RU2840806C1 - System for enrichment of fine and very fine particles of iron ore (embodiments) - Google Patents
System for enrichment of fine and very fine particles of iron ore (embodiments) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2840806C1 RU2840806C1 RU2022133673A RU2022133673A RU2840806C1 RU 2840806 C1 RU2840806 C1 RU 2840806C1 RU 2022133673 A RU2022133673 A RU 2022133673A RU 2022133673 A RU2022133673 A RU 2022133673A RU 2840806 C1 RU2840806 C1 RU 2840806C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bss
- iron
- particles
- stream
- air classification
- Prior art date
Links
Abstract
Description
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯFIELD OF TECHNICAL INVENTION
Настоящее изобретение относится к способу сушки, деагломерации, воздушной классификации и электростатической сепарации для безводного обогащения железных руд.The present invention relates to a method for drying, deagglomeration, air classification and electrostatic separation for anhydrous beneficiation of iron ores.
ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИDESCRIPTION OF THE PRIOR ART
Патент США №10207275 описывает систему сухого измельчения и сухой дешламации железной руды для удаления встречающихся в природе ультрамелких частиц и ультрамелких частиц, образующихся в процессе измельчения. Эти частицы описываются как частицы размером от 90% <37 мкм до 90% <5 мкм. Однако эти частицы теряются в контуре в виде хвостов и, следовательно, представляют собой потери при извлечении железа.U.S. Patent No. 10,207,275 describes a dry grinding and dry desliming system for iron ore for removing naturally occurring ultrafine particles and ultrafine particles generated during the grinding process. These particles are described as particles in the range of 90% < 37 µm to 90% < 5 µm. However, these particles are lost in the circuit as tailings and therefore represent a loss in iron recovery.
Патент США №9327292 использует систему, содержащую сушилку, ряд воздушных классификаторов и магнитных сепараторов для извлечения железной руды от умеренно крупных до мелких, бедных железных руд. Показано, что система сепаратора эффективна для частиц размером менее 150 микрон, но данные о селективности не представлены отдельно для очень мелких фракций, таких как частицы, размером менее 20 микрон. Авторы изобретения признают, что для фракции менее 150 микрон разделение является более сложной задачей из-за увлечения немагнитных мелких частиц вместе с магнитной фракцией, вызванной силовыми линиями магнитного поля (вихревыми токами). Авторы изобретения описывают, что их изобретение обеспечивает высокоинтенсивное магнитное валковое оборудование исключительно для отделения мелких частиц оксида железа размером от 150 микрон до 0 микрон. Однако система требует разделения частиц по размерам (или фракционирования частиц по размерам), дешламации и многократных проходов при различных уровнях напряженности магнитного поля для достижения разделения на материале с размером частиц менее 45 микрон.U.S. Patent No. 9,327,292 utilizes a system comprising a dryer, a series of air classifiers, and magnetic separators for the recovery of moderately coarse to fine, low-grade iron ore. The separator system is shown to be effective for particles smaller than 150 microns, but selectivity data are not provided separately for very fine fractions such as particles smaller than 20 microns. The inventors acknowledge that for the fraction smaller than 150 microns, separation is more challenging due to the entrainment of non-magnetic fines along with the magnetic fraction caused by magnetic field lines (eddy currents). The inventors describe that their invention provides high-intensity magnetic roller equipment exclusively for separating iron oxide fines in the 150 micron to 0 micron size range. However, the system requires particle size separation (or particle size fractionation), desliming, and multiple passes at different magnetic field strengths to achieve separation on material with particle sizes below 45 microns.
Патент США №8757390 описывает магнитное роликовое сепараторное устройство для сухих частиц, в котором магнитный ролик покрыт немагнитной пластиковой лентой. При вращении ролика лента отсоединяется от ролика, в результате чего магнитные частицы отрываются от ленты и падают под действием силы тяжести и центробежной силы в соответствующий бункер. Система описана как эффективная для частиц размером от 1,000 микрон до 50 микрон.U.S. Patent No. 8,757,390 describes a magnetic roller separator for dry particles in which the magnetic roller is covered with a non-magnetic plastic belt. As the roller rotates, the belt detaches from the roller, causing the magnetic particles to break away from the belt and fall under the action of gravity and centrifugal force into a suitable bin. The system is described as being effective for particles ranging in size from 1,000 microns to 50 microns.
Патент США №7041925 описывает электростатическое устройство для разделения смесей твердых частиц, основанное на различиях проводимости, благодаря которым частицы заряжаются, а затем контактируют с проводящей поверхностью, вращающимся барабанным валком, который является заземленным. Частицы, которые являются обладающие проводящими (например, железная руда), нейтрализуются при контакте с барабанным валком, и затем уже не притягиваются к валку электростатическими силами. Непроводящие частицы, т.е. силикаты, сохраняют свой электрический заряд и прикрепляются к вращающемуся барабану.U.S. Patent No. 7,041,925 describes an electrostatic device for separating mixtures of solid particles based on conductivity differences that cause the particles to become charged and then contact a conductive surface, a rotating drum roll, which is grounded. Particles that are conductive (e.g., iron ore) are neutralized upon contact with the drum roll and are then no longer attracted to the roll by electrostatic forces. Non-conductive particles, i.e., silicates, retain their electrical charge and are attached to the rotating drum.
Патент США №6723938 описывает электростатический сепаратор на основе проводящего индукционного заряда, отличающийся расположением электродов, расположенных над проводящим барабаном, в результате чего проводящие частицы контактируют с барабаном, передают электрический заряд на барабан или с барабана и поднимаются с поверхности ролика.U.S. Patent No. 6,723,938 describes an electrostatic separator based on a conductive inductive charge, characterized by the arrangement of electrodes located above a conductive drum, as a result of which conductive particles contact the drum, transfer an electrical charge to or from the drum, and are lifted from the surface of the roller.
Патент США №3337328 использует электростатическую сепарацию оксидов железа от кремнезема как часть большой технологической схемы, включающей дробление, измельчение, гравитационную сепарацию или флотацию или магнитную сепарацию с последующей электростатической сепарацией для получения железной руды высокого качества. Однако описанный электростатический процесс подходит только для крупного материала с минимальным размером 0,003 дюйма или 75 микрон. Мелкие фракции вместо этого обрабатываются пенной флотацией.U.S. Patent No. 3,337,328 uses electrostatic separation of iron oxides from silica as part of a larger process flowsheet involving crushing, grinding, gravity separation or flotation, or magnetic separation followed by electrostatic separation to produce high-grade iron ore. However, the electrostatic process described is only suitable for coarse material with a minimum size of 0.003 inches or 75 microns. Fine fractions are instead treated by froth flotation.
Патент США №2754965 и патент США №2,805,770 описывают процессы обогащения многокомпонентных руд с использованием электростатических методов с особым вниманием к фосфатным породам. Методы не описывают обогащение железных руд и ограничиваются размерами частиц более 200 меш.U.S. Patent No. 2,754,965 and U.S. Patent No. 2,805,770 describe processes for beneficiating multi-component ores using electrostatic methods with particular attention to phosphate rocks. The methods do not describe the beneficiation of iron ores and are limited to particle sizes greater than 200 mesh.
Патент США №2881916 описывает сушку неметаллических руд перед электростатической сепарацией, опять же с упором на фосфатные руды. Подготовка к процессу электростатической сепарации описывает, что руды, предпочтительно, должны иметь размер частиц в диапазоне от -24 меш до +100 меш. В частности, изобретение направлено на ограничение образования мелких фракций во время сушки, которые, как известно, ограничивают эффективную электростатическую сепарацию.U.S. Patent No. 2,881,916 describes the drying of non-metallic ores prior to electrostatic separation, again with emphasis on phosphate ores. The preparation for the electrostatic separation process describes that the ores should preferably have a particle size in the range of -24 mesh to +100 mesh. In particular, the invention is directed to limiting the formation of fines during drying, which are known to limit effective electrostatic separation.
Система ленточного сепаратора (BSS) раскрыта в общих патентах США №4839032 и 4874507. В патенте США №5,904,253, находящемся в общей собственности, описана улучшенная геометрия ленты для BSS и заявлена система для переработки железосодержащих минералов из сырья для производства стекла и предшественников керамики.A belt separator system (BSS) is disclosed in commonly assigned U.S. Patents 4,839,032 and 4,874,507. Commonly assigned U.S. Patent 5,904,253 describes an improved belt geometry for a BSS and claims a system for processing iron-containing minerals from glass and ceramic precursor feedstocks.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯESSENCE OF THE INVENTION
Аспекты и варианты выполнения раскрытия относятся к способу сушки, деагломерации, воздушной классификации и электростатической сепарации для безводного обогащения мелких и очень мелких железных руд. Аспекты и варианты выполнения раскрытия относятся к способу разделения железной руды по размеру частиц с использованием воздушной классификации и последующего повышения качества железных минералов путем электростатической сепарации на одну или несколько фракций размера для получения концентрата железной руды из мелкой и очень мелкой железной руды в совершенно сухом и безводном процессе. Раскрытие направлено на то, чтобы обеспечить переработку мелких и очень мелких железных руд, таких как руды, которые являются мельче, чем 75 микрон, т.е. менее 70 микрон, менее 50 микрон, менее 25 микрон и даже менее 10 микрон, которые не могут быть извлечены с помощью традиционных технологий, мокрых или сухих, и в противном случае превратились бы в отходы или хвосты. Кроме того, преимущество раскрытия заключается в том, что переработка осуществляется полностью сухим способом без воды, поэтому конечные отходы будут сухими и складируемыми, в отличие от традиционных мокрых хвостов. Настоящее изобретение подходит для железных руд, содержащих магнитные минералы, такие как магнетит и гематит, а также немагнитные минералы, такие как гетит и лимонит. В некоторых неограничивающих вариантах выполнения, железная руда может включать один или несколько из гематита, гетита и магнетита в различных пропорциях. По меньшей мере, в некоторых неограничивающих вариантах выполнения, железная руда связана с минералами породных примесей, выбранными из группы, включающей, но не ограничивающейся ими: кварц, каолинит, гиббсит и карбонаты. Железная руда может включать дополнительные минералы железа, такие как сидерит и/или лепидокрокит.Aspects and embodiments of the disclosure relate to a method for drying, deagglomeration, air classification and electrostatic separation for anhydrous beneficiation of fine and very fine iron ores. Aspects and embodiments of the disclosure relate to a method for separating iron ore by particle size using air classification and then upgrading the iron minerals by electrostatic separation into one or more size fractions to produce iron ore concentrate from fine and very fine iron ore in a completely dry and anhydrous process. The disclosure aims to enable the processing of fine and very fine iron ores, such as ores that are finer than 75 microns, i.e. less than 70 microns, less than 50 microns, less than 25 microns and even less than 10 microns, which cannot be extracted using traditional technologies, wet or dry, and would otherwise become waste or tailings. In addition, the advantage of the disclosure is that the processing is carried out in a completely dry way without water, so the final waste will be dry and stockpiled, unlike traditional wet tailings. The present invention is suitable for iron ores containing magnetic minerals such as magnetite and hematite, as well as non-magnetic minerals such as goethite and limonite. In some non-limiting embodiments, the iron ore can include one or more of hematite, goethite and magnetite in different proportions. In at least some non-limiting embodiments, the iron ore is associated with rock impurity minerals selected from the group including, but not limited to: quartz, kaolinite, gibbsite and carbonates. The iron ore can include additional iron minerals such as siderite and/or lepidocrocite.
Настоящее изобретение подходит для получения пригодных для продажи концентратов железной руды с содержанием железа 58% или выше, включая концентрат с содержанием железа выше 65%.The present invention is suitable for producing marketable iron ore concentrates with an iron content of 58% or higher, including a concentrate with an iron content of higher than 65%.
Один вариант выполнения изобретения содержит сушилку с перемешивающим воздухом для сушки и деагломерации частиц, за которой следуют один или несколько воздушных классификаторов или воздушных циклонов для разделения низкосортной железной руды на две или более фракции размера частиц. В этом варианте выполнения мелкая фракция (фракции) воздушного (воздушных) классификатора (классификаторов) перерабатывается системой электростатического ленточного сепаратора (BSS) для получения высокосортного концентрата железной руды. Термин «мелкая фракция» может использоваться повсюду для обозначения частиц, классифицируемых как мелкие и/или очень мелкие, как определено здесь.One embodiment of the invention comprises a stirred air dryer for drying and deagglomerating particles, followed by one or more air classifiers or air cyclones for separating low-grade iron ore into two or more particle size fractions. In this embodiment, the fine fraction(s) of the air classifier(s) is processed by a belt electrostatic separator (BSS) system to produce a high-grade iron ore concentrate. The term "fines" may be used throughout to refer to particles classified as fine and/or very fine as defined herein.
В другом варианте выполнения, как мелкая, так и более крупная фракции воздушного классификатора (классификаторов) концентрата железной руды перерабатываются в BSS как отдельные потоки, чтобы максимизировать эффективность работы BSS.In another embodiment, both the fine and coarse fractions of the iron ore concentrate air classifier(s) are processed into the BSS as separate streams to maximize the operating efficiency of the BSS.
Эти и другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятными из следующего подробного описания.These and other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
Вышеизложенные и другие преимущества применения будут более полно оценены со ссылкой на следующие чертежи, на которых:The above and other advantages of the application will be more fully appreciated with reference to the following drawings, in which:
Фиг. 1 иллюстрирует схему варианта выполнения системы для сушки, деагломерации, разделения по размеру частиц и ленточной сепарации мелких и/или очень мелких железных руд;Fig. 1 illustrates a diagram of an embodiment of a system for drying, deagglomeration, particle size separation and belt separation of fine and/or very fine iron ores;
фиг. 2 иллюстрирует схему варианта выполнения системы для сушки, деагломерации, разделения по размеру частиц и ленточной сепарации, где руда фракционируется на потоки с несколькими размерами частиц;Fig. 2 illustrates a diagram of an embodiment of a system for drying, deagglomeration, particle size separation and belt separation, where the ore is fractionated into streams with several particle sizes;
фиг. 3 иллюстрирует схему варианта выполнения системы для сушки, деагломерации, разделения по размеру частиц и ленточной сепарации мелкой и/или очень мелкой железной руды и руд промежуточного размера;Fig. 3 illustrates a diagram of an embodiment of a system for drying, deagglomeration, particle size separation and belt separation of fine and/or very fine iron ore and intermediate sized ores;
фиг. 4 иллюстрирует другой вариант выполнения системы для сушки, деагломерации, разделения по размеру частиц и ленточной сепарации железной руды; а такжеFig. 4 illustrates another embodiment of a system for drying, deagglomerating, particle sizing and belt separation of iron ore; and
фиг. 5-9 иллюстрируют другие варианты выполнения системы для сушки, деагломерации, разделения по размеру частиц и ленточной сепарации железной руды.Fig. 5-9 illustrate other embodiments of a system for drying, deagglomerating, particle size separation and belt separation of iron ore.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION
Следует понимать, что варианты выполнения способов и устройств, обсуждаемых здесь, не ограничены в применении деталями конструкции и расположением компонентов, изложенными в последующем описании или проиллюстрированными на прилагаемых чертежах. Способы и устройства могут быть реализованы в других вариантах выполнения и могут применяться на практике или выполняться различными путями. Примеры конкретных реализаций представлены здесь только в иллюстративных целях и не предназначены для ограничения. Кроме того, фразеология и терминология, используемые здесь, предназначены для целей описания и не должны рассматриваться как ограничивающие. Использование в настоящем документе слов «включающий», «содержащий», «имеющий», «содержащий в себе», «включающий в себя» и их варианты подразумевает охват элементов, перечисленных после этого, и их эквивалентов, а также дополнительных элементов. Ссылки на «или» могут быть истолкованы как включающие, так что любые термины, описанные с использованием «или», могут указывать на один, несколько или все описанные термины.It should be understood that the embodiments of the methods and devices discussed herein are not limited in application to the details of construction and arrangement of components set forth in the following description or illustrated in the accompanying drawings. The methods and devices may be embodied in other embodiments and may be practiced or carried out in various ways. The examples of specific embodiments are presented herein for illustrative purposes only and are not intended to be limiting. Furthermore, the phraseology and terminology used herein are for the purposes of description and are not to be construed as limiting. The use of the words "including," "comprising," "having," "comprising," "including," and variations thereof herein are intended to encompass the elements listed thereafter and their equivalents, as well as additional elements. References to "or" may be construed as inclusive, such that any terms described using "or" may refer to one, more, or all of the terms described.
Безводные способы обогащения железной руды включают магнитную сепарацию и электростатическую сепарацию. Как системы сухой магнитной сепарации, так и традиционные системы электростатической сепарации являются ограниченными в своей способности перерабатывать мелкие и очень мелкие частицы, при этом мелкие частицы здесь определяются как частицы, в большей части (d50) меньше 75 мкм, а очень мелкие частицы определяются здесь как частицы, в большей части (d50) меньше 25 мкм, а в некоторых случаях в основном менее 10 мкм. Способ безводной обработки для извлечения железной руды из мелких фракций был бы очень выгодным для железорудной промышленности, поскольку такой материал часто представляет собой производственные отходы, которые в настоящее время хранятся в больших хранилищах мокрых хвостов, что сопряжено со значительными затратами и риском выхода из строя, с потенциальными катастрофическими последствиями для жизни людей и окружающей среды.Anhydrous processes for the beneficiation of iron ore include magnetic separation and electrostatic separation. Both dry magnetic separation systems and conventional electrostatic separation systems are limited in their ability to process fine and very fine particles, with fine particles defined herein as particles in the majority (d50) smaller than 75 µm, and very fine particles defined herein as particles in the majority (d50) smaller than 25 µm, and in some cases generally smaller than 10 µm. An anhydrous process for the recovery of iron ore from fine fractions would be very beneficial to the iron ore industry, as such material is often a waste product that is currently stored in large wet tailings ponds, which come at significant cost and risk of failure, with potentially catastrophic consequences for human life and the environment.
Такой процесс экономичной переработки мелких фракций железной руды должен хорошо подходить для переработки мелких и очень мелких частиц, поскольку гранулометрическое распределение материала в резервуарах для отходов железа колеблется от d50 от 60 микрон до 10 микрон, что означает, что значительная фракция материала меньше 75 микрон и меньше 25 микрон. Известно, что такие очень мелкие частицы трудно или невозможно перерабатывать посредством существующих технологий, таких как флотация или магнитная сепарация. Пенная флотация, мокрый способ обработки, не подходит для обработки очень мелких частиц, поскольку на селективность сепарации и расход реагентов отрицательно влияет присутствие шламов и очень мелких частиц. Использовались способы мокрой и сухой дешламации руд, однако эти частицы теряются в технологическом цикле в виде хвостов и, следовательно, представляют собой как потери при извлечении железа, так и будущие экологические последствия.This process for economical processing of iron ore fines should be well suited to the processing of fine and very fine particles, since the particle size distribution of the material in the iron waste tanks varies from a d50 of 60 microns to 10 microns, which means that a significant fraction of the material is smaller than 75 microns and smaller than 25 microns. It is known that such very fine particles are difficult or impossible to process by existing technologies such as flotation or magnetic separation. Froth flotation, a wet processing method, is not suitable for processing very fine particles, since the selectivity of separation and the consumption of reagents are adversely affected by the presence of slimes and very fine particles. Wet and dry desliming of ores have been used, but these particles are lost in the process cycle as tailings and therefore represent both a loss in iron recovery and future environmental impacts.
Магнитные сепараторы, работающие как в мокром, так и в сухом режиме, часто используются при переработке железной руды в промышленных масштабах для получения крупных и умеренно мелких частиц. Мокрые магнитные сепараторы успешно применялись для мелких частиц, но их недостатком является образование влажных хвостов, требующих больших объемов воды и последующей сушки конечного концентрата. Ограничения сухих магнитных сепараторов по мелким частицам хорошо понятны из-за влияния потоков воздуха, сцепления частиц с частицами и сцепления частиц с ротором. Движение воздушных потоков оказывает сильное влияние на мелкие частицы, поэтому сортировка мелких частиц посредством способов сухой магнитной обработки, при которых частицы должны следовать по траектории, заданной движением ленты магнитного сепаратора, является нецелесообразной. Кроме того, для таких мелких частиц, магнитная сила выше, чем центробежная сила, приводящая к тому, что не содержащие Fe частицы железа проходят в магнитную зону. В дополнение к этим недостаткам, магнитные системы производят смешанную фракцию, т.е. фракцию промпродукта, которую затем необходимо либо перерабатывать в исходное сырье, либо перерабатывать в виде хвостов, либо смешивать с продуктом, что снижает качество конечного концентрата. Системы магнитных роликовых сепараторов являются неэффективными для мелких частиц из-за ограничений воздушных потоков и адгезии между частицами.Magnetic separators, both wet and dry, are frequently used in industrial iron ore processing to produce coarse and moderately fine particles. Wet magnetic separators have been used successfully for fine particles, but suffer from the disadvantage of producing wet tailings, requiring large volumes of water and subsequent drying of the final concentrate. The limitations of dry magnetic separators for fine particles are well understood due to the effects of air currents, particle-particle adhesion, and particle-rotor adhesion. Air currents have a strong effect on fine particles, so sorting fine particles using dry magnetic processing methods, in which the particles must follow a trajectory determined by the movement of the magnetic separator belt, is impractical. In addition, for such fine particles, the magnetic force is higher than the centrifugal force, causing non-Fe-containing iron particles to pass into the magnetic zone. In addition to these disadvantages, magnetic systems produce a mixed fraction, i.e. fraction of the middlings, which must then either be processed into feedstock, processed as tailings, or mixed with the product, which reduces the quality of the final concentrate. Magnetic roller separator systems are ineffective for fine particles due to air flow restrictions and particle-to-particle adhesion.
Электростатические сепараторы могут быть классифицированы по используемому методу зарядки. Три основных типа электростатических сепараторов включают: (1) роликовые сепараторы с ионизированным полем высокого натяжения (HTR), (2) электростатические пластинчатые (ESP) и экранные статические (ESS) сепараторы и (3) трибоэлектрические сепараторы, включающие системы ленточного сепаратора (BSS).Electrostatic separators can be classified by the charging method used. Three main types of electrostatic separators include: (1) high tension roller (HTR) ionized field separators, (2) electrostatic plate (ESP) and screen static (ESS) separators, and (3) triboelectric separators, including belt separator systems (BSS).
Роликовые системы высокого натяжения (HRT) не подходят для обработки мелких частиц, поскольку на мелкие частицы воздействуют потоки воздуха, и поэтому они не подходят для сортировки любыми средствами, основанными на сообщенном импульсе. Кроме того, такие устройства по своей сути ограничены в скорости обработки мелких частиц, которые они могут обрабатывать, из-за требования, чтобы каждая отдельная частица контактировала с приводным барабаном. По мере уменьшения размера частиц, площадь поверхности частиц на единицу веса резко увеличивается, что снижает эффективную скорость обработки таких устройств и делает их непригодными для обработки мелких частиц с коммерчески приемлемыми скоростями. В дополнение к этим эксплуатационным ограничениям, мелкие частицы, которые присутствуют в непроводящей фракции, трудно удалить прикрепленными к валкам из-за сильной электростатической силы по отношению к массе частиц. Ограничения таких устройств в отношении мелких частиц включают в себя то, что мелкие частицы прилипают к поверхности барабана, их трудно удалить, и ухудшается способность проводящих частиц вступать в контакт с барабаном. Поэтому такие сепараторы не подходят для очень мелких руд. Электростатическая сепарация (ES) железной руды использовалась только в относительно ограниченном коммерческом применении и только с относительно крупными частицами, размером более 75 микрон.High Tension Roller (HRT) systems are not suitable for handling fine particles because the fine particles are subject to air currents and are therefore unsuitable for classification by any means based on imparted momentum. In addition, such devices are inherently limited in the processing speed of fine particles they can handle due to the requirement that every individual particle be in contact with the drive drum. As particle size decreases, the particle surface area per unit weight increases dramatically, reducing the effective processing speed of such devices and making them unsuitable for handling fine particles at commercially acceptable speeds. In addition to these operational limitations, fine particles present in the non-conductive fraction are difficult to remove when attached to the rolls due to the strong electrostatic force relative to the mass of the particles. Limitations of such devices with respect to fine particles include the fact that the fine particles adhere to the drum surface and are difficult to remove, and the ability of conductive particles to contact the drum is impaired. Therefore, such separators are not suitable for very fine ores. Electrostatic separation (ES) of iron ore has only been used in relatively limited commercial applications and only with relatively large particles, greater than 75 microns in size.
Системы ленточного сепаратора (BSS) используются для разделения компонентов смесей частиц на основе зарядки различных компонентов за счет поверхностного контакта (т.е. трибоэлектрического эффекта). BSS предлагает преимущества по сравнению с электростатическими сепараторами HRT, ESP и ESS, включая сепараторы свободного падения или барабанные сепараторы, поскольку они идеально подходят для обработки мелких материалов, включая смеси частиц, которые содержат значительное количество материала менее 75 мкм, менее 50 мкм, менее 25 мкм и даже менее 10 мкм. Тем не менее, BSS ограничены в своей способности обрабатывать потоки материалов, которые содержат широкий диапазон распределения частиц по размерам и имеют высокое содержание влаги. Кроме того, для BSS требуются сыпучие и полностью высвободившиеся частицы, что является трудно достижимым при переработке отходов. BSS основана на трибозарядке или контактной зарядке, когда минеральные руды передают электрический заряд между другими компонентами смеси из-за различий в работе выхода. Следовательно, BSS являются наиболее эффективными, когда смесь частиц содержит минимум основных минеральных компонентов. По этим причинам, одни только BSS обычно не считаются подходящими для переработки мелкой железной руды или мелких хвостов железной руды, если не используются специальные способы предварительной обработки.Belt Separator Systems (BSS) are used to separate the components of particle mixtures based on the charging of the different components due to surface contact (i.e. the triboelectric effect). BSS offer advantages over HRT, ESP and ESS electrostatic separators, including free fall or drum separators, as they are ideal for handling fine materials, including particle mixtures that contain significant amounts of material below 75 µm, below 50 µm, below 25 µm and even below 10 µm. However, BSS are limited in their ability to handle material streams that contain a wide range of particle size distributions and have high moisture contents. In addition, BSS require free flowing and fully liberated particles, which is difficult to achieve in waste processing. BSS is based on tribocharging or contact charging, where mineral ores transfer electrical charge between other components of the mixture due to differences in work function. Therefore, BSS are most effective when the particle mixture contains a minimum of major mineral components. For these reasons, BSS alone is generally not considered suitable for processing fine iron ore or fine iron ore tailings unless special pre-treatment methods are used.
BSS ранее использовались для удаления железосодержащих минералов, таких как пирит, из сырья для производства стекла и предшественников керамики с целью улучшения цвета и белизны готовых керамических изделий. Эта система не содержала этапов предварительной обработки, таких как деагломеративная сушка и пневматическое фракционирование по размеру частиц для надлежащей подготовки мелких железосодержащих минералов для электростатической обработки. Не было продемонстрировано, что такая система эффективна для переработки железосодержащих минералов из хвостов или отходов железной руды, в которой желательно получить пригодные для продажи продукты из железной руды с содержанием железа 58% или выше. BSS являются наиболее эффективными при ограниченном количестве основных видов минералов, присутствующих в исходной смеси, или когда основные виды минералов, содержащиеся в исходной смеси, имеют сходные трибозарядные и рабочие свойства. Это имеет основополагающее значение для работы из-за необходимости для видов минералов передавать электрический заряд друг другу во время трибозарядки. Присутствие глины или шлама, смешанных с мелкой железной рудой, приводит к ухудшению характеристик BSS. Аспекты и варианты выполнения настоящего раскрытия направлены на устранение этого ограничения путем разделения глинистых минералов по размеру частиц с использованием пневматической сегрегации по размерам, для обеспечения избирательного отделения мелкого железа от неглинистых пустых минералов.BSS have previously been used to remove iron-containing minerals such as pyrite from glass and ceramic precursor feedstocks to improve the colour and whiteness of finished ceramic products. This system did not include pre-treatment steps such as de-agglomerative drying and pneumatic particle size fractionation to properly prepare fine iron-containing minerals for electrostatic processing. Such a system has not been demonstrated to be effective for processing iron-containing minerals from iron ore tailings or wastes where saleable iron ore products with iron grades of 58% or greater are desired. BSS are most effective when the number of major mineral species present in the feed mixture is limited or when the major mineral species present in the feed mixture have similar tribo-charging and handling properties. This is essential to performance due to the need for mineral species to transfer electrical charge to each other during tribo-charging. The presence of clay or sludge mixed with fine iron ore results in deterioration of BSS performance. Aspects and embodiments of the present disclosure are directed to addressing this limitation by separating clay minerals by particle size using pneumatic size segregation to provide selective separation of fine iron from non-clay gangue minerals.
Аспекты и варианты выполнения настоящего раскрытия относятся к системе переработки мелких и очень мелких железных РУД полностью безводным способом, как иллюстрировано на фиг. 1. Бедная железная руда подается в систему динамической воздушной классификации или в статическую циклонную систему (03), которая выполняет сегрегацию в зависимости от размера частиц. Мелкая фракция воздушного классификатора (04) (которая может состоять из мелких и/или очень мелких частиц железной руды) подается в систему электростатической сепарации (06) и, в частности, в систему ленточной сепарации (BSS), где руда сортируется на фракцию железного концентрата (07) и фракцию отходов (08), которая сушится и складируется. Более крупная фракция (09) из системы динамической воздушной классификации или системы воздушной классификации (03) может быть дополнительно обработана подходящей технологией (магнит, флотация, BSS).Aspects and embodiments of the present disclosure relate to a system for processing fine and very fine iron ore in a completely anhydrous manner, as illustrated in Fig. 1. Lean iron ore is fed to a dynamic air classification system or a static cyclone system (03), which performs segregation depending on the particle size. The fine fraction of the air classifier (04) (which may consist of fine and/or very fine iron ore particles) is fed to an electrostatic separation system (06) and, in particular, to a belt separation system (BSS), where the ore is sorted into an iron concentrate fraction (07) and a waste fraction (08), which is dried and stored. The larger fraction (09) from the dynamic air classification system or the air classification system (03) can be further processed by a suitable technology (magnet, flotation, BSS).
Система воздушной классификации (03) может быть либо статической (т.е. циклонной), либо динамической системой классификации, либо комбинацией таких устройств. Преимущество воздушной классификации заключается в том, что она позволяет получать сухие потоки руды с узким распределением частиц по размерам с контролем размеров фракций и крупности. В проиллюстрированном варианте выполнения, система воздушной классификации используется для обработки железных руд, что позволяет получить поток мелких и/или очень мелких частиц. Согласно одному аспекту и варианту выполнения, мелкие частицы получаются путем изменения различных рабочих параметров системы пневматической классификации таким образом, чтобы можно было получить диапазон размеров верхней фракции и распределение частиц по размерам. В системе воздушной классификации, включающей колесо динамической классификации и циклонный уловитель, распределение частиц продуктов по размерам и их крупности может быть управляемым посредством изменения некоторых переменных, таких как скорость колеса классификатора, поток воздуха, количество материала, вводимого в систему классификации, и соотношение воздуха и твердых частиц.The air classification system (03) can be either a static (i.e. cyclone) or a dynamic classification system, or a combination of such devices. The advantage of air classification is that it allows for dry ore streams with a narrow particle size distribution with control of fraction sizes and fineness. In the illustrated embodiment, the air classification system is used for processing iron ores, which allows for a stream of fine and/or very fine particles to be obtained. According to one aspect and embodiment, fine particles are obtained by varying various operating parameters of the pneumatic classification system so that a range of upper fraction sizes and a particle size distribution can be obtained. In an air classification system comprising a dynamic classification wheel and a cyclone collector, the particle size distribution of the products and their fineness can be controlled by varying certain variables, such as the speed of the classifier wheel, the air flow, the amount of material introduced into the classification system, and the air to solids ratio.
Фиг. 2 иллюстрирует другой вариант выполнения системы и способа, в котором руда полностью высушивается и деагломерируется посредством сушилки (22). Система и способ включают переработку природной мелочи или отходов (20) бедной железной руды, которые высушиваются и тщательно деагломерируются посредством сушилки с мешалкой (22), такой как трубчатая сушилка с воздушной продувкой или другое подобное устройство для термической сушки. Устройство сушилки-деагломератора (22) снижает содержание влаги в поступающей руде, особенно в условиях, когда бедная железная руда ранее хранилась в виде мокрых хвостов или перерабатывалась мокрыми способами. Осушитель включает в себя трубу и генератор горячего газа, который чаще всего будет использовать в качестве топлива природный газ или мазут. Сушилка с генератором горячего газа работает при температурах до 1050°С, при этом температура материала на выходе поддерживается ниже 120°С. Мешалка или сушилка с мешалкой используется для деагломерации руды перед сепарацией частиц по размерам и процессом электростатической сепарации, поскольку и устройства, и процессы представляют собой процессы физической сепарации, которые лучше всего подходят, когда минеральные фазы высвобождаются или физически отделяются друг от друга. Высушенная железная руда (23) подается в систему (25) электростатической сепарации и, в частности, в систему ленточной сепарации (BSS), где руда сортируется на фракцию железного концентрата (26) и фракцию (27) низкосортного железа, которая является сухой и складируемой.Fig. 2 illustrates another embodiment of the system and method, in which the ore is thoroughly dried and deagglomerated by means of a dryer (22). The system and method include processing natural fines or waste (20) of low-grade iron ore, which are dried and thoroughly deagglomerated by means of a stirred dryer (22), such as an air-blown tube dryer or other similar thermal drying device. The device of the dryer-deagglomerator (22) reduces the moisture content of the incoming ore, especially in conditions where the low-grade iron ore has previously been stored as wet tailings or processed by wet methods. The dryer includes a pipe and a hot gas generator, which will most often use natural gas or fuel oil as a fuel. The dryer with a hot gas generator operates at temperatures up to 1050 ° C, while the temperature of the material at the outlet is maintained below 120 ° C. The mixer or mixer dryer is used to deagglomerate the ore prior to particle size separation and the electrostatic separation process, as both the devices and processes are physical separation processes that are best suited when mineral phases are liberated or physically separated from each other. The dried iron ore (23) is fed to the electrostatic separation system (25) and in particular to the belt separation system (BSS), where the ore is sorted into an iron concentrate fraction (26) and a low-grade iron fraction (27) that is dry and stockpiled.
Фиг. 3 иллюстрирует другой вариант выполнения системы и способа, в котором руда полностью высушивается и деагломерируется в сушилке (42) и разделяется на две фракции по размеру частиц посредством одной системы (43) воздушной классификации. Система и способ включают переработку природной мелочи или отходов (40) бедной железной руды, которые затем сушатся и тщательно деагломерируют посредством сушилки с мешалкой (42), такой как трубчатая сушилка с воздушной продувкой или другое подобное устройство термической сушки. Бедная железная руда подается в систему динамической воздушной классификации или в статическую циклонную систему (43), которая выполняет сегрегацию в зависимости от размера частиц. Мелкая фракция воздушного классификатора (которая может состоять из мелких и/или очень мелких частиц железной руды) (44) подается в систему (46) электростатической сепарации и, в частности, в систему ленточной сепарации (BSS), где руда сортируется на фракцию железного концентрата (47) и фракцию отходов (48), которая сушится и складируется.Fig. 3 illustrates another embodiment of the system and method, in which the ore is thoroughly dried and deagglomerated in the dryer (42) and separated into two fractions by particle size by means of a single air classification system (43). The system and method include processing natural fines or waste (40) of lean iron ore, which is then dried and thoroughly deagglomerated by means of a stirred dryer (42), such as an air-blown tube dryer or other similar thermal drying device. The lean iron ore is fed to a dynamic air classification system or to a static cyclone system (43), which performs segregation depending on particle size. The air classifier fines fraction (which may consist of fine and/or very fine iron ore particles) (44) is fed to an electrostatic separation system (46) and, in particular, to a belt separation system (BSS), where the ore is sorted into an iron concentrate fraction (47) and a waste fraction (48), which is dried and stockpiled.
Фиг. 4 иллюстрирует другой вариант выполнения системы и способа, в котором руда полностью высушивается и деагломерируется в сушилке (62) и разделяется минимум на три фракции по размеру частиц посредством двух или более систем (63, 65) воздушной классификации. Первичный воздушный сепаратор (63) принимает высушенный выход из сушилки и создает более крупный поток (73) сухой руды, который может быть дополнительно переработан посредством подходящей технологии (магнит, флотация, BSS). Более мелкий материал (64) из системы (63) первичной воздушной классификации затем отделяется во вторичной системе (65) воздушной классификации, при этом более крупный поток (66), содержащий значительную долю мелких и очень мелких частиц, обрабатывается системой (67) BSS, производя фракцию (68) железного концентрата и фракцию(69) отходов, которая является сухой и может складироваться. Более мелкий материал (70) из вторичной системы (65) воздушной классификации собирается приемником (71) с тканевым фильтром. Сухая шламовая фракция (72), которая является самой мелкой фракцией вторичной системы классификации (65), собранная в фильтрующем приемнике (71), представляет собой сухие хвосты, которые являются складируемыми.Fig. 4 illustrates another embodiment of the system and method, in which the ore is completely dried and deagglomerated in the dryer (62) and separated into at least three particle size fractions by two or more air classification systems (63, 65). The primary air separator (63) receives the dried output from the dryer and creates a larger stream (73) of dry ore, which can be further processed by means of a suitable technology (magnet, flotation, BSS). The finer material (64) from the primary air classification system (63) is then separated in a secondary air classification system (65), while the larger stream (66), containing a significant proportion of fines and very fines, is processed by a BSS system (67), producing a fraction (68) of iron concentrate and a fraction (69) of waste, which is dry and can be stockpiled. The finer material (70) from the secondary air classification system (65) is collected by a receiver (71) with a fabric filter. The dry sludge fraction (72), which is the finest fraction of the secondary classification system (65), collected in the filter receiver (71), is dry tailings, which are stockpiled.
Фиг. 5 иллюстрирует другой вариант выполнения системы и способа, в котором руда полностью высушивается и деагломерируется в сушилке (82) и разделяется минимум на три фракции по размеру частиц посредством двух или более систем (83, 85) воздушной классификации. Первичный воздушный сепаратор (83) принимает высушенный выход из сушилки и создает более крупный поток (93) сухой руды, который может быть дополнительно переработан посредством BSS (94). Более мелкий материал (84) из первичной системы (83) воздушной классификации затем отделяется во вторичной системе (85) воздушной классификации, при этом более крупный поток (86), содержащий значительную долю мелких и очень мелких частиц, обрабатывается BSS (87), где руда сортируется на фракцию железного концентрата (88) и фракцию отходов (89), которая является сухой и складируемой. Более мелкий материал (90) из вторичной системы (85) воздушной классификации собирается приемником (91) с тканевым фильтром. Сухая шламовая фракция (92), которая является самой мелкой фракцией вторичной системы классификации (85), собранная в фильтрующем приемнике (91), представляет собой сухие хвосты, которые являются складируемыми.Fig. 5 illustrates another embodiment of the system and method, in which the ore is completely dried and deagglomerated in the dryer (82) and separated into a minimum of three particle size fractions by two or more air classification systems (83, 85). The primary air classifier (83) receives the dried output from the dryer and creates a larger stream (93) of dry ore, which can be further processed by the BSS (94). The finer material (84) from the primary air classification system (83) is then separated in a secondary air classification system (85), while the larger stream (86), containing a significant proportion of fines and very fines, is processed by the BSS (87), where the ore is sorted into an iron concentrate fraction (88) and a waste fraction (89), which is dry and stockpiled. The finer material (90) from the secondary air classification system (85) is collected by a receiver (91) with a fabric filter. The dry sludge fraction (92), which is the finest fraction of the secondary classification system (85), collected in the filter receiver (91), is dry tailings, which are stockpiled.
Фиг. 6 иллюстрирует другой вариант выполнения системы и способа, в котором руда полностью высушивается и деагломерируется в сушилке (103) и разделяется минимум на три фракции по размеру частиц посредством двух или более систем (104, 106) воздушной классификации. Первичный воздушный сепаратор (104) принимает высушенный выход из сушилки и создает более крупный поток (117) сухой руды, который может быть дополнительно переработан посредством подходящей технологии (магнит, флотация, BSS). Более мелкий материал (105) из первичной системы (104) воздушной классификации затем отделяется во вторичной системе (106) воздушной классификации, посредством чего более крупный поток (107), содержащий значительную долю мелких и очень мелких частиц, обрабатывается BSS (108), где руда сортируется на фракцию железного концентрата (109) и фракцию отходов (110), которая является сухой и складируемой. Сухая шламовая фракция (111), которая в настоящее время содержит большую часть только глинистых минералов и минералов железа, перерабатывается другой BSS (113), при этом сухие отходы (115) представляют собой складируемые хвосты.Fig. 6 illustrates another embodiment of the system and method, in which the ore is completely dried and deagglomerated in the dryer (103) and separated into at least three particle size fractions by two or more air classification systems (104, 106). The primary air classifier (104) receives the dried output from the dryer and creates a larger stream (117) of dry ore, which can be further processed by means of a suitable technology (magnet, flotation, BSS). The finer material (105) from the primary air classification system (104) is then separated in a secondary air classification system (106), whereby the larger stream (107), containing a significant proportion of fines and very fines, is processed by the BSS (108), where the ore is sorted into an iron concentrate fraction (109) and a waste fraction (110), which is dry and stockpiled. The dry sludge fraction (111), which currently contains most of only clay and iron minerals, is processed by another BSS (113), with the dry waste (115) being the stockpiled tailings.
Фиг. 7 иллюстрирует другой вариант выполнения системы и способа, в котором руда полностью высушивается и деагломерируется системой осушителя-деагломератора (142) и разделяется как минимум на три фракции по размеру частиц посредством двух или более систем (143, 145) воздушной классификации. Первичный воздушный сепаратор (143) принимает высушенный выход из сушилки и создает более крупный поток (156) сухой руды, который может быть дополнительно переработан посредством подходящей технологии (магнит, флотация, BSS). Более мелкий материал (14 4) из системы (143) первичной воздушной классификации затем отделяется во вторичной системе (145) воздушной классификации, посредством чего более крупный поток (146), содержащий значительную долю мелких и очень мелких частиц, обрабатывается системой (147) BSS. Сухие отходы (14 9) из первичной BSS (147) обрабатываются вторичной BSS (150), а продукт из BSS (151) рециркулируется в первичный BSS (147). Фракция отходов из вторичной BSS (150) является сухой и складируемой. Более мелкий материал (153) из вторичной системы (145) воздушной классификации собирается приемником (154) с тканевым фильтром. Сухая шламовая фракция (155), которая является самой мелкой фракцией вторичной системы классификации (145), собранная в фильтрующем приемнике (154), представляет собой сухие хвосты, которые являются складируемыми.Fig. 7 illustrates another embodiment of the system and method, in which the ore is completely dried and deagglomerated by the dryer-deagglomerator system (142) and separated into at least three particle size fractions by two or more air classification systems (143, 145). The primary air separator (143) receives the dried output from the dryer and creates a larger stream (156) of dry ore, which can be further processed by means of a suitable technology (magnet, flotation, BSS). The finer material (14 4) from the primary air classification system (143) is then separated in the secondary air classification system (145), whereby the larger stream (146), containing a significant proportion of fine and very fine particles, is processed by the BSS system (147). The dry waste (14 9) from the primary BSS (147) is processed by the secondary BSS (150) and the product from the BSS (151) is recycled to the primary BSS (147). The waste fraction from the secondary BSS (150) is dry and stockpiled. The finer material (153) from the secondary air classification system (145) is collected by the fabric filter receiver (154). The dry sludge fraction (155), which is the finest fraction of the secondary classification system (145), is collected in the filter receiver (154) and is dry tailings, which are stockpiled.
Фиг. 8 иллюстрирует другой вариант выполнения системы и способа, в котором руда полностью высушивается и деагломерируется посредством системы (203) осушителя-деагломератора и разделяется минимум на три фракции по размеру частиц посредством двух или более систем (204, 206) воздушной классификации. Первичный воздушный сепаратор (204) принимает высушенный выход из сушилки и создает более крупный поток (216) сухой руды, который дополнительно перерабатывается посредством BSS (217). Более мелкий материал (205) из первичной системы (204) воздушной классификации затем отделяется во вторичной системе (206) воздушной классификации, посредством чего более крупный поток (207), содержащий значительную долю мелких и очень мелких частиц, обрабатывается BSS (208), где руда сортируется на фракцию железного концентрата (209) и фракцию отходов (210), которая является сухой и складируемой. Более мелкий материал (211) из вторичной системы (206) воздушной классификации собирается приемником (212) с тканевым фильтром и обрабатывается другой BSS (213), при этом сухие отходы (215) представляют собой складируемые хвосты.Fig. 8 illustrates another embodiment of the system and method, in which the ore is completely dried and deagglomerated by the dryer-deagglomerator system (203) and separated into a minimum of three particle size fractions by two or more air classification systems (204, 206). The primary air classifier (204) receives the dried output from the dryer and creates a larger stream (216) of dry ore, which is further processed by the BSS (217). The finer material (205) from the primary air classification system (204) is then separated in a secondary air classification system (206), whereby the larger stream (207), containing a significant proportion of fines and very fines, is processed by the BSS (208), where the ore is sorted into an iron concentrate fraction (209) and a waste fraction (210), which is dry and stockpiled. The finer material (211) from the secondary air classification system (206) is collected by a receiver (212) with a fabric filter and processed by another BSS (213), with the dry waste (215) being the stockpiled tailings.
Фиг. 9 иллюстрирует другой вариант выполнения системы и способа, в котором руда полностью высушивается и деагломерируется системой осушителя-деагломератора (242) и разделяется как минимум на три фракции по размеру частиц посредством двух или более систем (243, 245) воздушной классификации. Первичный воздушный сепаратор (243) принимает высушенный выход из сушилки и создает более крупный поток (256) сухой руды, который может быть дополнительно переработан посредством подходящей технологии (магнит, флотация, BSS). Более мелкий материал (244) из системы (243) первичной воздушной классификации затем отделяется во вторичной системе (245) воздушной классификации, посредством чего более крупный поток (246), содержащий значительную долю мелких и очень мелких частиц, обрабатывается системой (247) BSS. Сухие отходы (249) из первичной BSS (247) перерабатываются во вторичном BSS (250), а продукт из вторичной BSS (251) имеет достаточно высокое содержание железа, чтобы его можно было рассматривать как товарный концентрат железа без дополнительной очистки. Фракция (252) отходов из вторичной BSS (250) является сухой и складируемой. Более мелкий материал (253) из вторичной системы (245) воздушной классификации собирается приемником (254) с тканевым фильтром. Сухая шламовая фракция (255), которая является самой мелкой фракцией вторичной системы классификации (245), собранная в фильтрующем приемнике (254), представляет собой сухие хвосты, которые являются складируемыми.Fig. 9 illustrates another embodiment of the system and method, in which the ore is completely dried and deagglomerated by the dryer-deagglomerator system (242) and separated into at least three particle size fractions by two or more air classification systems (243, 245). The primary air separator (243) receives the dried output from the dryer and creates a larger stream (256) of dry ore, which can be further processed by means of a suitable technology (magnet, flotation, BSS). The finer material (244) from the primary air classification system (243) is then separated in a secondary air classification system (245), whereby the larger stream (246), containing a significant proportion of fine and very fine particles, is processed by the BSS system (247). The dry rejects (249) from the primary BSS (247) are processed in the secondary BSS (250) and the product from the secondary BSS (251) has a high enough iron content to be considered as a saleable iron concentrate without further purification. The reject fraction (252) from the secondary BSS (250) is dry and stockpiled. The finer material (253) from the secondary air classification system (245) is collected in the fabric filter receiver (254). The dry slurry fraction (255), which is the finest fraction of the secondary classification system (245), is collected in the filter receiver (254) and constitutes the dry tailings, which are stockpiled.
ПРИМЕРЫ ВОЗМОЖНОГО ИСП0ЛВ30 ВАНИЯEXAMPLES OF POSSIBLE USE
Для подтверждения эффективности настоящего изобретения образцы железной руды были испытаны с использованием новой системы.To confirm the effectiveness of the present invention, iron ore samples were tested using the new system.
Пример 1Example 1
В одном примере, обработка образца мелкой железной руды была завершена системой воздушной классификации, за которой следовала система трибоэлектростатического ленточного сепаратора. Задача исследования состояла в том, чтобы продемонстрировать эффективность системы и способа переработки очень мелкой железной руды, которую невозможно извлечь посредством обычных технологий, и в частности, невозможно извлечь посредством традиционных технологий сухой обработки.In one example, a sample of fine iron ore was processed using an air classification system followed by a triboelectrostatic belt separator system. The objective of the study was to demonstrate the effectiveness of the system and method for processing very fine iron ore that is not recoverable by conventional technologies, and in particular, not recoverable by conventional dry processing technologies.
Основные минералогические фазы пробы сырья показаны в Таблице 1 ниже. Образец имел простую минералогию. Основным Fe извлекаемым минеральным веществом в образце был гематит, а основной минерал породы присутствовал в виде кварца.The major mineralogical phases of the raw sample are shown in Table 1 below. The sample had a simple mineralogy. The main Fe extractable mineral in the sample was hematite, and the main rock mineral was present as quartz.
Указанные образцы железной руды были обработаны с использованием новой системы воздушной классификации и системы ленточных сепараторов в демонстрационном масштабе с конкретной целью увеличить концентрацию Fe в очень мелкой железной руде, которую в противном случае нельзя было бы извлечь с помощью обычных технологий. Система классификации представляла собой динамический пневматический классификатор со скоростью вращения ротора 4500 об/мин и массовым отношением воздуха к твердым частицам 16,3.The iron ore samples in question were processed using a new air classification system and belt separator system on a demonstration scale with the specific objective of increasing the Fe concentration in very fine iron ore that would otherwise be unrecoverable using conventional technologies. The classification system was a dynamic air classifier with a rotor speed of 4500 rpm and an air to solids mass ratio of 16.3.
Мелкая фракция была получена с размером частиц D50=15 микрон и D90=33 микрона, что значительно меньше размера частиц, при котором эффективны традиционные технологии переработки железной руды. Поскольку мелкий размер частиц руды сделал бы ее непригодной для других технологий переработки, любой произведенный концентрат был отведен от потока отходов, и таким образом позволило избежать необходимости захоронения его в хвостохранилище или отвале.The fine fraction was obtained with particle sizes of D50=15 microns and D90=33 microns, which is significantly smaller than the particle size at which traditional iron ore processing technologies are effective. Since the fine particle size of the ore would make it unsuitable for other processing technologies, any concentrate produced was diverted from the waste stream, thus avoiding the need to dispose of it in a tailings dam or dump.
Было измерено, что фракция подрешетного продукта классификатора имеет D50=65 микрон, которая может быть обработана BSS. В этом примере, фракция подрешетного продукта классификатора также была обработана BSS.It was measured that the undersize fraction of the classifier has D50=65 microns, which can be processed by BSS. In this example, the undersize fraction of the classifier was also processed by BSS.
Таким образом, пример демонстрирует, что этапы предварительной обработки, такие как сушка, деагломерация и критическая воздушная классификация, улучшили селективность разделения фракции подрешетного продукта классификатора, одновременно позволив получить концентрат железной руды с высоким содержанием +65% из фракции d50=15 мкм. Важно отметить, что BSS не производит промежуточную фракцию, а вместо этого обеспечивает концентрат, который можно продавать напрямую, и хвостовую фракцию, которая является сухой и, следовательно, складируемой.Thus, the example demonstrates that pre-treatment steps such as drying, deagglomeration and critical air classification improved the selectivity of the classifier undersize fraction separation, while simultaneously producing a high grade iron ore concentrate of +65% from the d50=15 µm fraction. It is important to note that BSS does not produce an intermediate fraction, but instead provides a concentrate that can be sold directly and a tail fraction that is dry and therefore stockpilable.
Пример 2Example 2
В другом примере, обработка образца мелкой железной руды была завершена после серии ступеней воздушной классификации.In another example, processing of a fine iron ore sample was completed after a series of air classification steps.
Материал подвергался воздушной классификации на нескольких ступенях воздушной классификации, при этом более мелкая фракция подавалась в BSS.The material was air classified through several air classification stages, with the finer fraction being fed to the BSS.
Мелкая фракция, которая была обработана BSS, имела размер частиц D50=7 микрон и D90=16 микрона, что значительно меньше размера частиц, при котором эффективны традиционные технологии переработки железной руды.The fine fraction processed by BSS had a particle size of D50=7 microns and D90=16 microns, which is significantly smaller than the particle size at which traditional iron ore processing technologies are effective.
Пример 3Example 3
В одном примере, обработка образца мелкой железной руды была завершена системой воздушной классификации, за которой следовала система трибоэлектростатического ленточного сепаратора.In one example, processing of a fine iron ore sample was completed by an air classification system followed by a triboelectrostatic belt separator system.
Указанные образцы железной руды были обработаны с использованием новой системы воздушной классификации и системы ленточных сепараторов в демонстрационном масштабе с конкретной целью увеличить концентрацию Fe в очень мелкой железной руде, которую в противном случае нельзя было бы извлечь посредством обычных технологий. Обработка с использованием системы ленточного сепаратора также выполнялась на входе в классификатор, чтобы продемонстрировать влияние воздушной классификации на сепарацию BSS. Система классификации представляла собой динамический пневматический классификатор со скоростью вращения ротора 10,000 об/мин.The iron ore samples were processed using a new air classification system and a belt separator system on a demonstration scale with the specific aim of increasing the Fe concentration in very fine iron ore that would otherwise not be recoverable using conventional technologies. The belt separator system was also processed at the inlet of the classifier to demonstrate the effect of air classification on BSS separation. The classification system was a dynamic pneumatic classifier with a rotor speed of 10,000 rpm.
Вход классификатора, обработанный BSS, имел размер частиц D50=5 микрон и D90=39 микрон, что значительно меньше размера частиц, при котором эффективны традиционные технологии переработки железной руды.The classifier input processed by BSS had a particle size of D50=5 microns and D90=39 microns, which is significantly smaller than the particle size at which traditional iron ore processing technologies are effective.
Мелкая фракция была получена с D50=3 мкм и D90=8 мкм и имела повышенное содержание глин, которые, как известно, ухудшают производительность железорудных обогатительных фабрик, включая BSS. Мелкую фракцию отбрасывали в виде шлама.The fine fraction was obtained with D50=3 µm and D90=8 µm and had an increased clay content, which is known to impair the performance of iron ore beneficiation plants, including BSS. The fine fraction was discarded as sludge.
Было измерено, что дешламированная фракция имеет D50=28 микрон и, таким образом, содержит значительные количества богатого железом материала в диапазоне <20 микрон, в котором традиционные технологии переработки железной руды являются неэффективными.The deslimed fraction was measured to have a D50=28 microns and thus contains significant amounts of iron-rich material in the <20 microns range where conventional iron ore processing technologies are ineffective.
Таким образом, пример демонстрирует, что этапы предварительной обработки, такие как сушка, деагломерация и воздушная классификация, улучшили селективность разделения дешламированной фракции, позволив получить концентрат железной руды с высоким содержанием +58% из дешламированной фракции d50=28 мкм.Thus, the example demonstrates that pre-treatment steps such as drying, deagglomeration and air classification improved the selectivity of the deslimed fraction separation, allowing the production of high grade iron ore concentrate +58% from the deslimed fraction d50=28 µm.
Пример 4Example 4
В другом примере, обработка образца мелкой железной руды была завершена системой трибоэлектростатического ленточного сепаратора.In another example, the processing of a fine iron ore sample was completed with a triboelectrostatic belt separator system.
Основные минералогические фазы пробы сырья показаны в Таблице 11 ниже. Образец имел простую минералогию. Основным Fe извлекаемыми минералогическими веществами в образце были гематит и гетит, а основной минерал породы присутствовал в виде кварца.The major mineralogical phases of the raw sample are shown in Table 11 below. The sample had a simple mineralogy. The main Fe extractable mineralogy in the sample was hematite and goethite, and the main rock mineral was present as quartz.
Образец, обработанный BSS, имеет D50=23 микрона и D90=59 микрон и, таким образом, содержит значительное количество богатого железом материала в диапазоне <20 микрон, в котором традиционные технологии переработки железной руды являются неэффективными.The BSS processed sample has a D50=23 microns and D90=59 microns and thus contains significant amounts of iron rich material in the <20 microns range where conventional iron ore processing technologies are ineffective.
Таким образом, пример демонстрирует, что этапы предварительной обработки, такие как сушка и деагломерации с последующим разделением BSS, позволяют получить концентрат железной руды с высоким содержанием +60% из образца d50=23 мкм.Thus, the example demonstrates that pre-treatment steps such as drying and deagglomeration followed by BSS separation allow the production of high grade iron ore concentrate +60% from a d50=23 µm sample.
Пример 5Example 5
В другом примере обработка образца железной руды, содержащей значительное количество карбонатов, была завершена системой трибоэлектростатического ленточного сепаратора.In another example, the processing of an iron ore sample containing significant amounts of carbonates was completed with a triboelectrostatic belt separator system.
Основные минералогические фазы пробы сырья показаны в Таблице 14 ниже. Образец содержал значительное количество карбонатов (пример: доломит). Основным Fe извлекаемым минеральным веществом в образце был гематит, а основные минералы породы присутствовали в виде кварца и карбонатов.The main mineralogical phases of the raw sample are shown in Table 14 below. The sample contained significant amounts of carbonates (example: dolomite). The main Fe extractable mineral in the sample was hematite, and the main rock minerals were quartz and carbonates.
Образец, обработанный BSS, имеет D50=62 микрона и D90=165 микрон, который может быть обработан BSS.The BSS treated sample has D50=62 microns and D90=165 microns, which can be treated with BSS.
Таким образом, пример демонстрирует, что этапы предварительной обработки, такие как сушка и деагломерация с последующим разделением BSS, позволяют получить концентрат железной руды с высоким содержанием +60% из образца d50=б2 мкм, содержащего карбонаты.Thus, the example demonstrates that pre-treatment steps such as drying and deagglomeration followed by BSS separation allow the production of high grade iron ore concentrate +60% from a d50=62 µm sample containing carbonates.
Таким образом, описаны некоторые варианты выполнения системы для обогащения очень мелкой железной руды; различные изменения, модификации и усовершенствования будут очевидны специалистам в данной области техники. Такие изменения, вариации и усовершенствования предназначены для того, чтобы соответствовать сущности и объему заявки. Соответственно, приведенное выше описание приведено в качестве примера и не предназначено для ограничения. Применение ограничено только тем, что определено в следующей формуле изобретения и ее эквивалентах.Thus, some embodiments of the system for enriching very fine iron ore have been described; various changes, modifications and improvements will be obvious to those skilled in the art. Such changes, variations and improvements are intended to correspond to the spirit and scope of the application. Accordingly, the above description is given by way of example and is not intended to be limiting. The application is limited only by what is defined in the following claims and their equivalents.
Claims (35)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US63/042,261 | 2020-06-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2840806C1 true RU2840806C1 (en) | 2025-05-28 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1758748C3 (en) * | 1967-08-04 | 1978-03-23 | Consiglio Nazionale Delle Ricerche, Rom | Electrostatic free-fall separator |
| SU1007735A1 (en) * | 1982-01-08 | 1983-03-30 | Предприятие П/Я В-8413 | Method of continuous electrostatic spreading of fine powder-like materials |
| RU2152263C1 (en) * | 1995-03-03 | 2000-07-10 | Сепарейшн Текнолоджиз, Инк. | Separation apparatus with belt conveyor and method for separating mixture particles |
| RU2163168C2 (en) * | 1995-04-28 | 2001-02-20 | Сепарейшн Текнолоджиз, Инк. | Methods and device for electrostatic separation |
| US10207275B2 (en) * | 2012-10-26 | 2019-02-19 | Vale S.A. | Iron ore concentration process with grinding circuit, dry desliming and dry or mixed (dry and wet) concentration |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1758748C3 (en) * | 1967-08-04 | 1978-03-23 | Consiglio Nazionale Delle Ricerche, Rom | Electrostatic free-fall separator |
| SU1007735A1 (en) * | 1982-01-08 | 1983-03-30 | Предприятие П/Я В-8413 | Method of continuous electrostatic spreading of fine powder-like materials |
| RU2152263C1 (en) * | 1995-03-03 | 2000-07-10 | Сепарейшн Текнолоджиз, Инк. | Separation apparatus with belt conveyor and method for separating mixture particles |
| RU2163168C2 (en) * | 1995-04-28 | 2001-02-20 | Сепарейшн Текнолоджиз, Инк. | Methods and device for electrostatic separation |
| US10207275B2 (en) * | 2012-10-26 | 2019-02-19 | Vale S.A. | Iron ore concentration process with grinding circuit, dry desliming and dry or mixed (dry and wet) concentration |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2309611C (en) | Method for upgrading iron ore utilizing multiple magnetic separators | |
| Jordens et al. | Beneficiation of the Nechalacho rare earth deposit. Part 1: Gravity and magnetic separation | |
| US20240316573A1 (en) | Process for dry beneficiation of fine and very fine iron ore by size and electrostatic segregation | |
| Chelgani et al. | Dry mineral processing | |
| US20240376563A1 (en) | Process for dry beneficiation of bauxite minerals by electrostatic segregation | |
| US2990124A (en) | System for separating magnetic susceptible particles | |
| CN116474932B (en) | Magnetic-electric-floating combined sorting process for high-carbonate mixed iron ore | |
| CN105057086A (en) | Processing method for fine-grained disseminated rutile ore difficult to separate | |
| RU2840806C1 (en) | System for enrichment of fine and very fine particles of iron ore (embodiments) | |
| Bikbov et al. | Low‐Intensity Magnetic Separation: Principal Stages of a Separator Development–What is the Next Step? | |
| AU2020101235A4 (en) | Method for the Beneficiation of Iron Ore Streams | |
| Kaya | Sorting and separation of WPCBs | |
| Bittnera et al. | Electrostatic beneficiation of phosphate ores: Review of past work and discussion of an improved separation system | |
| El-Rehiem et al. | Removal of colouring materials from Egyptian albite ore | |
| BR112022022189B1 (en) | SYSTEM FOR PROCESSING FINE AND VERY FINE IRON ORE PARTICLES | |
| BR122024012809A2 (en) | METHOD AND SYSTEM FOR PROCESSING FINE AND VERY FINE IRON ORE PARTICLES | |
| BR122024012809B1 (en) | METHOD FOR BENEFITING FINE AND VERY FINE IRON ORE PARTICLES | |
| Rath et al. | A comparative study on processing of high alumina hematite iron ore by gravity, magnetic and flotation methods | |
| Da-He | Research and commercialisation of treatment of fine Ilmenite with SLON magnetic separators | |
| Sis et al. | Enrichment of low-grade magnetite ore by magnetic and gravity separations: Effect of particle size | |
| CN115283129B (en) | A method for efficiently enriching low-grade fluorite ore | |
| RU2839518C1 (en) | Method of processing iron-containing dust | |
| Ahmed | Processing of Saudi talc ore for filler industries–Part 2: Magnetic separation and flotation | |
| Nandanwar et al. | Effect of Hydrocyclone Process Parameters on Desliming of Low-Grade Indian Iron Ores with Respect to their Optimum Utilization | |
| Das | Value Addition to Ores through Beneficiation |