Size-by-size optimization of dry gravity separation using a 3-inch knelson concentartor

Zhou, Meng; Zhou, Meng

Thesis

Size-by-size optimization of dry gravity separation using a 3-inch knelson concentartor

Public Deposited

Analytics

Download PDF

Creator

Zhou, Meng

Contributors

Kristian Waters (Internal/Supervisor)

Abstract

English

Enhanced gravity, or centrifugal, separators have revolutionised gold processing over the past decades, significantly increasing the recovery of fine (-106 µm) free gold. The Knelson Concentrator, one of the most commonly used centrifugal concentrators, has become the predominant unit for primary gold recovery by gravity. However, its application potential does have limitations. One of the main drawbacks of the Knelson Concentrator is the large volume of water required. With water becoming an ever increasingly important "commodity", reducing the usage of water is of great importance, both from an environmental and a financial point of view. A modified laboratory scale 7.5 cm Knelson Concentrator was used to investigate the potential of dry gravity separation, with air used to replace the water as the fluidising medium. A methodology based on the use of a synthetic feed (mixture of tungsten and quartz to mimic a gold ore) was designed to study the performance of the dry Knelson. The Response Surface Method and Central Composite Design techniques were used to design the experiments and to model the results, with the experimental variables being the motor power (related to increase gravitational acceleration), air fluidising pressure and the solids feed rate. Size-by-size analysis was conducted, with the concentrate grade and recovery of tungsten from silica determined. Results indicate that motor power and air fluidising pressure are the two most important factors affecting the grade and recovery. For all feed sizes studied, when the feed is fine, a higher motor power was needed to achieve a maximum recovery. The maximum tungsten recovery drops significantly when the feed size is <53 µm compared to the coarse sizes. The mono size fractions studied could be separated into three size fractions. -425+300 µm, -300+212 µm and -212+150 µm are consider as one mono coarse size fraction; -150+106 µm, -106+75 µm and -75+53 µm are consider as one mono middle size fraction; and -53 µm is considered to be the fine size fraction. The optimized values for the concentration with the highest recovery of motor power, solid feed rate and air fluidizing pressure are 30%, 200 g/min and 10 psi, respectively for coarse size fraction; for middle size fraction, the optimized values for the concentration with the highest recovery of motor power, solid feed rate and air fluidizing pressure are 50%, 160 g/min and 11 psi; for fine size fraction, the optimized values for the concentration with the highest recovery of motor power, solid feed rate and air fluidizing pressure are 65%, 200 g/min and 11 psi.

French

Les séparateurs a gravité améliorer, ou centrifuge, ont révolutionné le traitement de l'or au cours des dernières décades, augmentant significativement la récupération de l'or natif fin (-106 µm). Le concentrateur Knelson, un des concentrateurs centrifuges les plus couramment utilisé, est devenu l'unité prédominante pour la récupération de l'or primaire par gravité. Cependant, son potentiel d'application a des limites. L'un des principaux inconvénients du concentrateur Knelson est le grand volume d'eau requis. Tandis que l'eau est transformée d'une «marchandise» toujours plus importante, la réduction de la consommation d'eau est d'une grande importance, à partir d'environnement et d'un point de vue financier. Un concentrateur Knelson modifiée à l'échelle du laboratoire 7.5 cm a été utilisé pour étudier le potentiel de séparation par gravité à sec, avec de l'utilisation d'air pour remplacer l'eau comme moyen de fluidification. Une méthode basée d'une charge synthétique (mélange de tungstène et de quartz pour imiter un minerai d'or) a été conçu pour étudier les performances de la Knelson sec. La méthode Réponse de la méthode de Surface et les Techniques de conception Composite centrale ont été utilisés pour concevoir les expériences et de modéliser les résultats, avec les variables expérimentales étant la puissance du moteur (liés à augmenter l'accélération gravitationnelle), la pression de l'air de fluidification et le taux d'alimentation de solides.L'analyse de taille par taille a été réalisée, avec le teneur de concentré et le rendement du tungstène à partir de silice déterminée. Les résultats indiquent que la puissance du moteur et la pression de fluidisation d'air sont les deux facteurs les plus importants qui affectent la qualité et la récupération. Pour toutes les tailles d'alimentation étudiée, lorsque la charge est de granulométrie fine, une puissance motrice supérieure était nécessaire pour parvenir à un rendement maximal. La récupération de tungstène maximale diminue considérablement lorsque la taille de charge est < 53 µm par rapport à la taille grossière.Les fractions de taille de mono étudiés peuvent être séparées en trois fractions granulométriques. -425+300 µm, -300+212 µm et -212+150 µm sont considèrent comme une fraction mono grossière de la taille; -150+106 µm, -106+75 µm et -75+53 µm sont considèrent comme une fraction mono de taille moyenne; et -53 µm est considérée comme la fraction granulométrie fine. Les valeurs optimisées pour enrichissement avec la plus grande récupération de la puissance du moteur, taux d'alimentation solide et la pression d'air de fluidisation sont de 30%, 200 g/min et 10 psi, respectivement pour la fraction de la taille grossière; pour la fraction de taille moyenne, les valeurs optimisées pour la enrichissement avec la plus grande récupération de la puissance du moteur, taux d'alimentation solide et la pression d'air de fluidisation sont de 50%, 160 g/min et 11 psi; pour la fraction granulométrique fine, les valeurs optimisées pour la enrichissement avec la plus grande récupération de la puissance du moteur, taux d'alimentation solide et la pression d'air de fluidisation sont de 65%, 200 g/min et 11 psi.

Last modified