Сухой обогащение низкосортной руды штрафы с помощью разделителя Трибо электрические пояс

Скачать PDF

Лукас Рохас Мендоса, Оборудование ST & Технология, США
lrojasmendoza@steqtech.com
Фрэнк Грач, Оборудование ST & Технология, США
Kyle Флинн, Оборудование ST & Технология, США
Abhishek Гупта, Оборудование ST & Технология, США

Оборудование ST & Технологии ООО (СТЕТ) разработал системы, основанной на разделении Трибо электростатический пояса, предоставляющий средства к обогащению прекрасных материалов индустрии переработки минерального сырья с энерго эффективных и полностью сухой технологии обработки Роман. В отличие от других процессов электростатического разделения, которые обычно ограничиваются частицами >75мкм в размерах, Стет triboelectric пояс сепаратора подходит для разделения очень тонкой (<1мкм) для умеренно грубый (500мкм) частицы, с очень высокой пропускной способностью. Трибоэлектростатическая технология STET используется для обработки и коммерческого разделения широкого спектра промышленных минералов и других сухих гранулированных порошков.. Здесь, представлены результаты стендовой шкалы по обогащению низкосортных марок железобетонной руды с использованием процесса ленточной сепарации СТЭТ. Стендовые испытания продемонстрировали способность технологии STET одновременно извлекать Fe и отбраковывать SiO2 из итабиритовой руды с D50 60 мкм и ультратонкие хвосты Руды Fe с D50 20 мкм. Технология STET представлена в качестве альтернативы обогащению марок руды Fe, которые не могут быть успешно обработаны с помощью традиционных схем технологических схем из-за их гранулометрии и минералогии.

Введение

Железная руда является элементом четвертым наиболее распространенными в земной коре [1]. Железо необходимо для производства стали и, следовательно, основным материалом для глобального экономического развития [1-2]. Железа также широко используется в строительстве и производстве транспортных средств [3]. Большая часть ресурсов руды железа состоят из метаморфизованных полосчатый железа образований (БИФ) в котором железа обычно встречаются в виде оксидов, гидроксиды и в меньшей степени карбонаты [4-5]. Конкретный тип железа образований с более высокое содержание карбоната являются доломитовое itabirites, которые являются продуктом доломитизации и метаморфизм BIF депозитов [6]. Крупнейших месторождений железной руды в мире можно найти в Австралии, Китай, Канада, Украина, Индия и Бразилия [5].

Химический состав руды имеет очевидной широкий круг в химический состав специально для содержания Fe и связанные породных минералов [1]. Основные железо минералов, связанных с большинством железных руд, гематит, Гётит, Лимонит и магнетит [1,5]. Основные загрязнители в руды являются SiO2 и Al2O3 [1,5,7]. Типичный кремнезема и глинозема, принимая минералов, присутствующих в руды являются кварц, каолинит, гидраргиллит, диаспоры и корундовые. Из них, которые часто наблюдается, что кварц является средняя кремнезема, несущих минеральных и каолинита и гиббсита являются два главных глинозема, принимая минералов [7].

Добыча руды железа осуществляется главным образом через карьеров добыча, что приводит к значительным хвостов поколения [2]. Система производства руды железа обычно включает три этапа: Добыча, обработка и гранулирования деятельности. Из этих, обработки гарантирует, что класс достаточное железа и химии достигается до стадии гранулирования. Обработка включает в себя дробление, Классификация, фрезерование и концентрации, направленных на увеличение содержания железа при одновременном сокращении количества породных минералов [1-2]. Каждый месторождения имеет свои уникальные особенности, что касается железа и пустой породы, принимая минералов, и поэтому он требует различные концентрации техники [7].

Магнитная сепарация обычно используется в обогащение высококачественной железной руды, где доминирующим железа минералы являются Ферро и парамагнитного [1,5]. Влажные и сухие низк интенсивности магнитной сепарации (LIMS) методы используются для обработки руды с сильным магнитные свойства, такие как магнетит, пока мокрой магнитной сепарации высокой интенсивности используется для разделения минералов Fe подшипник с слабых магнитных свойств, таких как гематит от породных минералов. Железные руды такие гетита и лимонит обычно встречаются в хвостохранилищах и не очень хорошо отделяется либо техника [1,5]. Магнитные методы создают проблемы с точки зрения их низкой мощности и требование для железной руды, чувствительны к магнитным полям [5].

Флотация, С другой стороны, используется для уменьшения содержания примесей в низкосортной руды [1-2,5]. Руды железные могут быть сосредоточены либо прямые анионные флотации оксиды железа или обратить вспять Катионный флотации кремнезема, Однако обратное Катионный флотации остается наиболее популярный маршрут флотации, используемые в металлургической промышленности [5,7]. Использование флотации ограничивается стоимость реагентов, присутствие кремнезема и глинозема богатые шламов и присутствием карбонатных минералов [7-8]. Кроме того, флотация требует очистки сточных вод и использования течению обезвоживания для сухой окончательного приложений [1].

Использование флотации для концентрации железа также включает в себя обесшламливания как плавающие присутствии штрафы результаты в снижение эффективности и высокой реагент расходов [5,7]. Обесшламливания особенно важна для удаления глинозема, как разделение гиббсита гематит или гетита на любой поверхностно довольно трудно [7]. Большая часть глинозема, принимая минералы происходит более точного размера в диапазоне размеров (<20умм) позволяет его удаление путем высыхания. Общая, высокая концентрация штрафов (<20умм) и глинозем увеличивает необходимую дозу катионного коллектора и резко снижает селективность [5,7].

Кроме того, наличие карбонатных минералов – например, в доломитовых итабиритах- может также ухудшить селективность флотации между минералами железа и кварцем, поскольку железные руды, содержащие карбонаты, такие как доломит, не плавают очень избирательно. Растворенные карбонаты видов адсорбируются на кварцевых поверхностях, нанося вред селективности флотации [8]. Флотация может быть достаточно эффективной при модернизации низкосортных железных руд, но это сильно зависит от рудной минералогии [1-3,5]. Флотация железных руд, содержащих высокое содержание глинозема, будет возможна путем обесшивания за счет общего извлечения железа [7], в то время как флотация железных руд, содержащих карбонатные минералы, будет сложной и, возможно, неосуществимой [8].

Современные схемы переработки Fe-несущих минералов могут включать в себя как этапы флотации, так и стадии магнитной концентрации [1,5]. Например,, магнитная концентрация может быть использована на потоке мелкой фракции со стадии обесчищения перед профлатацией и на флотационных отбраковках. Включение магнитных концентраторов низкой и высокой интенсивности позволяет увеличить общее извлечение железа в контуре обработки за счет извлечения доли феррома и парамагнитных минералов железа, таких как магнетит и гематит. [1]. Гетит, как правило, является основным компонентом многих потоков отбраковки железных заводов из-за его слабых магнитных свойств. [9]. При отсутствии дальнейшей последующей обработки для отбраковочных потоков от магнитной концентрации и флотации, Мелкие браки в конечном итоге будут утилизированы в дамбе хвостохранилища [2]. Утилизация и переработка хвостов стали решающими для сохранения окружающей среды и извлечения железных ценностей, Соответственно, и поэтому переработка хвостов железной руды в горнодобывающей промышленности приобрела все большее значение [10].

Ясно, обработка хвостов из традиционных схем обогащения железа и переработка доломитового итабирита является сложной задачей с помощью традиционных технологических схем деслимирования-флотации-магнитной концентрации из-за их минералогии и гранулометрии, и поэтому могут представлять интерес альтернативные технологии обогащения, такие как трибоэлектростатическая сепарация, которая является менее ограничительной с точки зрения минералогии руд и позволяет обрабатывать мелкие частицы..

Трибо-электростатическое разделение использует различия электрического заряда между материалами, производимыми при контакте поверхности или трибоэлектрической зарядкой. В упрощенном пути, когда два материала находятся в контакте, материал с более высоким сродством к электрону получает электроны, таким образом, заряжает отрицательные заряды, При этом материал с нижней электрона сродство обвинения позитивные. В принципе, низкосортные железорудные мелочи и доломитовые итабириты, которые не поддаются обработке с помощью обычной флотации и/или магнитной сепарации, могут быть улучшены путем использования дифференциального зарядного свойства их минералов [11].

Здесь мы представляем трибоэлектростатическую кольцевую сепарацию STET как возможный путь обогащения для концентрирования ультратонких хвостов железной руды и обогащения доломитового итабиритового минерала. Процесс STET обеспечивает горнодобывающей промышленности уникальную безводную способность перерабатывать сухой корм. Экологически чистый процесс может устранить необходимость влажной обработки, очистка сточных вод вниз по течению и необходимая сушка конечного материала. В дополнение, Процесс STET требует небольшой предварительной обработки минерала и работает на высокой 40 тонов в час. Потребление энергии меньше, чем 2 киловатт-часы на тонну обработанного материала.

Экспериментальные

Материалы

В этой серии тестов использовались два штрафа низкосортной руды. Первая руда состояла из ультрадисперсных образца остатки руды Fe D50 из 20 Второй пример пример руды железа itabirite с D50 о и мкм 60 мкм. Оба примера представляют проблемы во время их обогащения и не могут быть эффективно обработаны через традиционные обесшламливания флотации магнитно-концентрация цепи из-за их гранулометрический состав и минералогии. Обе образцы были получены от добычи полезных ископаемых в Бразилии.

Первый образец был получен из существующей обесшламливания флотации магнитно-концентрация цепи. Выборка была собрана из хвостохранилища, затем сушеные, гомогенизированные и упакованы. Второй пример — это из itabirite железа формирования в Бразилии. Образец был дробленая и сортируются по размеру и тонкой фракции, полученные из стадии классификации позже претерпела несколько этапов обесшламливания до D98 из 150 было достигнуто мкм. Образец был затем сушеные, гомогенизированные и упакованы.

Распределением размера частиц (PSD) были определены с помощью Лазерный дифракционный потоковый анализатор частиц, Малверн Mastersizer 3000 E. Оба образца также были характерны потери на зажигание(LOI), XRF и XRD. Потери при прокаливании (LOI) был определен путем размещения 4 грамм образца в 1000 ºC печи для 60 минут и отчетности LOI на основе как полученные. Был завершен анализ химического состава, с помощью волны энергодисперсионный рентгенофлуоресцентный (WD-XRF) инструмент и основными этапами кристаллических расследуются XRD техника.

Химический состав и LOI для хвостов образца (Хвостохранилища), и для формирования выборки itabirite железа (Itabirite), Это показано в таблице 1 и распределением размера частиц для обоих образцов показаны на рис. 1. Для хвостохранилища образца основными этапами для восстановления Fe являются гетита и гематит, и главных породных минерала кварца (Инжир 4). Для itabirite образца основные этапы для восстановления Fe, гематит, и главных породных минералов кварца и доломит (Инжир 4).

Таблица 1. Результаты химического анализа для основных элементов в хвостохранилищах и Itabirite образцы.

Пример   Класс (WT %)     
FeSiO2Al2O3MnOMgOЦаоLOI **Другие
Хвостохранилища30.347.44.31.0**3.413.4
Itabirite47.623.00.70.21.52.24.021.0
*<0.1 WT.%.
** LOI 1000 : Потери при прокаливании в 1000 C

particle-size-distributions

Распределением размера частиц
Методы

Серия экспериментов были разработаны, чтобы исследовать эффект различных параметров на движение железа в обоих образцах железа с помощью Стет несвободных Трибо электростатический пояс сепаратора технологии. Были проведены эксперименты с использованием лабораторных Трибо электростатический пояс сепаратора, далее упоминается как «benchtop разделитель». Лабораторных испытаний представляет собой первый этап процесса осуществления-Трехфазная технология (Посмотреть таблицу 2) включая оценки лабораторных, пилотные испытания и реализация коммерческих масштабах. Benchtop разделитель используется для скрининга для доказательства Трибо электростатического заряда и определить, если материал является хорошим кандидатом для электростатического обогащения. В таблице представлены основные различия между каждой единицы оборудования 2. В то время как оборудование, используемое в течение каждой фазы отличается в размер, принцип работы принципиально одинакова.

Таблица 2. Три этапа осуществления процесса с использованием Стет Трибо электростатический пояс сепаратора технологии

ФазаИспользуется для:Электрод
Габаритные размеры
(W x L) см
Тип
Процесс /
Весы скамьи
Оценка
Качественные
Оценка
5*250 Партии
Пилотных
Тестирование
Количественные
Оценка
15*610 Партии
Коммерческие
Шкала
Осуществление
Коммерческие
Производство
107 *610Непрерывный

Стет принцип работы

Принцип работы сепаратора опирается на трибо электростатического заряда. В Трибо электростатический пояс сепаратора (Цифры 2 и 3), материал подается в узкий зазор 0.9 – 1.5 между двух параллельных плоские электроды см. Частицы заряжаются triboelectrically interparticle контакты. Положительно заряженные минеральных(s) и отрицательно заряженный минеральных(s) привлекает напротив электродов. Внутри сепаратора частицы сметены движущихся открытого mesh ленточная и передал в противоположных направлениях. Пояс изготовлен из пластического материала и перемещает частицы, прилегающих к каждый электрод на противоположных концах разделителя. Противотока сепарации частиц и постоянное triboelectric зарядки от столкновений частиц частица обеспечивает многоступенчатый разделения и приводит к отличным чистоты и восстановления в блок один проход. Triboelectric пояс сепаратора технология использовалась для разделения широкий спектр материалов, включая смеси стеклоуглерода алюмосиликаты (зола), кальцит/кварц, Тальк/магнезита, и барита/кварц.

Общая, конструкция сепаратора является относительно простым, с поясом и связанные ролики как только движущихся частей. Электроды, стационарные и состоит из должным образом прочного материала. Длина электрода сепаратор составляет примерно 6 метров (20 футов) и ширина 1.25 метров (4 футов) полный размер коммерческих единиц. Высокая скорость позволяет очень высокой производительностью, до 40 тонн в час для коммерческих единиц полный размер. Потребляемая мощность менее 2 кВт-час на тонну материала, обработанных с большей мощности, потребляемой двумя моторами, приводной ремень.

triboelectric-img
Схема triboelectric пояс сепаратора

separation-zone
Деталь зоны разъединения

Как можно увидеть в таблице 2, Основное различие между benchtop разделитель и разделители экспериментальных и коммерческого масштаба является длина разделителя benchtop приблизительно 0.4 раза в длину-пилот масштаба и коммерческих подразделений. В качестве разделителя эффективности является функцией длины электрода, лабораторных испытаний не может использоваться в качестве заменителя для экспериментального тестирования. Пилотные испытания необходимо определить степень разделения, что процесс Стет может достичь, и определить, если процесс Стет можно встретить продукт цели под данной скорости подачи. Вместо этого, benchtop разделителя используется чтобы исключить кандидата материалы, которые вряд ли продемонстрировать каких-либо значительных разделения на уровне экспериментальных. Результаты, полученные на шкале скамье будет неоптимизированный, и является разделение отметил, что меньше, чем который будет отмечаться коммерческих размера Стет сепаратор.

Тестирование на опытном заводе до коммерческих масштабах развертывания, Однако, тестирование в лабораторных поощряется в качестве первого этапа процесса осуществления для любого данного материала. Кроме того, в случаях, в котором материал доступность ограничена, разделителя benchtop служат полезным инструментом для скрининга потенциальных успешных проектов (т.е., проекты, в которых клиент и промышленности целевых показателей качества могут быть удовлетворены с помощью Стет технологии).

Лабораторных испытаний
Стандартный процесс испытания были проведены вокруг конкретные цели для повышения концентрации Fe и снизить концентрацию минералов породных. Были изучены различные переменные максимально железа движение и определить направление движения различных минералов. Направление движения, наблюдаемой в ходе испытания benchtop свидетельствует о направлении движения на экспериментальном заводе и коммерческих масштабах.

Переменные расследование включены относительная влажность (RH), Температура, полярность электрода, скорость ленты и приложенного напряжения. Из этих, RH и отдельно температуры может иметь большое влияние на дифференциальных Трибо зарядка и таким образом на результаты разделения. Поэтому, оптимальное RH и температурные условия были определены до влияние остальных переменных. Были изучены два уровня полярности: я) верхнего электрода полярность и ii) отрицательный полярности верхнего электрода. Стет разделителя, в условиях данного полярности и при оптимальных условиях относительной влажности и температуры, скорость ремня является основной ручкой управления для оптимизации класса продукта и массового восстановления. Тестирование на сепараторе скамейки помогает пролить свет на влияние определенных оперативных переменных на трибоэлектростатической зарядке данного минерального образца, и поэтому полученные результаты и тенденции могут, в определенной степени, сузить количество переменных и экспериментов, которые будут проводиться в экспериментальном масштабе завода. Таблица 3 перечисляет диапазон условий разделения, используемых в рамках фазы 1 процесс оценки хвостохранилищ и образцов итабирита.

Таблица 3 перечисляет диапазон условий разделения

ПараметрЕдиницДиапазон значений 
ХвостохранилищаItabirite
Верхний электрод
Полярности
-Положительные-
Отрицательные
Положительные-
Отрицательные
Электрод Волтаж-кВ/ЗкВ4-54-5
Кормить Родственника
Влажности (RH)
%1-30.72-39.6
Температура корма ° F
(° C)
71-90
(21.7-32.2)
70-87
(21.1-30.6)
Скорость поясаFps
(м/с)
10-45
(3.0-13.7)
10-45
(3.0-13.7)
Электродный разрывДюймов
(мм)
0.400
(10.2 мм)
0.400
(10.2 мм)

Испытания проводились на скамейке сепаратора в условиях партии, с корма образцы 1.5 Фунтов. за тест. Флеш-запуск с использованием 1 LB. материала был введен в период между тестами для обеспечения того, чтобы любой возможный эффект переноса от предыдущего состояния не был рассмотрен. Перед началом тестирования материал был одномогнизирован и образцы мешки, содержащие как запустить и флеш материал были подготовлены. В начале каждого эксперимента температура и относительная влажность (RH) был измерен с помощью Вайсалы HM41 ручной влажность и температура зонд. Диапазон температуры и RH во всех экспериментах был 70-90 ° F (21.1-32.2 (° C) и 1-39.6%, Соответственно. Для проверки более низкой RH и/или более высокой температуры, образцы корма и флеша хранились в сушильной печи в 100 КК для раз между 30-60 Минут. В отличие от этого, более высокие значения RH были достигнуты путем добавления небольшого количества воды в материал, за которой следует гомогенизация. После RH и температура была измерена на каждом образце корма, следующим шагом было установить электрод полярности, скорость пояса и напряжение до нужного уровня. Значения разрыва оставались неизменными на 0.4 дюймов (10.2 мм) во время кампаний по тестированию хвостохранилищ и образцов итабирита.

Перед каждым тестом, небольшой корм ампло, содержащий приблизительно 20 g был собран (обозначены как "Кормить"). При установке всех операционных переменных, материал подавался в сепаратор скамейки с помощью электрической вибрационной подачи через центр сепаратора скамейки. Образцы были собраны в конце каждого эксперимента и вес продукта конца 1 (обозначенкак 'E1') и конец продукта 2 (обозначенкак 'E2') были определены с использованием правовой шкалы для торговли подсчета. После каждого теста, небольшие подобразцы, содержащие приблизительно 20 g E1 и E2 были также собраны. Массовые урожаи e1 и E2 описаны:

testing-code2

ГдеYE1 и YE2 являются массовые урожаи E1 и E2, Соответственно; и представляют ли образец весов, собранных для продуктов сепаратора E1 и E2, Соответственно. Для обоих образцов, Концентрация Fe была увеличена до продукта E2.

Для каждого набора подобразцов (т.е., Кормить, E1 и E2) LOI и основной состав оксидов XRF был определен. Fe2 O3 содержание было определено из значений. Для хвостохранилища образец LOI будет непосредственно относиться к содержанию гетита в образце, как функциональные группы гидроксил ов гетита окисляется в H2 OГ [10]. Противоречит, для itabirite образца LOI будет непосредственно относиться к содержанию карбонат в образце, как карбонаты кальция и магния разлагаются в их основные оксиды, что приводит к освобождению CO и суб последовательных вес потери образца. XRF бусы были подготовлены путем смешивания 0.6 граммов минерального образца с 5.4 граммов тетрабората лития, который был выбран из-за химического состава как хвостохранилища, так и итабирита. Анализ XRF был нормализован для LOI.

И наконец, Восстановление Fe EFe к продукту (E2) и SiO2 Отказ QSi были рассчитаны. EFe процент Fe восстановленв в концентрате, что из оригинального образца корма и Qsio2 процент удалены из исходного образца корма. EFe и QSi описаны:

Где Cя,(корма,E1,E2) нормализованный процент концентрации для компонента i подобразца (Например., Fe, Sio2)

testing-code1

Результаты и обсуждение

Образцы минералогии

Модель XRD, показывающая основные минеральные фазы для хвостохранилища и образецы итабирита, показана в рисе 4. Для хвостохранилища образца основные фазы Fe извлекаемые являются goethite, гематит и магнетит, и главных породных минерала кварца (Инжир 4). Для образца итабирита основными фазами Fe являются гематит и магнетит, а основными минералами ганге являются кварц и доломит. Магнетит появляется в концентрациях следов в обоих образцах. Чистый гематит, Гётит, и магнетит содержат 69.94%, 62.85%, 72.36% Fe, Соответственно.

Graf1

D шаблоны. A - Образец хвостов, B - Образец Итабирита
Эксперименты по шкале бенчса
На каждом минеральном образце была проведена серия тестовых запусков, направленных на максимизацию Fe и уменьшение SiO2 содержание. Виды, концентрирующиеся на E1, будут свидетельствовать о негативном поведении зарядки, в то время как концентрация видов к E2 к положительному поведению зарядки. Более высокие скорости пояса были благоприятны для обработки образца хвостохранилища; Однако, эффект только этой переменной оказался менее значительным для образца итабирита.

Средние результаты для хвостохранилища и итабирит образцов представлены в рис 5, которые были рассчитаны из 6 и 4 Эксперименты, Соответственно. Инжир 5 представляет среднюю массу и химию для кормов и продуктов E1 и E2. В дополнение, каждый участок представляет собой улучшение или снижение концентрации (E2- Кормить) для каждого компонента выборки Например., Fe, SiO2 Положительные значения связаны с увеличением концентрации до E2, в то время как отрицательные значения связаны со снижением концентрации до E2.

Рис.5. Средняя масса урожайности и химии для корма, Продукция E1 и E2. Бары ошибок представляют 95% доверительные интервалы.

Для хвостохранилища образец Fe содержание было увеличено с 29.89% Кому 53.75%, в среднем, при массовом выходе YE2 – или глобальное массовое восстановление – из 23.30%. Это соответствует восстановлению Fe ( и отторжение кремнезема (QE2 ) значения 44.17% и 95.44%, Соответственно. Содержание LOI было увеличено с 3.66% Кому 5.62% что указывает на то, что увеличение содержания Fe связано с увеличением содержания гоетхита (Инжир 5).

Для итабирита образец Fe содержание было увеличено с 47.68% Кому 57.62%, в среднем, при массовом выходе YE2 -из 65.0%. Это соответствует восстановлению Fe EFe( и отторжение кремнезема (Qsio2) значения 82.95% и 86.53%, Соответственно. LOI, Содержание MgO и CaO было увеличено с 4.06% Кому 5.72%, 1.46 Кому 1.87% и от 2.21 Кому 3.16%, Соответственно, что указывает на то, что доломит движется в том же направлении, что и Fe-несущие минералы (Инжир 5).

Для обоих образцов,Аль2 O3 , MnO и P, кажется, заряжается в том же направлении, что и Fe-несущие минералы (Инжир 5). Хотя желательно снизить концентрацию этих трех видов, совокупная концентрация SiO2, Аль2 , O3 , YE2 МНО и сокращаются для обоих образцов, и, следовательно, общий эффект, достигнутый с помощью сепаратора скамейки является повышение качества продукта Fe и снижение концентрации загрязняющих веществ.

Общая, испытания на скамейке показали признаки эффективной зарядки и разделения частиц железа и кремнезема. Перспективные результаты лабораторного масштаба позволяют предположить, что пилотные масштабные испытания, включая первый и второй проходы, должны быть выполнены.

Обсуждение
Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что сепаратор STET привел к значительному увеличению содержания Fe при одновременном снижении SiO2 содержание.

Продемонстрировав, что трибоэлектростатическое разделение может привести к значительному увеличению содержания Fe, обсуждение значимости результатов, на максимально достижимое содержание Fe и на корма требования технологии необходимо.

Для начала, важно обсудить очевидное поведение зарядки минеральных видов в обоих образцах. Для хвостохранилища основными компонентами были оксиды Fe и кварц, а экспериментальные результаты показали, что оксиды Fe концентрировались до E2, в то время как кварц концентрировался до E1. В упрощенном пути, можно сказать, что частицы оксида Fe приобрели положительный заряд и что частицы кварца приобрели отрицательный заряд. Такое поведение согласуется с трибоэлектростатическим характером обоих минералов, как показал Фергюсон (2010) [12]. Таблица 4 показывает кажущуюся трибоэлектрической серии для отдельных минералов на основе индуктивного разделения, и это показывает, что кварц находится в нижней части зарядки серии в то время как goethite, магнетит и гематит расположены выше в серии. Минералы в верхней части серии, как правило, зарядить положительные, в то время как минералы на дне, как правило, приобретают отрицательный заряд.

С другой стороны, для образца итабирита основными компонентами были гематит, кварц и доломит и экспериментальные результаты показали, что оксиды Fe и доломит сосредоточены до E2 в то время как кварц сосредоточены на E1. Это указывает на то, что частицы гематита и доломит приобрели положительный заряд, в то время как частицы кварца приобрели отрицательный заряд. Как можно увидеть в таблице 4, карбонаты расположены в верхней части трибо-электростатического ряда, что указывает на то, что частицы карбоната, как правило, приобретают положительный заряд, и, как следствие, быть сосредоточенным на E2. И доломит, и гематит были сконцентрированы в одном направлении, что общий эффект для частиц гематита в присутствии кварца и доломита заключался в приобретении положительного заряда.

Направление движения минералогических видов в каждом образце представляет первостепенной интерес, как он будет определять максимально достижимый fe класса, которые могут быть получены с помощью одного прохода с помощью трибо-электростатического пояса сепаратора технологии.

Для образцов хвостов и итабирита максимально достижимое содержание Fe будет определяться тремя факторами: я) Количество Fe в fe-несущих минералах; Ii) минимальный кварц (SiO2 ) содержание, которое может быть достигнуто и; Iii) Количество загрязняющих веществ, движущихся в том же направлении, что и fe-несущие минералы. Для хвостохранилища основные загрязняющие вещества, движущиеся в том же направлении fe-несущих минералов, Al2 O3 MnO подшипник минералов, в то время как для образца итабирита основные загрязняющие вещества Цао MgO Al2 O3 подшипник минералов.

Минеральное имяПриобретенный сбор (Очевидным)
Апатит+++++++
Карбонаты++++
Моназит++++
Титаномерит.
Ильменит.
Рутил.
Лейкоксене.
Магнетит/гематит.
Шпинель.
Гранат.
Ставролит-
Измененный ильменит-
Гетхит-
Циркон--
Эпидот--
Тремолит--
Гидросиликаты--
Алюминийиликаты--
Турмалин--
Актинолит--
Пироксен---
Титанит----
Полевые шпаты----
Кварц-------

Таблица 4. Видимая трибоэлектрическая серия для отдельных минералов на основе индуктивного разделения. Изменено от D.N Фергюсона (2010) [12].

Для образца хвостохранилища, содержание Fe было измерено на 29.89%. Данные XRD указывают на то, что преобладающей фазой является гетхит, затем гематит, и, следовательно, максимально достижимое содержание Fe, если чистое разделение было возможно, было бы между 62.85% и 69.94% (которые Fe содержание чистого goethite и гематита, Соответственно). Нво, чистое разделение не представляется возможным, так как Al2, O3 MnO и P-несущие минералы движутся в том же направлении, что и Fe-несущие минералы, и, следовательно, любое увеличение содержания Fe также приведет к увеличению этих загрязняющих веществ. Затем, для увеличения содержания Fe, количество кварца к E2 необходимо будет значительно уменьшить до такой степени, что это компенсирует движение , MnO и P к продукту (E2). Как показано в таблице 4, кварц имеет сильную тенденцию к приобретению отрицательного заряда, и, следовательно, при отсутствии других минералов, имеющих явно негативное поведение зарядки можно будет значительно уменьшить его содержание продукта (E2) с помощью первого прохода с использованием технологии трибоэлектростатического ремня сепаратора.

Например,, если предположить, что все содержание Fe в образце хвостов связано с goethite (FeO(ОХ)), и что только оксиды ганге являются SiO2, Al2O3 и MnO, затем Fe содержание продукта будет уделяться:

Fe(%)=(100-SiO2 – (Al2 O3 + MnO*0.6285

Где, 0.6285 процент Fe в чистом goethite. Eq.4 изображает конкурирующий механизм, который имеет место, чтобы сконцентрировать Fe как Аль2O3 + MnO увеличивается, в то время как SiO2 Уменьшается.

Для образца итабирита содержание Fe было измерено на 47.68%. Данные XRD указывают на то, что преобладающей фазой является гематит, и поэтому максимально достижимое содержание Fe, если бы чистое разделение было возможно, было бы близко к 69.94% (который является Fe содержание чистого гематита). Как это обсуждалось для хвостохранилища образца чистое разделение не будет возможным, как CaO, MgO, Al2 O3 подшипников минералы движутся в том же направлении, как гематит, и, следовательно, для увеличения содержания Fe SiO2 содержание должно быть уменьшено. Предполагая, что полное содержание Fe в этом образце связано с гематитом (Fe2O3) и что только оксиды, содержащиеся в минералах ганге являются SiO2, Цао, MgO, Al2O3 и MnO; затем Содержание Fe в продукте будет дано:

Fe(%)=(100-SiO2-КаО-МГОAl2O3+MnO+LOI*0.6994

Где, 0.6994 процент Fe в чистом гематите. Следует отметить, что Eq.5 включает LOI, в то время как Eq.4 не. Для образца итабирита, LOI связан с наличием карбонат, в то время как для хвостохранилища образец он связан с Fe-несущих минералов.

Очевидно, как для хвостохранилища, так и для образцов итабирита можно значительно увеличить содержание Fe за счет снижения содержания SiO2; Однако, как показано в Eq.4 и Eq.5, максимально достижимое содержание Fe будет ограничено направлением движения и концентрацией оксидов, связанных с минералами ганге.

В принципе, концентрация Fe в обоих образцах может быть дополнительно увеличена с помощью второго прохода на сепаратор STET, в котором Цао,MgO Al2 O3 и MnOподшипниковые минералы могут быть отделены от fe-несущих минералов. Такое разделение было бы возможно, если большая часть кварца в образце была удалена во время первого прохода. При отсутствии кварца, некоторые из оставшихся минералов gangue должны в теории заряда в противоположном направлении goethite, гематит и магнетит, что приведет к увеличению содержания Fe. Например,, для образца итабирита и базируется в расположении доломита и гематита в трибоэлектростатическом ряду (Посмотреть таблицу 4), Разделение доломита/гематита должно быть возможным, так как доломит имеет сильную тенденцию взимать положительный заряд по отношению к гематиту.

Обсудив максимально достижимое содержание Fe, необходимо обсудить требования к корма для технологии. Сепаратор трибо-электростатического ремня STET требует, чтобы кормовой материал был сухим и мелко измельченным. Очень небольшое количество влаги может иметь большое влияние на дифференциальный трибо-зарядки и, следовательно, корма влаги должны быть сокращены до <0.5 WT.%. В дополнение, исходный материал должен быть достаточно мелко измельчен для высвобождения ганговых материалов и должен быть, по крайней мере, 100% проходная сетка 30 (600 умм). По крайней мере, для образца хвостохранилища, материал должен быть обезвожен с последующей стадией термической сушки, в то время как для измельчения образца итабирита в сочетании с, или следуйте за ним, термическая сушка будет необходима перед обогащением с помощью сепаратора STET.

Образец хвостохранилища был получен из существующей схемы деслимации-флотации-магнитной концентрации и собран непосредственно с дамбы хвостохранилища. Типичная влажность пасты из хвостов должна быть вокруг 20-30% и поэтому хвосты необходимо будет высушить с помощью разделения жидкости и твердого тела (Обезвоживания) с последующей термической сушкой и деагломерацией. Рекомендуется использовать механическое обезвоживание перед сушкой, поскольку механические методы имеют относительно низкое потребление энергии на единицу удаляемой жидкости по сравнению с термическими методами.. Около 9.05 БТЕ требуется на фунт воды, устраняемой с помощью фильтрации при термической сушке, С другой стороны, требует вокруг 1800 БТЕ на фунт испарившейся воды [13]. Затраты, связанные с переработкой железных хвостов, в конечном итоге будут зависеть от минимально достижимой влажности при обезвоживании и от энергетических затрат, связанных с сушкой..

Образец итабирита был получен непосредственно из итабиритной формации железа, и поэтому для обработки этого образца материал должен был пройти дробление и измельчение с последующей термической сушкой и деагломерацией.. Одним из возможных вариантов является использование валковых мельниц с горячей воздушной стреловидностью, в котором двойное измельчение и сушка могут быть достигнуты за один этап. Затраты, связанные с переработкой итабиритовой руды, будут зависеть от влажности корма, гранулометрия кормов и энергетические затраты, связанные с измельчением и сушкой.

Для обоих образцов после высушивания материала необходима деагломерация, чтобы обеспечить высвобождение частиц друг от друга.. Деагломерация может быть выполнена в сочетании со стадией термической сушки, обеспечение эффективной теплопередачи и экономии энергии.

Выводы

Представленные здесь результаты слежа демонстрируют убедительные доказательства зарядки и отделения fe-несущих минералов от кварца с помощью разделения трибоэлектростатического ремня.

Для хвостохранилища образец Fe содержание было увеличено с 29.89% Кому 53.75%, в среднем, при массовом выходе из 23.30%, что соответствует значениям рекуперации Fe и отторжения кремнезема 44.17% и 95.44%, Соответственно. Для итабирита образец Fe содержание было увеличено с 47.68 % Кому 57.62%, в среднем, при массовом выходе из 65.0%, что соответствует значениям рекуперации Fe и отторжения кремнезема 82.95% и 86.53%, Соответственно. Эти результаты были завершены на сепараторе, который меньше и менее эффективен, чем коммерческий сепаратор STET.

Экспериментальные результаты показывают, что как для хвостохранилища, так и для образцов итабирита максимально достижимое содержание Fe будет зависеть от минимально достижимого содержания кварца. В дополнение, достижение более высоких оценок Fe может быть возможно с помощью второго прохода на сепараторе ремня STET.

Результаты этого исследования показали, что низкосортные штрафы за железную руду могут быть повышены с помощью сепаратора трибо-электростатического ремня STET. Дальнейшая работа в пилотном масштабе завода рекомендуется для определения класса и восстановления стального концентрата, который может быть достигнут. Основываясь на опыте, восстановление продукта и/или класса значительно улучшатся при обработке пилотного масштаба, по сравнению с стендом масштаба испытательного устройства, используемых во время этих испытаний железной руды. Процесс трехэлектронного разделения STET может дать значительные преимущества по сравнению с обычными методами обработки штрафов за железную руду.

Ссылки

  • Лу, L. (Эд.). (2015), «Железная руда: Минералогия, Обработка и экологической устойчивости», Elsevier.
  • Феррейра, H., & Лейте, M. G. P. (2015), «Исследование оценки жизненного цикла по добыче железной руды», Журнал экологически более чистого производства, 108, 1081-1091.
  • Li, Q., Дай, Т., Ван, G., Чэн, J., Чжун, W., Вэнь Цзябао, Б., & Лян, L. (2018), «Анализ Железный поток материала для производства, потребление, и торговли в Китае 2010 к 2015», Журнал экологически более чистого производства, 172, 1807-1813.
  • Ногейра, P. V., Роша, M. P., Борхес, W. Р., Сильва, A. М., & де Ассис, L. M. (2016), «Исследование месторождения железа с помощью сейсморазведки МПВ и сопротивление в Каражаш минеральной провинции, Бразилия», Журнал прикладной геофизики, 133, 116-122.
  • Филиппов, L. БРИ, Северов, V. V., & Филиппова, Я. V. (2014), «Обзор обогащения руды через обратный Катионный флотации», Международный журнал по переработке минерального сырья, 127, 62-69.
  • Розьер, C. А., & Brunnacci Феррейра Сантос, N. "Доломитические итабириты и поколения карбонат в формации Кауэ, Квадритеро Ферреферо".
  • Sahoo, H., Rath, S. S., Рао, D. S., Мишра, B. K., & Das, B. (2016), "Роль кремнезема и глинозема содержание в флотации железных руд", Международный журнал обработки полезных ископаемых, 148, 83-91.
  • Ло, X., Ван, Y., Вэнь Цзябао, S., Ма, М., Солнце, C., Инь, W., & Ма, Y. (2016), "Влияние карбонатных минералов на поведение кварцевой флотации в условиях обратной анионической флотации железных руд", Международный журнал обработки полезных ископаемых, 152, 1-6.
  • Чан, K. БРИ, Нунна, V. Р., Хапугода, S., Нгуен, A. V., & Брукард, W. J. (2014), "Химическая и минеральная трансформация низкосортной гоэтитной руды путем дегидроксиляции, сокращение обжарки и магнитного разделения", Добыча полезных ископаемых, 60, 14-22.
  • Да Силва, F. L., Араужу, F. G. S., Тейшейра, M. P., Гомес, R. C., & Фон Крюгер, F. L. (2014), "Изучение рекуперации и переработки хвостохранилищ из концентрации железной руды для производства керамики", Керамика Интернешнл, 40(10), 16085-16089.
  • Мирковская, М., Kratzer, М., Тейчерт, C., & Флахбергер, H. (2016), «Основные факторы контакт зарядки минералов для успешного Трибоэлектростатический разделения процесса – в обзор», Hauptfaktoren дер Triboaufladung фон Mineralphasen für eine erfolgreiche elektrostatische Überblick Trennung – Эйн. BHM Берг und Hüttenmännische Monatshefte, 161(8), 359-382.
  • Фергюсон, D. N. (2010), «Основные triboelectric серии для тяжелых минералов из индуктивный электростатической сепарации поведения», Журнал по южной части Африки институт горного дела и металлургии, 110(2), 75-78.
  • Fuerstenau, M. C., & Хан, K. N. (ЭЦП.). (2003), «Жидкость твердое разделение», Принципы переработки минерального сырья, МСП.