Taal selecteren:
ST apparatuur & Technologie LLC (STET) Tribo-elektrostatische riemscheidingstechnologie maakt het mogelijk om de Veredeling van fijne mineralen poeders met een volledig droge technologie bij een hoge doorvoer. De STET-separator is zeer geschikt voor het scheiden van zeer fijne (<1µm) tot matig grof (500µm) Deeltjes, in tegenstelling tot andere elektrostatische scheidingsprocessen die doorgaans beperkt zijn tot deeltjes >75μm groot. STET heeft met succes ijzerertsmonsters, waaronder run-of-mine-ertsen, gevaloriseerd, residuen en itabiriet met een gehalte aan ijzervoer variërend van 30-55%. Experimentele bevindingen geven aan dat laagwaardige ijzerertsen kunnen worden opgewaardeerd tot commerciële kwaliteiten (58-65% Fe) terwijl tegelijkertijd silica wordt afgekeurd met behulp van de STET-riemscheider. Hier, een compendium van experimentele resultaten en een voorstudie van mogelijke toepassingen van de STET-technologie voor de ijzerindustrie worden gepresenteerd. De voorstudies omvatten stroomschema's op hoog niveau en economische evaluaties voor geselecteerde toepassingen. Er wordt ook ingegaan op de uitdagingen in verband met de toepassing van de technologie en een vergelijking met de momenteel beschikbare technologieën voor de verwerking van fijne ijzerertsdeeltjes.
1.0 Introductie
IJzererts is het vierde meest voorkomende element in de aardkorst en is essentieel voor de wereldwijde economische ontwikkeling en staalproductie [1-2]. IJzererts heeft een breed scala aan chemische samenstellingen, met name voor het Fe-gehalte en de bijbehorende ganggesteentemineralen [1]. Belangrijke ijzerhoudende mineralen zijn hematiet, goethiet, limoniet en magnetiet [1,3] en de belangrijkste contaminanten in ijzererts zijn 2 en Al2O3. Elke minerale storting heeft zijn eigen unieke kenmerken met betrekking tot de ijzer- en ganggesteente rekening houdend met mineralen, en het vereist dan ook een verschillende concentratie-techniek [4].
Moderne verwerkingscircuits van ijzerhoudende mineralen kunnen gravimetrische concentratie bevatten, Magnetische concentratie, en drijfstappen [1,3]. Echter, Moderne circuits bieden uitdagingen op het gebied van de verwerking van ijzererts, fijne deeltjes en slijm [4-6]. Gravimetrische technieken zoals spiralen worden beperkt door de deeltjesgrootte en worden alleen beschouwd als een efficiënte manier om hematiet en magnetiet te concentreren voor de groottefractie boven 75 μm [5]. Natte en droge magnetische scheiding met lage intensiteit (Lims) Technieken worden gebruikt om hoogwaardige ijzerertsen met sterke magnetische eigenschappen zoals magnetiet te verwerken, terwijl natte magnetische scheiding met hoge intensiteit wordt gebruikt om de ijzerhoudende mineralen met zwakke magnetische eigenschappen zoals hematiet te scheiden van ganggesteentemineralen. Magnetische methoden vormen een uitdaging omdat ze het ijzererts gevoelig moeten maken voor magnetische velden [3]. Flotatie wordt gebruikt om het gehalte aan onzuiverheden in laagwaardige ijzererts te verminderen, maar wordt beperkt door de kosten van reagentia, en de aanwezigheid van silica, aluminiumoxiderijk slijm en carbonaatmineralen [4,6]. Bij gebrek aan verdere verwerking van de afvalstromen stroomafwaarts zal het fijne ijzerafval in een residudam terechtkomen [2].
De verwijdering en verwerking van ijzerdeeltjes zijn van cruciaal belang geworden voor het behoud van het milieu en de terugwinning van ijzeren kostbaarheden, Respectievelijk, en daarom is de verwerking van ijzerertsresiduen en fijne deeltjes in de mijnbouw aan belang toegenomen[7].
Echter, De verwerking van ijzerresiduen en fijne deeltjes blijft een uitdaging via traditionele stroomschema's en daarom kunnen alternatieve veredelingstechnologieën zoals tribo-elektrostatische scheiding, die minder beperkend is in termen van ertsmineralogie en deeltjesgrootte, van belang worden. Droge elektrostatische verwerking van ijzererts biedt een kans om de kosten en de productie van natte residuen in verband met traditionele gravimetrisch te verlagen, flotatie- en natte magnetische scheidingscircuits.
STET heeft een scheidingsproces ontwikkeld dat een efficiënte scheiding van vliegas en mineralen mogelijk maakt op basis van hun reactie bij blootstelling aan een specifiek elektrisch veld. De technologie is met succes toegepast in de vliegasindustrie en de industriële mineralenindustrie; en STET onderzoekt momenteel andere marktopeningen waar hun separatoren een concurrentievoordeel kunnen bieden. Een van de doelmarkten is de opwaardering van fijn ijzererts.
STET heeft verkennende studies uitgevoerd met verschillende ijzerertsen en experimentele resultaten tot nu toe hebben aangetoond dat laagwaardige ijzerertsdeeltjes kunnen worden opgewaardeerd door middel van STET tribo-elektrostatische bandscheider. Het STET droge elektrostatische scheidingsproces biedt vele voordelen ten opzichte van traditionele natte verwerkingsmethoden, met inbegrip van de mogelijkheid om fijn en ultrafijn ijzer terug te winnen dat anders verloren zou gaan aan residuen als het met bestaande technologie zou worden verwerkt. Bovendien, De technologie vereist geen waterverbruik, wat resulteert in de eliminatie van pompen, verdikking en drogen, ook de kosten en risico's verbonden aan waterbehandeling en verwijdering; Geen afvoer van natte residuen – Recente spraakmakende mislukkingen van residudammen hebben het langetermijnrisico van het opslaan van natte residuen aan het licht gebracht; en, Geen chemische extra nodig, waardoor de lopende kosten van reagentia teniet worden gedaan en de vergunningverlening wordt vereenvoudigd.
IJzererts is een industrie met een dynamiek die verschilt van de andere onedele metalen. Dit komt door de fluctuerende markt, de enorme productievolumes die ermee gemoeid zijn en de daarmee gepaard gaande kosten, zowel aan de kapitaal- als aan de exploitatiezijde [8] evenals de afwezigheid van centrale uitwisselingshubs zoals de London Metals Exchange. Dit vertaalt zich in enorme rendementen die mogelijk zijn wanneer de prijs omhoog schiet en flinterdunne marges wanneer de omstandigheden slechter zijn. Dit is een van de redenen achter de enorme productievolumes en de nadruk op lage productiekosten per eenheid.
Hier, De resultaten van een door STET en Soutex ontwikkelde screeningstudie van de ijzerertsindustrie worden gepresenteerd om niches te identificeren waarin de STET-technologie een economisch voordeel zou kunnen bieden in vergelijking met meer conventionele technologieën. Soutex is een adviesbureau op het gebied van mineralenverwerking en metallurgie en heeft ervaring met het ontwerpen van, Optimaliseren en uitvoeren van verschillende ijzerertsconcentratieprocessen, met inzicht in de CAPEX, OPEX en de marketingaspecten van de ijzerertsindustrie. Voor deze studie, Soutex stelde zijn expertise ter beschikking bij het evalueren van mogelijke toepassingen voor tribo-elektrostatische scheiding in ijzererts. De scope van Soutex omvatte de ontwikkeling van stroomschema's en schattingen van kapitaal- en bedrijfskosten op studieniveau. Dit artikel onderzoekt drie van de meest veelbelovende toepassingen die zijn gevonden, op technisch en economisch vlak. Deze drie toepassingen werden geïdentificeerd als: Verbetering van de fijnstof ijzererts in de Australische DSO-mijnbouw; Opruimen van fijn ijzerconcentraat in hematiet/magnetietconcentrators; en, opwerking van rijke Fe-residuen van Braziliaanse activiteiten.
2.0 STET Triboelectrostatic Belt Separator
Experimenten werden uitgevoerd met behulp van een bank-tijdschaallagen tribo-elektrostatische riem. Bench-scale testing is de eerste fase van een driefasig technologie-implementatieproces inclusief bench-scale evaluatie, piloot-schaal beproevingen en de tenuitvoerlegging van de commerciële schaal. Het benchtop scheidingsteken wordt gebruikt voor de screening voor bewijs van tribo-elektrostatisch opladen en om te bepalen als een materiaal een goede kandidaat voor elektrostatische beneficiation is. De belangrijkste verschillen tussen elk apparaat worden gepresenteerd in 1. Terwijl de apparatuur die in elke fase wordt gebruikt, in omvang verschilt, het werkingsbeginsel is fundamenteel hetzelfde.
STET heeft verschillende ijzerertsmonsters op bankschaal geëvalueerd en er is een significante beweging van ijzer en afstoting van silicaten waargenomen (Zie tabel 2). Experimentele omstandigheden werden geselecteerd zodat een ijzerterugwinning vs. ijzerverhogingscurve kan worden getrokken en later worden gebruikt als input voor een operationeel economisch model
Tabel 2. Resultaten op bankschaal op verschillende ijzerertsen
| Exp | Feed Fe wt.% | Product Fe wt.% | Absolute Fe Toename % | Fe Herstel % | SiO2 Afwijzing % | D10 (µm) | D50 (µm) | D90 (µm) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 |
(Zie sectie 3.0, Figuur 4). Aanvullende experimentele resultaten met scheidingsresultaten op ijzerertsmonsters met STET-technologie worden gepresenteerd in een eerdere publicatie van STET over de verwerking van ijzererts [9].
Tabel 1. Driefasenimplementatieproces met STET tribo-elektrostatische bandafscheidertechnologie.
| Fase | Gebruikt voor: | Elektrode lengte | Type proces |
|---|---|---|---|
| 1- Bankschaal Evaluatie | Kwalitatieve Evaluatie | 250cm | Batch |
| 2- Proefschaal Testen | Kwantitatieve evaluatie | 610cm | Batch |
| 3- Commerciële Schaal | Commerciële Productie | 610cm | Continu |
Zoals te zien is in Tabel 1, het belangrijkste verschil tussen de separator van de benchtop en de separatoren op proefschaal en op commerciële schaal is dat de lengte van de bankafscheider ongeveer 0.4 keer de lengte van de piloot-schaal en commerciële schaal eenheden. Als het scheidingsteken is efficiëntie een functie van de lengte van de elektrode, bench-scale testen kunnen niet worden gebruikt als vervanging voor pilot-schaal testen. Testen op pilotschaal is nodig om te bepalen in hoeverre het STET-proces op commerciële schaal kan worden gescheiden, en om te bepalen of het STET-proces de productdoelstellingen onder bepaalde voersnelheden kan halen. Vanwege het verschil in actieve scheidingslengte van tafelweegschaal tot pilootweegschaal, Resultaten verbeteren doorgaans op pilotschaal.
2.1 Werkingsprincipe
In het scheidingsteken tribo-elektrostatische riem (zie afbeelding 1 en figuur 2), materiaal wordt ingevoerd in de dunne kloof 0.9 – 1.5 cm tussen twee parallelle vlakke elektroden.
De deeltjes triboelectrically betalen door interparticle contact. Bijvoorbeeld, in het geval van een ijzermonster dat hoofdzakelijk bestaat uit minerale hematiet- en kwartsdeeltjes, de positief geladen (Hematiet) en de negatieve
geladen (kwarts) zich aangetrokken voelen tot tegenover elektroden. De deeltjes worden vervolgens opgeveegd door een continue bewegende open-mesh gordel en overgebracht in tegengestelde richtingen. De band beweegt de deeltjes grenzend aan elke elektrode naar de tegenovergestelde einden van het scheidingsteken. De tegenstroom van de scheidende deeltjes en de voortdurende tribo-elektrische lading door deeltjesbotsingen zorgen voor een meertrapsscheiding en resulteren in een uitstekende zuiverheid en terugwinning in een enkelvoudige eenheid. De band maakt verwerking op fijne en ultrafijne deeltjes mogelijk, inclusief deeltjes kleiner dan 20 μm, door een methode te bieden om het oppervlak van de elektroden continu te reinigen en de fijne deeltjes te verwijderen, die anders aan het oppervlak van de elektroden zou hechten. De hoge bandsnelheid maakt ook doorvoeren tot mogelijk 40 ton per uur op een enkele separator door continu materiaal uit de separator te transporteren. Door het beheersen van diverse procesparameters, het apparaat zorgt voor optimalisatie van minerale kwaliteit en herstel.
Het scheidingsteken ontwerp is relatief eenvoudig. De riem en de bijbehorende rollen zijn de enige bewegende delen. De elektroden zijn stationair en gemaakt van een zeer duurzaam materiaal. De riem is een verbruiksonderdeel dat niet vaak maar periodiek moet worden vervangen, een proces dat door één enkele operator kan worden voltooid in slechts 45 Minuten. Het scheidingsteken elektrode lengte is ongeveer 6 meter (20 ft.) en de breedte 1.25 meter (4 ft.) voor de volledige grootte commerciële eenheden (zie afbeelding 3). Het stroomverbruik is lager dan 2 kWh per ton verwerkt materiaal, waarbij het grootste deel van het vermogen wordt verbruikt door twee motoren die de band aandrijven.
Het proces is volledig droog, vereist geen extra materialen en produceert geen afval water of lucht emissies. Voor het scheiden van mineralen biedt de afscheider een technologie om het waterverbruik te verminderen, de levensduur van de reserve verlengen en/of nalopen en opnieuw verwerken.
De compactheid van het systeem zorgt voor flexibiliteit in de ontwerpen van de installatie. De tribo-elektrostatische riemscheidingstechnologie is robuust en industrieel bewezen en werd voor het eerst industrieel toegepast op de verwerking van kolenverbrandingsvliegas in 1995. De technologie is effectief in het scheiden van koolstof deeltjes van de onvolledige verbranding van steenkool, uit de glazig aluminosilicaat minerale deeltjes in de vliegas. De technologie heeft bijgedragen in de Prullenbak van de vliegas mineraalrijke inschakelen als een vervanging van cement in beton productie.
Sinds 1995, over 20 miljoen ton van het product vliegas zijn verwerkt door de STET separators geïnstalleerd in de VS. De industriële geschiedenis van vliegas STET-scheiding is opgenomen in Tabel 3.
In de verwerking van mineralen, de tribo-elektrische bandafscheidingstechnologie is gebruikt om een breed scala aan materialen te scheiden, waaronder calciet/kwarts, Talk/magnesiet, en bariet/quartz.
Tabel 3. Industriële toepasbaarheid van tribo-elektrostatische riem scheiding voor vliegas
| Hulpprogramma / Elektriciteitscentrale | Locatie | Start van de commerciële operaties | Faciliteit Details |
|---|---|---|---|
| Duke Energy – Roxboro Station | North Carolina vs | 1997 | 2 Scheidingstekens |
| Talen energie- Brandon Shores | Maryland Verenigde Staten | 1999 | 2 Scheidingstekens |
| Scottish Power- Longannet Station | UK Schotland | 2002 | 1 Scheidingsteken |
| Jacksonville elektrische-St. Park van de macht van Johns River | Florida USA | 2003 | 2 Scheidingstekens |
| Zuid-Mississippi Electric Power - R.D. Morrow | Mississippi, USA | 2005 | 1 Scheidingsteken |
| New Brunswick Power-Belledune | New Brunswick, Canada | 2005 | 1 Scheidingsteken |
| RWE afgekort-Didcot Station | Engeland UK | 2005 | 1 Scheidingsteken |
| Talen energie-Brunner eiland Station | Pennsylvania, USA | 2006 | 2 Scheidingstekens |
| Tampa elektrische-Big Bend Station | Florida USA | 2008 | 3 Scheidingstekens |
| RWE afgekort-Aberthaw Station | Wales UK | 2008 | 1 Scheidingsteken |
| EOF energie-West Burton Station | Engeland UK | 2008 | 1 Scheidingsteken |
| ZGP (Lafarge Cement Ciech Janikosoda JV) | Polen | 2010 | 1 Scheidingsteken |
| Korea Zuidoost-Power- Yeongheung | Zuid-Korea | 2014 | 1 Scheidingsteken |
| PGNiG Termika-Sierkirki | Polen | 2018 | 1 Scheidingsteken |
| Taiheiyo Cement Company-Chichibu | Japan | 2018 | 1 Scheidingsteken |
| Armstrong vliegas- Eagle Cement | Filippijnen | 2019 | 1 Scheidingsteken |
| Korea Zuidoost-Power- Samcheonpo | Zuid-Korea | 2019 | 1 Scheidingsteken |
3.0 Methodologie
Drie (3) Gevallen zijn geïdentificeerd voor verdere evaluatie en worden verwerkt door middel van een economische en risico-/kansenbeoordeling op studieniveau met een orde van grootte. De evaluatie is gebaseerd op de potentiële winst die een operator zou behalen door de technologie van STET op te nemen in het stroomschema van zijn fabriek.
De prestaties van de STET-separator worden geschat op basis van uitgevoerde tests op tafelschaal (Zie tabel 2). De gegevens die met verschillende ijzerertsen werden verzameld, maakten het mogelijk een terugwinningsmodel te kalibreren dat werd gebruikt om het herstel voor de drie (3) Casestudy. Figuur 4 illustreert de uitkomst van het model in termen van prestaties en kosten. De ijzerrecuperatie wordt direct op de staven aangegeven, tegen de ijzerveredeling in �. Testen op tafelschaal, een enkele doorgang door de STET werd getest, evenals een stroomschema met twee doorgangen. Stroomschema's met twee doorgangen omvatten het opruimen van de ruwere staarten, waardoor het herstel aanzienlijk wordt. Echter, dit brengt extra STET-machines met zich mee en dus hogere kosten. De foutbalken boven de CAPEX-balken geven de CAPEX-prijsvariatie aan, afhankelijk van de projectgrootte. De eenheidscijfers van de CAPEX nemen af met de omvang van het project. Als voorbeeld, voor het typische erts dat wordt getest met een tweegangsstroomschema, een toename van 15% in ijzerkwaliteit (dat wil zeggen. Van 50% Fe naar 65% Fe) zou een ijzeren herstel van 90%. In de volgende casestudy's wordt vrijwillig gebruik gemaakt van lagere ijzerterugwinningen om rekening te houden met het inherente verlies van terugwinning bij de productie van hoogwaardigere ijzerertsconcentraten.
Voor elke casestudy, Een stroomschema wordt gepresenteerd op een orde van grootte niveau en alleen de belangrijkste apparatuur wordt getoond om een economische evaluatie te ondersteunen. Voor elk stroomschema, De economie wordt geraamd in de volgende categorieën: Kapitaaluitgaven (CAPEX); Bedrijfskosten (OPEX); en, Inkomsten. In deze screeningsfase, Het nauwkeurigheidsniveau voor elke categorie ligt in de "orde van grootte" (± 50%).
De CAPEX van de belangrijkste apparatuur wordt geschat met behulp van interne databases (Geleverd door Soutex) en uitrustingsoffertes indien beschikbaar. Vervolgens werden factoren bepaald om de kosten van zowel directe als indirecte kosten vast te stellen. STET-specifieke CAPEX-waarden omvatten ook secundaire apparatuur en bedieningselementen, Dit rechtvaardigt een lagere factorisatie voor installatie en constructie voor dit apparaat. De OPEX-raming bestaat uit onderhoud, mankracht, Stroom- en verbruikskosten. De technische elementen die in het processtroomschema worden geleverd, ondersteunen de kostenevaluatie in termen van zowel CAPEX als OPEX, en kostenelementen in verband met de installatie en het gebruik van STET tribo-elektrostatische riemscheider werden geraamd met behulp van de STET-database van voltooide projecten en testwerkzaamheden op ijzerertsschaal.
De cijfers die in de volgende kostenramingen worden gebruikt, zijn ontleend aan de 4. Als voorbeeld, voor het typische erts dat wordt getest met een concentratie in twee gangen en een toename van 15% in ijzerkwaliteit (dat wil zeggen. Van 50% Fe naar 65% Fe) zou ongeveer kosten 135 000$ per ton/h in CAPEX en 2$/t in OPEX (tonnen ijzerconcentraat). Aangezien dit bedoeld was als een screeningsstudie, Er werd besloten om conservatief te blijven met betrekking tot de productprijzen en een gevoeligheidsanalyse uit te voeren ten opzichte van de eindkwaliteit en de productprijs. Vanaf november 2019, 62% IJzererts over zee wordt verhandeld rond 80USD/t, met een zeer hoge volatiliteit.
De premie op ijzerertsconcentraat is ook zeer volatiel en hangt af van vele factoren, zoals verontreinigingen en de behoeften van een specifieke klant. Het prijsverschil tussen 65% ijzer en 62% IJzer verandert voortdurend in de tijd. In 2016, Het verschil was minimaal (rondom 1 $/t/�) maar in 2017-2018, De premie klom dicht bij 10 $/t/�. Op het moment van schrijven, Het is momenteel rond 3 $/t/� [10]. Tabel 4 Toont geselecteerde ontwerpcriteria die zijn gebruikt voor de kostenraming.
Tabel 4. Aannames voor economische evaluaties.
De terugverdientijd wordt geschat vanaf het eerste productiejaar. Voor elk project, nog eens twee (2) jaar in aanmerking worden genomen voor de bouw van. De waarde van de cashflow (Uitgaven en opbrengsten) worden vanaf het begin van de bouw verdisconteerd.
4.0 Beneficiatieproces in een droge DSO-bewerking
Directe verscheping erts (DSO) Projecten produceren de grootste hoeveelheid ijzererts ter wereld, voornamelijk de Chinese markt voeden en het grootste deel van het volume komt uit West-Australië (WA) en Brazilië. In 2017, de in WA geproduceerde hoeveelheid ijzererts 800 miljoen ton en het volume van Brazilië was ongeveer 350 miljoen ton [11]. De beneficiatieprocessen zijn heel eenvoudig, voornamelijk bestaande uit het verpletteren van, Wassen en classificeren [12].
Benutting van ultrafijne deeltjes om een 65% Fe-concentraat is een kans voor de DSO-markt. De benadering die is gekozen voor het evalueren van de voordelen van STET-technologie voor DSO-projecten is een afweging tussen de productie van bestaande laagwaardige ijzerultrafijne ijzeren en een alternatief voor de productie van een product met toegevoegde waarde na STET-veredeling. Het voorgestelde stroomschema (Figuur 5) overweegt een fictieve DSB-operatie in WA die momenteel onder zijn producten ultrafijne 58% Fe. Het alternatief zou de ultrafijne deeltjes concentreren om de waarde van het eindproduct te verhogen. Tabel 5 presenteert enkele van de ontwerpcriteria en de massabalans op hoog niveau die wordt gebruikt bij de raming van de inkomsten. Het ertslichaam vertegenwoordigt in termen van kwaliteit en capaciteit geen bestaand project, maar eerder een typisch DSO-project in termen van omvang en productie.
Tabel 5. Ultrafijne DSO-vergoedingsinstallatie, ontwerpcriteria en massabalans.
Figuur 5. Stroomschema's vergeleken in de DSO-afweging
Tabel 6 presenteert de CAPEX op hoog niveau, OPEX en geschatte inkomsten. De CAPEX-raming omvat de toevoeging van een nieuw speciaal load-out-systeem (Laadsilo en autoladen), en het STET-systeem. Om het rendement van het voorgestelde stroomschema te evalueren, De economische analyse wordt gemaakt rond een afweging tussen het beneficiatiegeval en de verkoop van een laagwaardig product. In het beneficiatiegeval, Het volume wordt verminderd, maar de premie op ijzeren eenheden verhoogt de verkoopprijs aanzienlijk. In de OPEX, Er wordt een schatting gegeven voor de stroomopwaartse ertsverwerking (mijnbouw, verpletterend, Classificeren en verwerken).
Ondanks het aanzienlijk verminderen van het volume, Het rendement is interessant gezien de premie op hoogwaardig ijzerertsconcentraat. De rendementsberekening is sterk afhankelijk van deze premie, die de laatste jaren is toegenomen als gevolg van milieuproblemen. Zoals hierboven aangetoond (Tabel 6), De economische aantrekkelijkheid van een dergelijk project is sterk afhankelijk van het prijsverschil tussen 58% ijzer en 65% Ijzer. In deze huidige evaluatie, Deze prijspremie was 30.5 $/t, die ongeveer de huidige marktsituatie weerspiegelt. Echter, Deze prijspremie varieerde historisch gezien van 15 – 50 $/t.
5.0 Opruimingsproces in een zwaartekracht
Scheidingsinstallatie
IJzerconcentrators in de regio Noord-Amerika maken gebruik van zwaartekrachtconcentratie, wat een efficiënte manier is om hematiet en magnetiet te concentreren, vooral voor de groottefractie boven 75μm [5,13]. Hematiet/magnetietplanten in deze regio gebruiken meestal spiralen als het primaire scheidingsproces en bevatten ook magnetische scheidingsstappen met lage intensiteit (Lims). Een veelvoorkomend probleem bij hematiet/magnetietplanten is de terugwinning van fijn ijzer, aangezien de hoeveelheden ijzerresidu vaak niveaus bereiken die zo hoog zijn als 20%. De grootste uitdaging heeft te maken met fijn hematiet, omdat het fijne ijzer nauwelijks door spiralen kan worden teruggewonnen en ondoordringbaar is voor LIMS dat wordt gebruikt om fijn magnetiet terug te winnen. Daarentegen, de STET-scheider is zeer effectief in het scheiden van fijne deeltjes, inclusief deeltjes onder de 20 μm micron waar LIMS en spiralen minder effectief zijn. Daarom, de overloop van een schonere hydrosizer (Gehinderde kolonist) Voeropruimingsspiralen passen goed bij de STET-technologie. Het voorgestelde stroomschema is weergegeven in Figuur 6.
In deze configuratie, De rode streepjeslijn markeert nieuwe apparatuur binnen een bestaande fabriek. In het kader van het voorgestelde stroomschema, in plaats van te worden gerecirculeerd, De gehinderde overloop van de kolonisten zou worden verwerkt door opruimspiralen die onder andere omstandigheden werken dan ruwere spiralen. Er kon een fijn ijzerconcentraat worden geproduceerd en gedroogd. Het gedroogde concentraat wordt vervolgens naar de STET-separator geleid om een uiteindelijk concentraat van verkoopbare kwaliteit te produceren. Het fijne product kan afzonderlijk of samen met de resterende concentratorproductie op de markt worden gebracht.
Tabel 7 presenteert de ontwerpcriteria en de massabalans op hoog niveau die wordt gebruikt bij de raming van de ontvangsten.
Tabel 8 presenteert de CAPEX op hoog niveau, OPEX en geschatte inkomsten.
Deze analyse geeft aan dat het rendement van de implementatie van een opruimcircuit met STET-technologie aantrekkelijk is en verdere overweging verdient.
Een ander voordeel van het drogen van het fijne ijzerconcentraat in vergelijking met concurrerende technologieën is het bijbehorende voordeel dat voortvloeit uit materiaalbehandeling na concentratie. Zeer fijn nat concentraat is problematisch met betrekking tot filtering, BEHANDELING EN TRANSPORT. Door bevriezingsproblemen in treinen en fluxing in boten is het drogen van zeer fijn concentraat soms verplicht. STET embedded drogen zou dus voordelig kunnen worden.
6.0 Benutting van Braziliaans residu
Deponeren
Veredeling van fijn residu lijkt een toepassing met toegevoegde waarde voor verwerkers om de STET-technologie te valoriseren, omdat de grondstof fijngemalen is en tegen lage kosten beschikbaar is. Terwijl op veel plaatsen afzettingen van ijzerertsresiduen met een hoog ijzergehalte aanwezig zijn, Locaties waar de logistiek eenvoudig is, moeten worden bevoorrecht voor verdere evaluatie. Braziliaanse afzettingen met hoge Fe-kwaliteiten en strategisch gelegen in de buurt van bestaande transportinfrastructuur zouden een goede gelegenheid kunnen zijn voor verwerkers om te profiteren van de implementatie van STET tribo-elektrostatische technologie. Het voorgestelde stroomschema (Figuur 7) beschouwt een fictieve Fe-rijke Braziliaanse residuoperatie waarin STET-technologie het enige veredelingsproces zou zijn.
De afzetting wordt groot genoeg geacht om tientallen jaren voer te leveren tegen een jaarlijks tarief van 1.5 M ton/jaar. Voor dit scenario, het voedingserts is al fijngemalen met een D50 van ~50μm en het erts zou moeten worden geschept, getransporteerd en vervolgens gedroogd vóór tribo-elektrostatische verrijking. Het concentraat zou dan op treinen/schepen worden geladen en de nieuwe residuen zouden worden opgeslagen in een nieuwe faciliteit.
Tabel 9 presenteert de ontwerpcriteria en de massabalans op hoog niveau die worden gebruikt bij de raming van de inkomsten. Tabel 10 presenteert de CAPEX op hoog niveau, OPEX en geschatte inkomsten.
Zoals blijkt uit tabel 10, de terugkeer van de implementatie van STET-technologie voor de verrijking van Braziliaans residu is aantrekkelijk. Bovendien, Vanuit milieuoogpunt is het voorgestelde stroomschema ook gunstig, aangezien de verrijking van droge residuen de omvang en het oppervlak van residuen zou verminderen en ook de risico's zou verminderen die gepaard gaan met de verwijdering van natte residuen.
7.0 Discussie en aanbevelingen
De STET-separator is met succes gedemonstreerd op tafelschaal voor het scheiden van fijn ijzererts, Verwerkers krijgen dus een nieuwe methode om boetes terug te vorderen die anders moeilijk te verwerken zouden zijn tot verkoopbare kwaliteiten met bestaande technologieën.
De stroomschema's die door STET en Soutex worden geëvalueerd, zijn voorbeelden van ijzerertsverwerking die baat kunnen hebben bij droge tribo-elektrostatische scheiding. De drie (3) De in deze studie gepresenteerde stroomschema's zijn niet exclusief en andere alternatieven moeten worden overwogen. Uit deze voorstudie blijkt dat opruimingsprocessen lage droogkosten met zich meebrengen, DSO-activiteiten en veredeling van residuen hebben een goede kans op commercieel succes.
Een ander voordeel bij droge verwerking is de opslag van residuen - die momenteel worden opgeslagen in enorme residuvijvers – omdat droge residuen het voordeel zouden hebben dat een belangrijk milieurisico wordt weggenomen. Recente en goed gepubliceerde mislukkingen van residudammen onderstrepen de noodzaak van residubeheer.
De input voor deze studie die werd gebruikt om de kwaliteit en terugwinning van ijzererts te berekenen, waren scheidingsresultaten op bankschaal met behulp van ijzerertsmonsters uit meerdere regio's. Echter, De mineralogie- en vrijgavekarakteristieken van elk erts zijn uniek, Daarom moeten ijzerertsmonsters van klanten op bank- of proefschaal worden beoordeeld. In een volgende stap van ontwikkeling, De drie stroomschema's die in dit document worden geëvalueerd, moeten nader worden bestudeerd.
Tot slot, andere technologieën worden momenteel bestudeerd voor de terugwinning van fijn ijzer, zoals WHIMS, Mallen en refluxclassificaties. Het is al bekend dat veel natte scheidingsprocessen inefficiënt worden voor deeltjes onder de 45 μm en daarom kan STET-technologie een voordeel hebben in het zeer fijne bereik, aangezien STET goede prestaties heeft gezien met voeding van slechts 1 μm. Er moet een formele trade-off-studie worden uitgevoerd waarin de genoemde technologieën worden vergeleken met STET, waaronder een beoordeling van de prestaties, capaciteit, kosten, enz. Op die manier kon de beste niche voor STET worden uitgelicht en verfijnd.
Verwijzingen
1. Lu, L. (Ed.) (2015), "Ijzererts: Mineralogie, Verwerking en duurzaamheid van het milieu", Elsevier.
2. Ferreira, H., & Leite, M. G. P. (2015), "Een life cycle assessment studie van ijzererts mijnbouw", Dagboek van schonere productie, 108, PP. 1081-1091.
3. Filippov Filippov, L. O., Severov Severov, V. V., & Filippova Filippova, Ik. V. (2014), "Een overzicht van de weldadigheid van ijzerertsen via omgekeerde kationische flotatie", Internationaal tijdschrift over minerale verwerking, 127, PP. 62-69.
4. Sahoo Sahoo, H., Rath, S. S., Rao, D. S., Mishra, B. K., & Das, B. (2016), "Rol van silica- en aluminiumoxidegehalte in de flotatie van ijzerertsen", International Journal of Mineral Processing, 148, PP. 83-91.
5. Bazin, Claude, et al. (2014), “Grootteterugwinningscurven van mineralen in industriële spiralen voor de verwerking van ijzeroxideertsen.” Mineralen Engineering 65, PP 115-123.
6. Luo, X., Wang, Y., Wen, S., Ma, M., Zon, C., Yin, W., & Ma, Y. (2016), "Effect van carbonaatmineralen op kwartsflotatiegedrag onder omstandigheden van omgekeerde anionische flotatie van ijzerertsen", International Journal of Mineral Processing, 152, PP. 1-6.
7. Da Silva, F. L., Araújo, F. G. S., Teixeira, M. P., Gomes, R.C., & Von Krüger, F. L. (2014), "Studie van de terugwinning en recycling van tailings uit de concentratie van ijzererts voor de productie van keramiek", Keramiek Internationaal, 40(10), PP. 16085-16089.
8. Bielitza, Marc P. (2012), “Vooruitzichten voor de 2020 IJzerertsmarkt. Kwantitatieve analyse van marktdynamiek en risicobeperkende strategieën” Boeken, Rainer Hampp Verlag, uitgave 1, getal 9783866186798, Jan-Jun.
9. Kanton Rojas-Mendoza, L. F. Hrach, K. Flynn en A. Gupta. (2019), "Droge veredeling van laagwaardige ijzerertsdeeltjes met behulp van een tribo-elektrische bandscheider", In Proceedings van de jaarlijkse conferentie van het MKB & Expo en CMA 121e Nationale Westerse Mijnbouwconferentie Denver, Colorado – Februari 24-27, 2019.
10. China IJzererts Spotprijsindex (CSI). Opgehaald van http://www.custeel.com/en/price.jsp
11. U.S. Geologisch onderzoek (Usgs) (2018), "IJzererts", in IJzerertsstatistieken en -informatie.
12. Jankovic, A. (2015), "Ontwikkelingen op het gebied van ijzerertsvermalings- en classificatietechnologieën. Ijzererts. http://dx.doi.org/10.1016/B978-1-78242-156-6.00008-3.
Elsevier B.V..
13. Richards, R. G., et al.. (2000), “Zwaartekrachtscheiding van ultrafijn (− 0.1 mm) mineralen met behulp van spiraalscheiders.” Mineralen Engineering 13.1, PP. 65-77.
