Separation of Materials Containing Rare Earth Elements using Screening and Magnetic Separation

• Autorzy: Baron Rafał , Friebe Paweł , Matusiak Piotr , Kowol Daniel , Suponik Tomasz , Lutyński Marcin

Identyfikatory

DOI

10.29227/IM-2024-01-113

Warianty tytułu

PL

Rozdział surowców zawierających pierwiatki ziem rzadkich w procesach przesiewania i separacji magnetycznej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article presents research on selected materials with the aim of determining their rare earth element (REE) content and attempting to intensify it. The test material was coal slurry, which is a waste product from the operation of a preparation plant of a closed coal mine. Research on REE concentration intensification tests was carried out using magnetic separation. Laboratory analyses determining the REE content in the samples obtained, were carried out using the inductively coupled plasma ionisation mass spectrometry (ICP-MS) technique. Carrying out this research by the KOMAG Institute of Mining Technology, is a continuation of work related to making mining waste economically useful and determining a new source of REE recovery. Previous research and development work showed REE content (scandium 40.49 ppm) in the coal slurries studied. The result of the work carried out is the determination of the economic utility of REE recovery from the studied waste.

PL

W artykule przedstawiono badania wybranych materiałów mające na celu określenie zawartości pierwiastków ziem rzadkich (REE) oraz próbę ich wzbogacania. Materiałem badawczym była zawiesina węglowa, która jest produktem odpadowym z eksploatacji zakładu przeróbczego zamkniętej kopalni węgla kamiennego. Badania nad testami wzbogacania REE przeprowadzono z wykorzystaniem separacji magnetycznej. Analizy laboratoryjne określające zawartość REE w pobranych próbkach przeprowadzono z wykorzystaniem techniki spektrometrii mas z jonizacją plazmą wzbudzoną indukcyjnie (ICP-MS). Przeprowadzenie tych badań przez Instytut Techniki Górniczej KOMAG jest kontynuacją prac związanych z ekonomiczną przydatnością odpadów górniczych oraz określeniem nowego źródła odzysku REE. Poprzednie prace badawczo-rozwojowe wykazały zawartość REE (skand 40,49 ppm) w badanych zawiesinach węglowych. Wynikiem przeprowadzonych prac jest określenie ekonomicznej użyteczności odzysku REE z badanych odpadów.

Słowa kluczowe

EN

rare earth elements (REE); magnetic separation; coal tailings; coal slurries

PL

pierwiastki ziem rzadkich (REE); separacja magnetyczna; odpady węglowe; zawiesiny węglowe

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2024
• Tom: Vol. 2, no. 1
• Strony: 227--234
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Baron Rafał

• KOMAG Institute of Mining Technology/Division of Preparation Systems, 37 Pszczyńska Street, 44-101 Gliwice, Poland;

• https://orcid.org/0000-0002-7141-8960

autor

Friebe Paweł

• KOMAG Institute of Mining Technology/Division of Preparation Systems, 37 Pszczyńska Street, 44-101 Gliwice, Poland;

• https://orcid.org/0000-0003-1574-6190

autor

Matusiak Piotr

• KOMAG Institute of Mining Technology/Division of Preparation Systems, 37 Pszczyńska Street, 44-101 Gliwice, Poland;

• https://orcid.org/0000-0002-9393-4309

autor

Kowol Daniel

• KOMAG Institute of Mining Technology/Division of Preparation Systems, 37 Pszczyńska Street, 44-101 Gliwice, Poland;

• https://orcid.org/0000-0001-5547-376X

autor

Suponik Tomasz

• Silesian University of Technology/Faculty of Mining, Safety Engineering and Industrial Automation, 2 Akademicka Street, 44-100 Gliwice, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-4251-4275

autor

Lutyński Marcin

• Silesian University of Technology/Faculty of Mining, Safety Engineering and Industrial Automation, 2 Akademicka Street, 44-100 Gliwice, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-0379-3902

Bibliografia

• 1. Charalampides G., Vatalis K., Apostoplos B., Ploutarch-Nikolas B. Rare earth elements: Industrial applications and economic dependency of Europe. Procedia Economics and Finance, 2015, Vol. 24, pp.126–135. DOI: https://doi.org/10.1016/s2212-5671(15)00630-9.
• 2. Balaram V., Rare earth elements: A review of applications, occurrence, exploration, analysis, recycling, and environmental impact. Geoscience Frontiers, 2019, Vol.10, pp.1285–303. DOI: https://doi.org/10.1016/j.gsf.2018.12.005.
• 3. Baron R. Determination of rare earth elements content in hard coal type 31.1. Management Systems in Production Engineering, 2020, Vol.28, pp. 240–246 DOI: https://doi.org/10.2478/mspe-2020-0034
• 4. Friebe P., Determining the possibility of using the Polish aggregates for recovery of rare earth elements. Mining Machines, 2021, Vol.3p , pp. 34-43. DOI: 10.32056/KOMAG2021.2.4
• 5. Baron R., Matusiak P., Kowol D., Talarek M. The Concentration of Rare Earth Elements in the Polish Power Plant Wastes. Arch. Min. Sci, 2022, Vol. 67, pp.25-36. DOI: https://doi.org/10.24425/ams.2022.140700
• 6. Baron R. Determination of rare earth elements in power plant wastes. Mining Machines, 2020, Vol.4, pp.24-30. DOI: 10.32056/KOMAG2020.4.3
• 7. Baron R. Określenie koncentracji pierwiastków ziem rzadkich w poszczególnych klasach ziarnowych, dla wybranych materiałów. ITG KOMAG, 2020, (unpublished materials).
• 8. Friebe P. Tests of neodymium content in selected materials. Mining Machines, 2020, Vol.2, pp.38-47. DOI: 10.32056/KOMAG
• 9. Baron R. Assessment of rare earth elements content in the material from mine heaps. Mining Machines, 2021 Vol.3, pp.18-27. DOI: 10.32056/KOMAG2021.3.2
• 10. Mubashir M. Rare Earth Elements- A Review. Journal of Ecology & Natural Resources, 2018, Vol.2, pp.1-6. DOI: https://doi.org/10.23880/jenr-16000128
• 11. Kanazawa Y., Kamitani M. Rare Earth Minerals and Resources in the World, Journal of Alloys and Compounds, 2006, Vol.408-412, pp.1339-1343. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2005.04.033
• 12. Wiejaczka D., Wilczyński W.J. Strategiczne znaczenie metali ziem rzadkich, Przegląd Geopolityczny, 2021, Vol.36, pp.32-53.
• 13. Polski Instytut Ekonomiczny, Tygodnik Gospodarczy PIE, 2021, Vol.21
• 14. Kathryn M., Goodenough K.M., Wall F., Merriman D. The Rare Earth Elements: Demand, Global Resources and Challenges for Resourcing Future Generations, Natural Resources Research, 2018, Vol.27, pp.201–216. DOI: 10.1007/s11053-017-9336-5
• 15. https://www.researchgate.net/publication/349665394_Rare_Earth_Elements, accessed: 27.06.2023
• 16. https://www.poradnik-inwestora.pl/inwestowanie-metale-ziem-rzadkich/, access 27.06.2023
• 17. Cieśla A. Dynamiczne działanie pól: elektrycznego i magnetycznego w elektrotechnologiach (na przykładzie separacji). Prace Instytutu Elektrotechniki, 2007, Vol.233, pp.81-93
• 18. Lewicka E. Innowacyjne technologie produkcji surowców skaleniowych. Górnictwo Odkrywkowe, 2011, Vol.6, pp.115-120
• 19. Zong Q. Variables and Applications on Dry Magnetic Separator, E3S Web of Conferences 53, 2018. DOI: 10.1051/e3s-conf/20185302019.
• 20. Abaka-Wood G.B., Addai-Mensah J., Skinner W. Review of Flotation and Physical Separation of Rare Earth Element Minerals, 4th UMaT Biennial International Mining and Mineral Conference, 2016, pp. MR55-62.
• 21. Baron R. Results of pilot research work on the content of rare earth elements in metallurgical wastes from Nowa Huta, Inżynieria Mineralna. 2022, Vol.1, pp.123—127. DOI: 10.29227/IM-2022-01-15
• 22. Hordyńska M. Popioły elektrowniane w procesach stabilizacji odpadów niebezpiecznych, Doctoral thesis, Wydz. Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Politechnika Śląska, 2003.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).