معدات ش & التكنولوجيا ذ م م (أبجد) tribo-electrostatic حزام فاصل التكنولوجيا يسمح ل إحسان المعادن الدقيقة مساحيق مع تقنية جافة تماما في الإنتاجية العالية. فاصل STET هو مناسبه تماما للفصل من غرامه جدا (<1ميكرومتر) إلى اعتدال الخشنة (500ميكرومتر) الجسيمات, علي النقيض من غيرها من عمليات فصل الكهرباء التي تقتصر عاده علي الجزيئات >75ميكرومتر في الحجم. وقد نجحت STET في كبريتيد عينات ركاز الحديد بما في ذلك خامات تشغيل ألغام, نفايات و itabirite مع محتويات الحديد الأعلاف تتراوح بين 30-55%. وتشير النتائج التجريبية إلى ان الخامات الحديدية المنخفضة الدرجة يمكن ترقيتها إلى درجات تجاريه (58-65% Fe) في حين رفض السيليكا في وقت واحد باستخدام فاصل الحزام STET. هنا, يتم عرض خلاصه للنتائج التجريبية ودراسة أوليه للتطبيقات المحتملة لتكنولوجيا STET لصناعه الحديد. وتشمل الدراسات الاوليه جداول التدفقات عاليه المستوي والتقييمات الاقتصادية لتطبيقات مختاره. وتناقش أيضا التحديات المرتبطة باعتماد التكنولوجيا ومقارنتها بالتكنولوجيات المتاحة حاليا لمعالجه غرامات ركاز الحديد.
1.0 مقدمة
ركاز الحديد هو العنصر الرابع الأكثر شيوعا في قشره الأرض وهو ضروري للتنمية الاقتصادية العالمية وتصنيع الصلب [1-2]. خامات الحديد لديها مجموعه واسعه في التركيب الكيميائي وخاصه بالنسبة للمحتوي Fe والمعادن شوائب المرتبطة بها [1]. المعادن الرئيسية التي تحمل الحديد هي الهيماتيت, جوزيت, ليمونيت وأكسيد الحديد الأسود [1,3] والملوثات الرئيسية في خامات الحديد هي 2 Al2O3. كل الرواسب المعدنية بخصائصها الفريدة فيما يتعلق بالحديد وطمي تحمل المعادن, ومن ثم فإنه يتطلب تقنية تركيز مختلفة [4].
قد تشمل دوائر المعالجة الحديثة للمعادن الحاملة للحديد التركيز الجاذبية, تركيز مغناطيسي, وخطوات التعويم [1,3]. ومع ذلك, الدوائر الحديثة تمثل تحديات من حيث معالجة غرامات خام الحديد والنحيف [4-6]. تقنيات Gravimetric مثل اللوالب محدودة بحجم الجسيمات وتعتبر فقط وسيلة فعالة لتركيز الهيماتيت والمغناطيسية لجزء الحجم فوق 75μm [5]. الرطب والجاف لفصل المغناطيسية المنخفضة الكثافة (LIMS) وتستخدم تقنيات لمعالجة خامات الحديد عالية الجودة مع خصائص مغناطيسية قوية مثل المغنتيت في حين يتم استخدام فصل المغناطيسي الرطب عالية الكثافة لفصل المعادن الحاملة للحديد مع خصائص مغناطيسية ضعيفة مثل الهيماتيت من المعادن gangue. الأساليب المغناطيسية تمثل تحديات بسبب متطلباتها لخام الحديد لتكون عرضة للمجالات المغناطيسية [3]. ويستخدم التعويم للحد من محتوي الشوائب في خامات الحديد منخفضه الجودة, ولكن محدودة من تكلفة الكواشف, ووجود السيليكا, الالومينا الغنية أوحال وكربونات المعادن [4,6]. وفي غياب المزيد من المعالجة النهائية للتيارات الرافضة ، فان الحديد الذي يرفض الغرامة سينتهي بالتخلص منه في سد نفايات [2].
أصبح التخلص من النفايات ومعالجه الغرامات الحديدية أمرا حاسما للحفاظ علي البيئة واستعاده المقتنيات الثمينة من الحديد, التوالي, التالي فان معالجه نفايات ركاز الحديد والغرامات في صناعه التعدين قد ازدادت اهميه[7].
ومع ذلك, ولا تزال معالجه نفايات الحديد والغرامات تشكل تحديا من خلال المخططات الانسيابية التقليدية ، التالي فان تكنولوجيات الإثراء البديلة مثل فصل الكهرباء ثلاثية الفوسفات الذي هو اقل تقييدا من حيث معدن الخام وحجم الجسيمات قد تصبح ذات فائده. المعالجة الكهروستاتيكية الجافة لخام الحديد تتيح فرصه لخفض التكاليف وتوليد المخلفات الرطبة المرتبطة بالثقل التقليدي, التعويم ودوائر الفصل المغناطيسي الرطب.
وقد وضعت STET عملية فصل التي تمكن من فصل فعال من الرماد المتطاير والمعادن وفقا لاستجابتها عند التعرض لحقل كهربائي معين. وقد تم تطبيق هذه التكنولوجيا بنجاح لصناعة الرماد المتطاير وصناعة المعادن الصناعية; وSTET حاليا استكشاف فتحات السوق الأخرى حيث يمكن أن توفر فواصل لها ميزة تنافسية. أحد الأسواق المستهدفة هو رفع مستوى خام الحديد الفاخر.
وقد أجرت STET دراسات استكشافية مع العديد من خامات الحديد والنتائج التجريبية حتى الآن أظهرت أنه يمكن ترقية غرامات خام الحديد منخفضة الجودة عن طريق فاصل حزام STET tribo-electrostatic. تقدم عمليه فصل الكهرباء الجافة STET العديد من المزايا علي أساليب المعالجة الرطبة التقليدية, بما في ذلك القدرة على استرداد الحديد الدقيق والغرامة الفائقة التي من شأنها أن تضيع على خلاف ذلك إلى المخلفات إذا المعالجة مع التكنولوجيا القائمة. بالإضافة, التكنولوجيا لا تتطلب استهلاك المياه, مما يؤدي إلى القضاء على ضخ, سماكه وتجفيف, فضلا عن اي تكاليف ومخاطر مرتبطة بمعالجه المياه والتخلص منها; لا التخلص من المخلفات الرطب – وقد أبرزت الإخفاقات الأخيرة رفيعة المستوى من السدود المخلفات الخطر على المدى الطويل لتخزين المخلفات الرطبة; و, لا حاجة إلى أي مادة كيميائية إضافية, مما ينفي النفقات المستمرة للكواشف ويبسط السماح.
خام الحديد هو صناعة ذات ديناميكية تختلف عن المعادن الأساسية الأخرى. ويرجع ذلك إلى تقلب سوقها, حجم الإنتاج الضخم المعني والنفقات المقابلة على كل من رأس المال وجوانب التشغيل [8] بالإضافة إلى غياب مراكز الصرف المركزية مثل بورصة لندن للمعادن. وهذا يترجم إلى عوائد ضخمة ممكنة عندما صواريخ السعر صعودا وهوامش رقيقة الحلاقة عندما تكون الظروف أكثر سوءا. هذا هو أحد الأسباب وراء أحجام الإنتاج الضخمة والتركيز على انخفاض تكاليف إنتاج الوحدة.
هنا, يتم عرض نتائج دراسة فحص صناعة ركاز الحديد التي وضعتها STET وSoutex من أجل تحديد المنافذ التي يمكن أن توفر فيها تكنولوجيا STET ميزة اقتصادية بالمقارنة مع التقنيات التقليدية. Soutex هي شركة استشارية في مجال معالجة المعادن والمعادن ولديها خبرة في التصميم, تحسين وتشغيل عمليات تركيز خام الحديد المختلفة, مع فهم CAPEX, OPEX وكذلك الجوانب التسويقية لصناعة ركاز الحديد. لهذه الدراسة, قدمت Soutex خبرتها في تقييم التطبيقات المحتملة للفصل الكهروضوئي الثلاثي في خام الحديد. شمل نطاق Soutex تطوير ورقة التدفق وترتيب رأس المال على مستوى الدراسة وتقديرات تكلفة التشغيل. تستكشف هذه الورقة ثلاثة من التطبيقات الواعدة التي تم العثور عليها, على المستوى التقني والاقتصادي. تم تحديد هذه التطبيقات الثلاثة على أنها: رفع مستوى غرامات ركاز الحديد في التعدين الأسترالي DSO; مسح تركيز الحديد الدقيق في المكثفات الهيماتيت / المغنتيت; و, إعادة معالجة مخلفات الغنية في من عمليات البرازيليين.
2.0 STET Triboelectrostatic فاصل الحزام
أجريت تجارب باستخدام فاصل حزام tribo الالكتروستاتيكي مقاعد البدلاء على نطاق. الاختبار على نطاق مقاعد البدلاء هو المرحلة الأولى من عملية تنفيذ التكنولوجيا من ثلاث مراحل بما في ذلك التقييم على نطاق مقاعد البدلاء, اختبار النطاق التجريبي والتنفيذ على نطاق تجاري. فاصل benchtop يستخدم للكشف عن أدلة الشحن الالكتروستاتيكي tribo وتحديد ما إذا كانت مادة مرشح جيد للاستفادة الالكتروستاتيكي. وترد في الجدول الاختلافات الرئيسية بين كل قطعة من المعدات 1. وفي حين المعدات المستخدمة داخل كل مرحلة يختلف في الحجم, مبدأ العملية بشكل أساسي نفس.
وقد قيمت STET عدة عينات من خام الحديد على مقياس مقاعد البدلاء ولوحظت حركة كبيرة من الحديد ورفض السيليكا (انظر الجدول 2). تم اختيار الظروف التجريبية بحيث استرداد الحديد مقابل. يمكن رسم منحنى زيادة الحديد واستخدامه لاحقا كمدخل لنموذج اقتصادي تشغيلي
الجدول 2. نتائج على نطاق مقاعد البدلاء على خامات الحديد المختلفة
| اكسب | تغذية في wt.٪ | المنتج في wt.٪ | في المطلقة أكثر % | Fe الانتعاش % | SiO2 رفض % | D10 (ميكرومتر) | D50 (ميكرومتر) | D90 (ميكرومتر) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 39.2 | 50.6 | 11.4 | 91.5 | 63.9 | 5 | 23 | 59 |
| 2 | 39.4 | 60.5 | 21.1 | 50.8 | 96.0 | 5 | 23 | 59 |
| 3 | 30.1 | 48.0 | 17.9 | 70.6 | 84.6 | 1 | 18 | 114 |
| 4 | 29.9 | 54.2 | 24.3 | 56.4 | 93.7 | 1 | 18 | 114 |
| 5 | 47.0 | 50.2 | 3.2 | 96.6 | 35.3 | 17 | 62 | 165 |
| 6 | 21.9 | 48.9 | 27.0 | 41.2 | 96.6 | 17 | 62 | 165 |
| 7 | 47.6 | 60.4 | 12.8 | 85.1 | 96.9 | 17 | 62 | 165 |
| 8 | 35.1 | 44.9 | 9.8 | 89.0 | 54.2 | 3 | 61 | 165 |
| 9 | 19.7 | 37.4 | 17.7 | 76.0 | 56.8 | 5 | 103 | 275 |
| 10 | 54.5 | 62.5 | 8.0 | 86.3 | 77.7 | 5 | 77 | 772 |
| 11 | 54.6 | 66.5 | 11.9 | 82.8 | 95.6 | 8 | 45 | 179 |
(انظر القسم 3.0, الرقم 4). وترد نتائج تجريبية إضافية تظهر نتائج الفصل على عينات ركاز الحديد باستخدام تكنولوجيا STET في منشور سابق من قبل STET حول معالجة ركاز الحديد [9].
الجدول 1. تنفيذ ثلاث مراحل عملية استخدام التكنولوجيا فاصل الحزام الكهربائي tribo ستيت.
| المرحله | يستخدم ل: | طول القطب الكهربائي | نوع العملية |
|---|---|---|---|
| 1- ميزان المقاعد التقييم | النوعيه التقييم | 250سم | الدفعه |
| 2- مقياس تجريبي اختبار | الكميه تقييم | 610سم | الدفعه |
| 3- التجاري نطاق | التجاري الانتاج | 610سم | المستمر |
كما يمكن رؤيته في الجدول 1, الفرق الرئيسي بين الفاصل العلوي وفواصل المقياس التجريبي والنطاق التجاري هو ان طول الفاصل العلوي هو تقريبا 0.4 مرات طول النطاق التجريبي والتجاري على نطاق الوحدات. كالفاصل الكفاءة دالة لطول قطب كهربائي, اختبار البدلاء على نطاق لا يمكن استخدامها كبديل لاختبار النطاق التجريبي. الاختبار التجريبي ضروري لتحديد مدى الفصل الذي يمكن أن تحققه عملية STET على النطاق التجاري, وتحديد إذا كانت عملية ستيت يمكن تلبية المنتج يستهدف تحت نظراً لمعدلات تغذية. بسبب الفرق في طول الفصل النشط من مقياس مقاعد البدلاء إلى المقياس التجريبي, تتحسن النتائج عادة على النطاق التجريبي.
2.1 مبدأ التشغيل
في الفاصل الحزام tribo الالكتروستاتيكي (انظر الشكل 1 وهذا الرقم 2), ويتم تغذية المواد إلى الفجوة رقيقة 0.9 – 1.5 سم بين قطبين مستو مواز.
يتوجب الجزيئات تريبوليكتريكالي بالاتصال إينتيربارتيكلي. على سبيل المثال, في حالة عينة الحديد التي تتألف أساسا من الجسيمات المعدنية الهيماتيت والكوارتز, المشحونة بشكل إيجابي (هيماتيت) وبصورة سلبية
يتوجب (مرو) ينجذب إلى عكس أقطاب. ثم اجتاحت بحزام مش مفتوح مستمر تتحرك الجسيمات ونقل في اتجاهين متعاكسين. الحزام نقل الجزيئات المتاخمة لكل قطب تجاه طرفي نقيض فاصل. التدفق الحالي المضاد للجسيمات الفاصلة والشحن الثلاثي المستمر عن طريق اصطدام الجسيمات والجسيمات يوفر فصلا متعدد المراحل ويؤدي إلى نقاء وانتعاش ممتازين في وحدة تمريرة واحدة. الحزام يسمح للمعالجة على الجسيمات الدقيقة والغرامة الفائقة بما في ذلك جزيئات أصغر من 20μm, من خلال توفير طريقة لتنظيف سطح الأقطاب الكهربائية باستمرار وإزالة الجسيمات الدقيقة, والتي من شأنها أن تلتزم خلاف ذلك إلى سطح الأقطاب الكهربائية. سرعة الحزام العالية تمكن أيضا من الإنتاجية تصل إلى 40 طن في الساعة على فاصل واحد عن طريق نقل المواد باستمرار من الفاصل. عن طريق التحكم معلمات العملية المختلفة, الجهاز يسمح لتحسين الصف المعدنية والانتعاش.
تصميم فاصل بسيط نسبيا. حزام والمرتبطة بكرات هي أجزاء متحركة فقط. الأقطاب الكهربائية ثابتة وتتألف من مادة دائمة للغاية. الحزام هو جزء قابل للاستهلاك الذي يتطلب استبدال نادرة ولكن دورية, عملية يمكن إكمالها بواسطة عامل تشغيل واحد في 45 دقائق. طول القطب الفاصل تقريبا 6 متر (20 متر.) وعرض 1.25 متر (4 متر.) للوحدات التجارية الحجم الكامل (انظر الشكل 3). استهلاك طاقة أقل من 2 كيلو واط ساعة للطن من المواد المعالجة مع معظم الطاقة المستهلكة من قبل اثنين من المحركات التي تقود الحزام.
هذه العملية جافة تماما, ويتطلب لا مواد إضافية، وتنتج أي انبعاثات النفايات في المياه أو الهواء. لفصل المعادن يوفر الفاصل تقنية للحد من استخدام المياه, إطالة عمر الاحتياطي و/أو استرداد وإعادة معالجة المخلفات.
اﻻكتناز النظام يسمح بالمرونة في تصاميم التثبيت. تقنية فصل الحزام التربوي الكهربائي قوية ومثبتة صناعياً وتم تطبيقها صناعياً لأول مرة على معالجة الرماد المتطاير لاحتراق الفحم في 1995. والتكنولوجيا فعاله في فصل جزيئات الكربون عن الاحتراق غير المكتمل للفحم, من جزيئات المعادن المعدنية الزجاجية في الرماد المتطاير. وكانت التكنولوجيا مفيده في تمكين أعاده تدوير الرماد المتطاير الغني بالمعادن كبديل للاسمنت في إنتاج الخرسانة.
منذ 1995, على مدى 20 مليون طن من الرماد المتطاير المنتج قد تمت معالجتها من قبل فواصل STET المثبتة في الولايات المتحدة الأمريكية. التاريخ الصناعي لفصل الرماد المتطاير STET مدرج في الجدول 3.
في معالجة المعادن, وقد استخدمت تقنية فاصل الحزام ثلاثي الليبويتريك لفصل مجموعة واسعة من المواد بما في ذلك الكالسيت / الكوارتز, التلك/والمغنسيت, والكوارتز/كبريتات الباريوم.
الجدول 3. التطبيق الصناعي للفصل الحزام الكهربائي tribo للرماد المتطاير
| الأداة المساعدة / محطه الطاقة | موقع | بداية التجارية عمليات | مرفق التفاصيل |
|---|---|---|---|
| دوك انرجي-رونزبورو ستيشن | [نورث كرولينا] [اوسا] | 1997 | 2 فواصل |
| الطاقة Talen- براندون شورز | ميريلاند الولايات الامريكيه | 1999 | 2 فواصل |
| الطاقة الاسكتلنديه- محطة لونجانيت | اسكتلندا المملكة العربية البريطانية | 2002 | 1 فاصل |
| جاكسونفيل الكتريك-سانت. حديقة جونز ريفر باور | فلوريدا الولايات الامريكيه | 2003 | 2 فواصل |
| جنوب ميسيسيبي الطاقة الكهربائية-R. D. مورو | ميسيسبي [اوسا] | 2005 | 1 فاصل |
| نيو برونزويك السلطة-بيليدوني | نيو برونزويك في كندا | 2005 | 1 فاصل |
| شركة RWE محطة نبووير-ديدكوت | المملكة المتحدة إنجلترا | 2005 | 1 فاصل |
| محطة الجزيرة الطاقة-برونر Talen | ولاية بنسلفانيا الولايات المتحدة الأمريكية | 2006 | 2 فواصل |
| محطة كهربائية كبيرة بيند تامبا | فلوريدا الولايات الامريكيه | 2008 | 3 فواصل |
| شركة RWE محطة نبووير-أبيرثاو | ويلز المملكة المتحدة | 2008 | 1 فاصل |
| محطة الطاقة والغرب بيرتون شركة كهرباء فرنسا | المملكة المتحدة إنجلترا | 2008 | 1 فاصل |
| زجب (جاي جانيكوسودا سيك لافارج الأسمنت) | بولندا | 2010 | 1 فاصل |
| الطاقة جنوب شرق كوريا- يونغيونج | كوريا الجنوبية | 2014 | 1 فاصل |
| بجنيج تيرميكا-سيركيركي | بولندا | 2018 | 1 فاصل |
| تايهيو شركة الأسمنت-تشيتشيبو | اليابان | 2018 | 1 فاصل |
| الرماد المتطاير آرمسترونغ- أسمنت النسر | الفلبين | 2019 | 1 فاصل |
| الطاقة جنوب شرق كوريا- سامتشيونبو | كوريا الجنوبية | 2019 | 1 فاصل |
3.0 منهج
تلاتة (3) تم تحديد الحالات لمزيد من التقييم ويتم معالجتها من خلال ترتيب مراجعة اقتصادية/ مخاطر/فرصة على مستوى دراسة الحجم. ويستند التقييم على المكاسب المحتملة التي قد يدركها المشغل من خلال دمج تقنية STET في ورقة تدفق مصنعه.
يقدر أداء فاصل STET وفقا لاختبارات مقياس مقاعد البدلاء التي أجريت (انظر الجدول 2). سمحت البيانات التي تم جمعها مع خامات حديدية مختلفة بمعايرة نموذج الاسترداد الذي تم استخدامه للتنبؤ بالاسترداد للثلاثة (3) دراسات حالة. الرقم 4 يوضح نتائج النموذج من حيث الأداء والتكاليف. يشار إلى استعادة الحديد مباشرة على القضبان, ضد الإحسان الحديدي في ٪Fe. في اختبار مقياس مقاعد البدلاء, تم اختبار تمريرة واحدة من خلال STET وكذلك ورقة تدفق من تمريرتين. أوراق تدفق بتمريرتين تنطوي على مسح ذيول أكثر خشونة, لذلك يزيد الانتعاش جوهريا. ومع ذلك, وهذا ينطوي على آلات STET إضافية وبالتالي ارتفاع التكاليف. تشير أشرطة الخطأ فوق أشرطة CAPEX إلى تباين سعر CAPEX اعتمادا على حجم المشروع. انخفاض أرقام CAPEX الوحدوية مع حجم المشروع. كمثال, لخام نموذجي اختبارها مع ورقة تدفق اثنين من تمرير, زيادة 15% في درجة الحديد (أولاً-هاء. من 50% Fe إلى 65% Fe) من شأنه أن يتنبأ باستعادة الحديد 90%. وتستخدم عمليات استرداد الحديد المنخفضة طوعا في دراسات الحالة التالية من أجل النظر في الخسارة المتأصلة في الاسترداد عند إنتاج مركزات ركاز الحديد من الدرجة الأعلى.
لكل دراسة حالة, يتم تقديم ورقة تدفق في ترتيب من مستوى حجم ويظهر فقط المعدات الرئيسية من أجل دعم التقييم الاقتصادي. لكل ورقة انسيابية, يتم تقدير الاقتصاد تحت الفئات التالية: مصروفات رأس المال (CAPEX); مصروفات التشغيل (OPEX); و, عائد. في مرحلة الفحص هذه, مستوى الدقة لكل فئة هو في "ترتيب الحجم" (± 50%).
يقدر كيبإكس المعدات الرئيسية باستخدام قواعد البيانات الداخلية (مقدمة من سوتكس) واقتباسات المعدات عند توفرها. ثم تقرر تحديد العوامل لتحديد تكلفة التكاليف المباشرة وغير المباشرة على حد سواء. تتضمن قيم CAPEX المحددة STET أيضا المعدات الثانوية وعناصر التحكم, تبرير انخفاض العوملة لتركيب وبناء هذه القطعة من المعدات. يتكون تقدير OPEX من الصيانة, القوي العامله, الطاقة والتكاليف الاستهلاكية. تدعم العناصر التقنية التي توفرها ورقة تدفق العملية تقييم التكلفة من حيث CAPEX و OPEX, وتم تقدير عناصر التكلفة المتعلقة بتركيب واستخدام فاصل الحزام ثلاثي الكهروستاتيكي STET باستخدام قاعدة بيانات STET للمشاريع المنجزة وأعمال اختبار مقياس ركاز الحديد.
10 - الأرقام المستخدمة في تقييمات التكاليف التالية مستمدة من الشكل 4. كمثال, لخام نموذجي اختبارها مع اثنين من تمريرة من التركيز وزيادة 15% في درجة الحديد (أولاً-هاء. من 50% Fe إلى 65% Fe) سيكلف حولها 135 000$ للطن/الساعة في CAPEX و2$/t في OPEX (طن من تركيز الحديد). بما أن هذا كان مقصودا به أن يكون دراسة فحص, تقرر أن تبقى متحفظة على تسعير المنتج وإجراء تحليل الحساسية مقابل الصف النهائي وسعر المنتج. اعتبارا من نوفمبر 2019, 62% خام الحديد المنقول بحرا يتداول حوالي 80USD/t, مع تقلبات عالية جدا.
علاوة على التركيز وحدة خام الحديد هو أيضا متقلبة جدا ويعتمد على عوامل كثيرة مثل الملوثات واحتياجات من عميل معين. فرق السعر بين 65% الحديد و 62% الحديد يتغير باستمرار في الوقت المناسب. في 2016, الفرق كان ضئيلا (حول 1 $/t/٪Fe) ولكن في 2017-2018, ارتفع قسط قريبة من 10 $/t/٪Fe. في وقت كتابة هذا التقرير, هو حاليا حول 3 $/t/٪Fe [10]. الجدول 4 إظهار معايير التصميم المحددة المستخدمة لتقدير التكاليف.
الجدول 4. افتراضات التقييمات الاقتصادية.
يقدر وقت الاسترداد من السنة الأولى من الإنتاج. لكل مشروع, اثنين إضافيين (2) سنوات ينبغي النظر في البناء. قيم التدفق النقدي (النفقات والإيرادات) يتم خصم من بداية البناء.
4.0 عملية الإحسان في عملية جفاف DSO
خام الشحن المباشر (DSO) المشاريع تنتج أكبر حجم من خام الحديد في العالم, تغذية السوق الصينية في المقام الأول ومعظم حجم يأتي من غرب أستراليا (غرب أستراليا) والبرازيل. في 2017, تجاوز حجم خام الحديد المنتج في غرب أستراليا 800 مليون طن وحجم البرازيل كان حولها 350 مليون طن [11]. عمليات الإحسان بسيطة جدا, تتكون في معظمها من سحق, غسل وتصنيف [12].
إحسان الغرامات الفائقة لتوليد 65% التركيز Fe هو فرصة لسوق DSO. النهج المتبع لتقييم فوائد تكنولوجيا STET لمشاريع DSO هو المفاضلة بين إنتاج الغرامات الفائقة للحديد منخفض الجودة الموجودة وبديل لإنتاج منتج ذو قيمة مضافة بعد إحسان STET. ورقة التدفق المقترحة (الرقم 5) يعتبر عملية DSO خيالية في غرب أستراليا التي من شأنها أن تصدر حاليا بين منتجاتها فائقة الغرامات في 58% Fe. البديل سيركز الغرامات الفائقة من أجل زيادة قيمة المنتج النهائي. الجدول 5 يعرض بعض معايير التصميم وتوازن الكتلة عالية المستوى المستخدمة في تقدير الإيرادات. لا يمثل الخام من حيث الدرجة والقدرة مشروعا قائما بل مشروعا نموذجيا من حيث الحجم والإنتاج.
الجدول 5. معايير تصميم مصنع DSO Beneficiation فائقة الدقة والتوازن الشامل.
الرقم 5. أوراق التدفق مقارنة في المفاضلة DSO
الجدول 6 يقدم CAPEX رفيع المستوى, OPEX والإيرادات المقدرة. يشمل تقدير CAPEX إضافة نظام تحميل مخصص جديد (صومعة التحميل وتحميل السيارات), وكذلك نظام STET. من أجل تقييم إرجاع ورقة التدفق المقترحة, يتم إجراء التحليل الاقتصادي حول المفاضلة بين حالة الإحسان وبيع منتج منخفض الجودة. في حالة الإحسان, يتم تخفيض حجم ولكن قسط على وحدات الحديد يزيد من سعر البيع بشكل كبير. في أوبكس, يتم توفير تقدير لمعالجة خام المنبع (التعدين, السحق, تصنيف والتعامل).
على الرغم من خفض حجم كبير, العائد مثير للاهتمام نظرا للقسط على خام الحديد عالية الجودة التركيز. يعتمد حساب العائد بشكل كبير على هذه العلاوة, التي كانت في تزايد في السنوات القليلة الماضية بسبب القضايا البيئية. كما هو موضح أعلاه (الجدول 6), الجاذبية الاقتصادية لمثل هذا المشروع تعتمد اعتمادا كبيرا على فرق السعر بين 58% الحديد و 65% الحديد. في هذا التقييم الحالي, وكان هذا قسط السعر 30.5 $/تي, مما يعكس تقريبا الوضع الحالي للسوق. ومع ذلك, وقد تراوحت هذه العلاوة السعر تاريخيا من 15 – 50 $/تي.
5.0 عملية الزبال في الجاذبية
محطة فصل
تستخدم المكثفات الحديدية في منطقة أمريكا الشمالية تركيز الجاذبية وهو طريقة فعالة لتركيز الهيماتيت والمغناطيسية, خاصة بالنسبة للكسر حجم فوق 75μm [5,13]. تستخدم نباتات الهيماتيت/المغنتيت في هذه المنطقة اللوالب عادة كعملية فصل أولية وتتضمن أيضا خطوات فصل مغناطيسي منخفض الكثافة (LIMS). وهناك قضية مشتركة عبر النباتات الهيماتيت / المغنتيت هو استعادة الحديد الناعم كما كميات مخلفات الحديد غالبا ما تصل إلى مستويات عالية مثل 20%. التحدي الرئيسي يتعلق الهيماتيت غرامة, كما الحديد الناعم لا يمكن استردادها من قبل اللوالب ومنيعة لLIMS تستخدم لاستعادة المغنتيت غرامة. في المقابل, فاصل STET فعال للغاية في فصل الجسيمات الدقيقة, بما في ذلك الجسيمات أقل من ميكرون 20μm حيث LIMS واللوالب هي أقل فعالية. ولذلك, الفائض من ميزر مائي أنظف (عرقلة المستوطن) تغذية اللوالب زبال هو مناسبة جيدة لتكنولوجيا STET. ورقة التدفق المقترحة معروضة في الشكل 6.
في هذا التكوين, خط اندفاعة حمراء يسلط الضوء على معدات جديدة داخل مصنع القائمة. في إطار ورقة التدفق المقترحة, بدلا من إعادة توزيعها, سيتم معالجة تجاوز المستوطنين المعوقين عن طريق مسح اللوالب التي تعمل في ظروف مختلفة عن اللوالب الأكثر خشونة. يمكن إنتاج وتركيز الحديد الدقيق وتجفيفه. ثم يتم توجيه التركيز المجفف إلى فاصل STET من أجل إنتاج التركيز النهائي للصف القابل للسالف. يمكن تسويق المنتج الدقيق بشكل منفصل أو مع إنتاج المكثف المتبقي.
الجدول 7 يعرض معايير التصميم ورصيد الكتلة عالية المستوى المستخدمة في تقدير الإيرادات.
الجدول 8 يقدم CAPEX رفيع المستوى, OPEX والإيرادات المقدرة.
هذا التحليل يشير إلى أن عودة تنفيذ دائرة المسح التي تنطوي على تكنولوجيا STET جذابة ويتطلب المزيد من النظر.
ميزة أخرى لتجفيف تركيز الحديد الدقيق عند المقارنة بالتقنيات المتنافسة هي الفائدة المرتبطة بها الناتجة عن مناولة المواد بعد التركيز. التركيز الرطب غرامة جدا هو إشكالية فيما يتعلق تصفية, المناولة والنقل. تجميد المشاكل في القطارات والتدفق في القوارب يجعل تجفيف التركيز الدقيق جدا إلزاميا في بعض الأحيان. STET التجفيف جزءا لا يتجزأ من ذلك يمكن أن تصبح مفيدة.
6.0 إحسان المخلفات البرازيلية
أودع
يظهر إحسان المخلفات الدقيقة ك التطبيق ذات القيمة المضافة للمعالجات لتثمين تقنية STET, كما هو المورد الأرض ناعما ومتاحة لتكلفة منخفضة. في حين أن رواسب مخلفات خام الحديد التي تحمل مستويات عالية من الحديد موجودة في العديد من الأماكن, يجب أن تكون المواقع التي تكون فيها الخدمات اللوجستية بسيطة متميزة لمزيد من التقييم. يمكن أن تمثل الرواسب البرازيلية التي تحتوي على درجات عالية من Fe وتقع استراتيجيا بالقرب من البنية التحتية الحالية للنقل فرصة جيدة للمعالجين للاستفادة من تنفيذ تكنولوجيا STET tribo-electrostatic. ورقة التدفق المقترحة (الرقم 7) يعتبر عملية خيالية المخلفات البرازيلية الغنية Fe التي تكنولوجيا STET ستكون عملية الإحسان الوحيدة.
ويعتبر إيداع لتكون كبيرة بما يكفي لتوفير عقود من الأعلاف بمعدل سنوي 1.5 طن/سنة. لهذا السيناريو, خام الأعلاف هو بالفعل الأرض ناعما مع D50 من ~ 50μm وخام سوف تحتاج إلى أن تدفع, نقلها ثم تجفيفها قبل التنظير الكهربائي التربو. ثم يتم تحميل التركيز على القطارات / السفن وسيتم تخزين المخلفات الجديدة في منشأة جديدة.
الجدول 9 يعرض معايير التصميم ورصيد الكتلة عالية المستوى المستخدمة في تقدير الإيرادات. الجدول 10 يقدم CAPEX رفيع المستوى, OPEX والإيرادات المقدرة.
كما هو موضح في الجدول 10, عودة تنفيذ تكنولوجيا STET لإحسان المخلفات البرازيلية جذابة. وعلاوة على ذلك, من وجهة نظر بيئية ورقة التدفق المقترحة هي أيضا مفيدة بقدر ما الإحسان من المخلفات الجافة من شأنه أن يقلل من حجم المخلفات والسطح، وسوف يقلل أيضا من المخاطر المرتبطة التخلص من المخلفات الرطبة.
7.0 المناقشات والتوصيات
وقد ثبت بنجاح فاصل STET على مقياس مقاعد البدلاء لفصل خام الحديد غرامة, لذلك تقدم المعالجات طريقة جديدة لاسترداد الغرامات التي سيكون من الصعب على خلاف ذلك لمعالجة درجات قابلة للبيع مع التكنولوجيات القائمة.
أوراق التدفق التي تم تقييمها من قبل STET و Soutex هي أمثلة على معالجة خام الحديد التي قد تستفيد من الفصل الثلاثي الجزيئي الجاف. الثلاثة (3) أوراق التدفق المتقدمة المعروضة في هذه الدراسة ليست حصرية وينبغي النظر في بدائل أخرى. تشير هذه الدراسة الأولية إلى أن عمليات الزبال التي تنطوي على انخفاض تكاليف التجفيف, عمليات DSO ومخلفات الإحسان لديها فرصة جيدة للنجاح التجاري.
ميزة أخرى في المعالجة الجافة على تخزين المخلفات - التي يتم تخزينها حاليا في برك مخلفات ضخمة – كما المخلفات الجافة سيكون لها ميزة القضاء على مخاطر بيئية هامة. فشل سد المخلفات الأخيرة والمزمورة بشكل جيد يسلط الضوء على الحاجة إلى إدارة المخلفات.
وكانت المدخلات لهذه الدراسة المستخدمة لحساب درجة خام الحديد والانتعاش نتائج فصل مقياس مقاعد البدلاء باستخدام عينات خام الحديد من مناطق متعددة. ومع ذلك, المعادن والخصائص التحرر من كل خام فريدة من نوعها, ولذلك ينبغي تقييم عينات خام الحديد العملاء على مقاعد البدلاء أو مقياس تجريبي. في الخطوة التالية من التنمية, يجب دراسة أوراق التدفق الثلاثة التي تم تقييمها في هذه الورقة بمزيد من التفصيل.
وأخيراً, التكنولوجيات الأخرى هي حاليا قيد الدراسة لاستعادة الحديد غرامة مثل WHIMS, Jigs والمصنفات الجزر. ومن المعروف بالفعل أن العديد من عمليات فصل الرطب تصبح غير فعالة للجسيمات تحت 45μm، وبالتالي تكنولوجيا STET قد يكون لها ميزة في نطاق دقيق جدا, كما شهدت STET أداء جيدا مع تغذية على ما يرام مثل 1μm. ينبغي إجراء دراسة مقايضة رسمية تقارن بين التكنولوجيات المذكورة وSTET, والتي ستشمل تقييم الأداء, سعة, كلف, إلخ. وبهذه الطريقة يمكن تسليط الضوء على أفضل مكانة لSTET وصقلها.
مراجع
1. لو, L. (اد.) (2015), "ركاز الحديد: معادن, المعالجة والاستدامة البيئية ", السفير.
2. فيريرا, ح., & Leite, M. ز. ف. (2015), "دراسة تقييم دوره الحياة لتعدين ركاز الحديد", مجلة الإنتاج الأنظف, 108, pp. 1081-1091.
3. فيليبوف, L. يا., سيفينوف, V. الخامس., & فيلبوفا, أنا. V. (2014), "نظره عامه علي إثراء خامات الحديد عن طريق التعويم العكسي الموجب", المجلة الدولية لمعالجه المعادن, 127, pp. 62-69.
4. ساحوه, ح., راث, S. S., راو, د. S., ميشرا, ب. ك., & داس, ب. (2016), "دور السيليكا ومحتوي الالومينا في تعويم خامات الحديد", المجلة الدولية لمعالجه المعادن, 148, pp. 83-91.
5. بازين, كلود, اخرون (2014), “حجم منحنيات الانتعاش من المعادن في اللوالب الصناعية لمعالجة خامات أكسيد الحديد.” هندسة المعادن 65, pp 115-123.
6. لوه, X., وانغ, Y., ون, S., ما, (م)., الشمس, ج., يين, ث., & ما, Y. (2016), "تاثير المعادن الكربونية علي سلوك تعويم الكوارتز في ظل ظروف التعويم الانيوني العكسي لخامات الحديد", المجلة الدولية لمعالجه المعادن, 152, pp. 1-6.
7. دا سيلفا, و. L., اروجو, و. ز. S., تيكسيرا, M. ف., غوميز, ر., & فون كروغر, و. L. (2014), "دراسة استعاده وأعاده تدوير المخلفات من تركيز ركاز الحديد لإنتاج الخزف", السيراميك الدولية, 40(10), pp. 16085-16089.
8. بيليتزا, مارك بي. (2012), “آفاق 2020 سوق خام الحديد. التحليل الكمي لديناميكيات السوق واستراتيجيات التخفيف من المخاطر” الكتب, راينر هامب فيرلاغ, الطبعه 1, رقم 9783866186798, جان جون.
9. روخاس ميندوزا, L. و. حراش, ك. فلين و A. غوبتا. (2019), "الإحسان الجاف لغرامات خام الحديد منخفضة الجودة باستخدام فاصل حزام ثلاثي الكهربائية", في وقائع المؤتمر السنوي للمشاريع الصغيرة والمتوسطة & معرض وCMA 121 المؤتمر الوطني للتعدين الغربي دنفر, كولورادو – فبراير 24-27, 2019.
10. الصين خام الحديد مؤشر الأسعار الفورية (منظمة التضامن المسيحي الدولية). تم استرجاعها من http://www.custeel.com/en/price.jsp
11. الولايات المتحدة. المسح الجيولوجي (Usgs) (2018), "خام الحديد", في إحصاءات ومعلومات ركاز الحديد.
12. يانكوفيتش, A. (2015), "التطورات في مجال تكنولوجيات ركاز الحديد والتصنيف. ركاز الحديد. http://dx.doi.org/10.1016/B978-1-78242-156-6.00008-3.
إلسفير المحدودة.
13. ريتشاردز, R. ز., اخرون. (2000), “فصل الجاذبية من فائقة الغرامة (− 0.1 مم) المعادن باستخدام فواصل حلزونية.” هندسة المعادن 13.1, pp. 65-77.
