Chọn ngôn ngữ:
ST thiết bị & Công nghệ LLC (STET) công nghệ tách dây đai tĩnh điện tribo cho phép beneficiation của khoáng chất mịn bột với công nghệ hoàn toàn khô ở thông lượng cao. Tách STET rất thích hợp để tách rất tốt (<1μm) để vừa thô (500μm) hạt, ngược lại với các quy trình tách tĩnh điện khác thường bị giới hạn ở các hạt >75μm trong kích thước. STET đã thành công beneficiated các mẫu quặng sắt bao gồm quặng run-of-Mine, Tailings và itabirite với nội dung nguồn cấp dữ liệu sắt khác nhau, từ 30-55%. Kết quả thực nghiệm cho thấy quặng sắt cấp thấp có thể được nâng cấp lên các lớp thương mại (58-65% Fe) trong khi đồng thời từ chối silica bằng cách sử dụng tách đai STET. Ở đây, một tóm các kết quả thử nghiệm và nghiên cứu sơ bộ các ứng dụng tiềm năng cho công nghệ STET cho ngành công nghiệp sắt được trình bày. Các nghiên cứu sơ bộ bao gồm flowsheets cấp cao và đánh số kinh tế cho các ứng dụng được lựa chọn. Thách thức liên quan đến việc áp dụng các công nghệ và so sánh với các công nghệ hiện đang có sẵn để xử lý tiền phạt quặng sắt cũng được thảo luận.
1.0 Giới thiệu
Quặng sắt là nguyên tố phổ biến thứ tư trong lớp vỏ trái đất và là điều cần thiết cho sự phát triển kinh tế toàn cầu và sản xuất thép [1-2]. Quặng sắt có một phạm vi rộng trong thành phần hóa học đặc biệt là cho nội dung Fe và các khoáng vật có liên quan đến gangue [1]. Các khoáng vật mang sắt chính là hematit, goethite, limonit và magnetit [1,3] và các chất gây ô nhiễm chính trong quặng sắt 2 và Al2O3. Mỗi lần ký thác khoáng có đặc tính độc đáo riêng của mình đối với sắt và các khoáng chất mang, và do đó nó đòi hỏi một kỹ thuật khác nhau tập trung [4].
Các mạch xử lý hiện đại của khoáng chất mang sắt có thể bao gồm nồng độ hấp thụ, nồng độ từ tính, và các bước nổi [1,3]. Tuy nhiên, các mạch hiện đại hiện nay thách thức về xử lý tiền phạt quặng sắt và slimes [4-6]. Các kỹ thuật trọng lực như xoắn ốc được giới hạn bởi kích thước hạt và chỉ được coi là một cách hiệu quả để tập hợp hematit và magnetit cho phần kích thước trên 75 μm [5]. Ẩm ướt và khô cường độ thấp từ tách (LIMS) kỹ thuật được sử dụng để xử lý quặng sắt cao cấp với các tính chất từ mạnh như magnetit trong khi tách từ cường độ cao ướt được sử dụng để tách các khoáng vật mang sắt với các thuộc tính từ yếu như hematit từ các khoáng chất gangue. Từ phương pháp hiện nay thách thức do yêu cầu của họ cho quặng sắt để dễ bị từ trường [3]. Flotation được sử dụng để giảm hàm lượng tạp chất trong quặng sắt cấp thấp, nhưng bị giới hạn bởi chi phí của các thuốc thử, và sự hiện diện của silica, chất béo và khoáng vật cacbonat giàu alumina [4,6]. Trong trường hợp không tiếp tục xử lý hạ lưu cho các dòng từ chối sắt tốt từ chối sẽ kết thúc xử lý trong một đập tailings [2].
Tailings xử lý và xử lý tiền phạt sắt đã trở thành rất quan trọng cho việc bảo quản môi trường và thu hồi sắt có giá trị, Tương ứng, và do đó việc xử lý quặng sắt tailings và tiền phạt trong ngành công nghiệp khai thác mỏ đã phát triển trong tầm quan trọng[7].
Tuy nhiên, việc xử lý các đuôi sắt và tiền phạt vẫn còn thách thức thông qua các lưu đồ truyền thống và do đó các công nghệ beneficiation thay thế như tách tribo-tĩnh điện ít hạn chế hơn về khoáng vật học quặng và kích thước hạt có thể trở nên quan tâm. Chế biến tĩnh điện khô của quặng sắt trình bày một cơ hội để giảm chi phí và thế hệ tailings ướt kết hợp với trọng lực truyền thống, nổi và mạch tách từ ướt.
STET đã phát triển một quá trình tách cho phép tách hiệu quả tro bay và khoáng chất theo phản ứng của chúng khi tiếp xúc với một điện trường cụ thể. Công nghệ này đã được áp dụng thành công vào ngành công nghiệp tro bay và công nghiệp khoáng sản công nghiệp; và STET hiện đang khám phá các lỗ thị trường khác, nơi các máy tách của họ có thể mang lại lợi thế cạnh tranh. Một trong những thị trường mục tiêu là nâng cấp quặng sắt tốt.
STET đã thực hiện các nghiên cứu thăm dò với một số quặng sắt và kết quả thực nghiệm cho đến nay đã chứng minh rằng tiền phạt quặng sắt cấp thấp có thể được nâng cấp bằng máy tách vành đai ba ba tĩnh điện STET. Quá trình tách tĩnh điện khô STET mang lại nhiều ưu điểm vượt trội so với các phương pháp chế biến ẩm ướt truyền thống, bao gồm khả năng phục hồi sắt tốt và siêu mịn mà nếu không sẽ bị mất để tailings nếu chế biến với công nghệ hiện có. Ngoài ra, công nghệ này không yêu cầu tiêu thụ nước, dẫn đến việc loại bỏ bơm, dày và khô, cũng như bất kỳ chi phí và rủi ro liên quan đến xử lý nước và xử lý; không có xử lý tailings ướt - thất bại cấu hình cao gần đây của tailings đập đã nêu bật nguy cơ lâu dài của việc lưu trữ tailings ướt; và, không cần bổ sung hóa chất, do đó phủ nhận chi phí liên tục của thuốc thử và đơn giản hóa việc cho phép.
Quặng sắt là một ngành công nghiệp với một năng động đó là khác nhau từ các kim loại cơ bản khác. Điều này là do thị trường biến động của nó, khối lượng sản xuất khổng lồ liên quan và chi phí tương ứng cả về vốn và phía hoạt động [8] cũng như sự vắng mặt của các trung tâm trao đổi trung tâm như London Metals Exchange. Điều này chuyển thành lợi nhuận khổng lồ có thể xảy ra khi giá tăng và biên độ mỏng dao cạo khi hoàn cảnh thảm khốc hơn. Đây là một trong những lý do đằng sau khối lượng sản xuất rất lớn và nhấn mạnh vào chi phí sản xuất đơn vị thấp.
Ở đây, kết quả của một nghiên cứu sàng lọc của ngành công nghiệp quặng sắt được phát triển bởi STET và Soutex được trình bày để xác định hốc trong đó công nghệ STET có thể cung cấp một lợi thế kinh tế so với các công nghệ thông thường hơn. Soutex là một công ty tư vấn chế biến khoáng sản và luyện kim và có kinh nghiệm thiết kế, tối ưu hóa và vận hành các quy trình nồng độ quặng sắt khác nhau, với sự hiểu biết về CAPEX, OPEX cũng như các khía cạnh tiếp thị của ngành công nghiệp quặng sắt. Đối với nghiên cứu này, Soutex cung cấp chuyên môn của mình trong việc đánh giá các ứng dụng tiềm năng cho tách triboelectrostatic trong quặng sắt. Phạm vi của Soutex bao gồm phát triển bảng dòng chảy và thứ tự vốn nghiên cứu cấp độ lớn và ước tính chi phí hoạt động. Bài báo này khám phá ba trong số các ứng dụng hứa hẹn nhất được tìm thấy, ở cấp độ kỹ thuật và kinh tế. Ba ứng dụng này được xác định là: Nâng cấp tiền phạt quặng sắt trong khai thác mỏ DSO Úc; scavenging sắt mịn tập trung trong hematit / magnetite tập trung; và, tái xử lý các tailings rich-Fe từ các hoạt động của Brazil.
2.0 Bộ tách đai chống tĩnh điện STET
Các thí nghiệm được tiến hành bằng cách sử dụng bộ tách dây đai tĩnh điện ở quy mô băng ghế dự bị. Thử nghiệm cân bàn là giai đoạn đầu tiên của quá trình triển khai công nghệ ba giai đoạn bao gồm đánh giá quy mô băng ghế dự bị, thử nghiệm quy mô phi công và thực hiện quy mô thương mại. Các máy phân tách để bàn được sử dụng để sàng lọc cho các bằng chứng của tribo-sạc điện và để xác định nếu một vật liệu là một ứng cử viên tốt cho tĩnh điện beneficiation. Sự khác biệt chính giữa mỗi phần của thiết bị được trình bày trong bảng 1. Trong khi các thiết bị được sử dụng trong từng giai đoạn khác nhau về kích thước, nguyên tắc hoạt động về cơ bản giống nhau.
STET đã đánh giá một số mẫu quặng sắt ở quy mô băng ghế dự bị và sự chuyển động đáng kể của sắt và loại bỏ silicat đã được quan sát thấy (Xem bảng 2). Điều kiện thử nghiệm đã được lựa chọn để phục hồi sắt vs. đường cong tăng sắt có thể được rút ra và sau đó được sử dụng làm đầu vào cho một mô hình kinh tế hoạt động
Bàn 2. Kết quả cân bàn trên các quặng sắt khác nhau
| Exp | Nguồn cấp dữ liệu Fe wt.% | Sản phẩm Fe wt.% | Tuyệt đối Fe Tăng % | Fe Phục hồi % | SiO2 Từ chối % | D10 (D10) (μm) | ĐƯỜNG D50 (μm) | D90 (D90) là gì? (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 |
(Xem Phần 3.0, Con số 4). Kết quả thí nghiệm bổ sung cho thấy kết quả tách trên các mẫu quặng sắt sử dụng công nghệ STET được trình bày trong một ấn phẩm trước đó của STET về chế biến quặng sắt [9].
Bàn 1. Quy trình thực hiện ba giai đoạn sử dụng công nghệ phân tách dây đai tĩnh điện.
| Giai đoạn | Được sử dụng cho: | Chiều dài điện cực | Loại quy trình |
|---|---|---|---|
| 1- Cân bàn Đánh giá | Chất lượng Đánh giá | 250cm | Lô |
| 2- Quy mô thí điểm Thử nghiệm | Định lượng Đánh giá | 610cm | Lô |
| 3- Thương mại Quy mô | Thương mại Sản xuất | 610cm | Liên tục |
Như có thể được nhìn thấy trong bảng 1, sự khác biệt chính giữa máy tách để bàn và quy mô phi công và dấu tách quy mô thương mại là độ dài của dấu tách để bàn xấp xỉ 0.4 lần chiều dài của quy mô phi công và các đơn vị quy mô thương mại. Khi hiệu quả phân tách là một chức năng của chiều dài điện cực, không thể sử dụng thử nghiệm cân bàn để thay thế cho thử nghiệm quy mô phi công. Thử nghiệm quy mô thí điểm là cần thiết để xác định mức độ tách biệt mà quá trình STET có thể đạt được ở quy mô thương mại, và để xác định xem quá trình STET có thể đáp các mục tiêu sản phẩm theo tỷ giá thức ăn cho. Do sự khác biệt về chiều dài tách hoạt động từ quy mô băng ghế dự bị đến quy mô thí điểm, kết quả thường được cải thiện ở quy mô thí điểm.
2.1 Nguyên tắc hoạt động
Trong tribo-Máy tách dây tĩnh điện (xem Hình 1 và hình 2), vật liệu được đưa vào khoảng cách mỏng 0.9 – 1.5 cm giữa hai điện cực phẳng.
Các hạt triboelectrically được trả bởi interparticle liên hệ. Ví dụ:, trong trường hợp mẫu sắt bao gồm chủ yếu là các hạt khoáng vật hematit và thạch anh, tính tích (Hematit) và tiêu cực
Phải trả (Thạch anh) đang thu hút để đối diện với điện cực. Các hạt sau đó được quét bởi một vành đai mở liên tục di chuyển và truyền tải theo hướng ngược lại. Di chuyển vành đai liền kề với mỗi điện cực hướng tới kết thúc đối diện của sự tách hạt. Dòng chảy dòng điện truy cập của các hạt tách và sạc triboelectric liên tục bởi va chạm hạt-hạt cung cấp cho một tách nhiều giai đoạn và kết quả trong độ tinh khiết tuyệt vời và phục hồi trong một đơn vị đơn thông qua. Vành đai cho phép xử lý trên các hạt mịn và siêu mịn bao gồm các hạt nhỏ hơn 20μm, bằng cách cung cấp một phương pháp để liên tục làm sạch bề mặt của các điện cực và loại bỏ các hạt mịn, mà nếu không sẽ tuân thủ các bề mặt của các điện cực. Tốc độ vành đai cao cũng cho phép thông lượng lên đến 40 tấn mỗi giờ trên một dải phân cách duy nhất bằng cách liên tục vận chuyển vật liệu ra khỏi dải phân cách. Bằng cách kiểm soát các thông số quá trình khác nhau, thiết bị cho phép tối ưu hóa lớp khoáng sản và phục hồi.
Thiết kế tách là tương đối đơn giản. Vành đai và con lăn kết hợp là các bộ phận chuyển động duy nhất. Các điện cực là văn phòng phẩm và bao gồm một vật liệu có độ bền cao. Vành đai là một phần tiêu hao đòi hỏi phải thay thế không thường xuyên nhưng định kỳ, một quá trình mà có thể được hoàn thành bởi một nhà điều hành duy nhất chỉ trong 45 Phút. Kẹp điện cực dài là khoảng 6 mét (20 ft.) và chiều rộng 1.25 mét (4 ft.) Đối với đơn vị thương mại kích thước đầy đủ (xem Hình 3). Mức tiêu thụ điện năng ít hơn 2 kWh mỗi tấn vật liệu được xử lý với hầu hết năng lượng tiêu thụ bởi hai động cơ lái xe vành đai.
Quá trình này là hoàn toàn khô, yêu cầu không có tài liệu bổ sung và sản xuất không phát thải chất thải nước hoặc không khí. Để tách khoáng sản, máy tách cung cấp một công nghệ để giảm sử dụng nước, mở rộng cuộc sống dự trữ và/hoặc phục hồi và tái xử lý Tailings.
Nhỏ gọn của hệ thống cho phép sự linh hoạt trong thiết kế lắp đặt. Các tribo-dây đai công nghệ tách tĩnh điện là mạnh mẽ và đã được chứng minh kỹ thuật và lần đầu tiên áp dụng trong công nghiệp để xử lý đốt than bay tro trong 1995. Công nghệ này có hiệu quả trong việc tách các hạt cacbon khỏi sự đốt cháy không đầy đủ của than, từ các hạt khoáng vật thủy tinh aluminosilicate trong tro bay. Công nghệ này đã được cụ cho phép tái chế của khoáng sản-tro bay giàu như là một thay thế xi măng trong sản xuất bê tông.
Kể từ khi 1995, qua 20 triệu tấn tro bay sản phẩm đã được xử lý bởi các dấu tách STET được cài đặt tại Hoa Kỳ. Lịch sử công nghiệp của tro bay STET tách được liệt kê trong Bảng 3.
Trong chế biến khoáng sản, công nghệ tách dây đai triboelectric đã được sử dụng để tách một loạt các vật liệu bao gồm canxit/thạch anh, Tan/Magnesit, và barit/thạch anh.
Bàn 3. Ứng dụng công nghiệp của tribo-tách đai tĩnh điện cho tro bay
| Tiện ích / nhà máy điện | Vị trí | Bắt đầu thương mại hoạt động | Cơ sở thông tin chi tiết |
|---|---|---|---|
| Công tước năng lượng-Roxboro Station | Bắc Carolina Hoa Kỳ | 1997 | 2 Máy phân tách |
| Talen năng lượng- Brandon Shores | Maryland USA | 1999 | 2 Máy phân tách |
| Scotland điện- Longannet Station | Scotland, Vương Quốc Anh | 2002 | 1 Phân cách |
| Jacksonville Electric-St. Công viên Johns River Power | Florida Hoa Kỳ | 2003 | 2 Máy phân tách |
| Nam Mississippi điện-R. D. Morrow | Hoa Kỳ Mississippi | 2005 | 1 Phân cách |
| New Brunswick điện-Belledune | New Brunswick Canada | 2005 | 1 Phân cách |
| Trạm RWE npower-Didcot | Anh Vương Quốc Anh | 2005 | 1 Phân cách |
| Ga tàu Talen Energy-Brunner Island | Pennsylvania USA | 2006 | 2 Máy phân tách |
| Tampa Electric-Big Bend ga | Florida Hoa Kỳ | 2008 | 3 Máy phân tách |
| Trạm RWE npower-Aberthaw | Wales, Vương Quốc Anh | 2008 | 1 Phân cách |
| Nhà ga EDF Energy-West Burton | Anh Vương Quốc Anh | 2008 | 1 Phân cách |
| ZGP (Lafarge xi măng/Ciech Janikosoda liên doanh) | Ba Lan | 2010 | 1 Phân cách |
| Sức mạnh Đông Nam Triều tiên- Phường yeongheung | Nam Triều tiên | 2014 | 1 Phân cách |
| PGNiG Termika-Sierkirki | Ba Lan | 2018 | 1 Phân cách |
| Công ty Xi măng taiheiyo-Chichibu | Nhật bản | 2018 | 1 Phân cách |
| Tro bay Armstrong- Xi măng Eagle | Philippines | 2019 | 1 Phân cách |
| Sức mạnh Đông Nam Triều tiên- Đảo samcheonpo | Nam Triều tiên | 2019 | 1 Phân cách |
3.0 Phương pháp
Ba (3) các trường hợp đã được xác định để đánh giá thêm và được xử lý thông qua một thứ tự đánh giá kinh tế và rủi ro / cơ hội cấp nghiên cứu. Việc đánh giá dựa trên tiềm năng đạt được một nhà điều hành sẽ cảm nhận bằng cách kết hợp công nghệ của STET vào flowsheet nhà máy của họ.
Hiệu suất của máy tách STET được ước tính theo các bài kiểm tra quy mô băng ghế dự bị được thực hiện (Xem bảng 2). Các dữ liệu thu thập được với quặng sắt khác nhau cho phép hiệu chuẩn của một mô hình phục hồi được sử dụng để dự đoán sự phục hồi cho ba (3) nghiên cứu tình huống. Con số 4 minh họa kết quả của mô hình về mặt biểu diễn và chi phí. Sự phục hồi sắt được chỉ định trực tiếp trên các thanh, against the iron beneficiation in %Fe. Trong thử nghiệm quy mô băng ghế dự bị, một lần đi qua STET đã được kiểm tra cũng như một bảng lưu lượng hai lần. Hai đèo flowsheets liên quan đến scavenging của đuôi thô hơn, do đó làm tăng sự phục hồi đáng kể. Tuy nhiên, điều này liên quan đến các máy STET bổ sung và do đó chi phí cao hơn. Các thanh lỗi trên thanh CAPEX cho biết biến thể giá CAPEX tùy thuộc vào kích thước dự án. Các số liệu CAPEX đơn nhất giảm theo quy mô dự án. Ví dụ, cho quặng điển hình được thử nghiệm với một flowsheet hai vượt qua, sự gia tăng của 15% trong lớp sắt (Ví dụ:. Từ 50% Fe để 65% Fe) sẽ dự đoán sự phục hồi sắt của 90%. Phục hồi sắt thấp hơn được tự nguyện sử dụng trong các nghiên cứu trường hợp sau đây để xem xét sự mất mát vốn có của phục hồi khi sản xuất cao cấp quặng sắt cô đặc.
Đối với mỗi nghiên cứu tình huống, một flowsheet được trình bày tại một thứ tự của mức độ lớn và chỉ có các thiết bị chính được hiển thị để hỗ trợ đánh giá kinh tế. Đối với mỗi flowsheet, kinh tế được ước tính theo các loại sau: Chi phí vốn (CAPEX); Chi phí hoạt động (OPEX); và, Doanh thu. Ở giai đoạn sàng lọc này, mức độ chính xác cho mỗi thể loại là theo "thứ tự cường độ" (± 50%).
Thiết bị chính CAPEX được ước tính sử dụng cơ sở dữ liệu nội bộ (Cung cấp bởi Soutex) và báo giá thiết bị khi có sẵn. Các yếu tố sau đó được xác định để thiết lập chi phí của cả chi phí trực tiếp và gián tiếp. Các giá trị CAPEX cụ thể của STET cũng bao gồm các thiết bị và điều khiển thứ cấp, biện minh cho một factorization thấp hơn để cài đặt và xây dựng cho phần này của thiết bị. Dự toán OPEX bao gồm bảo trì, nhân lực, điện và chi phí tiêu hao. Các yếu tố kỹ thuật được cung cấp bởi flowsheet quá trình hỗ trợ đánh giá chi phí cả về CAPEX và OPEX, và các yếu tố chi phí liên quan đến việc lắp đặt và sử dụng stet tribo-tĩnh điện vành đai tách được ước tính bằng cách sử dụng cơ sở dữ liệu STET của các dự án hoàn thành và quặng sắt băng ghế dự bị quy mô thử nghiệm làm việc.
Các số liệu được sử dụng trong các đánh giá chi phí sau đây có nguồn gốc từ Hình 4. Ví dụ, cho quặng điển hình được thử nghiệm với hai vượt qua nồng độ và tăng 15% trong lớp sắt (Ví dụ:. Từ 50% Fe để 65% Fe) sẽ có chi phí xung quanh 135 000$ mỗi tấn / h trong CAPEX và 2 $ / t trong OPEX (tấn sắt cô đặc). Vì điều này được dự định như là một nghiên cứu sàng lọc, nó đã được quyết định vẫn bảo thủ về giá cả sản phẩm và để thực hiện phân tích độ nhạy so với lớp cuối cùng và giá sản phẩm. Tính đến tháng 11 2019, 62% Quặng sắt trên biển giao dịch khoảng 80USD / t, với độ biến động rất cao.
Phí bảo hiểm trên quặng sắt đơn vị tập trung cũng rất dễ bay hơi và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chất gây ô nhiễm và nhu cầu từ một khách hàng cụ thể. Sự khác biệt về giá giữa 65% sắt và 62% sắt liên tục thay đổi theo thời gian. Ở 2016, sự khác biệt là tối thiểu (Quanh 1 $/t/%Fe) nhưng trong 2017-2018, phí bảo hiểm tăng gần 10 $/t/%Fe. Tại thời điểm viết bài này, nó hiện đang xung quanh 3 $/t/%Fe [10]. Bàn 4 hiển thị các tiêu chí thiết kế đã chọn được sử dụng cho dự toán chi phí.
Bàn 4. Giả định đánh giá kinh tế.
Thời gian hoàn vốn ước tính từ năm đầu tiên sản xuất. Đối với mỗi dự án, thêm hai (2) năm cần được xem xét cho việc xây dựng. Giá trị dòng tiền (chi phí và doanh thu) được chiết khấu từ khi bắt đầu xây dựng.
4.0 Quá trình beneficiation trong một hoạt động khô DSO
Quặng vận chuyển trực tiếp (DSO (DSO)) dự án sản xuất khối lượng quặng sắt lớn nhất thế giới, chủ yếu cho thị trường Trung Quốc ăn và hầu hết khối lượng đến từ Tây Úc (Wa) và Brazil. Ở 2017, khối lượng quặng sắt sản xuất tại WA vượt quá 800 triệu tấn và khối lượng của Brazil là khoảng 350 triệu tấn [11]. Các quá trình thụ tinh rất đơn giản, bao gồm chủ yếu là nghiền, rửa và phân loại [12].
Beneficiation của siêu tiền phạt để tạo ra một 65% Fe tập trung là một cơ hội cho thị trường DSO. Cách tiếp cận được thực hiện để đánh giá các lợi ích công nghệ STET cho các dự án DSO là một sự đánh đổi giữa việc sản xuất các siêu tiền phạt sắt cấp thấp hiện có và một giải pháp thay thế cho việc sản xuất một sản phẩm có giá trị gia tăng sau khi stet beneficiation. Biểu đồ dòng chảy được đề xuất (Con số 5) xem xét một hoạt động DSO hư cấu ở WA hiện đang xuất khẩu trong số các sản phẩm của mình siêu tiền phạt tại 58% Fe. Các thay thế sẽ tập trung các siêu tiền phạt để tăng giá trị của sản phẩm cuối cùng. Bàn 5 trình bày một số tiêu chí thiết kế và số dư khối lượng cấp cao được sử dụng trong dự toán doanh thu. Orebody về cấp độ và công suất không đại diện cho một dự án hiện có mà là một dự án DSO điển hình về quy mô và sản xuất.
Bàn 5. Tiêu chí thiết kế nhà máy DSO siêu mịn và cân bằng khối lượng.
Con số 5. Flowsheets So với trong DSO thương mại-off
Bàn 6 trình bày CAPEX cấp cao, OPEX và doanh thu ước tính. Ước tính CAPEX bao gồm việc bổ sung một hệ thống tải trọng chuyên dụng mới (loadout silo và tải xe), cũng như hệ thống STET. Để đánh giá sự trở lại của flowsheet đề xuất, phân tích kinh tế được thực hiện xung quanh một sự đánh đổi giữa trường hợp beneficiation và bán một sản phẩm cấp thấp. Trong trường hợp beneficiation, khối lượng giảm nhưng phí bảo hiểm trên các đơn vị sắt làm tăng giá bán đáng kể. Trong OPEX, một ước tính được cung cấp cho việc chế biến quặng thượng nguồn (khai thác mỏ, Nghiền, phân loại và xử lý).
Mặc dù giảm khối lượng đáng kể, sự trở lại là thú vị cho phí bảo hiểm trên cao cấp quặng sắt tập trung. Việc tính toán lợi nhuận phụ thuộc nhiều vào phí bảo hiểm này, đã tăng lên trong vài năm qua do các vấn đề môi trường. Như đã trình bày ở trên (Bàn 6), sự hấp dẫn kinh tế của một dự án như vậy phụ thuộc nhiều vào chênh lệch giá giữa 58% sắt và 65% Sắt. Trong đánh giá hiện tại này, phí bảo hiểm này đã được 30.5 $/T, phản ánh tình hình thị trường hiện tại. Tuy nhiên, phí bảo hiểm này trong lịch sử đã dao động từ 15 – 50 $/T.
5.0 Quá trình nhặt rác trong một lực hấp dẫn
Nhà máy tách
Các chất tập trung sắt ở khu vực Bắc Mỹ sử dụng nồng độ trọng lực là một cách hiệu quả để tập trung hematit và magnetit, đặc biệt là đối với phần kích thước trên 75μm [5,13]. Cây hematit/magnetite trong khu vực này thường sử dụng xoắn ốc làm quá trình tách chính và cũng kết hợp các bước tách từ cường độ thấp (LIMS). Một vấn đề phổ biến trên các nhà máy hematit / magnetite là sự phục hồi của sắt tốt như số tiền tailings sắt thường đạt đến mức cao như 20%. Thách thức chính liên quan đến hematit tốt, như sắt mịn khó có thể được phục hồi bởi xoắn ốc và là không thấm nước để LIMS được sử dụng để phục hồi magnetite tốt. Ngược lại, bộ tách STET có hiệu quả cao trong việc tách các hạt mịn, bao gồm các hạt dưới 20μm micron nơi LIMS và xoắn ốc kém hiệu quả hơn. Do đó, tràn từ một hydrosizer sạch hơn (người định cư bị cản trở) cho ăn scavenger xoắn ốc là phù hợp tốt cho công nghệ STET. Biểu đồ dòng chảy được đề xuất được trình bày trong Hình 6.
Trong cấu hình này, dòng dấu gạch ngang màu đỏ làm nổi bật thiết bị mới trong một nhà máy hiện có. Trong bảng dòng chảy được đề xuất, thay vì được tuần hoàn, tràn người định cư bị cản trở sẽ được xử lý bằng cách nhặt rác xoắn ốc hoạt động ở các điều kiện khác với xoắn ốc thô hơn. Một cô đặc sắt tốt có thể được sản xuất và sấy khô. Tập trung khô sau đó sẽ được hướng dẫn đến tách STET để sản xuất một tập trung cuối cùng của lớp salable. Các sản phẩm tốt có thể được bán trên thị trường một cách riêng biệt hoặc cùng với sản xuất tập trung còn lại.
Bàn 7 trình bày các tiêu chí thiết kế và số dư khối lượng cấp cao được sử dụng trong dự toán doanh thu.
Bàn 8 trình bày CAPEX cấp cao, OPEX và doanh thu ước tính.
Phân tích này chỉ ra rằng sự trở lại của việc thực hiện một mạch nhặt rác liên quan đến công nghệ STET là hấp dẫn và đảm bảo xem xét thêm.
Một ưu điểm khác của việc sấy khô chất sắt mịn cô đặc khi so sánh với các công nghệ cạnh tranh là lợi ích liên quan đến việc xử lý vật liệu sau nồng độ. Rất tốt ướt tập trung là vấn đề liên quan đến lọc, xử lý và vận chuyển. Vấn đề đóng băng trong xe lửa và thông lượng trong thuyền làm cho khô tập trung rất tốt đôi khi bắt buộc. Stet nhúng sấy do đó có thể trở nên thuận lợi.
6.0 Beneficiation của Tailings Brazil
Đặt cọc
Beneficiation của tailings tốt xuất hiện như là một ứng dụng giá trị gia tăng cho bộ vi xử lý để valorize công nghệ STET, như các nguồn tài nguyên là đất mịn và có sẵn cho chi phí thấp. Trong khi quặng sắt tailings tiền gửi mang mức độ cao của sắt có mặt ở nhiều nơi, các địa điểm mà hậu cần rất đơn giản nên được đặc quyền để đánh giá thêm. Brazil tiền gửi có chứa các lớp Fe cao và vị trí chiến lược gần cơ sở hạ tầng giao thông hiện có có thể đại diện cho một cơ hội tốt cho bộ vi xử lý được hưởng lợi từ việc thực hiện công nghệ stet tribo-tĩnh điện. Biểu đồ dòng chảy được đề xuất (Con số 7) xem xét một hoạt động hư cấu Fe-giàu Tailings Brazil, trong đó công nghệ STET sẽ là quá trình beneficiation duy nhất.
Khoản tiền gửi được coi là đủ lớn để cung cấp nhiều thập kỷ thức ăn với tốc độ hàng năm 1.5 M tấn/năm. Đối với trường hợp này, quặng thức ăn đã được nghiền mịn với D50 ~ 50μm và quặng sẽ cần phải được xúc, vận chuyển và sau đó sấy khô trước khi beneficiation tribo-tĩnh điện. Tập trung sau đó sẽ được nạp trên tàu / tàu và tailings mới sẽ được dự trữ trong một cơ sở mới.
Bàn 9 trình bày các tiêu chí thiết kế và cân bằng khối lượng cấp cao được sử dụng trong dự toán doanh thu. Bàn 10 trình bày CAPEX cấp cao, OPEX và doanh thu ước tính.
Như đã trình bày trong Bảng 10, sự trở lại của việc thực hiện công nghệ STET cho beneficiation của tailings Brazil là hấp dẫn. Hơn thế nữa, từ quan điểm môi trường, flowsheet đề xuất cũng có lợi insomuch như beneficiation của tailings khô sẽ làm giảm tailings kích thước và bề mặt và cũng sẽ làm giảm những rủi ro liên quan đến xử lý tailings ướt.
7.0 Thảo luận và khuyến nghị
Máy tách STET đã được chứng minh thành công ở quy mô băng ghế dự bị để tách quặng sắt mịn, do đó cung cấp cho bộ vi xử lý một phương pháp mới lạ để phục hồi tiền phạt mà nếu không sẽ rất khó để xử lý để bán lớp với các công nghệ hiện có.
Các flowsheets đánh giá bởi STET và Soutex là những ví dụ về chế biến quặng sắt mà có thể được hưởng lợi từ khô triboelectrostatic tách. Ba (3) phát triển flowsheets trình bày trong nghiên cứu này không phải là độc quyền và lựa chọn thay thế khác nên được xem xét. Nghiên cứu sơ bộ này chỉ ra rằng các quy trình nhặt rác liên quan đến chi phí sấy thấp, DSO hoạt động và tailings beneficiation có một cơ hội tốt của sự thành công thương mại.
Một lợi thế khác trong chế biến khô là lưu trữ tailings - hiện đang được lưu trữ trong ao tailings lớn – như tailings khô sẽ có lợi thế của việc loại bỏ một nguy cơ môi trường quan trọng. Gần đây và cũng được công bố tailings đập thất bại làm nổi bật sự cần thiết phải quản lý tailings.
Các đầu vào cho nghiên cứu này được sử dụng để tính toán lớp quặng sắt và phục hồi được băng ghế dự bị quy mô tách kết quả bằng cách sử dụng các mẫu quặng sắt từ nhiều khu vực. Tuy nhiên, các đặc tính khoáng vật học và giải phóng của mỗi quặng là duy nhất, do đó mẫu quặng sắt của khách hàng nên được đánh giá ở quy mô băng ghế dự bị hoặc thí điểm. Trong một bước phát triển tiếp theo, ba flowsheets đánh giá trong bài báo này nên được nghiên cứu chi tiết hơn.
Cuối cùng, các công nghệ khác hiện đang được nghiên cứu để phục hồi sắt tốt như WHIMS, Đồ gá và máy phân loại trào ngược. Người ta đã biết rằng nhiều quá trình tách ướt trở nên không hiệu quả đối với các hạt dưới 45μm và do đó công nghệ STET có thể có lợi thế trong phạm vi rất tốt, như STET đã thấy màn trình diễn tốt với thức ăn tốt như 1μm. Một nghiên cứu đánh đổi chính thức so sánh các công nghệ được trích dẫn với STET nên được tiến hành, trong đó sẽ bao gồm đánh giá hiệu suất, Khả năng, Chi phí, vv. Bằng cách đó thích hợp tốt nhất cho STET có thể được làm nổi bật và tinh chế.
Tài liệu tham khảo
1. Lu, L. (Ed.) (2015), "Quặng sắt: Mineralogy, Chế biến và môi trường bền vững ", Elsevier.
2. Ferreira, H., & Leite, M. G. P. (2015), "Một cuộc sống đánh giá chu kỳ nghiên cứu về khai thác quặng sắt", Tạp chí sản xuất sạch hơn, 108, PP. 1081-1091.
3. Filippov, L. O., Các loại severov, V. V., & Hoàng thảo, Tôi. V. (2014), "Tổng quan về các beneficiation quặng sắt qua flotation cationic đảo ngược", Tạp chí quốc tế về chế biến khoáng sản, 127, PP. 62-69.
4. Đảo sahoo, H., Rath, S. S., Rao, D. S., Mishra, B. K., & Das, B. (2016), "Vai trò của silica và hàm lượng alumina trong sự nổi lên của quặng sắt", Tạp chí quốc tế về chế biến khoáng sản, 148, PP. 83-91.
5. Tiếng Bazin, Claude, et al (2014), “Kích thước phục hồi đường cong của khoáng sản trong xoắn ốc công nghiệp để chế biến quặng oxit sắt.” Khoáng sản kỹ thuật 65, PP 115-123.
6. Luo, X., Wang, Y., Wen, S., Ma, M., Sun, C., Yin, W., & Ma, Y. (2016), "Tác dụng của các khoáng vật cacbonat trên hành vi nổi thạch anh trong điều kiện nổi đảo ngược anion của quặng sắt", Tạp chí quốc tế về chế biến khoáng sản, 152, PP. 1-6.
7. Da Silva, F. L., Araújo, F. G. S., Teixeira, M. P., Gomes, R.C., & Von Krüger, F. L. (2014), "Nghiên cứu về phục hồi và tái chế của Tailings từ nồng độ quặng sắt để sản xuất gốm", Gốm sứ quốc tế, 40(10), PP. 16085-16089.
8. Bielitza (Bielitza), Marc P. (2012), “Triển vọng cho 2020 Thị trường quặng sắt. Phân tích định lượng động lực thị trường và chiến lược giảm thiểu rủi ro” Sách, Máy mưa Hampp Verlag, Edition 1, Số 9783866186798, Tháng 1-Tháng 6.
9. Thành phố Rojas-Mendoza, L. F. Hrach, K. Flynn và A. Gupta. (2019), "Beneficiation khô của tiền phạt quặng sắt cấp thấp bằng cách sử dụng một tách vành đai tribo-điện", Trong Kỷ yếu hội nghị thường niên DNNVV & Hội chợ triển lãm và CMA 121 Hội nghị khai thác mỏ phương Tây quốc gia Denver, Colorado – Tháng 2 24-27, 2019.
10. Trung Quốc Quặng sắt Spot Chỉ số giá (Csi). Truy xuất từ http://www.custeel.com/en/price.jsp
11. HOA KỲ. Khảo sát địa chất (USGS) (2018), "Quặng sắt", trong quặng sắt Thống kê và thông tin.
12. Ông Jankovic, A. (2015), "Phát triển trong công nghệ phân loại và phân loại quặng sắt. Quặng sắt. http://dx.doi.org/10.1016/B978-1-78242-156-6.00008-3.
Công ty TNHH Elsevier.
13. Richards, R. G., et al. (2000), “Lực hấp dẫn tách siêu mịn (− 0.1 mm) khoáng vật sử dụng dấu tách xoắn ốc.” Khoáng sản kỹ thuật 13.1, PP. 65-77.
