Value added industrial minerals production from calcite-rich wollastonite

• Autorzy: Bulut Gülay , Akçin Elif Suna , Kangal Murat Olgaç

Identyfikatory

DOI

10.24425/gsm.2019.128199

Warianty tytułu

PL

Wartość dodana produkcji surowców przemysłowych ze złóż kalcytu i wollastonitu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The worldwide consumption of wollastonite has been increasing from day to day. It is a calcium metasilicate with the chemical formula CaSiO₃. Wollastonite is the only naturally occurring, nonmetallic, white mineral that is needle-shaped in a crystal habit. Due to its high chemical and thermal resistance and nontoxic properties, wollastonite replaces asbestos. Apart from this, the acicular property of wollastonite allow it to compete with other acicular materials where improvements in dimensional stability, flexural modulus and heat deflection are sought. Due to its unique properties such as: its high brightness and whiteness, low moisture and oil absorption, low volatile content, and acicular properties, it is used also as a filling material for ceramics, plastics and paints, thermal and electrical insulator, wetting agent and smelter for glaze. Three methods are used for the beneficiation of wollastonite: mechanical sorting, dry or wet magnetic separation and flotation. Magnetic separation and flotation can be applied together in some cases. In this study, flotation has been investigated for the selective separation of calcite-rich wollastonite ores from the Buzlukdağ deposit, in the Kırşehir-Akpınar region, in the middle of Anatolia. The mineralogical analysis of the sample used in the study shows that the ore sample contains 60–62% wollastonite (CaSiO₃), 4–5% augite (Ca,Na)(Mg,Fe,Al)(Si,Al)₂O₆, 30–32% calcite (CaCO₃) and minor amount of other minerals. As a result of this study, the wollastonite concentrate which contains 0.44% Fe₂O₃, 52.71% SiO₂, 87.85% wollastonite with 0.60% loss on ignition (using 1500 g/t potassium oleate) was obtained. The ultimate grade concentrates of calcite that can also be obtained as by-products are with 99.80% calcite content and 85.4% recovery.

PL

Światowe zużycie wollastonitu ciągle wzrasta. Wollastonit jest metakrzemianem wapnia o wzorze chemicznym CaSiO₃. Jest jedynym naturalnie występującym, niemetalicznym, białym minerałem, który ma kształt igieł o pokroju kryształu. Wollastonit ze względu na wysoką odporność chemiczną i termiczną oraz właściwości nietoksyczne zastępuje azbest. Poza tym igiełkowa właściwość wollastonitu umożliwia konkurencję z innymi igiełkowymi materiałami, w zakresie poprawy stabilności wymiarowej, modułu zginania i ugięcia pod wpływem ciepła. Ze względu na swoje unikalne właściwości, takie jak: wysoka jasność i biel, niska wilgotność i absorpcja oleju, niska zawartość części lotnych i właściwości igiełkowe, umożliwia zastosowanie jego jako: materiału wypełniającego do ceramiki, tworzyw sztucznych i farb, izolatora termicznego i elektrycznego, środka zwilżającego i pieca do glazury. Do wzbogacania wollastonitu stosowane są trzy metody: sortowanie mechaniczne, separacja magnetyczna na sucho lub mokro oraz flotacja. W niektórych przypadkach można zastosować zarówno separację magnetyczną, jak i flotację. W tym artykule zastosowano flotację w celu selektywnego oddzielania rud kalcytu i wollastonitu ze złoża Buzlukdağ w regionie Kırşehir-Akpınar w centrum Anatolii. Analiza mineralogiczna próbki użytej w badaniu pokazuje, że próba rudy zawiera 60–62% wollastonitu (CaSiO₃), 4–5% augitu (Ca, Na)(Mg, Fe, Al)(Si, Al)₂O₆, 30–32% kalcytu (CaCO₃) i niewielką ilość innych minerałów. W wyniku tych badań uzyskano koncentrat wollastonitu, który zawiera 0,44% ‒ Fe₂O₃, 52,71% ‒ SiO2, 87,85% wolastonitu przy stratach wynoszących 0,60% (przy użyciu 1500 g/Mg oleinianu potasu). Końcowe koncentraty kalcytu, które można również otrzymać jako produkty uboczne, zawierają 99,80% kalcytu i 85,4% odzysku.

Słowa kluczowe

EN

wollastonite; calcite; flotation; industrial minerals

PL

wollastonit; kalcyt; flotacja; surowce przemysłowe

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN ; Komitet Zrównoważonej Gospodarki Surowcami Mineralnymi PAN
• Czasopismo: Gospodarka Surowcami Mineralnymi
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 35, z. 1
• Strony: 43--58
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bulut Gülay

• Istanbul Technical University, Turkey; ORCID: 0000-0001-7016-8077

autor

Akçin Elif Suna

• Istanbul Technical University, Turkey; ORCID: 0000-0001-9682-022X

autor

Kangal Murat Olgaç

• Istanbul Technical University, Turkey; ORCID: 0000-0003-4993-064X

Bibliografia

• [1] Atak, S. 2017. Flotation Fundamentals and Applications. Istanbul Technical University Foundation Publishing, ISBN 978-605-4778-31-7, 232 pp. (in Turkish).
• [2] Bulatovic, S.M. 2005. Handbook of flotation reagents: Chemistry, theory and practice: Flotation of industrial minerals. Boston, MA: Elsevier B.V.
• [3] Crundwell, F.K. 2016. On the mechanism of the flotation of oxides and silicates. Minerals Engineering 95, pp. 185–196.
• [4] Çinku et al. 1997 – Çinku, K., Ipekoğlu, B. and Tulgarlar, A. 1997. Enrichment of Karaköy wollastonite ore. Industrial Minerals Symposium, pp. 86–91 (in Turkish).
• [5] Fuerstenau et al. 1985 – Fuerstenau, M.C., Miller, J.D. and Kuhn, M.C. 1985. Chemistry of flotation. Society of Mining Engineers of the American Institute of Mining, Metallurgical and Petroleum Engineers Inc. New York.
• [6] Fuerstenau, D.W. and Pradip 2005. Zeta potentials in the flotation of oxide and silicate minerals, Adv. Colloids Interf. Sci. 115, pp. 9–26.
• [7] Fugen, H. and Sivamohan, R. 1990. Behaviour of different particle size fractions in the flotation of calcite from wollastonite and microcline. Minerals Engineering 3, 3–4, 257–271.
• [8] Kogel et al. 2006 – Kogel, E., Trivedi, N.C., Barkeer, J.M. and Krukowski, S.T. (Eds.) 2006. Industrial minerals and rocks: Commodities, markets, and uses. United States: Library of Congress, pp. 1027–1037.
• [9] Mi et al. 1994 – Mi, G., Tu, W., Zeng, X. and Li, Z. 1994. Effect of solution chemistry on the flotation separation of wollastonite from quartz. J Wuhan Univ Technol 1, pp. 177–182.
• [10] Prabhakar et al. 2003 – Prabhakar, S., Hanumantha Rao, K. and Forsling, W. 2003. Flotation and surface interactions of dodecylamine on wollastonite. In: Lorenzen, L., Bradshaw, D., Proceedings of the 22nd International Mineral Processing Congress, Cape Town, Document Transformation Technologies, South Africa, pp. 764–773.
• [11] Prabhakar et al. 2005 – Prabhakar, S., Hanumantha Rao, K. and Forsling, W. 2005. Dissolution of wollastonite and its flotation and surface interactions with tallow-1,3-diaminopropane (Duomeen T). Minerals Engineering 18, pp. 691–700.
• [12] Ravi et al. 2014 – Ravi, B.P., Krishna, S.J.G., Patil, M.P., Kumar, P.S., Rudrappa, C. and Naganoor, P.C. 2014. Beneficiation of a wollastonite from Sirohi, Rajasthan. International Journal of Innovative Science, Engineering & Technology 1, 4, pp. 450–453.
• [13] U.S. Geological Survey 2018. Mineral commodity summaries 2018: U.S. Geological Survey, 200 p. [Online] https://doi.org/10.3133/70194932 [Accessed: 2018-09-02]. Wollastonite, January, pp. 184–185.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).