Виберіть мову:
Лукас Рохас Мендоса, ST обладнання & Технологія, США
lrojasmendoza@steqtech.com
Френк Грача, ST обладнання & Технологія, США
Кайл Флінн, ST обладнання & Технологія, США
Abhishek Гупта, ST обладнання & Технологія, США
ST обладнання & Технології ТОВ (ЗАЛИШИТИ ЯК БУЛО) розробив нову систему обробки, засновану на трибоелектростатичній сепарації поясів, яка забезпечує переробній промисловості засобами для приниження дрібних матеріалів за допомогою енергоефективної та повністю сухої технології. In contrast to other electrostatic separation processes that are typically limited to particles >75мкм розміром, Трибоелектричний ремінний сепаратор STET підходить для поділу дуже тонкого (<1µ м) для помірно грубої (500µ м) Частинок, з дуже високою пропускною спроможністю. The STET tribo-electrostatic technology has been used to process and commercially separate a wide range of industrial minerals and other dry granular powders. Тут, 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.
Залізна руда є четвертим за поширеністю елементом земної кори [1]. Залізо має важливе значення для виробництва сталі і, отже, важливий матеріал для глобального економічного розвитку [1-2]. Залізо також широко використовується в будівництві та виробництві транспортних засобів [3]. Більшість залізорудних ресурсів складаються з метаморфозних смугастих утворень заліза (BIF (біф)) в якому залізо зазвичай зустрічається у вигляді оксидів, гідроксидів і в меншій мірі карбонатів [4-5]. Окремим видом утворень заліза з більш високим вмістом карбонату є доломітичними ітабіритами, які є продуктом доломітизації і метаморфізму родовищ BIF. [6]. Найбільші родовища залізної руди в світі можна знайти в Австралії, Китай, Канада, Україна, Індія і Бразилія [5].
Хімічний склад залізних руд має очевидний широкий діапазон в хімічному складі, особливо для вмісту заліза і пов'язаних з ним корисних копалин. [1]. Основні залізні мінерали, пов'язані з більшістю залізних руд, є гематитом, Ехіте (Ехети, лімоніт і магнетит [1,5]. Основними забруднювачами в залізних рудах є SiO2 і Al2O3 [1,5,7]. Типові кремнезем і алюміній несучі мінерали, присутні в залізній руді кварц, Каолініте (мерт і Єзоха), Гіббіте (значення), діаспора і корунд. З них часто спостерігається, що кварц є середнім кремнеземоносним мінералом, а каолініт і гіббсит є дво основними глиноземовими мінералами. [7].
Видобуток залізної руди в основному здійснюється шляхом відкритих робіт з видобутку котловану, що призводить до значного покоління хвостосховищ [2]. Система видобутку залізної руди зазвичай включає в себе три етапи: Гірничо, діяльність з переробки та гранулювання. З них, забезпечує досягнення адекватного сорту заліза та хімії до етапу гранулювання. Переробка включає дроблення, класифікація, фрезерування та концентрація, спрямовані на збільшення вмісту заліза при зменшенні кількості гангових мінералів [1-2]. Кожне родовище корисних копалин має свої унікальні характеристики по відношенню до заліза і гангвеї несучих мінералів, і тому вона вимагає іншої техніки концентрації [7].
Магнітна сепарація, як правило, використовується при посяганні на високоякісні залізні руди, де домінуючими мінералами заліза є залізо і парамагнітні [1,5]. Волога і суха магнітна сепарація низької інтенсивності (LIMS (LIMS)) методи використовуються для обробки руд з сильними магнітними властивостями, такими як магнетит, в той час як волога магнітна сепарація високої інтенсивності використовується для відділення fe-несучих мінералів зі слабкими магнітними властивостями, такими як гематит від гангових мінералів. Залізні руди, такі як бетіт і лімоніт, зазвичай зустрічаються в хвостосховищах і не дуже добре розділяють ні за технікою, ні за технікою [1,5]. Магнітні методи представляють проблеми з точки зору їх низьких можливостей і з точки зору вимоги до того, щоб залізна руда була сприйнятлива до магнітних полів. [5].
Флотація (значення), З іншого боку, використовується для зниження вмісту домішок в низькосортних залізних рудах [1-2,5]. Залізні руди можуть бути сконцентровані або шляхом прямої аніонної флотації оксидів заліза, або зворотної канічної флотації кремнезему, однак зворотна кціонна флотація залишається найпопулярнішим маршрутом флотації, що використовується в залізній промисловості [5,7]. Використання флотації обмежене вартістю реагентів, наявність багатих кремнезем і глинозему слизу і наявності мінералів карбонату [7-8]. Крім того, флотація вимагає очищення стічних вод і використання зливу вниз за течією для сухих кінцевих застосувань [1].
Використання флотації для концентрації заліза також передбачає зневоднення, оскільки плаваючі при наявності штрафів призводить до зниження ефективності і високих витрат на реагенти [5,7]. Делімація особливо важлива для видалення алюмінію, оскільки відділення гібситу від гематиту або гетиту будь-якими поверхнево-активними агентами досить складно [7]. Більшість мінералів підшипників алюмінію відбувається в діапазоні більш тонких розмірів (<20умм) що дозволяє його видалення шляхом. загальний, висока концентрація штрафів (<20умм) а алюміній збільшує необхідну дозу колектора і різко знижує вибірковість [5,7].
Крім того, 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]. Наприклад,, 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, Відповідно, 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.
Трибо-електростатичний поділ використовує електричні заряди між матеріалами, виробленими поверхневим контактом або трибоелектричним заряджанням. Спрощено, коли два матеріали знаходяться в контакті, the material with a higher affinity for electron gains electrons thus charges negative, в той час як матеріал з меншою спорідненістю електронів заряду позитивний. В принципі, 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. Крім цього, Процес СТЕТ вимагає мало передочисного лікування мінеральних і працює на великій потужності – до 40 тони на годину. Споживання енергії менше, ніж 2 кіловат-годин на тонну обробленого матеріалу.
Матеріали
У цій серії випробувань було використано дві прекрасні низькосортну залізну руду.. Перша руда складалася з ультрадиснової fe руди хвостосховища зразка з D50 20 мкм і другий зразок зразка залізної руди ітабіриту з D50 60 µ м. Обидва зразки представляють проблеми під час їх благоучування і не можуть бути ефективно оброблені за допомогою традиційних ланцюгів знебарвлення-флотації-магнітної концентрації через їх гранулометрію і мінералогію.. Обидва зразки були отримані в гірничодобувних компаніях Бразилії..
Перший зразок був отриманий з існуючого контуру знежирювчої флотації-магнітної концентрації.. Зразок був зібраний з греблі хвостосховища, потім висушені, гомогенізований і упакований. Другий зразок - з ітабіритского заліза в Бразилії.. Зразок був подрібнений і відсортований за розміром, а дрібна фракція, отримана з стадії класифікації, пізніше пройшла кілька етапів делімування до D98 150 мкм було досягнуто. Потім зразок висушили., гомогенізований і упакований.
Розподіли розмірів частинок (PSD) були визначені за допомогою лазерного дифракційного аналізатора розмірів частинок, Мастеризатор Малверн 3000 E. Обидва зразки також характеризувалися втратою запалювання.(LOI), XRF і XRD. Втрати від займання (LOI) визначалося шляхом розміщення 4 грамів зразка в 1000 Піч ºC для 60 протоколів та звітування про ЛОІ на отриманій основі. Аналіз хімічного складу був завершений за допомогою дисперсійної рентгенівської флуоресценції довжин хвиль (WD РФС) інструмент і основні кристалічні фази були досліджені технікою XRD.
Хімічний склад і LOI для зразка хвостосховища (Хвостосховища), і для ітабіритского заліза формування зразка (Ітабірит), показано в таблиці 1 розподіли розмірів частинок для обох зразків показані на рис. 1. Для хвостосховища основними фазами, що відновлюються Fe, є гетит і гематит, і основним мінералом гангу є кварц (Мал 4). Для зразка ітабіріту основними фазами відновлення Fe є гематит, а основними мінералами гангу є кварц і доломіт (Мал 4).
Таблиця 1. Результат хімічного аналізу основних елементів у хвостосховищах та зразках ітабіриту.
| Зразка | Клас ((у 201 за 600) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Фе | SiO2 | Al2O3 | Мно | MgO (MgO) | Цао | LOI** | Інші | |
| Хвостосховища | 30.3 | 47.4 | 4.3 | 1.0 | * | * | 3.4 | 13.4 |
| Ітабірит | 47.6 | 23.0 | 0.7 | 0.2 | 1.5 | 2.2 | 4.0 | 21.0 |
Розподіли розмірів частинок
Методи
Серія експериментів була розроблена для вивчення впливу різних параметрів на рух заліза в обох зразках заліза за допомогою фірмової технології сепаратора трибоелектростатичного ременя STET.. Експерименти проводилися за допомогою лавочно-масштабного трибо-електростатичного сепаратора пояса, На цьому ж таки називають «сепаратором лавок». Тестування на лавці – це перша фаза трифазного процесу впровадження технології (Рис. 2) включаючи оцінку лавок, пілотно-масштабне тестування та впровадження комерційних масштабів. Використовується для відбору для перевірки доказів Трібо-електростатичного заряджання та визначення, чи є матеріал хорошим кандидатом для електростатичних збагачення. Основні відмінності між кожним обладнанням представлені в таблиці 2. Хоча обладнання, що використовується в межах кожного етапу, відрізняється за розміром, принципу роботи принципово однаковий.
Таблиця 2. Трифазний процес впровадження за допомогою технології сепаратора трибо-електростатичного ременя STET
| Фаза | Використовується для: | Електрод Розміри (Ш х Л) см | Тип Процес/ |
|---|---|---|---|
| Шкала лавки Оцінки | Якісний Оцінки | 5*250 | Пакетний |
| Масштаб пілота Тестування | Кількісний Оцінки | 15*610 | Пакетний |
| Комерційні Розмір Здійснення | Комерційні Виробництво | 107 *610 | Безперервний |
Принцип роботи STET
Принцип роботи сепаратора спирається на трибоелектростаційну зарядку. В Трібо-сепаратор Електростатичний ремінь (Цифри 2 і 3), матеріал подається у вузький зазор 0.9 - 1.5 см між двома паралельними планарними електродами. Частинки трибоелектрично заряджені міжчастинкових контактів. Позитивно заряджений мінерал(s) і негативно заряджений мінерал(s) залучили до протилежної електроди. Всередині частинки сепаратора зметені безперервним рухомим відкритим сітчастим поясом і передаються в протилежних напрямках.. Ремінь виготовлений з пластикового матеріалу і переміщує частинки, прилеглі до кожного електрода, до протилежних кінців сепаратора.. Потік струмів, що відокремлюються, і постійна трибоелектрична зарядка при зіткненнях частинок і частинок забезпечує багатоступеневий поділ і призводить до відмінної чистоти і відновлення в однопрохідному блоці.. Технологія сепаратора трибоелектричного ременя була використана для розділення широкого спектру матеріалів, включаючи суміші скляних алюмосилікатів / вуглецю. (золи), Кальцит/кварц, Тальк/магнезит, та барит/кварц.
загальний, Конструкція сепаратора відносно проста з ременем і пов'язаними з ним роликами як єдиними рухомими частинами. Електроди мають стаціонарні і складається з відповідним чином міцного матеріалу. Довжина сепаратора електрода приблизно 6 м. (20 метрів.) і ширина 1.25 м. (4 метрів.) для повнорозмірних комерційних підрозділів. Висока швидкість ременя дозволяє дуже високу пропускну здатність, до 40 тонн на годину для повнорозмірних комерційних одиниць. Споживана потужність менше 2 кіловат-годин на тонну матеріалу, обробленого з більшою частиною енергії, споживаної двома двигунами, що керують ременем.
Схема сепаратора трибоелектричного ременя
Деталі зони розділення
Як видно в таблиці 2, основна відмінність сепаратора лавочки та пілотно-масштабних сепараторів полягає в тому, що довжина сепаратора лавочки приблизно 0.4 разів довжина експериментальних і торгово-масштабних одиниць. Як ККД сепаратора є функція довжини електрода, Стендове тестування не можна використовувати як заміну для експериментального тестування. Пілотне тестування необхідне для визначення ступеня поділу, який процес STET може досягти, і визначити, якщо STET процес може відповідати цілям продукту в рамках даної ціни кормів. Замість цього, використовується для виключення матеріалів кандидата, які навряд чи мають продемонструвати значне розділення на пілотному рівні. Результати, отримані на лавці масштабу будуть не оптимізовані, і поділ спостерігається менше, ніж які будуть спостерігатися на комерційних розмірів STET роздільник.
Тестування на пілотному заводі необхідне до розгортання комерційного масштабу, Однак, тестування на лавці масштабу заохочується як перший етап процесу впровадження будь-якого даного матеріалу. Крім того, у випадках, коли доступність матеріалу обмежена, сепаратор лавочки забезпечує корисний інструмент для скринінгу потенційних успішних проектів (Тобто., проекти, в яких цілі якості клієнтів і промисловості можуть бути виконані за допомогою технології STET).
Тестування на лавці
Стандартні технологічні випробування проводилися навколо конкретної мети підвищення концентрації Fe і зниження концентрації мінералів гангу.. Різні змінні були вивчені, щоб максимізувати рух заліза і визначити напрямок руху різних мінералів.. Напрямок руху, що спостерігається під час тестування на лавці, свідчить про напрямок руху на дослідному заводі та комерційному масштабі.
Досліджувані змінні включали відносну вологість (RH), температура, полярність електродів, швидкість ременя і прикладна напруга. З них, Rh і температура поодинці може мати великий вплив на диференційну трибо-зарядку і, отже, на результати поділу. Отже, оптимальний RH і температурний режими були визначені до дослідження впливу інших змінних, що залишилися. Було досліджено два рівні полярності: я) верхня полярність електрода позитивна і ii) верхня полярність електрода негативна. Для сепаратора STET, при заданому розташуванні полярності і при оптимальному RH і температурному стані, швидкість ременя є основною ручкою управління для оптимізації класу продукту та відновлення маси. Тестування на журавликовому сепараторі допомагає пролити світло на вплив певних операційних змінних на трибоелектростаційну зарядку для даного зразка мінералу, і тому отримані результати та тенденції можуть бути використані, до певної міри, звузити кількість змінних та експериментів, які будуть проводитися в пілотній шкалі заводу. Таблиця 3 перераховує діапазон умов поділу, що використовуються як частина фази 1 процес оцінки хвостосховищ і зразків ітабіриту.
Таблиця 3 перелічує діапазон умов поділу
| Параметр | Одиниць | Діапазон значень | |
|---|---|---|---|
| Хвостосховища | Ітабірит | ||
| Верхній електрод Полярність | - | Позитивний резус-фактор- Негативний резус-фактор | Позитивний резус-фактор- Негативний резус-фактор |
| Напруга електрода | -кВ/+кВ | 4-5 | 4-5 |
| Відносний канал Вологість (RH) | % | 1-30.7 | 2-39.6 |
| Температура подачі | °F (° C) | 71-90 (21.7-32.2) | 70-87 (21.1-30.6) |
| Швидкість ременя | Кадрів (м/с) | 10-45 (3.0-13.7) | 10-45 (3.0-13.7) |
| Електродний зазор | Дюймів (мм) | 0.400 (10.2 мм) | 0.400 (10.2 мм) |
Випробування проводилися на сепараторі лавочки в умовах пакетного, зі зразками кормів 1.5 Кг. за тест. Промивний запуск за допомогою 1 Фунт. матеріалів був введений між тестами, щоб гарантувати, що будь-який можливий ефект перенесення від попередньої умови не. Перед початком випробувань матеріал був гомогенізований і були підготовлені зразки мішків, що містять як пробіг, так і промивний матеріал.. На початку кожного експерименту температура і відносна вологість (RH) був виміряний за допомогою ручного зонда вологості та температури Vaisala HM41. Діапазон температури і RH у всіх експериментах був 70-90 °F (21.1-32.2 (° C) і 1-39.6%, Відповідно. Перевірка нижчої RH та/або вищої температури, зразки корму та промивання зберігалися в сушильній печі на 100 °C для часів між 30-60 Хвилин. На відміну від, вищі значення RH були досягнуті шляхом додавання невеликої кількості води в матеріал, з подальшою гомогенізацією. Після RH і температури вимірювалися на кожному зразку корму, Наступним кроком було встановлення полярності електродів, швидкість ременя і напруга до потрібного рівня. Значення розриву залишалися постійними на 0.4 дюймів (10.2 мм) під час тестових кампаній для хвостосховищ та зразків ітабіриту.
До кожного тесту, був зібраний невеликий підбірка корму, що містить приблизно 20г (позначено як «Подача»). При встановленні всіх змінних операції, матеріал подавався в сепаратор лавочки за допомогою електричного живильника вібрацій через центр сепаратора лавочки. Зразки були зібрані в кінці кожного експерименту і ваги кінця продукту 1 (позначено як "E1") і кінець продукту 2 (позначено як "E2") були визначені за допомогою законодавчо-торгового підрахунку масштабу. Після кожного тесту, невеликі під-зразки, що містять приблизно 20 g E1 і E2 також були зібрані. Масові врожаї до E1 і E2 описуються:
ДеYE1 і YE2 є масові врожаї до E1 і E2, Відповідно; і є зразками ваг, зібраних до продуктів сепаратора E1 і E2, Відповідно. Для обох зразків, Концентрація fe була збільшена до продукту Е2.
Для кожного набору підсимів (Тобто., Годувати, E1 і E2) Визначено loi та склад основних оксидів від XRF. Фе2 О3 зміст визначався зі значень. Для хвостосховищ зразок LOI буде безпосередньо пов'язаний з вмістом гетиту в зразку, оскільки функціональні гідроксильні групи в гетиті окисляться в H2 Оg [10]. Навпаки, для зразка ітабіріту LOI буде безпосередньо стосуватися містять карбонатів у зразку, оскільки карбонат кальцію і магнію розкладається на їх основні оксиди, що призводить до вивільнення CO2g і субсеквенціальна вага втрати вибірки. Намистини XRF були приготовлені шляхом змішування 0.6 грамів мінерального зразка з 5.4 грам тетраборату літію, який був обраний за рахунок хімічного складу як хвостосховищ, так і зразків ітабіриту. XRF-аналіз був нормалізований для LOI.
Нарешті, Fe відновлення EФе до продукту (E2) і SiO2 Відмова QSi були розраховані. EФе відсоток Fe відновлених в концентраті до вихідного зразка корму і Qсіо2 - це відсоток вилученого з вихідного зразка корму. EФе і Qsi описані:
Де Cя,(Канал,E1,E2) - це нормалізований відсоток концентрації для компонента i під-вибірки (Наприклад., Фе, сіо2)
Зразки мінералогії
Модель XRD, що показує основні мінеральні фази для хвостосховищ та зразків ітабіриту, показана на рис. 4. Для хвостосховища основними фазами, що відновлюються Fe, є гетит, гематит і магнетит, і основним мінералом гангу є кварц (Мал 4). Для зразка ітабіріту основними фазами відновлення Fe є гематит і магнетит, а основними мінералами гангу є кварц і доломіт.. Магнетит з'являється в концентраціях слідів в обох зразках. Чистий гематит, Ехіте (Ехети, і магнетит містять 69.94%, 62.85%, 72.36% Фе, Відповідно.
D візерунки. A – Хвостосховища зразка, B – Зразок ітабіріту
Експерименти з лавок
Серія тестових пробігів була проведена на кожному зразку мінералу, спрямованих на максимізацію Fe і зменшення SiO2 вміст. Види, що концентруються на E1, будуть свідчити про негативну поведінку зарядки, в той час як концентрація видів до Е2 до позитивної поведінки зарядки.. Більш високі швидкості ременя були сприятливими для обробки зразка хвостосховища; Однак, ефект тільки цієї змінної виявився менш значущим для зразка ітабіриту.
Середні результати для хвостосховищ та зразків ітабіриту представлені на рис. 5, які були розраховані з 6 і 4 Експерименти, Відповідно. Мал 5 представляє середню масову врожайність і хімію для кормів і продуктів Е1 і Е2. Крім цього, кожен сюжет являє собою поліпшення або зниження концентрації (E2- Годувати) для кожного зразка компонента наприклад., Фе, SiO2 Додатні значення пов'язані зі збільшенням концентрації до Е2, в той час як від'ємні значення пов'язані зі зниженням концентрації до Е2.
Рис.5. Середня масова врожайність і хімія для кормів, Продукти E1 та E2. Бар'єри похибок представляють 95% довірчі інтервали.
Для хвостосховища зразок Вміст Fe був збільшений з 29.89% щоб 53.75%, в середньому, при масовому врожаї YE2 – або глобальне масове відновлення – з 23.30%. Це відповідає відновленню Fe ( і відмова від кремнезему (QE2 ) значення 44.17% і 95.44%, Відповідно. Вміст LOI було збільшено з 3.66% щоб 5.62% що свідчить про те, що збільшення вмісту Fe пов'язане зі збільшенням вмісту гетитів (Мал 5).
Для ітабіріту зразок Fe вміст був збільшений з 47.68% щоб 57.62%, в середньому, при масовому врожаї YE2 -з 65.0%. Це відповідає відновленню Fe EФе( і відмова від кремнезему (Qсіо2) значення 82.95% і 86.53%, Відповідно. ЛОІ, Вміст MgO і CaO було збільшено з 4.06% щоб 5.72%, 1.46 щоб 1.87% і від 2.21 щоб 3.16%, Відповідно, що свідчить про те, що доломіт рухається в тому ж напрямку, що і Фе-несучі мінерали (Мал 5).
Для обох зразків,АЛЬ2 О3 , MnO і P, схоже, заряджають в тому ж напрямку, що і фе-несучі мінерали (Мал 5). При цьому бажано знизити концентрацію цих трьох видів, комбінована концентрація SiO2, АЛЬ2 , О3 , YE2 MnO і P зменшуються для обох зразків, і тому загальний ефект, досягнутий за допомогою сепаратора лавки, є підвищенням класу продукту Fe і зниженням концентрації забруднюючих речовин.
загальний, Тестування на лавці продемонструвало докази ефективної зарядки та поділу частинок заліза та кремнезему. Перспективні результати лабораторної шкали свідчать про те, що повинні бути проведені пілотні масштабні випробування, включаючи перший і другий проходи..
Обговорення
Експериментальні дані свідчать про те, що сепаратор STET призвів до значного збільшення вмісту Fe, одночасно зменшуючи SiO2 вміст.
Продемонструвавши, що трибоелектростатична сепарація може призвести до значного збільшення вмісту Fe, Обговорення важливості результатів, на максимально досяжному вмісті Fe і на кормові вимоги технології необхідні.
Щоб почати, важливо обговорити очевидну поведінку зарядки мінеральних видів в обох зразках. Для хвостосховища основними компонентами були феоксиди і кварц, а експериментальні результати показали, що оксиди Фе концентруються на E2, в той час як кварц концентрується на E1.. Спрощено, Можна сказати, що частинки фе оксиду придбали позитивний заряд і що частинки кварцу придбали негативний заряд.. Така поведінка узгоджується з трибоелектростатичною природою обох мінералів, як показав Фергюсон. (2010) [12]. Таблиця 4 показує видимий трибоелектричний ряд для вибраних мінералів на основі індуктивного поділу, і це показує, що кварц розташований у нижній частині серії зарядки, а гетит, магнетит і гематит розташовані вище в серії. Мінерали у верхній частині серії, як правило, заряджають позитивні, в той час як мінерали на дні, як правило, набувають негативний заряд.
З іншого боку, для зразка ітабіріту основними компонентами були гематит, кварц і доломітові та експериментальні результати показали, що феоксиди і доломіт концентруються до Е2, в той час як кварц концентрується на E1.. Це вказує на те, що частинки гематиту і доломіту придбали позитивний заряд, в той час як частинки кварцу придбали негативний заряд.. Як видно в таблиці 4, карбонаті розташовані у верхній частині трибоелектростатичної серії, це вказує на те, що частинки карбонату, як правило, набувають позитивного заряду, і, як наслідок, бути сконцентрованим на E2. І доломіт, і гематит були зосереджені в одному напрямку., вказуючи на те, що загальний ефект для частинок гематиту в присутності кварцу і доломіту полягав у придбанні позитивного заряду.
Напрямок руху мінералогічних видів в кожному зразку представляє першочерговий інтерес, оскільки він визначить максимально досяжний сорт Fe, який можна отримати за допомогою єдиного проходу за допомогою технології трибоелектростатичного ременя.
Для хвостосховищ і зразків ітабіриту максимально досяжний вміст Fe буде визначатися трьома факторами: я) Кількість Fe в фе-несучих мінералів; ii) мінімальний кварц (SiO2 ) зміст, який може бути досягнутий і; iii) Кількість забруднюючих речовин, що рухаються в тому ж напрямку, що і феносні мінерали. Для відбору хвостосховищ основні забруднювачі, що рухаються в одному напрямку фе-несучих мінералів, Аль2 О3 Мно несучі мінерали, в той час як для зразка ітабіриту основними забруднювачами є Цао MgO (MgO) Аль2 О3 несучі мінерали.
| Назва мінералу | Нараху, придбана (Очевидним) |
|---|---|
| Апатит | +++++++ |
| Карбонати | ++++ |
| Монацит | ++++ |
| Титаномагнетит | . |
| Ільменіт | . |
| Рутиле | . |
| Лейкоксен | . |
| Магнетит/гематит | . |
| Шпінелі | . |
| Гранат | . |
| Ставроліт | - |
| Змінений ільменіт | - |
| Гетит | - |
| Циркон | -- |
| Епідот | -- |
| Тремоліт | -- |
| Гідроусові силікати | -- |
| Алюмінозилікати | -- |
| Турмалінова | -- |
| Актиноліт | -- |
| Піроксен | --- |
| Титаніт | ---- |
| Польовий шпат | ---- |
| Кварц | ------- |
Таблиця 4. Видимий трибоелектричний ряд для вибраних мінералів на основі індуктивної сепарації. Змінено з Д.Н. Фергюсон (2010) [12].
Для хвостосховища зразок, вміст Fe вимірювався на 29.89%. Дані XRD вказують на те, що переважаючою фазою є гетит, за ним слідує гематит, і тому максимально досяжний вміст Fe, якщо чистий поділ був би можливим, був би між 62.85% і 69.94% (які є вмістом Фе чистого гетиту і гематиту, Відповідно). Зараз, чисте розділення неможливе, оскільки Аль2, О3 Мно і P-несучі мінерали рухаються в тому ж напрямку, що і фе-несучі мінерали, і тому будь-яке збільшення вмісту Fe також призведе до збільшення цих забруднень. То, щоб збільшити вміст Fe, кількість кварцу до Е2 потрібно буде значно зменшити до такої міри, що він компенсує рух , Мно і P до продукту (E2). Як показано в таблиці 4, кварц має сильну тенденцію до отримання негативного заряду, і тому за відсутності інших мінералів, що мають очевидну негативну поведінку зарядки, можна буде значно зменшити його вміст до продукту. (E2) за допомогою першого проходу з використанням технології трибоелектростатичного ременя сепаратора.
Наприклад,, якщо припустити, що весь вміст Fe у зразку хвостосховищ пов'язаний з гетитом (Фео (Е)(Ах)), і що єдиними оксидами гангу є SiO2, Аль2О3 і Мно, тоді вміст Fe до продукту буде наданий:
Фе(%)=(100-SiO2 – (Аль2 О3 + Мно*0.6285
Де, 0.6285 відсоток Fe в чистому гетиті. Eq.4 зображує конкуруючий механізм, який має місце, щоб сконцентрувати Fe як АЛЬ2О3 + Мно збільшується, а SiO2 Зменшується.
Для зразка ітабіріту вміст Fe вимірювався на 47.68%. Дані XRD вказують на те, що переважаючою фазою є гематит, і тому максимально досяжний вміст Fe, якщо чисте розділення було б близьким до 69.94% (який є вмістом Fe чистого гематиту). Як це обговорювалося для хвостосховища зразок чистої сепарації буде неможливо, як CaO, MgO (MgO), Аль2 О3 несучі мінерали рухаються в тому ж напрямку, що і гематит, і, отже, збільшити вміст Fe SiO2 зміст повинен бути зменшений. Припускаючи, що весь вміст Fe у цьому зразку пов'язаний з гематитом (Фе2О3) і що єдиними оксидами, що містяться в мінералах гангу, є SiO2, Цао, MgO (MgO), Аль2О3 і Мно; тоді вміст Fe у продукті буде наданий:
Фе(%)=(100-SiO2-ЦаО+мго+Аль2О3+Мно+LOI*0.6994
Де, 0.6994 відсоток Fe в чистому гематиті. Слід зазначити, що Eq.5 включає LOI, в той час як Eq.4 не. Для зразка ітабіріту, LOI пов'язаний з наявністю карбонатів, в той час як для хвостосховища зразок він пов'язаний з fe-несучих мінералів.
Очевидно, як для хвостосховищ, так і для зразків ітабіриту можна значно збільшити вміст Fe за рахунок зменшення вмісту SiO2; Однак, як показано в Eq.4 та Eq.5, максимально досяжний вміст Fe буде обмежений напрямком руху і концентрацією оксидів, пов'язаних з мінералами гангуе.
В принципі, концентрація Fe в обох зразках може бути додатково збільшена за допомогою другого проходу на сепаратор STET, в якому Цао,MgO (MgO) Аль2 О3 і Мнонесучі мінерали можуть бути відокремлені від фе-несучих мінералів. Таке розділення було б можливим, якби більша частина кварцу в зразку була видалена під час першого проходу.. При відсутності кварцу, деякі з решти мінералів гангу в теорії повинні заряджаються в протилежному напрямку гетиту, гематит і магнетит, що призведе до збільшення вмісту Fe. Наприклад,, для зразка ітабіриту і заснованого на розташуванні доломіту і гематиту в трибоелектростатичному ряду (Рис. 4), Поділ доломіту/гематиту має бути можливим, оскільки доломіт має сильну тенденцію до позитивного заряду по відношенню до гематиту.
Обговоривши на максимально досяжному вмісті Fe, необхідна дискусія про вимоги до корму для технології. Трибоелектростатичний ремінний сепаратор STET вимагає, щоб кормовий матеріал був сухим і дрібно заземленим. Дуже невелика кількість вологи може мати великий вплив на диференційну трибо-зарядку, а тому вологість корму повинна бути знижена до <0.5 wt.%. Крім цього, the feed material should be ground sufficiently fine to liberate gangue materials and should be at least 100% passing mesh 30 (600 умм). 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, З іншого боку, 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.
Результати лави, представлені тут, демонструють переконливі докази зарядки та відділення фе-несучих мінералів від кварцу за допомогою поділу трикоелектростатичного пояса..
Для хвостосховища зразок Вміст Fe був збільшений з 29.89% щоб 53.75%, в середньому, при масовому виході 23.30%, що відповідає значенням відторгнення Фе та кремнезему 44.17% і 95.44%, Відповідно. Для ітабіріту зразок Fe вміст був збільшений з 47.68 % щоб 57.62%, в середньому, при масовому виході 65.0%, що відповідає значенням відторгнення Фе та кремнезему 82.95% і 86.53%, Відповідно. Ці результати були завершені на сепараторі, який є меншим і менш ефективним, ніж комерційний сепаратор STET..
Експериментальні результати показують, що як для хвостосховищ, так і для зразків ітабіриту максимально досяжний вміст Fe буде залежати від мінімально досяжного вмісту кварцу.. Крім цього, досягнення вищих сортів Fe може бути можливим за допомогою другого проходу на сепаратор ременя STET.
Результати цього дослідження показали, що низькосортні штрафи за залізну руду можна модернізувати за допомогою трибо-електростатичного ремінного сепаратора STET. Подальша робота на пілотній шкалі заводу рекомендується для визначення сорту залізного концентрату і відновлення, яке може бути досягнуто. На основі досвіду, відновлення продукту та /або класу значно покращиться при обробці пілотних масштабів, порівняно з тестовим пристроєм на лавці, який використовується під час цих випробувань залізної руди. Трибоелектростатичний процес сепарації STET може запропонувати значні переваги перед звичайними методами обробки штрафів за залізну руду.
