abhishek Gupta, ST ekipman & Teknoloji, ABD
ST ekipman & Technology LLC (STET) mineral işleme endüstrisine enerji tasarruflu ve tamamen kuru bir teknoloji ile ince malzemeleri avantaj sağlayacak bir araç sağlayan tribo-elektrostatik kayış ayrımına dayalı yeni bir işleme sistemi geliştirmiştir.. Tipik olarak parçacıklarla sınırlı olan diğer elektrostatik ayırma işlemlerinin aksine >75boyutu nda μm, STET triboelektrik kayış ayırıcı çok ince ayırma için uygundur (<1µm) Orta kaba (500µm) Parçacık, çok yüksek verimle. STET tribo-elektrostatik teknolojisi, çok çeşitli endüstriyel mineralleri ve diğer kuru granül tozları işlemek ve ticari olarak ayırmak için kullanılmıştır.. Burada, STET kayış ayırma prosesi kullanılarak düşük dereceli Fe cevheri rafinasyonlarının yararlanılmasına ilişkin tezgah üstü ölçekli sonuçlar sunulmuştur. Tezgah üstü ölçekli testler, STET teknolojisinin 60μm'lik bir D50 ile itabirite cevherinden Fe'yi aynı anda geri kazanma ve SiO2'yi reddetme ve 20μm'lik bir D50 ile ultra ince Fe cevheri atıklarını gösterme yeteneğini göstermiştir.. STET teknolojisi, granülometri ve mineraloji nedeniyle geleneksel akış şeması devreleri aracılığıyla başarılı bir şekilde arıtılamamış Fe cevheri rafinlerinden yararlanmak için bir alternatif olarak sunulmaktadır..
Demir cevheri yerkabuğunda dördüncü en yaygın elementtir [1]. Demir çelik üretimi için gereklidir ve bu nedenle küresel ekonomik kalkınma için gerekli bir malzemedir [1-2]. Demir aynı zamanda yaygın inşaat ve araç üretiminde kullanılır [3]. Demir cevheri kaynaklarının çoğu metamorfozlu bantlı demir oluşumlarından oluşur. (Bıf) hangi demir yaygın oksitler şeklinde bulunur, hidroksitler ve daha az ölçüde karbonatlar [4-5]. Yüksek karbonat içeriğine sahip belirli bir demir oluşumları, BIF mevduatlarının dolomitizasyon ve metamorfizmasının bir ürünü olan dolomitik itabiritlerdir. [6]. Dünyanın en büyük demir cevheri mevduat Avustralya'da bulunabilir, Çin, Kanada, Ukrayna, Hindistan ve Brezilya [5].
Demir cevherlerinin kimyasal bileşimi, özellikle Fe içeriği ve ilişkili gangue mineralleri için kimyasal bileşiminde geniş bir yelpazeye sahiptir. [1]. Demir cevherlerinin çoğu ile ilişkili büyük demir mineralleri hematit, goethite, limonit ve manyetit [1,5]. Demir cevherlerinde ana kirleticiler SiO2 ve Al2O3 [1,5,7]. Demir cevherlerinde bulunan tipik silika ve alümina mineralleri kuvars, kaolit, gibbsite, diaspore ve corundum. Bunlardan kuvarsın ortalama silika taşıyan mineral ve kaolinit ve gibbsite iki ana alümina taşıyan mineraller olduğu gözlenmiştir. [7].
Demir cevheri çıkarma esas açık çukur madenciliği işlemleri ile gerçekleştirilir, önemli atık üretimi ile sonuçlanan [2]. Demir cevheri üretim sistemi genellikle üç aşamadan oluşur: Madenci -liği, işleme ve peletleme faaliyetleri. Bunlardan, işleme, peletizasyon aşamasından önce yeterli demir derecesive kimyanın elde edilmesini sağlar. İşleme kırma içerir, Sınıflandırma, demir içeriğini artırmayı amaçlayan frezeleme ve konsantrasyon, aynı zamanda gangue minerallerinin miktarını azaltmayı amaçlayan [1-2]. Her mineral yatağı demir ve gangue taşıyan mineraller açısından kendine özgü özelliklere sahiptir, ve bu nedenle farklı bir konsantrasyon tekniği gerektirir [7].
Manyetik ayırma genellikle baskın demir minerallerinin ferro ve paramanyetik olduğu yüksek dereceli demir cevherlerinin iyileminde kullanılır. [1,5]. Islak ve kuru düşük yoğunluklu manyetik ayırma (Lıms) teknikleri, manyetit gibi güçlü manyetik özelliklere sahip cevherleri işlemek için kullanılırken, ıslak yüksek yoğunluklu manyetik ayırma, hematit gibi zayıf manyetik özelliklere sahip Fe-rulman minerallerini gangue minerallerinden ayırmak için kullanılır.. Demir cevherleri gibi goethite ve limonit genellikle atıklarda bulunur ve her iki teknik le çok iyi ayrılmaz [1,5]. Manyetik yöntemler, düşük kapasiteleri ve demir cevherinin manyetik alanlara duyarlı olması gereksinimi açısından zorluklar sunar. [5].
Flotasyon, Diğer yandan, düşük dereceli demir cevherleri kirlerinin içeriğini azaltmak için kullanılır [1-2,5]. Demir cevherleri ya demir oksitlerin doğrudan anyonik yüzdürme veya silika ters katyonik yüzdürme ile konsantre edilebilir, ancak ters katyonik yüzdürme demir endüstrisinde kullanılan en popüler yüzdürme yolu olmaya devam etmektedir [5,7]. Yüzdürme kullanımı reaktiflerin maliyeti ile sınırlı, silika ve alümina açısından zengin incelerin varlığı ve karbonat minerallerinin varlığı [7-8]. Ayrıca, yüzdürme atık su arıtma ve kuru son uygulamalar için downstream susuzluk kullanımını gerektirir [1].
Demir konsantrasyonu için yüzdürme kullanımı da azaltılmış verimlilik ve yüksek reaktif maliyetleri ile sonuçlanan para cezaları varlığında yüzen olarak desliming içerir [5,7]. Herhangi bir yüzey aktif ajanlar tarafından hematit veya goethite gibbsite ayrılması oldukça zor olduğu gibi desliming özellikle alümina kaldırılması için önemlidir [7]. Alümina taşıyan minerallerin çoğu ince boyut aralığında oluşur (<20um) desliming yoluyla kaldırılmasına izin. Genel, para cezalarının yüksek konsantrasyonu (<20um) ve alümina gerekli katyonik kolektör dozu artırır ve seçiciliği önemli ölçüde azaltır [5,7].
Ayrıca, karbonat minerallerinin varlığı – dolomit itabiritlerde olduğu gibi- Dolomit gibi karbonat içeren demir cevherleri çok seçici bir şekilde yüzmediğinden, demir mineralleri ve kuvars arasındaki yüzdürme seçiciliğini de bozabilir.. Çözünmüş karbonat türleri, yüzdürmenin seçiciliğine zarar veren kuvars yüzeylerinde adsorbe olur [8]. Flotasyon, düşük dereceli demir cevherlerinin yükseltilmesinde makul derecede etkili olabilir, ancak cevher mineralojisine güçlü bir şekilde bağımlıdır. [1-3,5]. Yüksek alümina içeriği içeren demir cevherlerinin yüzdürülmesi, genel demir geri kazanımı pahasına inceltme yoluyla mümkün olacaktır. [7], karbonat mineralleri içeren demir cevherlerinin yüzdürülmesi zor olacak ve muhtemelen mümkün olmayacaktır. [8].
Fe taşıyan minerallerin modern işleme devreleri hem yüzdürme hem de manyetik konsantrasyon adımlarını içerebilir [1,5]. Örneğin, manyetik konsantrasyon, yüzdürme öncesi inceltme aşamasından gelen ince akışta ve yüzdürme reddinde kullanılabilir. Düşük ve yüksek yoğunluklu manyetik konsantratörlerin dahil edilmesi, manyetit ve hematit gibi ferro ve paramanyetik demir minerallerinin bir kısmını geri kazanarak işleme devresindeki genel demir geri kazanımında bir artışa izin verir. [1]. Goetit tipik olarak, zayıf manyetik özellikleri nedeniyle birçok demir bitkisi ayırma akışının ana bileşenidir. [9]. Manyetik konsantrasyon ve yüzdürme kaynaklı ayırma akışları için daha fazla çıkış yönündeki işlemin yokluğunda, ince reddetmeler bir atık barajına atılacak [2]. Atıkların bertarafı ve işlenmesi, çevrenin korunması ve demir değerli eşyaların geri kazanımı için çok önemli hale gelmiştir., Sıra -sıyla, ve bu nedenle madencilik endüstrisinde demir cevheri atıklarının işlenmesi önem kazanmıştır. [10].
Açıkça, Geleneksel demir faydalanma devrelerinden gelen atıkların işlenmesi ve dolomitik itabiritin işlenmesi, mineraloji ve granülometrileri nedeniyle geleneksel zayıflama-yüzdürme-manyetik konsantrasyon akış şemaları ile zordur., ve bu nedenle, cevher mineralojisi açısından daha az kısıtlayıcı olan ve para cezalarının işlenmesine izin veren tribo-elektrostatik ayırma gibi alternatif faydalanma teknolojileri ilgi çekici olabilir..
Tribo-elektrostatik ayırma, yüzey teması veya triboelektrik şarj ile üretilen malzemeler arasındaki elektrik yükü farklarını kullanır. Basit yollarla, iki malzeme temas halinde olduğunda, elektron için daha yüksek afiniteye sahip malzeme elektron kazanır ve böylece negatif yükler, düşük elektron yakınlığı olan malzeme pozitif yükler. Prensip olarak, Geleneksel yüzdürme ve/veya manyetik ayırma yoluyla işlenemeyen düşük dereceli demir cevheri incelikleri ve dolomitik itabiritler, minerallerinin diferansiyel şarj özelliğinden yararlanılarak yükseltilebilir. [11].
Burada, ultra ince demir cevheri atıklarını konsantre etmek ve dolomitik itabirite mineralinden yararlanmak için olası bir fayda yolu olarak STET tribo-elektrostatik bant ayırmayı sunuyoruz.. STET prosesi, mineral işleme endüstrisine kuru yemi işlemek için benzersiz bir susuz kapasite sağlar. Çevre dostu proses, ıslak işleme ihtiyacını ortadan kaldırabilir, Çıkış yönündeki atık su arıtımı ve nihai malzemenin gerekli kurutulması. Ayrıca, STET süreci mineralin çok az ön arıtmasını gerektirir ve yüksek kapasitede çalışır – 40 saatte tonları. Enerji tüketimi daha az 2 işlenmiş malzeme ton başına kilowatt-saat.
Malzeme
Bu test serisinde iki ince düşük dereceli demir cevheri kullanıldı.. İlk cevher, D50'li ultra ince Fe cevheri atıkları örneğinden oluşuyordu. 20 μm ve d50 ile bir itabiritdemir cevheri örnek ikinci örnek 60 µm. Her iki örnek de, tedavi sırasında zorluklar alabilmekte ve granülometri ve mineraloji nedeniyle geleneksel demülasyon-yüzdürme-manyetik konsantrasyon devreleri ile verimli bir şekilde işlenemez.. Her iki örnek de Brezilya'daki madencilik faaliyetlerinden elde edildi..
İlk örnek mevcut bir desliming-yüzdürme-manyetik konsantrasyon devresinden elde edildi. Örnek bir atık barajından toplandı., sonra kurudu, homojenize ve paketlenmiş. İkinci örnek Brezilya'daki itabirit demir oluşumundan.. Örnek ezilmiş ve boyuta göre sıralanmış ve sınıflandırma aşamasından elde edilen ince fraksiyon daha sonra bir D98 kadar desliming çeşitli aşamalarında yapıldı 150 μm elde edildi. Örnek daha sonra kurutuldu, homojenize ve paketlenmiş.
Parçacık boyutu dağılımları (Psd) lazer kırınım partikül boyutu analizörü kullanılarak belirlendi, Bir Malvern Mastersizer 3000 E. Her iki örnek de Loss-on-kontakile teşrifi ile karakterize edildi(LOI), XRF ve XRD. Ateşleme de kayıp (LOI) yerleştirilerek belirlendi 4 bir örnek gram 1000 için ºC fırını 60 dakika ve alınan bazda LOI raporlama. Kimyasal bileşim analizi dalga boyu dağılımlı X-ışını Floresansı kullanılarak tamamlandı (WD-XRF) alet ve ana kristal evreleri XRD tekniği ile incelenmiştir.
Atık numunesi için kimyasal bileşim ve LOI (Atıklar), ve itabirite demir oluşum örneği için (Itabirite), Tablo'da gösterilir 1 ve her iki örnek için parçacık boyutu dağılımları İncir 1. Atıklar için ana Fe kurtarılabilir aşamaları goethite ve hematit vardır, ve ana gangue mineral kuvars olduğunu (İncir 4). Itabirite örneği için ana Fe kurtarılabilir fazları hematit, ve ana gangue minerallerkuvarve dolomit vardır (İncir 4).
Tablo 1. Atıklar ve Itabirite numunelerinde ana elementler için kimyasal analiz sonucu.
| Örnek | Sınıf (wt%) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fe | SiO2 | Al2O3 | Mno | MgO | CaO | LOI** | Diğer | |
| Atıklar | 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 |
Parçacık Boyutu Dağılımları
Yöntemler
STET tescilli tribo-elektrostatik kayış ayırıcı teknolojisi kullanılarak her iki demir numunesinde de farklı parametrelerin demir hareketi üzerindeki etkisini araştırmak için bir dizi deney tasarlanmıştır.. Deneyler tezgah ölçekli tribo-elektrostatik kayış ayırıcıkullanılarak yapılmıştır, bundan sonra 'benchtop ayırıcı' olarak anılacaktır. Tezgah ölçekli test üç aşamalı teknoloji uygulama sürecinin ilk aşamasıdır (Tabloya bakın 2) tezgah ölçekli değerlendirme dahil, pilot ölçekli test ve ticari ölçekli uygulama. Benchtop ayırıcıtribo-elektrostatik şarj kanıtı için tarama ve bir malzeme elektrostatik yarar için iyi bir aday olup olmadığını belirlemek için kullanılır. Her bir ekipman parçası arasındaki temel farklar Tablo'da sunulmuştur 2. Her fazda kullanılan ekipmanın boyutları farklılık gösterirken, çalışma prensibi temelde aynıdır.
Tablo 2. STET tribo-elektrostatik kayış ayırıcı teknolojisini kullanarak üç fazlı uygulama süreci
| Aşama | Için kullanılır: | Elektrot Boyutlar (W x L) cm | Türü Süreç/ |
|---|---|---|---|
| Tezgah Ölçeği Değerlendirme | Nitel Değerlendirme | 5*250 | Toplu iş |
| Pilot Ölçeği Test | Nicel Değerlendirme | 15*610 | Toplu iş |
| Ticari Ölçek Uygulama | Ticari Üretim | 107 *610 | Sürekli |
STET Çalışma Prensibi
Ayırıcının çalışma prensibi tribo-elektrostatik şarj. Tribo-elektrostatik kayış ayırıcısında (Rakam 2 ve 3), malzeme dar boşluğa beslenir 0.9 – 1.5 iki paralel düzlemsel elektrot arasında cm. Parçacıklar triboelectrically interparticle temas ile uygulanır. Pozitif yüklü mineral(s) ve negatif yüklü mineral(s) elektrotlar çekici. Ayırıcı parçacıklar içinde sürekli hareket eden açık örgü kemer tarafından süpürülür ve zıt yönlere iletilir. Kemer plastik malzemeden yapılmıştır ve her elektrota bitişik parçacıkları ayırıcının zıt uçlarına doğru hareket ettirir. Ayırıcı parçacıkların sayaç akım akışı ve parçacık-parçacık çarpışmaları ile sürekli triboelektrik şarj çok aşamalı bir ayırma sağlar ve tek geçişli bir birimde mükemmel saflık ve geri kazanım sağlar. Triboelektrik kayış ayırıcı teknolojisi camsı alüminyum/karbon karışımları da dahil olmak üzere çok çeşitli malzemeleri ayırmak için kullanılmıştır. (uçan kül), kalsit/kuvars, Talk/magnezit, ve barit/kuvars.
Genel, ayırıcı tasarımı sadece hareketli parçalar olarak kemer ve ilişkili silindirler ile nispeten basittir. Sabit ve uygun şekilde dayanıklı bir malzemeden oluşmaktadır elektrotlar. Ayırıcı elektrot uzunluğu yaklaşık olarak 6 metre (20 ft.) ve genişlik 1.25 metre (4 ft.) tam boyutlu ticari birimler için. Yüksek kayış hızı çok yüksek geçiş sağlar, ilâ 40 tam boyutlu ticari birimler için saat başına ton. Güç tüketimi daha az 2 kayışı kullanan iki motor tarafından tüketilen gücün çoğuyla işlenen malzemenin ton başına kilowatt-saat.
Triboelektrik kayış ayırıcısının şeması
Ayırma bölgesinin detayı
Tablo'da görülebileceği gibi 2, tezgah üstü ayırıcısı ile pilot ölçekli ve ticari ölçekli ayırıcılar arasındaki temel fark, tezgah üstü ayırıcısının uzunluğunun yaklaşık olarak 0.4 pilot ölçekli ve ticari ölçekli birimlerin uzunluğu kez. Ayırıcı verimlilik elektrot uzunluğunun bir fonksiyonu olduğu için, tezgah ölçekli test pilot ölçekli test için bir yedek olarak kullanılamaz. STET sürecinin elde edebileceği ayrımın kapsamını belirlemek için pilot ölçekli testler gereklidir, ve STET işleminin verilen yem oranları altında ürün hedeflerini karşılayıp karşılamadığını belirlemek. Yer -ine, benchtop ayırıcı pilot ölçeği düzeyinde herhangi bir önemli ayrım göstermek olası değildir aday malzemeleri ekarte etmek için kullanılır. Tezgah ölçeğinde elde edilen sonuçlar optimize edilmeyecek, ve gözlenen ayırma, ticari boyuttaki bir STET ayırıcıda gözlenenden daha az.
Pilot tesiste test, ticari ölçekli dağıtımdan önce gereklidir, Ancak, herhangi bir malzeme için uygulama sürecinin ilk aşaması olarak tezgah ölçeğinde test. Ayrıca, malzeme bulunabilirliğinin sınırlı olduğu durumlarda, benchtop ayırıcı potansiyel başarılı projelerin taranması için yararlı bir araç sağlar (Yani., STET teknolojisi kullanılarak müşteri ve endüstri kalite hedeflerinin karşılanabileceği projeler).
Tezgah ölçekli test
Fe konsantrasyonu artırmak ve gangue minerallerinin konsantrasyonunu azaltmak için özel bir amaç etrafında standart proses denemeleri yapıldı. Demir hareketini en üst düzeye çıkarmak ve farklı minerallerin hareket yönünü belirlemek için farklı değişkenler araştırıldı.. Benchtop testi sırasında gözlenen hareket yönü, pilot tesisteki hareket yönünün ve ticari ölçekte.
İncelenen değişkenler arasında bağıl nem (Rh), Sıcaklık, elektrot polaritesi, kayış hızı ve uygulanan gerilim. Bunlardan, RH ve sıcaklık tek başına diferansiyel tribo-şarj üzerinde büyük bir etkisi olabilir ve bu nedenle ayırma sonuçları üzerinde. Dolayı -sıyla, optimum RH ve sıcaklık koşulları, kalan değişkenlerin etkisini araştırmadan önce belirlendi. İki kutupluk seviyesi araştırıldı: Ben) üst elektrot polaritesi pozitif ve ii) üst elektrot polaritesi negatif. STET ayırıcıiçin, belirli bir polarite düzenlemesi altında ve optimum RH ve sıcaklık koşullarında, kayış hızı, ürün sınıfını ve kütle geri kazanımını optimize etmek için birincil kontrol koludur. Tezgah ayırıcıüzerinde test belirli bir mineral numunesi için tribo-elektrostatik şarj bazı operasyonel değişkenlerin etkisi ışık tutmaya yardımcı olur, ve bu nedenle elde edilen sonuçlar ve eğilimler kullanılabilir, belirli bir dereceye kadar, pilot tesis ölçeğinde yapılacak değişken ve deney sayısını daraltmak için. Tablo 3 fazın bir parçası olarak kullanılan ayırma koşullarının aralığını listeler 1 atıklar ve itabirit örnekleri için değerlendirme süreci.
Tablo 3 ayırma koşullarının aralığını listeler
| Parametre | Birim | Değer Aralığı | |
|---|---|---|---|
| Atıklar | Itabirite | ||
| Üst Elektrot Po -larite | - | Pozitif- Negatif | Pozitif- Negatif |
| Elektrot Gerilimi | -kV/+kV | 4-5 | 4-5 |
| Feed Göreli Nem (Rh) | % | 1-30.7 | 2-39.6 |
| Yem Sıcaklığı | °F (° C) | 71-90 (21.7-32.2) | 70-87 (21.1-30.6) |
| Kayış Hızı | Fps (m/s) | 10-45 (3.0-13.7) | 10-45 (3.0-13.7) |
| Elektrot Boşluğu | Inç (mm) | 0.400 (10.2 mm) | 0.400 (10.2 mm) |
Testler toplu koşullar altında tezgah üstü ayırıcı üzerinde yapılmıştır, yem örnekleri ile 1.5 Lbs. test başına. Bir floş çalışması kullanarak 1 lb. önceki durumdan olası taşıma etkisinin dikkate alınmamasını sağlamak için testler arasında malzeme nin. Teste başlmadan önce malzeme homojenize edildi ve hem run hem de floş malzeme içeren numune torbaları hazırlandı. Her deneyin başında sıcaklık ve bağıl nem (Rh) bir Vaisala HM41 el Nem ve Sıcaklık sondası kullanılarak ölçüldü. Tüm deneylerde sıcaklık ve RH aralığı 70-90 °F (21.1-32.2 (° C) ve 1-39.6%, Sıra -sıyla. Daha düşük bir RH ve/veya daha yüksek sıcaklığı test etmek için, yem ve floş numuneleri kurutma fırınında 100 °C arasındaki süreler için 30-60 Dakika. Buna karşılık, malzemeye az miktarda su eklenerek daha yüksek RH değerlerine ulaşıldı, homojenizasyon izledi. Her yem numunesi üzerinde RH ve sıcaklık ölçüldükten sonra, bir sonraki adım elektrot polarite ayarlamak oldu, kayış hızı ve gerilimi istenilen seviyeye. Boşluk değerleri sabit tutuldu 0.4 inç (10.2 mm) atıklar ve itabirite örnekleri için test kampanyaları sırasında.
Her testöncesinde, yaklaşık 20g içeren küçük bir yem alt numunesi toplandı ('Feed' olarak belirlenmiştir). Tüm işlem değişkenlerini ayarladıktan sonra, malzeme tezgah üstü ayırıcının merkezinden bir elektrikli titreşimli besleyici kullanılarak tezgah üstü ayırıcısına beslendi. Numuneler her deneyin sonunda toplanmıştır ve ürün sonu ağırlıkları 1 ('E1' olarak belirlenmiştir.) ve ürün sonu 2 ('E2' olarak belirlenmiştir.) yasal-ticaret sayım ölçeği kullanılarak belirlenmiştir. Her testi takip etmek, yaklaşık olarak küçük alt numuneler 20 G ve E2 de toplandı. E1 ve E2'ye kütle verimleri:
NeredeYE1 ve YE2 E1 ve E2'nin kütle verimleridir, Sıra -sıyla; ve ayırıcı ürünler E1 ve E2 toplanan örnek ağırlıkları vardır, Sıra -sıyla. Her iki örnek için, Fe konsantrasyonu e2 ürüne yükseltildi.
Her alt örnek kümesi için (Yani., Besleme, E1 ve E2) XRF tarafından LOI ve ana oksit bileşimi belirlendi. Fe2 O3 içeriği değerlerden belirlendi. Atıklar için LOI doğrudan goethite fonksiyonel hidroksil grupları içine oksitleyecek gibi örnekgohit içeriği ile ilgili olacaktır H2 OG [10]. Aksine, itabirite örnek LOI için doğrudan numunedeki karbonatların içerme ile ilgili olacaktır, kalsiyum ve magnezyum karbonatlar kendi ana oksitler içine serbest bırakılması ile sonuçlanan ayrışacak gibi Co2G ve alt sıralı örnek kaybı ağırlığı. XRF boncuklar karıştırılarak hazırlanmıştır 0.6 ile mineral numune gram 5.4 lityum tetraborat gram, hem atıkların hem de itabiritörneklerinin kimyasal bileşimi nedeniyle seçilmiştir.. LOI için XRF analizi normalleştirildi.
Son olarak, Fe kurtarma EFe ürüne (E2) ve Sio2 Reddetme SSi hesaplandı. EFe konsantrede kurtarılan Fe yüzdesi orijinal yem örneğine ve Ssio2 orijinal besleme örneğinden kaldırılan yüzdesidir. EFe ve SSi tarafından açıklanan:
Nerede CBen,(Besleme,E1,E2) alt numunenin i bileşeninin normalleştirilmiş konsantrasyon yüzdesidir (Örneğin., Fe, Sio2)
Örnekler Mineraloji
Atıklar ve itabirit örnekleri için önemli mineral evrelerini gösteren XRD deseni İncir 4. Atıklar için ana Fe kurtarılabilir aşamaları goethite vardır örnek, hematit ve manyetit, ve ana gangue mineral kuvars olduğunu (İncir 4). Itabirite numunesi için ana Fe geri kazanım fazları hematit ve manyetit, ana gangue mineralleri kuvars ve dolomittir.. Manyetit her iki örnekte de eser konsantrasyonlarda görünür.. Saf hematit, goethite, ve manyetit içeren 69.94%, 62.85%, 72.36% Fe, Sıra -sıyla.
D desenleri. A – Atık örneği, B – Itabirite örneği
Tezgah ölçekli deneyler
Fe maksimize etmek ve azaltmak amacıyla her mineral numuneüzerinde bir dizi test çalışması yapılmıştır. Sio2 Içerik. E1'e yoğunlaşan türler negatif bir şarj davranışının göstergesi olurken, türler E2'ye pozitif bir şarj davranışına konsantrasyon uyguluyor. Daha yüksek kayış hızları, atık numunesinin işlenmesine uygundu; Ancak, bu değişkenin etkisi tek başına itabirite örnek için daha az önemli olduğu bulunmuştur.
Atıklar ve itabirit örnekleri için ortalama sonuçlar İncir 5, hangi hesaplanır 6 ve 4 Deney, Sıra -sıyla. İncir 5 yem ve ürünler E1 ve E2 için ortalama kütle verimi ve kimya sunar. Ayrıca, her arsa konsantrasyonu iyileşme veya azalma sunar (E2- Besleme) her örnek bileşen için Örneğin., Fe, Sio2 Pozitif değerler, Konsantrasyonun E2'ye yükselmesiile ilişkilidir., negatif değerler konsantrasyonda E2'ye azalma ile ilişkili iken.
İncir.5. Yem için ortalama kütle verimi ve kimya, E1 ve E2 ürünleri. Hata çubukları temsil 95% güven aralıkları.
Atıklar için örnek Fe içeriği artırıldı 29.89% Hedef 53.75%, ortalama olarak, bir kitle verim YE2 – veya küresel kütle kurtarma – in 23.30%. Bu Fe kurtarma karşılık gelir ( ve silika reddi (SE2 ) değerleri 44.17% ve 95.44%, Sıra -sıyla. LOI içeriği 3.66% Hedef 5.62% hangi Fe içeriğindeki artış goethite içeriğinde bir artış ile ilgili olduğunu gösterir (İncir 5).
Itabirite örnek için Fe içeriği artırıldı 47.68% Hedef 57.62%, ortalama olarak, bir kitle verim YE2 -in 65.0%. Bu Fe kurtarma karşılık gelir EFe( ve silika reddi (Ssio2) değerleri 82.95% ve 86.53%, Sıra -sıyla. The LOI, MgO ve CaO içerikleri 4.06% Hedef 5.72%, 1.46 Hedef 1.87% ve itibaren 2.21 Hedef 3.16%, Sıra -sıyla, hangi dolomit Fe taşıyan mineraller ile aynı yönde hareket ettiğini gösterir (İncir 5).
Her iki örnek için,AL2 O3 , MnO ve P Fe-taşıyan mineraller ile aynı yönde şarj gibi görünüyor (İncir 5). Bu üç türün konsantrasyonunun azaltılması istenirken, kombine konsantrasyonu Sio2, AL2 , O3 , YE2 MnO ve P her iki örnek için de azalıyor, ve bu nedenle tezgah üstü ayırıcı kullanılarak elde edilen toplam etkisi ürün Fe notu bir geliştirme ve kirletici konsantrasyonunda bir azalma.
Genel, benchtop test etkili şarj ve demir ve silika parçacıkların ayrılması kanıt gösterdi. Umut verici laboratuvar ölçeği sonuçları, birinci ve ikinci geçişler de dahil olmak üzere pilot ölçekli testlerin yapılması gerektiğini göstermektedir.
Tartışma
Deneysel veriler, STET ayırıcısının Fe içeriğinde önemli bir artışa yol açtığını ve aynı zamanda Sio2 Içerik.
Triboelektrostatik ayırmanın Fe içeriğinde önemli bir artışa yol açabileceğini göstermiştir., sonuçların önemi üzerine bir tartışma, maksimum ulaşılabilir Fe içeriği ve teknolojinin besleme gereksinimleri üzerinde gereklidir.
Başlamak için, her iki örnekte de mineral türlerinin belirgin şarj davranışını tartışmak önemlidir. Atıklar için ana bileşenler Fe oksitler ve kuvars tı ve deneysel sonuçlar Fe oksitlerinin E2'ye, kuvarsın ise E1'e konsantre olduğunu göstermiştir.. Basit yollarla, Fe oksit parçacıklarının pozitif bir yük elde ettiği ve kuvars parçacıklarının negatif yük elde ettiği söylenebilir.. Bu davranış, Ferguson tarafından gösterildiği gibi her iki mineralin triboelektrostatik doğası ile tutarlıdır (2010) [12]. Tablo 4 endüktif ayrıştırıcıya dayalı seçilen mineraller için görünür triboelektrik serisi gösterir, ve kuvars goethite ise şarj serisinin alt kısmında yer olduğunu gösterir, manyetit ve hematit serisi nin daha yüksek bulunur. Serinin üst kısmında Mineraller pozitif şarj eğiliminde olacaktır, alttaki mineraller negatif bir yük elde etme eğiliminde olurken.
Diğer yandan, itabirite örnek için ana bileşenleri hematit edildi, kuvars ve dolomit ve deneysel sonuçlar Fe oksitlerin ve dolomitin E2'ye konsantre olduğunu, kuvarsın ise E1'e konsantre olduğunu göstermiştir.. Bu, hematit parçacıkları ve dolomitin pozitif yük elde ettiğini, kuvars parçacıklarının ise negatif yük elde ettiğini gösterir.. Tablo'da görülebileceği gibi 4, karbonatlar tribo-elektrostatik serisinin üst kısmında yer almaktadır, karbonat parçacıklarının pozitif yük elde etme eğiliminde olduğunu gösterir, ve sonuç olarak E2'ye konsantre olmak. Hem dolomit hem de hematit aynı yönde yoğunlaşmış, kuvars ve dolomit varlığında hematit parçacıkları için genel etkisi pozitif bir yük elde etmek olduğunu belirten.
Her örnekte minerolojik türlerin hareket yönü son derece önemlidir, tribo-elektrostatik kayış ayırıcı teknolojisini kullanarak tek bir geçiş ile elde edilebilen maksimum ulaşılabilir Fe derecesini belirleyeceği için.
Atıklar ve itabirit örnekleri için ulaşılabilen maksimum Fe içeriği üç faktörtarafından belirlenecektir: Ben) Fe taşıyan minerallerdeki Fe miktarı; Ⅱ) minimum kuvars (Sio2 ) elde edilebilen içerik ve; ııı) Fe-bearing minerallerle aynı yönde hareket eden kirletici lerin sayısı. Atıklar için fe-bearing mineraller aynı yönde hareket eden ana kirleticiler örnek Al2 O3 Mno rulman mineralleri, itabirite örnek için ise ana kirleticiler CaO MgO Al2 O3 rulman mineralleri.
| Mineral Adı | Alınan ücret (Belirgin) |
|---|---|
| Apatit | +++++++ |
| Karbonat | ++++ |
| Monazite | ++++ |
| Titanomanyetit | . |
| Ilmenit | . |
| Rutil | . |
| Leucoxene | . |
| Manyetit/hematit | . |
| Spinels | . |
| Granat | . |
| Staurolite | - |
| Değiştirilmiş ilmenite | - |
| Goethite | - |
| Zirkon | -- |
| Epidote | -- |
| Tremolit | -- |
| Susuz silikatlar | -- |
| Alüsilikatlar | -- |
| Turmalin | -- |
| Aktinolit | -- |
| Piroksen | --- |
| Titanite | ---- |
| Feldspat | ---- |
| Kuvars | ------- |
Tablo 4. Endüktif ayrıştırıcılığa dayalı seçilen mineraller için görünür triboelektrik seriler. D.N Ferguson'dan değiştirildi (2010) [12].
Atık örneği için, Fe içeriği ölçüldü 29.89%. XRD verileri baskın faz goethite olduğunu gösterir, hematit takip, ve bu nedenle temiz bir ayrım mümkün olsaydı maksimum ulaşılabilir Fe içeriği arasında olurdu 62.85% ve 69.94% (saf goethite ve hematit Fe içeriği olan, Sıra -sıyla). Nwo, temiz bir ayrım mümkün değildir Al2, O3 Mno ve P-rulman mineralleri Fe-rulman mineralleri ile aynı yönde hareket etmektedir, ve bu nedenle Fe içeriğinde herhangi bir artış da bu kirleticilerin bir artışa neden olacaktır. Sonra, Fe içeriğini artırmak için, E2'ye kuvars miktarının, , Ürüne MnO ve P (E2). Tablo'da gösterildiği gibi 4, kuvars negatif bir yük elde etmek için güçlü bir eğilim vardır, ve bu nedenle diğer minerallerin belirgin bir negatif şarj davranışı na sahip olmaması durumunda, ürüne içeriğini önemli ölçüde azaltmak mümkün olacaktır (E2) triboelektrostatik kayış ayırıcı teknolojisini kullanarak ilk geçiş yoluyla.
Örneğin, biz atıklar örnek tüm Fe içeriği goethite ilişkili olduğunu varsayalım (Feo(Oh)), ve sadece gangue oksitler vardır Sio2, Al2O3 ve Mno, sonra ürüne Fe içeriği tarafından verilecektir:
Fe(%)=(100-Sio2 – (Al2 O3 + Mno*0.6285
Nerede, 0.6285 saf goethite Fe yüzdesi. Eq.4, Fe'yi AL2O3 + Mno artarken artar Sio2 Azalır.
Itabirite örneği için Fe içeriği 47.68%. XRD verileri, baskın fazın hematit olduğunu ve bu nedenle temiz bir ayırma mümkünse maksimum ulaşılabilir Fe içeriğinin 69.94% (saf hematit in Fe içeriği). Bu atıklar örnek için tartışıldı gibi temiz bir ayrım CaO olarak mümkün olmayacaktır, MgO, Al2 O3 rulman mineralleri hematit ile aynı yönde hareket ediyor, ve bu nedenle Fe içeriğini artırmak için Sio2 içerik azaltılmalıdır. Bu örnekteki Fe içeriğinin tamamının hematitle ilişkili olduğunu varsayarsak (Fe2O3) ve gangue mineralleri bulunan tek oksitler olduğunu Sio2, CaO, MgO, Al2O3 ve Mno; sonra üründeki Fe içeriği:
Fe(%)=(100-Sio2-CaO+MgO+Al2O3+Mno+LOI*0.6994
Nerede, 0.6994 saf hematit fe yüzdesi. Bu Eq.5 LOI içerir dikkat edilmelidir, Eq.4 ise. Itabirite örneği için, LOI karbonat varlığı ile ilişkili iken atıklar numune için Fe taşıyan mineraller ile ilişkilidir.
Besbelli, hem atıklar hem de itabirit örnekleri için Fe içeriğini önemli ölçüde artırmak mümkündür Sio2; Ancak, Eq.4 ve Eq.5'te gösterildiği gibi, maksimum ulaşılabilir Fe içeriği hareket yönü ve gangue mineralleri ile ilişkili oksitlerin konsantrasyonu ile sınırlı olacaktır.
Prensip olarak, her iki örnekte de Fe konsantrasyonu, STET ayırıcısı üzerinde ikinci bir geçiş ile daha da artabilir CaO,MgO Al2 O3 ve Mnorulman mineralleri Fe-rulman minerallerinden ayrılabilir. Örnekteki kuvarsın çoğu ilk geçiş sırasında çıkarılırsa böyle bir ayırma mümkün olabilir. Kuvars yokluğunda, kalan gangue minerallerinden bazıları teorik olarak goethite ters yönde şarj olmalıdır, hematit ve manyetit, hangi artan Fe içeriği neden olur. Örneğin, itabirite örnek için ve triboelektrostatik seridolomit ve hematit konumuna dayalı (Tabloya bakın 4), dolomit/hematit ayrımı mümkün olmalıdır, zira dolomit hematite göre pozitif şarj etme eğilimi güçlüdir..
Maksimum ulaşılabilir Fe içeriği üzerinde tartışıldıktan sonra teknoloji için besleme gereksinimleri üzerinde bir tartışma gereklidir. STET tribo-elektrostatik kayış ayırıcısı, besleme malzemesinin kuru ve ince öğütülmesi için. Çok az miktarda nem diferansiyel tribo-şarj üzerinde büyük bir etkiye sahip olabilir ve bu nedenle yem nemi azaltılmalıdır <0.5 wt.%. Ayrıca, yem malzemesi gangue malzemelerini serbest bırakacak kadar ince öğütülmüş olmalı ve en azından 100% geçen ağ 30 (600 um). En azından atık numunesi için, Malzemenin susuzlaştırılması ve ardından termal kurutma aşamasının takip edilmesi gerekir., itabirite numune taşlama için ise, veya takip eden, STET separatör ile faydalanmadan önce termal kurutma gerekli olacaktır.
Atık örneği, mevcut bir zayıflama-yüzdürme-manyetik konsantrasyon devresinden elde edildi ve doğrudan bir atık barajından toplandı.. Atıklardan kaynaklanan tipik macun nemleri etrafta olmalıdır 20-30% ve bu nedenle atıkların sıvı-katı ayırma yoluyla kurutulması gerekecektir. (Susuzlaştırma) bunu termal kurutma ve deagglomerasyon takip eder. Mekanik yöntemler, termal yöntemlere kıyasla uzaklaştırılan sıvı birimi başına göreceli olarak düşük enerji tüketimine sahip olduğundan, kurutmadan önce mekanik susuzlaştırma kullanımı teşvik edilir.. Hakkında 9.05 Btu, termal kurutma sırasında filtrasyon yoluyla elimine edilen suyun kilosu başına gereklidir, Diğer yandan, etrafta gerektirir 1800 Buharlaşan suyun kilosu başına Btu [13]. Demir atıklarının işlenmesiyle ilgili maliyetler nihayetinde susuzlaştırma sırasında elde edilebilecek minimum neme ve kurutma ile ilgili enerjik maliyetlere bağlı olacaktır..
İtabirit numunesi doğrudan bir itabirit demir oluşumundan elde edilmiştir ve bu nedenle bu numuneyi işlemek için malzemenin kırma ve öğütme işlemine tabi tutulması ve ardından termal kurutma ve deagglomerasyon yapılması gerekecektir.. Olası bir seçenek, sıcak hava süpürülmüş valsli değirmenlerin kullanılmasıdır., çift taşlama ve kurutmanın tek bir adımda gerçekleştirilebileceği. İtabirit cevherinin işlenmesiyle ilgili maliyetler, yem nemine bağlı olacaktır., yem granülometrisi ve frezeleme ve kurutma ile ilgili enerji maliyetleri.
Her iki numune için deagglomerasyon, parçacıkların birbirinden serbest bırakılmasını sağlamak için malzeme kurutulduktan sonra gereklidir.. Deagglomerasyon, termal kurutma aşaması ile birlikte gerçekleştirilebilir, verimli ısı transferi ve enerji tasarrufu sağlar.
Burada sunulan tezgah ölçekli sonuçlar triboelektrostatik kayış ayrımı kullanarak kuvarstan Fe taşıyan minerallerin şarj ve ayrılması güçlü kanıtlar göstermektedir.
Atıklar için örnek Fe içeriği artırıldı 29.89% Hedef 53.75%, ortalama olarak, bir kitle verim 23.30%, hangi Fe kurtarma ve silika ret değerleri karşılık gelir 44.17% ve 95.44%, Sıra -sıyla. Itabirite örnek için Fe içeriği artırıldı 47.68 % Hedef 57.62%, ortalama olarak, bir kitle verim 65.0%, hangi Fe kurtarma ve silika ret değerleri karşılık gelir 82.95% ve 86.53%, Sıra -sıyla. Bu sonuçlar, STET ticari ayırıcıdan daha küçük ve daha az verimli bir ayırıcıda tamamlandı.
Deneysel bulgular, hem atıklar hem de itabirit örnekleri için ulaşılabilen maksimum Fe içeriğinin en az ulaşılabilen kuvars içeriğine bağlı olacağını göstermektedir.. Ayrıca, daha yüksek Fe dereceleri elde etmek, STET kayış ayırıcısında ikinci bir geçiş ile mümkün olabilir.
Bu çalışmanın sonuçları, düşük dereceli demir cevheri para cezalarının STET tribo-elektrostatik kayış ayırıcısı ile yükseltilebilen. Pilot tesis ölçeğinde daha fazla çalışma elde edilebilir demir konsantresi derecesi ve kurtarma belirlemek için tavsiye edilir. Deneyime dayalı, ürün geri kazanımı ve/veya sınıfı pilot ölçekli işlemede önemli ölçüde iyileşir, bu demir cevheri denemeleri sırasında kullanılan tezgah ölçekli test cihazı ile karşılaştırıldığında. STET tribo-elektrostatik ayırma işlemi, demir cevheri cezaları için geleneksel işleme yöntemlerine göre önemli avantajlar sunabilir.
