سولفورزدایی کنسانتره سنگ ‌آهن سنگان به روش فلوتاسیون

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، فراوری مواد معدنی، گروه مهندسی معدن، دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند

2 دانشیار، فراوری مواد معدنی، گروه مهندسی معدن، دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند

3 کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی معدن ،دانشگاه بیرجند

چکیده

فلوتاسیون مرسوم­ترین روش گوگردزدایی کنسانتره آهن در کارخانه­های فرآوری سنگ آهن است. هدف از انجام پژوهش حاضر بررسی امکان افزایش کارآیی متالورژیکی مدار فلوتاسیون کارخانه فرآوری سنگ آهن سنگان است. بررسی داده­های عملیاتی کارخانه نشان داد که عیار گوگرد کنسانتره کارخانه­ سنگ آهن سنگان در برخی شرایط بیش از حد مجاز (25/0%>) برای مصرف واحدهای گندله­سازی است. برای این منظور آزمایش‌های فلوتاسیون آزمایشگاهی و صنعتی در شرایط عملیاتی مختلف انجام شدند. در آزمایش­های فلوتاسیون آزمایشگاهی اثر پارامترهایی از قبیل غلظت کلکتور (g/t 105-65)، غلظت کفساز (g/t 75-45)، درصد جامد پالپ (33-27%) و pH (10-6) بررسی شد. نتایج آزمایش‌های فلوتاسیون ناپیوسته نشان داد که غلظت کلکتور، pH پالپ، غلظت کف­ساز و درصد جامد­ پالپ به ترتیب بیشترین تاثیر بر بازیابی گوگرد را دارند. کارآیی متالورژیکی فرآیند شناورسازی ناپیوسته با افزایش غلظت کلکتور، افزایش غلظت کفساز و کاهش pH محیط افزایش یافت. در آزمایش­های صنعتی تاثیر نحوه توزیع کلکتور در مدار، غلظت کلکتور (g/t 105-65)، غلظت کف‌ساز (g/t 85-37) و درصد جامد پالپ (33-25%) بر کارآیی متالورژیکی فرآیند بررسی شد. نتایج آزمایش­­های صنعتی نشان داد که بهترین کارآیی متالورژیکی فرآیند در شرایط اضافه کردن50% کلکتور در ورودی رافر، 30% در ورودی مدار کلینر و 20% در ورودی مدار اسکاونجر حاصل شد. افزایش غلظت کلکتور و کف‌ساز، باعث افزایش بازیابی گوگرد و همچنین کاهش عیار گوگرد در کنسانتره آهن شد. با افزایش درصد جامد پالپ، بازیابی گوگرد و البته عیار گوگرد در کنسانتره آهن افزایش یافت. 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Desulforation of Sangan Iron ore concentrate using flotation

نویسندگان [English]

  • S. Javanshir 1
  • M. Massinaei 2
  • M. Tavakoli 3
1 Assistant Professor, Dept. of Mining Engineering, Faculty of Engineering, University of Birjand, Birjand
2 Associate Professor, Dept. of Mining Engineering, Faculty of Engineering, University of Birjand, Birjand
3 M.Sc Student, Dept. of Mining Engineering, Faculty of Engineering, University of Birjand, Birjand
چکیده [English]

Flotation is the most commonly used process for desulfurization of iron concentrates in iron beneficiation plants. The current study deals with improving the metallurgical performance of the flotation circuit at Sangan iron beneficiation plant. A plant survey indicated that sulfur content of iron concentrate is sometimes higher than that of the permitted limit used for the pelletizing plants (<0.25%). For this purpose, laboratory and full-scale experiments were carried out. In the batch flotation tests, the effect of collector dosage (65-105 g/t), frother dosage (45-75g/t), pH (6-10) and slurry solid content (27-33%) was examined against sulfur recovery. The results showed that the collector dosage, pH, frother dosage and slurry solids% are the most significant parameters in terms of sulfur recovery, respectively. The metallurgical performance improved with increasing the collector and frother dosage as well as reducing the pH. In the plant site tests, the influence of collector distribution method in the flotation circuit, collector dosage (65-105 g/t), frother dosage (37-85 g/t) and slurry solids% (25-33 g/t) on the flotation circuit performance was investigated. The results indicated that the optimum metallurgical performance was achieved when collector addition is divided into three parts: 50% was added to the rougher feed, 30% to the cleaner feed and 20% to the scavenger feed. Increasing the collector and frother dosage resulted in an increase in the sulfur recovery and a reduction in iron concentrate sulfur content. Increasing the slurry solids% was found to be beneficial to the sulfur recovery and detrimental to the quality of the product.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Iron ore
  • Flotation
  • Desulfurization
  • Metallurgical Performance
  • laboratory and full-scale experiments
[1]     شرکت مهندسی کانی کاوان شرق؛ 1389؛ "گزارش عملکرد کارخانه فرآوری سنگ آهن سنگان". شرکت ملی فولاد ایران.

[2]     Arvidson, B., Klemetti, M., Knuutinen, T., Kuusisto, M., Man, Y. T., and Hughes-Narborough, C. (2013). “Flotation of pyrrhotite to produce magnetite concentrates with a sulphur level below 0.05% w/w”. Minerals Engineering, 50-51: 4-12.

[3]     Woods, R. (1988). “Flotation of sulfide minerals”. In: P. Somasundaran and B. Moudgil (Editors), Reagents in Mineral Technology. Marcel Dekker, New York, NY, 39-77.

[4]     Finkelstein, N. P. (1997). “The activation of sulphide minerals for flotation: a review”. International Journal of Mineral Processing, 52: 81-120.

[5]     Bulatovic, S. M. (2007). “Handbook of Flotation Reagents: Chemistry, Theory and Practice: Volume 1: Flotation of Sulfide Ores”. Amsterdam, Elsevier Science & Technology Books.

[6]     Wills, B. A., and Finch, J. (2016). “Wills’ Mineral Processing Technology: An Introduction to the Practical Aspects of Ore Treatment and Mineral Recovery (8th Edition)”. Butterworth-Heinemann.

[7]     عزت آبادی پور، ج.؛ سام، ع.؛ نخعی، ف.؛ شهریاری، م.؛ 1391؛ "بررسی عوامل موثر در مدار فلوتاسیون خط فرآوری سولفورزدایی (SRP) شرکت سنگ آهن گلگهر". فصلنامه پژوهشی پژوهشگر، شماره 3، ص 33-29.

[8]     Yu, J., Ge, Y., and Cai, X. (2016). “The desulfurization of magnetite ore by flotation with a mixture of Xanthate and Dixanthogen”. Minerals, 6(3): 70.

[9]    نخعی، ف.؛ ایران نژاد، م.؛ 1395؛"حذف پیریت از کنسانتره سنگ اهن با فلوتاسیون ستونی". نشریه مهندسی منابع معدنی، شماره 2، ص 11-1.

[10]  کردستانی، م.؛ سام، ع.؛ اربابیان، م.؛ 1391؛ "تعیین دانهبندی بهینه جهت طراحی مدار کلر و سولفورزدایی از کنسانتره تر کارخانه مگنتیت مجتمع معدنی و صنعتی گل گهر". اولین کنفرانس فناوری‌های معدنکاری ایران، دانشگاه یزد.

[11]  Melo, F., and Laskowski, J. S. (2006). “Fundamental properties of flotation frothers and their effect on flotation”. Minerals Engineering, 19: 766-773.

[12]  Uribe-Salas, A., Perez-Garibay, R., and Nava-Alonso, F. (2007). “Operating parameters that affect the carrying capacity of column flotation of a zinc sulfide mineral”. Minerals Engineering, 20: 710-715.

[13]  Bazin, C., and Proulx, M. (2001). “Distribution of reagents down a flotation bank to improve the recovery of coarse particles”. International Journal of Mineral Processing, 61: 1-12.

[14]  Shabalala, N. Z. P., Harris, M. Leal Filho, L. S., and Deglon, D. A. (2011). “Effect of slurry rheology on gas dispersion in a pilot-scale mechanical flotation cell”. Minerals Engineering, 24: 1448-1453.

[15]  Banisi, S., Finch, J. A., Laplante, A. R., and Weber, M. E. (1995a). “Effect of Solid Particles on Gas Hold-up in Flotation Columns-I. Measurement”. Chemical Engineering Science, 50(14): 2329-2334.

[16]  Banisi, S., Finch, J. A., Laplante, A. R., and Weber, M. E. (1995b). “Effect of Solid Particles on Gas Hold-up in Flotation Columns-II. Investigation of Mechanism of Gas Hold-up Reduction in Presence of Solids”.Chemical Engineering Science, 50(14): 2335-2342.