Flotasjon og elektrostatisk separasjon (av feltspat og kvarts)

Transkript

1 NGF-møte , kl : Kvartskveld Flotasjon og elektrostatisk separasjon (av feltspat og kvarts) Erik Larsen Institutt for geologi og bergteknikk, NTNU 1

2 Innhold Flotasjon - introduksjon - feltspat/kvarts separering Elektrostatisk separasjon - introduksjon - feltspat/kvarts separering Arbeid fremover Mål for arbeidet 2

3 Flotasjon Material Partikkelstørrelse Mineralogi Mineralkjemi Løselighet Finstoff Kjemi Samler Skummer Aktivator Trykker ph FLOTASJON Prosess Pulptetthet Temperatur Luft Røring Tid 3

4 Flotasjon Innledning - overflateladning - spesifikk adsorpsjon - 5 µm 0,5 mm Flotasjonsmaskiner - mekaniske flotasjonsmaskiner - pneumatiske flotasjonsmaskiner - kolonne-flotasjonsmaskiner 4

5 Flotasjon 5 De mineraler som skal separeres gis affinitet for luft/vann, hvor de med affinitet for luft fester seg til bobler som danner et stabilt skumlag på overflaten Preparering - frimaling - ren overflate - kornfordeling Kondisjonering - tilsats av reagenser - spesifikk adsorpsjon på mineraloverflater Flotasjon - bobler hefter til mineraler som er gjort aerofile/hydrofobe - dannelse av stabilt skumlag - hydrofile og aerofobe mineraler blir i vannfasen

6 Flotasjon Feltspat/kvarts separering KONVENSJONELL METODE MED HF OG KATIONSAMLER - flussyre (HF) aktiverer feltspat og regulerer ph - kationisk tensid som samler (amin) - best resultat ved ph 2-2,5 KOMBINASJON AV KATIONISK OG ANIONISK SAMLER - svovelsyre (H 2 SO 4 ) benyttes til å regulere ph - kombinasjon av kationisk (diamin) og anionisk (sulfonat) samler - best resultat ved ph 2 6

7 Flotasjon Zetapotensiale (ζ) Quartz Microcline Zeta potential [mv] ph (HF) Quartz Microcline 7 Zeta potential [mv] ph (H2SO4)

8 Elektrostatisk separasjon Innledning - ledningsevne - dielektrisitetskonstant - 10 µm 1 mm Hovedtyper separatorer - elektrodynamisk (high tension) - elektrostatisk (static field) - triboelektrisk (fluidized bed) 8

9 Elektrostatisk separasjon De mineraler som skal separeres gis først forskjellig elektrisk ladning og føres deretter inn i et sterkt elektrisk felt Lading av partikler - ionebombardement (corona) - induksjon - friksjon (tribo effekt) Kraftbalansering - elektriske krefter - gravitasjonskraft - sentrifugalkraft 9

10 Elektrostatisk separasjon Preparering - frimaling - ren overflate (fjerning av finstoff og kjemikalier) - fuktighet kan promotere/hindre separasjon - kjemisk preparering (salter, ioner, tensider, syre) - kornfordeling Utstyrsparametre - elektrodespenning (feltstyrke) - elektrodeposisjon - splitterposisjon - rotorhastighet Prosessering - gjentatt separering vanligvis nødvendig - grovseparering, rensing, resirkulering 10

11 Elektrostatisk separasjon Feltspat/kvarts separering KONVENSJONELL METODE - aktivering ved oppvarming og behandling med HF - kapasitet på 2,5 t/h m i plateseparator feltspat-konsentrat: > 90% feltspat kvartskonsentrat: < 5% feltspat METODE UTEN BRUK AV HF - kondisjonering med H 2 SO 4 og kationisk tensid i 10 min - totalt utbytte på 60% - kapasitet på 800 kg/h m i plateseparator feltspat-konsentrat: > 84% feltspat kvartskonsentrat: < 4% feltspat 11

12 Arbeid fremover Måling av zetapotensiale på kvarts og feltspat i forskjellige kjemiske systemer Flotasjonsforsøk med feltspat og kvarts i utvalgte kjemiske systemer Forsøk med elektrostatisk separasjon av råmaterialer og flotasjonsprodukter Se nærmere på sammenhengen mellom flotasjon og elektrostatisk separasjon 12

13 Mål for arbeidet Opprede kvarts fra ulike typer råstoff med vekt på flotasjon og elektrostatisk separasjon Utvikle/videreutvikle prosesser som ikke baserer seg på bruken av flussyre Optimalisere disse prosessene 13