A study of bioflotation of chalcopyrite and pyrrhotite mixtures in presence of L. ferrooxidans

Abstract

The objective of this work was to determine the behaviour of chalcopyrite (Cp) and pyrrhotite (Po) in microflotation tests using pure minerals and mixtures in the presence of Leptospirillum ferrooxidans. Tests were carried out in the presence and absence of an unconventional collector, isopropyl ethyl thionocarbamate. The results indicate that chalcopyrite and pyrrhotite act differently alone than in a mixture which means the presence of pyrrhotite inhibits chalcopyrite recovery. For chalcopyrite, the flotation rate significantly increases in the presence of bacteria in the first 10 min of contact which is an indication of a first order kinetic equation. The results in the presence of an unconventional collector suggest that the interaction between mineral and thionocarbamate is chemical and not due to the galvanic effect.

L’objectif de ce travail consistait à déterminer le comportement de la chalcopyrite (Cp) et de la pyrrhotite (Po) dans des essais de microflottation utilisant des minéraux purs et des mélanges, en présence de L. ferrooxidans. Les essais étaient effectués en présence et en absence d’un collecteur non conventionnel, l’isopropyle éthyle thionocarbamate. Les résultats indiquent que la chalcopyrite et la pyrrhotite agissent différemment seuls que lorsque dans un mélange, ce qui signifie que la présence de pyrrhotite inhibe la récupération de la chalcopyrite. Pour la chalcopyrite, la vitesse de flottation augmente significativement en présence de bactéries dans le premier 10 minutes de contact, ce qui est une indication d’une équation cinétique de premier ordre. Les résultats en présence d’un collecteur non conventionnel suggèrent que l’interaction entre le minéral et le thionocarbamate est chimique et n’est pas due à l’effet galvanique.     

Autoclave treatment of pyrrhotite for sulphur recovery

Abstract

Oxidation of nickeliferous pyrhotite to Fe₂O₃ and elemental sulphur using 100 psi air as oxidant was investigated on laboratory and pilot plant scale. Because of the poor liquid-solid separation properties of product slurries, attention was, directed to preventing solubilization of nickel by maintaining high concentrations of pyrrhotite in the reacting bath. Operation of a 2 ton per day pilot circuit embodying recycling of magnetically separated un-reacted pyrrhotite from autoclave product slurry indicated that 65% of the nickel was recoverable in a flotation concentrate containing .elemental sulphur amounting to 60% of the sulphur in the pyrrhotite.

Résumé

L'oxydation d'une pyrrhotite nickel-fer en Fe₂O₃ et en soufre élémentaire par de l'acier sous une pression de 100 Ibs/po² a été étudiée en laboratoire et en usine pilote. A cause de la mauvaise séparation du solide des boues, une attention particulière a été portée pour prévenir la solubilisation du nickel en maintenant les concentrations de pyrrhotite élevées dans le bain de réaction. Une opération à 2 tonnes par jour à l'échelle pilote, tout en réalisant une recirculation de la pyrrhotite intacte (séparée magnétiquement des boues de l'autoc1ave) indiquait que 65% du nickel était récupérable en un concentré de flottation contenant 60% de soufre élémentaire par rapport à celui du produit de départ.     

Carbothermic reduction of siderite ore with high phosphorus content reinforced by sodium carbonate

Abstract

A dressing metallurgy flowsheet, which consists of a sodium salt added reinforced reductive roasting–magnetic separation process, is proposed in this paper for the treatment of siderite ore with high phosphorous content. The sodium salt added reinforcement reductive roast process is accomplished by the addition of an appropriate amount of sodium carbonate, which reacts with SiO₂ preventing its counter catalysis on FeO, thereby increasing the reducing reaction activity of FeO and further reinforcing the reduction of siderite. The phosphorus compounds were not reduced in the low temperature reduction process and remained as fluorapatite in the gangue phases. Ultrafine grinding–magnetic separation of magnetic minerals is an efficient way to obtain qualified iron concentrate. It is therefore believed that, with an emphasis on the effect of Na₂CO₃ and its dosage on the reduction of siderite, the technology proposed in this paper will be of benefit to the exploitation of similar refractory iron ore.

Dans cet article, on propose un schéma de procédé de préparation métallurgique, consistant d’un procédé de grillage réductif renforcé d’un sel de sodium ajouté et de séparation magnétique, pour le traitement du minerai de sidérite à haute teneur en phosphore. Le procédé de grillage réductif à renforcement de sel de sodium ajouté est accompli par l’addition d’une quantité appropriée de carbonate de sodium qui réagit avec le SiO₂, empêchant sa ‘contre catalyse’ du FeO, augmentant donc l’activité de la réaction de réduction du FeO et renforçant davantage la réduction de la sidérite. Les composés de phosphore n'étaient pas réduits dans le procédé de réduction à basse température et restaient sous forme de fluorapatite dans les phases de gangue. Le broyage utrafin-séparation magnétique des minéraux magnétiques est une manière efficace d’obtenir un concentré qualifié de fer. En portant l’emphase sur l’effet du Na₂CO₃ et de son dosage sur la réduction de la sidérite, on croit donc que la technologie proposée dans cet article bénéficiera l’exploitation de minerai similaire de fer réfractaire.     

A study of reduction and magnetic separation of iron from high iron bauxite ore

Abstract

The removal of iron as magnetite from a high iron bauxite ore was investigated by carbothermal reduction and magnetic separation. Thermodynamic calculations using HSC Chemistry 6·1 were utilised to determine the equilibrium compositions of the reaction products as a function of temperature and carbon additions. Under equilibrium conditions, the formation of hercynite (FeAl₂O₄) restricted the conversion of haematite to magnetite and the equilibrium calculations were adjusted so that the amount of hercynite was limited. Also, thermogravometric analysis and differential thermal analysis with evolved gas analysis tests were performed in order to elucidate the reduction reactions. Furthermore, high temperature reduction experiments were carried out in order to quantify the effects of processing time, temperature and carbon additions on the amount of the magnetic fraction. The degree of removal of the iron and the alumina recovery were determined. For a given set of conditions, the maximum iron removal as magnetite could only be achieved by quenching the reacted samples. The results demonstrated that at a reduction temperature of ～1073 K, ～58% of the iron could be removed in the magnetic fraction with an alumina recovery of ～85% in the non-magnetic fraction.

On a examiné l’enlèvement du fer sous forme de magnétite d’un minerai de bauxite à haute teneur en fer, au moyen de la réduction carbothermique et séparation magnétique. On a utilisé des calculs de thermodynamique avec ″HSC Chemistry 6·1″ pour déterminer les compositions d’équilibre des produits de la réaction en fonction de la température et des additions de carbone. Sous les conditions d’équilibre, la formation d’hercynite (FeAl₂O₄) restreignait la conversion d’hématite en magnétite et l’on a ajusté les calculs d’équilibre afin de limiter la quantité d’hercynite. On a également effectué des essais de TGA-DTA avec EGA afin d’élucider les réactions de réduction. De plus, on a exécuté des expériences de réduction à haute température afin de quantifier l’effet de la durée de traitement, de la température et des additions de carbone sur la quantité de fraction magnétique. On a déterminé le degré d’enlèvement du fer et de la récupération d’oxyde d’aluminium. Pour un ensemble donné de conditions, on peut obtenir l’enlèvement maximal de fer sous forme de magnétite seulement par trempe de refroidissement des échantillons réagis. Les résultats ont démontré qu’à une température de réduction d’environ 1073 K, on pouvait enlever environ 58% du fer dans la fraction magnétique, avec une récupération de l’oxyde d’aluminium d’environ 85% dans la fraction non magnétique.     

Recovery of nickel from nickeliferous pyrrhotite by a thermal upgrading process

Abstract

A pyrometallurgical process has been developed for recovering 75% to 90% of the nickel from nickeliferous pyrrhotite in a concentrate containing 4 to 7%-Ni. It consists of agglomerating the pyrrhotite with additives, heat treating the agglomerates at about 900°C, and then cooling followed by grinding and magnetic separation. A bout 93% of the sulphur in the feed pyrrhotite remains in the non-magnetic fraction as FeS. This can be disposed of or used for the production of iron oxide or iron and sulphuric acid.

Résumé

Un procédé pyrométallurgique a été développé pour la récupération de 75% à 90% de nickel à partir d'une pyrrhotite contenant 40% à 7% Ni. Il s'agit de l'agglomération de la pyrrhotite avec des additifs, du traitement thermique des agglomérés it 900°C, et d'un refroidissement suivi par un broyage et séparation magnetique. D'environ 93% de soufre de la pyrrhotite d'alimentation reste dans une fraction non magnétique comme FeS. Ce matériau peut être expédié ou employé dans la production de l'oxyde de fer, de fer ou de l'acide sulfurique.     

ELECTROLYSIS OF LIQUID FAYALITE SLAGS

Abstract

Electrolysis of liquid fayalite slags was carried out at 1250 °C using a liquid copper cathode and an inert platinum anode. At the cathode, iron precipitated with a current efficiency above 55%. The cathodic current efficiency decreased with increasing slag magnetite content. When Cu₂O was added to the slag, metallic copper was formed at the cathode with current efficiencies as high as 80%. In terms of the recovery of copper from metallurgical slags, electrolysis would be most beneficial for slags with a high dissolved copper content such as slags from direct to copper smelting.

Over time, the cell voltage decreased due to an increase in the effective surface area of the anode and also partly due to an increase in the slag conductivity due to increasing magnetite content. The increasing anode area was caused by a magnetite-rich deposit forming around the platinum wire anode.

On a effectué l’électrolyse de laitiers de fayalite liquides à 1250 °C en utilisant une cathode en cuivre liquide et une anode inerte en platine. Le fer était précipité à la cathode avec un rendement du courant au-dessus de 55%. Le rendement du courant cathodique diminuait avec une augmentation de la teneur en magnétite du laitier. Lorsqu’on ajoutait du Cu₂O au laitier, du cuivre métallique se formait à la cathode avec des rendements de courant aussi élevés que 80%. En ce qui concerne la récupération du cuivre à partir des laitiers métallurgiques, l’électrolyse serait davantage bénéfique pour des laitiers ayant une teneur élevée en cuivre dissous, comme des laitiers du traitement direct de fonte de cuivre.

Avec le temps, le voltage de la cellule diminuait à cause d’une augmentation de la superficie efficace de l’anode et aussi en partie à cause d’une augmentation de la conductivité du laitier résultant d’une augmentation de la teneur en magnétite. L’augmentation de la superficie de l’anode était causée par un dépôt riche en magnétite qui se formait autour du fil en platine de l’anode.     

Reduction roasting of high iron bearing zinc calcine for recovery of zinc and iron

High iron bearing zinc sulphide ore is an important resource for zinc, and the reserve is very great in the world. It is very difficult to effectively obtain zinc and iron from the source by traditional technology. In this study, a novel method was proposed for recovery of zinc and iron from high iron bearing zinc calcine, and the key procedure, reduction roasting, was investigated. The effects of CO concentration, CO₂ concentration, temperature and time on reduction roasting were studied respectively. The experimental results show that the content of soluble zinc and magnetic susceptibility reached 91·15% and 4·1×10^?4 m³ kg^?1 under the optimum conditions respectively. About 90%Zn and 9·5%Fe were dissolved from the reduction roasted zinc calcine by low acid leaching, and simultaneously, 84·3%Fe was recycled to the iron concentrate containing iron of 53·2% from zinc leaching residue by low intensity magnetic separation.

Le minerai de sulfure de zinc à haute teneur en fer est une ressource importante du zinc et il en existe une grande quantité dans le monde. Il est très difficile d’obtenir efficacement le zinc et le fer de cette source par la technologie traditionnelle. Dans cette étude, on propose une nouvelle méthode pour la récupération du zinc et du fer à partir de produit calciné de zinc à haute teneur en fer, et on examine la procédure clef, le grillage réducteur. On a étudié respectivement les effets de la concentration de CO, de la concentration de CO₂, de la température et de la durée sur le grillage réducteur. Les résultats expérimentaux montrent que la teneur en zinc soluble et la susceptibilité magnétique atteignaient respectivement 91·15% et 4·1×10^?4 m³ kg^?1 en conditions optimales. Environ 90% du Zn et 9·5% du Fe étaient dissous à partir du produit calciné de zinc de grillage réducteur par lessivage à acide faible, et simultanément, 84·3% du Fe était recyclé en concentré de fer contenant 53·2% de fer à partir du résidu de lessivage du zinc par séparation magnétique à faible intensité.     

Index/Volume 11/1972

Abstract

Samples of Magpie titaniferous iron ore – deposits totalling one billion tons – are already known and have been systematically studied by chemical analysis, X-ray diffraction and electron microprobe. The main constituents of this ore, expressed as oxides, are: FeO 26.6%, Fe₂O₃ 36.4%, TiO₂ 12%. The main minerals are magnetite, ilmenite and a spinel; their composition has been determined with an electron microprobe. Results of magnetic concentration of the ore are presented and interpreted with the help of the electron microprobe data.

Résumé

Des échantillons du minerai de Magpie dont les gisements atteignent 1 milliard de tonnes ont été étudiés de façon systématique par analyse chimique, diffraction des rayons X et microsonde électronique. Les principaux constituants de cette magnétite titanifère, exprimés sous forme d'oxydes sont: FeO 26.6%, Fe₂O₃ 36.4%, TiO₂ 12%. Les principaux minéraux présents sont la magnétite, l'ilménite et un spinelle; leur composition a été déterminée par microsonde électronique. Les résultats des études de concentration magnétique du minerai sont également présentés et interprétés grace aux résultats de l'analyse par microsonde.     

Effect of particle size distribution on recovery of coarse chalcopyrite and galena in Denver flotation cell

Abstract

The flotation recovery by particle size of single mineral chalcopyrite and galena was studied in a Denver flotation cell, using sodium dicresylthiophosphate (DTP) and sodium isopropyl xanthate (SIPX) as collectors and polypropylene glycol (PPG) as a frother. The study was extended to very coarse particle size (up to 1·6 mm). Froth stability was also measured in parallel to the batch flotation tests, in a specifically designed froth stability column, following the Bikerman approach. It is shown that particles up to 850 μm can be floated successfully, provided they are liberated and hydrophobic. However, the recovery of both chalcopyrite and galena was strongly influenced by the overall particle size distribution, decreasing sharply as the fraction of fines (?106 μm) in the feed also decreased. Rheology measurements showed negligible differences in pulp viscosity, and therefore in the collection zone hydrodynamics, between the different conditions tested. Froth stability, on the contrary, decreased as the feed particle size distribution became coarser. Correlation was found between the amount of fines in the pulp, froth stability and flotation recovery. The recovery of mineral particles is critically dependent on froth stability, which in turn is highly influenced by the overall particle size distribution of the feed material. For these reasons, the study also suggests that it is not possible in batch flotation to determine the rate and recovery of the coarse particle size fractions floating them independently from the fine size fractions.

Dans une cellule de flottation de Denver, on a étudié la récupération par flottation en fonction de la taille de particule d’un minéral unique de chalcopyrite ou de galène, en utilisant du dicrésyle thiophosphate de sodium (DTP) et de l’isopropyle xanthate de sodium (SIPX) comme agents collecteurs et du polypropylène glycol (PPG) comme agent moussant. On a étendu l’étude à la taille de particule très grossière (jusqu’à 1·6 mm). On a également mesuré la stabilité de la mousse en parallèle aux essais de flottation discontinue, dans une colonne de stabilité de la mousse spécialement conçue, d’après l’approche de Bikerman. On montre que l’on peut faire flotter avec succès des particules ayant jusqu’à 850 μm, à la condition qu’elles soient libres et hydrophobes. Cependant, la récupération, tant de la chalcopyrite que de la galène, était fortement influencée par la distribution globale de la taille de particule, diminuant sévèrement à mesure que la fraction de particules fines (?106 μm) dans l’alimentation diminuait. Les mesures de rhéologie montraient des différences négligeables dans la viscosité de la pulpe et ainsi dans l’hydrodynamique de la zone de collection, parmi les différentes conditions évaluées. Au contraire, la stabilité de la mousse diminuait à mesure que la distribution de la taille de particule de l’alimentation devenait plus grossière. On a trouvé une corrélation entre la quantité de particules fines dans la pulpe, la stabilité de la mousse et la récupération par flottation. La récupération des particules minérales dépend, de façon critique, de la stabilité de la mousse qui, à son tour est hautement influencée par la distribution globale de la taille de particule du matériel d’alimentation. Pour ces raisons, l’étude suggère également qu’il n’est pas possible, en flottation discontinue, de déterminer la vitesse et la récupération des fractions de taille de particules grossières, en les faisant flotter indépendamment des fractions de taille fine.     

Leaching of pyrrhotite with hydrochloric acid

Abstract

When nonstoichiometric pyrrhotite is leached under nonoxidizing conditions in warm aqueous solutions containing HCl, both hydrogen sulphide and elemental sulphur are formed. The amount of sulphur is proportional to the nonstoichiometry of the pyrrhotite. The leaching reaction is rapid (only seconds required to completion) but, when minimum conditions of acidity and/or temperature are not met, the sulphur coating becomes protective and the reaction ceases. When the reaction is begun rapidly, all of the acid or all of the pyrrhotite will be consumed, depending upon which is in excess. In hydrochloric acid, pentlandite dissolves more slowly than pyrrhotite but chalcopyrite is almost insoluble.

Résumé

A des températures au-dessous de 100°C quand les pyrrhotines de composition non stoichiométriques sont lixiviées par des solutions d'acide chlorhydrique en milieu non-oxydant, les produits de la réaction sont l'hydrogéne sulfuré et le soufre. La quantité de soufre produit est proportionnelle au degré de non stoichiométrie de la pyrrhotine. La réaction est rap ide (question de secondes seulement) mais au-dessous d'un minimum d'acide et de température, la couche de soufre recouvre la surface et la réaction s'arrête. Par contre, si la réaction débute rapidement elle se continuera jusqu’è l'épuisement du réactif minoritaire (HCl ou pyrrhotine). En milieu chlorhydrique la pentlandite se dissout plus lentement que la pyrrhotine, mais la chalcopyrite est très peu soluble.     

Reduction behaviour of rice husk ash for preparation of high purity silicon

Abstract

The reduction of rice husk ash (RHA) silica for the preparation of high purity silicon was studied using magnesium as the reducing agent. Composite magnesium–RHA pellets with magnesium content varying 0–25 wt-% in excess of stoichiometry requirement were made and heated in the temperature range of 600–900°C under flowing argon. It was found through differential thermal analysis and temperature profile recording that the reaction of RHA silica with magnesium was triggered at ～575°C. Quantitative X-ray diffraction analyses of the reduction products showed that both initial magnesium content of the pellets and the reduction dwell temperature had a significant influence on the yield of silicon. In this study, a charge with 5 wt-% magnesium in excess of the stoichiometric amount at a reduction temperature of 900°C gave a maximum silicon yield.

On a étudié la réduction de la silice de cendre de balle de riz (RHA) dans la préparation de silicium à haut degré de pureté en utilisant du magnésium comme agent de réduction. On a fabriqué des boulettes composites de magnésium-RHA avec une teneur en magnésium variant de 0 à 25% en poids en excès des besoins de la stoechiométrie et on les a chauffées dans la gamme de température de 600 à 900°C sous un flux d’argon. On a trouvé, par analyse thermique différentielle (DTA) et par enregistrement du profil de température, que la réaction de la silice de RHA avec le magnésium était déclenchée à environ 575°C. Des analyses quantitatives par XRD des produits de réduction ont montré que tant la teneur initiale en magnésium des boulettes que la température de maintien de la réduction avaient une influence importante sur le rendement en silicium. Dans cette étude, une charge avec 5% en poids d’excès de magnésium sur la quantité stoechiométrique à la température de réduction de 900°C donnait un rendement maximal de silicium.     

Effect of pulp rheology on flotation of nickel sulphide ore with fibrous gangue particles

Abstract

Tests are carried out with suspensions of fibrous chrysotile particles and nickel sulphide ore containing chrysotile as a gangue. They corroborate published results, and indicate a very strong effect of particle shape on slurry rheology. Such suspensions exhibit time dependent properties. The flotation tests revealed that the viscosity of this system strongly affects flotation performance. At a solids concentration of 15–20% (w/w), the concentrate yield increases and the concentrate grade dramatically declines. This deterioration is observed when the Casson yield stress exceeds 1·5–2 Pa. The tests imply that the rheological properties of the investigated system are mainly determined by fibrous components. However, because of the presence of anisotropic mineral particles, the effect of particle–particle interactions cannot be separated from the effect of particle shape in this system.

On effectue des essais avec des suspensions de particules fibreuses de serpentine et de minerai de sulfure de nickel contenant de la serpentine comme gangue. Ces essais confirment les résultats publiés et indiquent un effet très prononcé de la forme des particules sur la rhéologie de la boue. De telles suspensions exhibent des propriétés dépendantes du temps. Les essais de flottation ont révélé que la viscosité de ce système affecte grandement le rendement de la flottation. À une concentration en solides de 15 à 20% (poids/poids), la production de concentré augmente et la qualité du concentré décline dramatiquement. Cette détérioration est observée lorsque la contrainte de Casson excède 1·5 à 2 Pa. Les essais impliquent que les propriétés rhéologiques du système étudié sont déterminées principalement par les composantes fibreuses. Cependant, à cause de la présence de particules minérales anisotropes, on ne peut pas séparer l’effet des interactions particule-particule de l’effet de la forme des particules dans ce système.     

Optimisation of metallurgical performance of industrial flotation column using neural network and gravitational search algorithm

Abstract

Extensive advances in computational techniques allowed researchers to develop new search strategies to be used in function optimisation problems. In the present study, an optimisation algorithm, which is called gravitational search algorithm (GSA), and neural networks are integrated to optimise the metallurgical performance of an industrial flotation column at a copper concentrator. In this optimisation algorithm, a collection of masses interact with each other based on the Newtonian gravity and the laws of motion. Accordingly, an industrial flotation column is operated at different operating conditions (i.e. gas velocity, slurry solids %, frother dosage and froth depth) and its metallurgical efficiency is modelled using neural networks. The developed neural network models are used as objective functions for optimisation by GSA. The obtained results indicate that industrial operations can be successfully modelled and optimiszed by applying intelligent techniques.

L’avancement extensif des techniques informatiques a permis aux chercheurs de développer de nouvelles stratégies de recherche à utiliser dans les problèmes d’optimisation de fonction. Dans cette étude, on intègre un algorithme d’optimisation, qui s’appelle Algorithme de Recherche Gravitationnelle (GSA), et des réseaux neuronaux pour l’optimisation du rendement métallurgique d’une colonne industrielle de flottation, à un concentrateur de cuivre. Dans cet algorithme d’optimisation, une collection de masses interagissent, en se basant sur la gravité newtonienne et sur les lois du mouvement. Ainsi, on opère une colonne industrielle de flottation avec différentes conditions de fonctionnement (c’est-à-dire vitesse du gaz, % en solides de la suspension, dose de l’agent moussant et profondeur de l’écume) et l’on modélise son efficacité métallurgique en utilisant les réseaux neuronaux. On utilise les modèles développés du réseau neuronal comme fonctions objectives pour l’optimisation par le GSA. Les résultats obtenus indiquent que l’on peut modéliser avec succès et optimiser les opérations industrielles en appliquant des techniques intelligentes.     

Kinetic analysis of silicothermic process under flowing argon atmosphere

The Pidgeon process, a silicothermic reduction of calcined dolomite under vacuum, is the dominant process to make magnesium metal. Experimental data from Morsi et al., were utilised for kinetics analysis of silicothermic reduction of calcined dolomite under argon atmosphere. A number of kinetic models were assessed to evaluate the rate-controlling step in the process. The results suggest that the reaction is controlled by the solid-state diffusion of reactants with the Jander and Ginstling–Brounshtein model providing the best representation of the process kinetics. Mass transfer effects of magnesium vapour from the surface to the bulk gas phase was also analysed. These results suggest that gas–film mass transfer is not the limiting step of the kinetics. Pore diffusion through briquettes is postulated to have some effect on the kinetics but solid-state diffusion is the major rate-limiting step.

Le procédé Pidgeon, une réduction silicothermique sous vide de dolomie calcinée, est le procédé dominant de production de magnésium métallique. On a utilisé les données expérimentales de Morsi et al pour l’analyse cinétique de la réduction silicothermique de dolomie calcinée sous une atmosphère d’argon. On a estimé un certain nombre de modèles cinétiques afin d’évaluer l’étape du procédé cinétiquement limitante. Les résultats suggèrent que la diffusion à l’état solide des réactants contrôle la réaction, le modèle de Jander et Ginstling-Brounshtein fournissant la meilleure représentation de la cinétique du procédé. On a également analysé les effets du transfert massique de la vapeur de magnésium de la surface vers le c?ur de la phase gazeuse. Ces résultats suggèrent que le transfert de masse gaz-film n’est pas l’étape limitante de la cinétique. On postule que la diffusion par pore à travers les briquettes a un certain effet sur la cinétique mais la diffusion à l’état solide est l’étape majeure cinétiquement limitante.     

Étude de la valorisation de la magnétite titanifère de la région de Magpie,Québec: Partie II — Composition et structure de la fonte et de la scorie obtenues par fusion réductrice d'un concentré magnétique

Abstract

A magnetic concentrate from Magpie titaniferous iron ore has been smelted in a pilot scale arc furnace. A pig iron containing most of the chromium and vanadium of the ore has been obtained, while the titanium remained in the slag. The main phases occurring in this slag are a pseudobrookite-type solid solution, a spinel and several silicates. The composition of pseudobrookite depends on the reducing conditions and can reach 90% TiO₂. The spinel composition is on the MgAl₂O₄ side of the MgAl₂O₄-Mg₂TiO₄ solid solution.

Résumé

Des essais de fusion réductrice au four électrique en présence de carbone, ont été réalisés sur un concentré magnétique du minerai de Magpie. Ce traitement permet d'obtenir une fonte contenant la plus grande partie du chrome et du vanadium, et une scorie titanifere. Cette dernière est constituée d'une pseudobrookite, d'un spinelle et de silicates. La pseudobrookite est une solution solide de composition variable suivant le degré de réduction et titrant plus de 90% en TiO₂. Le spinelle est de composition voisine de MgAl₂O₄.     

Reactivity of silicon steels hot-dip galvanizing

Abstract

Excessive reactivity of silicon-bearing steels in hot-dip galvanizing is well known. No adequate explanation exists as to why silicon should be so effective in destabilizing the layers of Fe-Zn intermetallies allowing free access of zinc to the reaction interface and causing linear kinetics to persist throughout the galvanizing reactions. Another important aspect of the silicon effect is the formation of grey coatings.

Special galvanizing experiments combined with electron microprobe and scanning electron microscope analyses and a critical reconsideration of existing knowledge allow us to present a consistent mechanistic picture of the silicon-induced reactivity and grey-coating phenomena.

Résumé

La réactivité excessive des aciers con tenant du silicium, lors de la galvanisation par immersion, est bien connue. Il n'existe aucune explication satisfaisante de la grande efficacité du silicium pour provoquer l'instabilité des couches d'intermétalliques Fe-Zn. Cette instabilité permet au zinc d'atteindre librement l'interface de réaction, ce qui fait que la cinétique demeure linéaire tout au cours des réactions de galvanisation. De plus, le silicium a une influence importante sur la formation de revêtements gris

Des expériences spéciales de galvanization combinées avec des analyses à la microsonde et au microscope électronique à balayage et un examen critique des connaissances actuelles, nous permettent de suggérer une image logique des phénomènes de la réactivité engendrée par le silicium et du revêtement gris.     

How oxidation affects selective flotation of complex sulphide ores

Abstract

Selective flotation of complex sulphide ores containing Cu-Pb-Zn-Fe sulphide minerals is very difficult. Oxidation is one of the most important factors.

The oxidation of complex sulphide ore is found to be enhanced by the presence of pyrite. Pyritic complex sulphide ore sometimes behaves like elemental sulphur in flotation. Such troublesome behaviour is often experienced for flotation systems in which the natural pH of the. pulp is low.

Elemental sulphur formation can be predicted thermodynamically. The potential-pH diagrams of the Me-S-H₂O systems were constructed to show the stable domain of elemental sulphur. An explanation of enhanced oxidation of sulphide minerals in the presence of pyrite involves an electrochemical mechanism. Pyrite has the highest rest potential among all the sulphide minerals in an acidic solution. Since the condition of pyrite in its natural state may be regarded as electrochemically passive, we may anticipate that when pyrite is in galvanic contact with other sulphide minerals, the oxidation of the other sulphide minerals will.be enhanced under flotation conditions. The enhanced elemental sulphur formation on sulphide minerals in the presence of pyrite was confirmed experimentally.

Résumé

Le triage par flottation des complexes minéralogiques constitués de sulfures de Cu-Pb-Zn-Fe est trés difficile. L'oxidation est un paramétre important.

La pyrite de fer accélère l'oxydation de ces complexes. Un complexe de pyrite parfois se comporte comme du soufre élémentaire lorsque le pH du milieu de flottation est bas.

La formation de soufre élémentaire se prévoit par calcul d' énergétique. Les diagrammes potentiel-pH des systèmes Me-S-H₂O furent établis en vue d'indiquer les domaines de stabilité du soufre élémentaire. L'accélération de l'oxydation des minéraux sulfurés par la pyrite s'explique en se servant d'un mécanisme électrochimique. De tous les minéraux sulfurés, la pyrite possède dans les milieux acides, Ie plus haut potentiel d' équilibre. Puisque la pyrite è l' état naturel semble électrolytiquement passive, l'oxydation des autres sulfures, en conditions de flottation, serait alors accélérée. En présence de pyrite, l'experience conflIme la formation de soufre élémentaire sur les minéraux sulfurés.     

Reduction Roast and Magnetic Separation of Oxidized Iron Ores for the Production of Blast Furnace Feed

Abstract

Low grade oolitic iron ore from the Aswan locality, assaying 45.23% Fe and 23.93% insoluble residue, was tested for concentration using reduction roasting and subsequent low intensity magnetic separation for the production of blast furnace feed. The ore is a low grade, high phosphorus, and high alumina oolitic hematite. Fine grinding of the ore was found to be imperative due to the fine dissemination characteristics of the ore. The application of reduction roasting-low intensity magnetic separation process for high grade concentrate production and minimum hot metal costs was investigated. The studies included the use of gaseous reductants such as H₂ or CO, and the different parameters affecting the process were verified. Optimization of the process was demonstrated on a bench scale. Quality magnetic concentrates assaying 59.6% FE with recoveries of about 90% were obtained from a run of mine ore assaying 45.23% Fe.

Réesumé

On a évalué la concentration de minerai de fer oolithique de basse qualité de la localité d'Aswan, essayant à 45.23% Fe et 23.93% de résidus insolubles. On a utilisé le grillage par réduction et une séparation magnétique subséquente à basse intensité pour la production d'alimentation de haut fourneau. Le minerai est une hématite oolithique de basse qualité, haute en phosphore et en oxyde d'aluminium. On a trouvé que le meulage fin du minerai était impératif dû aux caractéristiques de dissémination fine du minerai. On a étudié l'application du procédé de grillage par réduction-séparation magnétique, à faible intensité, a la production de concentré de haute qualite et des couts minimums de métal chaud.

L'etude inclue l'utilisation d'agents réducteurs gazeux tels que H₂ ou CO. On a vérifié les différents parametres affectant le procede. On a optimise le procédé à l'echelle du laboratoire.     

On the mechanical and magnetic hardening of Alnico 8

Abstract

A study of the mechanical and magnetic hardening of the Alnicos has shown that two distinct mechanisms are at the origin of the two types of hardening.

The considerable lag of the increase in coercive force with respect to that of hardness supports the hypothesis that single domain behaviour of a magnetic precipitate is the primary cause of the magnetic hardening in this alloy.

The mechanical hardening on the other hand can be accounted for semiquantitatively by Cahn's evaluation of the stresses induced by spinodal decomposition.

Résumé

Une étude des cinétiques de durcissements structural et magnétique des Alnicos a permis de distinguer deux causes de ces durcissements.

Le retard considérable qu'accuse l'augmentation de la force coercitive par rapport à celui de la durete apporte une evidence supplementaire quant à la validité de l'hypothèse d'un comportement en monodomaines d'un précipité ferromagnétique comme étant la principale cause du durcissement magnétique dans cet alliage.

Quant au durcissement structural, it semble qu'il soit semiquantitativement conforme àla théorie de Cahn sur le durcissement causé par une décomposition spinodale.     

Surface characterisation of fergusonite

Abstract

There is currently very little information on the physico–chemical properties of rare earth element bearing minerals, or on their processing. With the increasing demand for rare earths, this is something that needs to be addressed. This paper introduces some surface chemistry analysis of fergusonite (YNbO₄), and the bubble particle attachment. Zeta potential measurements indicate adsorption of sodium oleate and, to a lesser degree, potassium amyl xanthate onto the surface, and an increase in attachment to an air bubble is observed at pH 4·5 and 6·5. At a pH of 10·5, no attachment is observed, whether in the presence of the reagents or not. This analysis, although initial, will be used to initiate flotation tests, in order to facilitate the selective recovery of fergusonite. Two extensively characterised minerals, one hydrophilic (quartz) and one hydrophobic (galena) were also investigated as a comparison.

Il y a présentement très peu d’information concernant les propriétés physico-chimiques des minéraux porteurs d’élément de terre rare, ou de leur traitement. Avec l’augmentation de la demande des terres rares, on a besoin d’examiner cette question. Cet article introduit une certaine analyse de la chimie de surface de la fergusonite (YNbO₄) et de l’attachement de bulle-particule. Des mesures du potentiel zêta indiquent l’adsorption d’oléate de sodium et, à un degré moindre, du xanthate amyle de potassium à la surface. On observe également une augmentation de l’attachement à une bulle d’air à un pH de 4·5 et de 6·5. À un pH de 10·5, il n’y a pas d’attachement, que ce soit avec ou sans agents réactifs. Cette analyse, bien qu’initiale, sera utilisée pour initier des essais de flottation afin de faciliter la récupération sélective de la fergusonite. On a également examiné, à titre de comparaison, deux minéraux caractérisés considérablement, soit un hydrophile (quartz) et un hydrophobe (galène).