盧卡斯·羅賈斯·門多薩, ST 設備 & 技術, 美國
lrojasmendoza@steqtech.com
弗蘭克 · 赫拉赫, ST 設備 & 技術, 美國
Kyle 弗林, ST 設備 & 技術, 美國
阿布舍克古普塔, ST 設備 & 技術, 美國
ST 設備 & 技術有限責任公司 (STET) 開發了一種基於三靜帶分離的新型加工系統, 為選礦行業提供了一種節能、完全乾燥的技術選礦精細材料的手段. 與其他通常僅限於顆粒的靜電分離工藝相比 >75μm 的大小, stet 三電帶分離器適用于非常精細的分離 (<1µ m) 到中等粗糙 (500µ m) 粒子, 具有非常高的輸送量. STET摩擦靜電技術已被用於加工和商業分離各種工業礦物和其他乾燥顆粒粉末. 這裡, 介紹了採用STET帶分離工藝選礦低品位鐵礦粉的實驗室規模結果. 小規模測試表明，STET技術能夠同時從D50為60μm的斜鐵礦和D50為20μm的超細Fe礦尾礦中回收Fe和剔除SiO2. STET技術是作為選礦鐵礦粉的替代方案，由於其粒度和礦物學，這些細粉無法通過傳統的流程迴路成功處理.
鐵礦石是地殼中第四大最常見的元素 [1]. 鋼鐵是鋼鐵製造的必需品, 因此也是全球經濟發展的重要材料 [1-2]. 鐵也被廣泛用於建築和車輛製造 [3]. 大部分鐵礦石資源是由變質的帶狀鐵地層組成的 (bif) 其中鐵通常以氧化物的形式存在, 氫氧化物和在較小程度上碳酸鹽 [4-5]. 碳酸鹽岩含量較高的一種特殊類型的鐵地層是白雲岩伊塔比鐵礦, 它是 bif 礦床白雲岩化和變質作用的產物 [6]. 世界上最大的鐵礦石礦床位於澳大利亞, 中國, 加拿大, 烏克蘭, 印度和巴西 [5].
鐵礦石的化學成分在化學成分上有明顯的廣泛範圍, 特別是在鐵含量和相關的煤矸石礦物方面 [1]. 與大多數鐵礦石相關的主要鐵礦物是赤鐵礦, 戈伊蒂, 褐鐵礦和磁鐵礦 [1,5]. 鐵礦石中的主要污染物是二氧化矽和 al2o3 [1,5,7]. 鐵礦石中典型的二氧化矽和含氧化鋁礦物是石英, 高嶺石, 吉布斯特, 矽酸鹽和剛玉. 其中常觀察到石英是含二氧化矽的平均礦物, 高嶺石是含鋁的兩種主要氧化鋁礦物 [7].
鐵礦石開採主要通過露天開採作業進行, 導致大量的尾礦產生 [2]. 鐵礦石生產系統通常涉及三個階段: 挖掘, 加工和造粒活動. 其中,, 加工, 確保在造粒階段之前達到足夠的鐵品位和化學. 加工包括破碎, 分類, 銑削和濃縮, 目的是提高鐵的含量, 同時減少煤矸石礦物的數量 [1-2]. 每個礦床在含鐵和含煤矸石礦物方面都有其獨特的特點, 因此, 它需要不同的濃度技術 [7].
磁選通常用於高品位鐵礦的選礦, 其中主要的鐵礦物是鐵和順磁性的 [1,5]. 幹濕低強度磁選 (Lims) 採用磁鐵礦等具有較強磁性的礦石加工技術, 採用濕高強度磁選技術將赤鐵礦等磁性強的含鐵礦物與煤矸石礦物分離. 鐵礦石, 如 goethite 和褐鐵礦, 在尾礦中常見, 兩種技術都不能很好地分離 [1,5]. 磁方法在能力低和鐵礦石容易受到磁場影響的要求方面提出了挑戰 [5].
浮 選, 另一方面, 用於降低低品位鐵礦石中雜質的含量 [1-2,5]. 鐵礦石可以通過鐵氧化物的直接陰離子浮選或二氧化矽的反向陽離子浮選來濃縮, 然而, 反陽離子浮選仍然是鐵工業中最流行的浮選路線 [5,7]. 浮選的使用受試劑成本的限制, 矽和富含鋁的薄型的存在和碳酸鹽礦物的存在 [7-8]. 此外, 浮選需要廢水處理和使用下游脫水進行乾燥的最終應用 [1].
使用浮選來提高鐵的濃度還包括脫泥, 因為在罰款的存在下漂浮會導致效率下降和試劑成本高 [5,7]. 脫氯是特別重要的去除氧化鋁, 因為任何表面活性劑從赤鐵礦或高晶石中分離赤鐵礦是相當困難的 [7]. 大多數含氧化鋁礦物都存在於更精細的尺寸範圍內 (<20嗯) 允許通過脫薄去除. 整體, 高集中的罰款 (<20嗯) 和氧化鋁增加所需的陽離子收集器劑量，並顯著降低選擇性 [5,7].
此外, 碳酸鹽礦物的存在——例如白雲質斜體- 還會降低鐵礦物和石英之間的浮選選擇性，因為含有碳酸鹽（如白雲石）的鐵礦石不會選擇性地漂浮. 溶解的碳酸鹽物質吸附在石英表面，損害浮選的選擇性 [8]. 浮選可以合理有效地提升低品位鐵礦石, 但它強烈依賴於礦石礦物學 [1-3,5]. 含氧化鋁含量高的鐵礦石的浮選可以通過脫泥來實現，但以犧牲整體鐵回收率為代價 [7], 而浮選含有碳酸鹽礦物的鐵礦石將具有挑戰性，並且可能不可行 [8].
含鐵礦物的現代加工迴路可能包括浮選和磁濃縮步驟 [1,5]. 例如,, 磁濃縮可用於浮選前脫泥階段的細粉流和浮選廢品. 低強度和高強度磁選礦器的結合允許通過回收一部分鐵和順磁性鐵礦物（如磁鐵礦和赤鐵礦）來提高加工迴路中的整體鐵回收率 [1]. 針鐵礦通常是許多鐵廠廢液流的主要成分，因為它的磁性較弱 [9]. 在沒有對磁濃縮和浮選產生的廢液進行進一步下游處理的情況下, 細廢品最終將被丟棄在尾礦壩中 [2]. 尾礦處置和處理已成為環境保護和鐵貴重物品回收的關鍵, 分別, 因此，採礦業中鐵礦石尾礦的加工變得越來越重要 [10].
清楚, 由於傳統的脫泥-浮選-磁濃縮流程，傳統選鐵迴路的尾礦加工和白雲質斜長石的加工具有挑戰性，因為它們具有礦物學和粒度學, 因此，替代選礦技術，如摩擦優化靜電分離，在礦石礦物學方面限制較少，並允許處理細粉，可能會引起人們的興趣.
三波靜電分離利用表面接觸或三波電充電產生的材料之間的電荷差異. 簡單化的方式, 當兩種材料接觸時, 因此，對電子具有較高親和力的材料會帶負電荷, 而具有較低電子親和力的材料則為正電荷. 原則上, 無法通過常規浮選和/或磁選進行加工的低品位鐵礦石粉和白雲質斜體岩可以通過利用其礦物的差異裝料特性進行升級 [11].
在這裡，我們提出了STET摩擦-靜電帶分離作為濃縮超細鐵礦尾礦和選礦白雲質斜鐵礦礦物的可能選礦路線. STET工藝為礦物加工行業提供了獨特的無水處理乾飼料的能力. 環保工藝可以消除濕法加工的需要, 下游廢水處理和最終材料所需的乾燥. 另外, STET 工藝對礦物的預處理很少,且在高容量下運行,最高 40 每小時的音調. 能耗小於 2 每噸加工材料的千瓦時.
材料
在這一系列試驗中使用了兩個細鐵礦石. 第一個礦石包括一個超細的鐵礦石尾礦樣品與 d50 20 和第二個樣品的伊塔比石鐵礦石樣品與 d50 60 µ m. 這兩個樣品在選礦過程中都面臨挑戰, 由於其顆粒測量和礦物學, 無法通過傳統的脫泥浮選-磁濃度電路進行有效處理. 這兩個樣本都是從巴西的採礦作業中獲得的.
第一樣品是從現有的脫泥-浮選-磁濃度電路中獲得的. 樣本是從一個尾礦壩收集的, 然後乾燥, 均質和包裝. 第二個樣本來自巴西的伊塔比鐵形成. 對樣品進行粉碎, 並按大小進行分類, 從分類階段獲得的細分數經過幾個階段的脫泥, 直到 d98 150 達到了μm. 然後把樣品曬乾, 均質和包裝.
粒徑分佈 (Psd) 使用鐳射衍射細微性分析儀進行測定, 瑪律文的大師 3000 E. 這兩個樣品的另一個特點是失火(意向書), xrf 和 xrd. 點火損失 (意向書) 是由放置 4 中的樣品克 1000 °c 爐 60 分鐘, 並在收到的基礎上報告 loi. 化學成分分析是用波長色散 x 射線螢光完成的 (WD XRF) 採用 xrd 技術對儀器和主要結晶相進行了研究.
尾礦樣品的化學成分和 loi (尾礦), 以及伊塔比石鐵形成樣品 (伊塔比石), 如表所示 1 圖1顯示了這兩個樣本的粒徑分佈 1. 尾礦樣品的主要鐵可回收相是歌德石和赤鐵礦, 而主要的煤矸石礦物是石英 (無花果 4). 對於伊塔比石樣品, 主要的鐵可回收階段是赤鐵礦, 主要的煤矸石礦物是石英和白雲石 (無花果 4).
表 1. 尾礦和伊塔比石樣品中主要元素的化學分析結果.
| 樣品 | 年級 (wt%) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 鐵 | SiO2 | Al2O3 | 姆諾 | 氧化鎂 | 草 | LOI* | 別人 | |
| 尾礦 | 30.3 | 47.4 | 4.3 | 1.0 | * | * | 3.4 | 13.4 |
| 伊塔比石 | 47.6 | 23.0 | 0.7 | 0.2 | 1.5 | 2.2 | 4.0 | 21.0 |
粒子尺寸分佈
方法
利用 stet 專有的摩擦-靜電帶分離器技術, 設計了一系列實驗, 研究了不同參數對兩個鐵樣鐵運動的影響. 採用臺式摩擦靜壓帶分離器進行了實驗, 以下稱為 "臺式分離器". 本次規模的測試是三階段技術實施過程的第一階段 (見表 2) 包括基準評價, 試點規模測試和商業規模實施. 臺式分離器用於篩選摩擦靜電充電的證據, 並確定材料是否是靜電選礦的好選擇. 每台設備的主要區別見表 2. 雖然每個階段使用的設備大小不同, 操作原理基本上是相同的.
表 2. 採用 stet 三元靜帶分離器技術的三相實施過程
| 相 | 用於: | 電極 尺寸 (W x L) 釐米 | 類型 過程/ |
|---|---|---|---|
| 工作臺秤 評價 | 定性 評價 | 5*250 | 批 |
| 試點秤 測試 | 定量 評價 | 15*610 | 批 |
| 商業 規模 實現 | 商業 生產 | 107 *610 | 連續 |
stet 操作原理
分離器的操作原理依賴于三波靜電充電. 在三波靜電帶分離器中 (數位 2 和 3), 材料被送入狹窄的縫隙 0.9 – 1.5 兩個平行平面電極之間的 cm. 粒子通過粒子間的接觸進行摩擦帶電. 帶正電荷的礦物(s) 和負電荷礦物(s) 被吸引到對面電極. 分離器內顆粒被連續移動的開網帶掃去，並輸送到相反的方向. 皮帶由塑膠材料製成，將每個電極連續的顆粒向分離器的兩端移動. 分離粒子的逆流和顆粒-粒子碰撞的連續三角電荷充電提供了多級分離, 並在單通道單元中實現了極高的純度和回收. 三電帶分離器技術已被用於分離廣泛的材料, 包括玻璃鋁矽混合物/碳 (飛灰), 降鈣素/石英, 滑石, 和男中石.
整體, 分離器的設計相對簡單, 皮帶和相關的滾子是唯一的運動部件. 電極是平穩和適當耐用的材料組成. 分離器電極長度約為 6 米 (20 dtl) 和寬度 1.25 米 (4 dtl) 適用于全尺寸商用設備. 高皮帶速度使輸送量非常高, 高達 40 噸每小時為全尺寸的商業單位. 功耗小於 2 每噸材料的千瓦時, 所消耗的大部分功率由兩個驅動皮帶的電機驅動.
三電帶分離器的架構
隔離區詳情
如表所示 2, 臺式檯面分離器與先導刻度和商用比例分離器之間的主要區別是，臺式平位器分離器的長度約為 0.4 試點規模和商業規模單位的長度. 由於分離器效率是電極長度的函數, 台架級測試不能用作試驗級測試的替代品. 試驗級測試是必要的，以確定 STET 過程可以實現的分離程度, 並確定 STET 工藝能否在給定進給率下達到產品目標. 相反, 臺式分離器用於排除不太可能在試驗級級別顯示任何顯著分離的候選材料. 在臺秤上獲得的結果將是非優化的, 和觀察到的分離小於在商業尺寸的STET分離器上觀察到的分離.
在商業規模部署之前，在試驗工廠進行測試是必要的, 然而, 鼓勵在工作臺秤上進行測試，作為任何給定材料實施過程的第一階段. 此外, 在材料可用性有限的情況下, 臺式分離器為篩選潛在成功專案提供了有用的工具 (即。, 使用 STET 技術滿足客戶和行業品質目標的專案).
臺式測試
圍繞提高鐵濃度和降低石石礦物濃度的特定目標進行了標準工藝試驗. 探討了不同的變數,以最大限度地提高鐵的運動和確定不同礦物的運動方向. 在臺式測試期間觀察到的運動方向指示了試驗工廠和商業規模的運動方向.
調查的變數包括相對濕度 (Rh), 溫度, 電極極性, 皮帶速度和施加電壓. 其中,, 僅 rh 和溫度就會對差動的三管充電產生很大影響, 因此對分離結果也有很大影響. 因此, 在研究剩餘變數的影響之前, 確定了最佳 rh 和溫度條件. 探討了兩個極性層次: 我) 頂部電極極性正和 ii) 頂部電極極性負極. 對於 stet 分離器, 在給定的極性排列下, 在最佳的 rh 和溫度條件下, 皮帶速度是優化產品等級和品質回收的主要控制手柄. 在工作臺分離器上進行測試有助於瞭解某些操作變數對給定礦物樣品的摩擦靜電充電的影響, 因此, 所獲得的結果和趨勢可以使用, 在一定程度上, 縮小在試點工廠規模上進行的變數和實驗的數量. 表 3 列出了作為相的一部分使用的分離條件的範圍 1 尾礦和石礦樣品的評估過程.
表 3 列出分離條件的範圍
| 參數 | 單位 | 值範圍 | |
|---|---|---|---|
| 尾礦 | 伊塔比石 | ||
| 頂部電極 極性 | - | 積極- 負 | 積極- 負 |
| 電極電壓 | -千維/+千瓦 | 4-5 | 4-5 |
| 源相對 濕度 (Rh) | % | 1-30.7 | 2-39.6 |
| 進給溫度 | °f (° C) | 71-90 (21.7-32.2) | 70-87 (21.1-30.6) |
| 皮帶速度 | Fps (m/s) | 10-45 (3.0-13.7) | 10-45 (3.0-13.7) |
| 電極間隙 | 英吋 (毫米) | 0.400 (10.2 毫米) | 0.400 (10.2 毫米) |
在批次條件下在臺式分離器上進行測試, 與飼料樣品 1.5 磅. 每個測試. 使用 1 磅. 在兩次測試中引入了材料,以確保不考慮從先前條件的任何可能的結轉效應. 在測試開始前,材料是均質化的,並準備了含有運行和沖洗材料的樣品袋. 在每個實驗開始時, 溫度和相對濕度 (Rh) 測量使用 vaisala hm41 手持濕度和溫度探頭. 在所有實驗中, 溫度和 rh 的範圍是 70-90 °f (21.1-32.2 (° C) 和 1-39.6%, 分別. 測試較低的 rh 和/或更高的溫度, 飼料和沖洗樣品保存在一個烘箱 100 °c 之間的時間 30-60 分鐘. 相比之下,, 通過在材料中添加少量的水, 可以獲得更高的 rh 值, 然後是均質化. 在每個進給樣品上測量 RH 和溫度後, 下一步是設定電極極性, 皮帶速度和電壓達到所需水準. 差距值保持不變,在 0.4 英寸 (10.2 毫米) 在尾礦和石礦樣品的測試活動期間.
每次測試之前, 收集了一個包含約20g的小型飼料子樣本 (被指定為"飼料"). 設定所有操作變數時, 材料通過臺式分離器的中心通過電動振動送料器送入檯面分離器. 每個實驗結束時採集樣品,並收集產品末端的重量 1 (被指定為"E1") 和產品端 2 (被指定為"E2") 使用合法交易計數表決定. 每次測試後, 包含大約 20 也收集了 E1 和 E2 的 g. E1 和 E2 的質量產量由:
在哪裡YE1 和 Ye2 是 E1 和 E2 的品質產量, 分別; 和收集到分離器產品 E1 和 E2 的樣本權重, 分別. 對於兩個樣本, Fe 濃度增加到產品 E2.
對每群組子樣本 (即。, 飼料, E1 與 E2) 確定了XRF的LOI和主要氧化物成分. 鐵2 O3 內容是根據值的決定的. 對於尾礦樣品LOI將直接關係到樣品中的高鐵礦含量,因為戈乙基中的功能羥基組將氧化成 H2 OG [10]. 相反, 對於伊塔比米特樣品,LOI 將直接與樣品中的碳酸鹽含量相關, 因為鈣和碳酸鎂會分解成它們的主要氧化物,導致釋放 CO2G 和子順序樣品損失重量. xrf 微珠是通過混合 0.6 克礦物樣品 5.4 四硼酸鋰克, 這是由於尾礦和伊塔比石樣品的化學成分而被選擇的. 對 loi 進行了 xrf 分析歸一化.
最後, Fe 復原 E鐵 到產品 (e2) 和 西奧2 拒絕 問四 計算. E鐵 是濃縮物中回收的Fe與原始進給樣品的百分比, 問sio2 是從原始進給樣本中移除的百分比. E鐵 和 問四 描述者:
在哪裡 C我,(飼料,E1,E2) 是子樣本 i 成分的規範化濃度百分比 (例如., 鐵, 西奧2)
礦物學樣本
顯示尾礦和石鐵礦樣品主要礦物相的 XRD 模式如圖 4. 對於尾礦樣品,主要Fe可回收階段為石礦, 赤鐵礦和磁鐵礦, 而主要的煤矸石礦物是石英 (無花果 4). 在伊塔比石樣品中, 鐵的可回收階段主要是赤鐵礦和磁鐵礦, 主要的煤矸石礦物是石英和白雲石. 磁鐵礦在兩個樣品中都有微量濃度. 純赤鐵礦, 戈伊蒂, 和磁鐵礦包含 69.94%, 62.85%, 72.36% 鐵, 分別.
d 模式. a–尾礦樣品, b–伊塔比石樣品
彎管級實驗
對每個礦物樣品進行了一系列測試,旨在最大限度地提高鐵和 西奧2 內容. 物種集中到 E1 將指示負充電行為, 而物種集中在 E2 到正充電行為. 較高的皮帶速度有利於尾礦樣品的處理; 然而, 發現此變數對伊塔比米特樣品的影響較小.
尾礦和石礦樣品的平均結果見圖 5, 從 6 和 4 實驗, 分別. 無花果 5 提供飼料和產品 E1 和 E2 的平均品質產量和化學成分. 另外, 每個情節顯示濃度的改善或減少 (e2- 飼料) 對於每個樣品元件 例如., 鐵, 西奧2 正值與濃度增加到 e2 相關, 而負值與濃度下降到 e2 有關.
圖5. 飼料的平均品質產量和化學, e1 和 e2 產品. 錯誤條表示 95% 置信區間.
尾礦樣品的鐵含量從 29.89% 自 53.75%, 平均, 在質量產量 Ye2 • 或全球大規模復原 – 的 23.30%. 這相當於鐵的回收 ( 和二氧化矽抑制 (問e2 ) 值。 44.17% 和 95.44%, 分別. LOI 內容從 3.66% 自 5.62% 這表明Fe含量的增加與戈石含量的增加有關 (無花果 5).
對於 itabirite 樣本 Fe 含量增加從 47.68% 自 57.62%, 平均, 在質量產量 Ye2 -的 65.0%. 這相當於鐵的回收 E鐵( 和二氧化矽抑制 (問sio2) 值。 82.95% 和 86.53%, 分別. 洛伊, MgO 和 CA 內容從 4.06% 自 5.72%, 1.46 自 1.87% 和從 2.21 自 3.16%, 分別, 這表明白雲石正向與帶鐵的礦物相同的方向移動 (無花果 5).
對於兩個樣本,鋁2 O3 , MnO 和 P 似乎與帶鐵的礦物方向相同 (無花果 5). 雖然需要降低這三個物種的濃度, 的綜合濃度。 西奧2, 鋁2 , O3 , Ye2 這兩個樣本的 mno 和 p 都在減少, 因此, 使用臺式分離器所達到的總效果是提高了產品的 fe 等級, 降低了污染物濃度.
整體, 臺式測試證明了有效充電和分離鐵和二氧化矽顆粒的證據. 有希望的實驗室規模結果表明, 應進行包括第一次和第二次通過在內的試點規模測試.
討論
實驗數據表明,STET分離器導致Fe含量顯著增加,同時減少 西奧2 內容.
證明三角靜態分離可顯著增加Fe含量, 關於結果意義的討論, 在最大可實現的 Fe 含量和技術的進給要求上.
開始, 討論兩個樣品中礦物物種的明顯充電行為非常重要. 對於尾礦樣品,主要成分是Fe氧化物和石英,實驗結果表明,Fe氧化物濃縮到E2,而石英濃縮到E1. 簡單化的方式, 可以說, Fe 氧化物粒子獲得正電荷, 石英粒子獲得負電荷. 這種行為與弗格森所展示的兩種礦物的三角性是一致的。 (2010) [12]. 表 4 顯示基於電感分離的選定礦物的明顯三波電系列, 它表明石英位於充電系列的底部, 而戈蒂特, 磁鐵礦和赤鐵礦位於該系列的較高位置. 該系列頂部的礦物將傾向於為正電荷, 而底部的礦物將傾向於獲得負電荷.
另一方面, 對於伊塔比米特樣品,主要成分是赤鐵礦, 石英和白雲石和實驗結果表明,Fe氧化物和白雲石濃縮到E2,而石英濃縮到E1. 這表明赤鐵礦顆粒和白雲石獲得了正電荷, 而石英顆粒獲得了負電荷. 如表所示 4, 碳酸鹽位於摩擦靜電系列的頂部, 這表明碳酸鹽顆粒傾向于獲得正電荷, 並因此被集中到 e2. 白雲石和赤鐵礦都集中在同一個方向, 表示在石英和白雲石存在的情況下, 赤鐵礦顆粒的總體作用是獲得正電荷.
每個樣品中礦物學物種的運動方向至關重要, 因為它將確定透過使用三波靜電帶分離器技術透過單通道可以獲得的最大可實現的 Fe 等級.
對於尾礦和石礦樣品,可實現的最大 Fe 含量將由三個因素確定: 我) 含費礦物中的費含量; II.) 最小石英 (西奧2 ) 可以實現的內容,; III.) 與帶鐵的礦物方向移動的污染物數量. 對於尾礦樣品,向帶鐵礦物相同的方向移動的主要污染物為 鋁2 O3 姆諾 軸承礦物, 而對於伊塔比米特樣品,主要污染物是 草 氧化鎂 鋁2 O3 軸承礦物.
| 礦物名稱 | 已收取費用 (明顯) |
|---|---|
| 磷灰石 | +++++++ |
| 碳酸 鹽 | ++++ |
| 莫納齊特 | ++++ |
| 泰坦諾馬格尼特 | . |
| 鈦鐵礦 | . |
| 金紅石 | . |
| 萊奧塞內 | . |
| 磁鐵礦/赤鐵礦 | . |
| 脊柱 | . |
| 石榴 石 | . |
| 斯塔羅利特 | - |
| 改變的伊爾梅尼特 | - |
| 戈蒂特 | - |
| 鋯石 | -- |
| 埃皮多特 | -- |
| 特雷莫利特 | -- |
| 氫矽酸鹽 | -- |
| 鋁矽酸鹽 | -- |
| 電氣 石 | -- |
| 阿克蒂諾利特 | -- |
| 輝石 | --- |
| 坦達 | ---- |
| 石 | ---- |
| 石英 | ------- |
表 4. 基於電感分離的選定礦物的表觀三波電系列. 從 D. N 弗格森修改 (2010) [12].
對於尾礦樣品, Fe 內容測量在 29.89%. XRD 數據表明,主要階段是石鐵礦, 其次是赤鐵礦, 因此,如果一個乾淨的分離是可能的,最大可實現的Fe內容將是之間 62.85% 和 69.94% (這是純石和赤鐵礦的 Fe 內容, 分別). 現在, 無法進行清潔分離,因為 鋁2, O3 姆諾 和 P 軸承礦物正朝著與帶鐵的礦物相同的方向移動, 因此,任何增加的Fe含量也將導致這些污染物的增加. 然後, 增加 Fe 內容, e2 的石英量將需要顯著減少到抵消其運動的程度。 , mno 和 p 到產品 (e2). 如表所示 4, 石英有獲得負電荷的強烈傾向, 因此, 在沒有其他礦物具有明顯的負電荷行為的情況下, 將有可能大幅降低其對產品的含量 (e2) 採用摩擦靜力帶分離器技術進行一次傳遞.
例如,, 如果我們假設尾礦樣品中的所有 Fe 含量都與戈泰特相關 (根(哦)), 唯一的氧化鋼是 西奧2, 鋁2O3 和 姆諾, 然後 Fe 內容到產品將給予:
鐵(%)=(100-西奧2 – (鋁2 O3 + 姆諾*0.6285
在哪裡, 0.6285 是純戈蒂特中 Fe 的百分比. Eq.4 描述了將 Fe 集中為競爭機制 鋁2O3 + 姆諾 增加,而 西奧2 減少.
對於 itabirite 樣本,在 47.68%. XRD 數據表明,主要相位是赤鐵礦,因此,如果可以進行清潔分離,最大可實現的Fe含量將接近 69.94% (這是純赤鐵礦的 Fe 含量). 正如對尾礦樣品所討論的, 乾淨的分離不可能像 Cao 一樣, 氧化鎂, 鋁2 O3 軸承礦物與赤鐵礦方向相同, 因此,增加Fe含量 西奧2 必須減少內容. 假設此示例中的全部 Fe 含量與赤鐵礦相關 (鐵2O3) 和石油礦物中唯一的氧化物是 西奧2, 草, 氧化鎂, 鋁2O3 和 姆諾; 然後產品中的 Fe 內容將由:
鐵(%)=(100-西奧2-CAO[Mgo]鋁2O3+姆諾+意向書*0.6994
在哪裡, 0.6994 是純赤鐵礦中 Fe 的百分比. 必須注意,Eq.5 包括 LOI, 而 Eq.4 不. 對於 itabirite 樣品, LOI 與碳酸鹽的存在相關,而對於尾礦樣品,它與含鐵礦物相關.
顯然, 對於尾礦和石鐵礦樣品,通過減少 西奧2; 然而, 如 Eq.4 和 Eq.5 所示, 最大可實現的 Fe 含量將受運動方向和與石礦相關氧化物濃度限制.
原則上, 通過 STET 分離器上的第二次傳遞,可以進一步提高兩個樣品中的 Fe 濃度。 草,氧化鎂 鋁2 O3 和 姆諾軸承礦物可以與帶鐵的礦物分離. 如果樣品中的大多數石英在第一次通過時被移除,這種分離是可能的。. 在沒有石英的情況下, 一些剩餘的石礦在理論上應該向相反的方向充電。, 赤鐵礦和磁鐵礦, 這將導致 Fe 含量增加. 例如,, 用於 itabirite 樣品, 基於多洛米特和赤鐵礦在三角靜態系列中的位置 (見表 4), 多洛米特/赤鐵礦分離應是可能的,因為白雲石具有很強的電荷陽性與赤鐵礦有關的趨勢.
在討論可實現的最大 Fe 內容後,需要討論該技術的饋送要求. STET 三波靜電帶分離器要求進給材料乾燥且精細接地. 非常少量的水分對差分三葉減產生很大影響,因此飼料水分應減少到 <0.5 wt.%. 另外, 進料應研磨得足夠細，以釋放脈石材料，並且應至少 100% 通過網格 30 (600 嗯). 至少對於尾礦樣品, 必須對材料進行脫水，然後進行熱乾燥階段, 而對於Itabirite樣品的研磨，則與, 或關注, 在使用STET分離器進行選礦之前，必須進行熱乾燥.
尾礦樣品是從現有的脫泥-浮選-磁濃縮迴路中獲得的，並直接從尾礦壩收集. 尾礦中的典型糊狀水分應該在附近 20-30% 因此，尾礦需要通過液固分離進行乾燥 (脫水) 隨後進行熱乾燥和解聚. 鼓勵在乾燥前使用機械脫水，因為與熱法相比，機械法每去除單位液體的能耗相對較低. 大約 9.05 在熱乾燥時通過過濾消除每磅水需要 Btu, 另一方面, 需要周圍 1800 每磅蒸發水的 Btu [13]. 與鐵尾礦加工相關的成本最終將取決於脫水過程中可達到的最低水分以及與乾燥相關的能源成本.
斜鐵礦樣品直接從斜鐵礦鐵層中獲得，因此要處理該樣品，需要對材料進行破碎和研磨，然後進行熱乾燥和解聚. 一種可能的選擇是使用熱風掃掠輥磨機, 其中可以在一個步驟中實現雙重研磨和乾燥. 與斜鐵礦石加工相關的成本將取決於進料水分, 進料粒度法以及與碾磨和乾燥相關的能源成本.
對於這兩種樣品，在材料乾燥后都需要解聚，以確保顆粒彼此分離. 解聚可以與熱乾燥階段一起進行, 實現高效傳熱和節能.
此處展示的台秤結果表明,使用三角透水帶分離,將含費礦物與石英進行充電和分離, 這充分證明瞭這一點。.
尾礦樣品的鐵含量從 29.89% 自 53.75%, 平均, 在質量產量 23.30%, 對應於 Fe 復原及二氧化矽抑制值 44.17% 和 95.44%, 分別. 對於 itabirite 樣本 Fe 含量增加從 47.68 % 自 57.62%, 平均, 在質量產量 65.0%, 對應於 Fe 復原及二氧化矽抑制值 82.95% 和 86.53%, 分別. 這些結果是在比 STET 商用分離器更小、效率較低的分離器上完成的.
實驗結果表明, 對於尾礦和石鐵礦樣品, 可達到的最大鐵含量將取決於可達到的最小石英含量. 另外, 通過在 stet 帶式分離器上進行二次傳遞, 可以獲得更高的 fe 等級.
研究結果表明, 採用 stet 三元靜電帶分離器可以對低品位鐵礦石細粒進行升級改造。. 建議在試點工廠規模進一步開展工作, 以確定可以實現的鐵精礦等級和回收. 基於經驗, 產品回收和/或等級將在試點規模加工中顯著提高, 與這些鐵礦石試驗中使用的基準測試裝置相比. 與傳統的鐵礦石細粒加工方法相比, stet 摩擦-靜電分離工藝具有顯著優勢.
