Bauxit Beneficiation Elektrostatisk

Aluminium er det mest almindelige metalelement, der findes på Jorden, i alt ca. 8% af jordskorpen. Men, aluminium som element er reaktivt og forekommer derfor ikke naturligt – det skal raffineres til at producere aluminium metal. Det primære udgangsmateriale til raffinering af aluminium er bauxit, verdens vigtigste kommercielle kilde til aluminium. Bauxit er en sedimentær klippe, og består for det meste af aluminium mineraler gibbsite (Al(Åh)3), boehmite (γ-AlO(Åh)) og diaspore (α-AlO(Åh)), og blandes normalt med de to jernoxider goethite og hæmatit, aluminium ler mineral kaolinit og små mængder af anatase (TiO2 (TiO2)) og/eller ilmenite (FeTiO3).

bauxite beneficiation

Bauxitforekomster spredes over hele verden, for det meste forekommer i tropiske eller subtropiske regioner. Selv om dokumenterede reserver af bauxit forventes at vare i mange år, kvaliteten af de reserver, der kan tilgås økonomisk, er faldende. For raffinaderier, der beskæftiger sig med bauxitforarbejdning til fremstilling af aluminiumoxid, og i sidste ende aluminium metal, dette er en udfordring med både finansielle og miljømæssige konsekvenser.

Processen med at forfine metallurgisk bauxit til aluminiumoxid indebærer følgende input:

  • Bauxitmalm
  • Kaustisk sodavand – natriumhydroxidkemikalie (Naoh)
  • Energi (raffineringsproces kræver både varme og tryk)
  • Ferskvand

Følgende output genereres:

  • Alumina (Al2O3)
  • Restprodukter fra aluminiumoxidraffinaderier (Arr) eller rødt mudder
bauxite processing

Den mest anvendte kemiske proces med raffinering af bauxit til aluminiumoxid, Bayer-processen, indebærer opløsning af Al2O3 ud af bauxit rock med kaustisk soda (Naoh) ved forhøjet temperatur og tryk. Al2O3-fraktionen af bauxiten opløses i opløsning, senere udfældes som aluminiumoxid. Men, en bauxit af høj kvalitet indeholder op til 60% Al2O3, og mange drifts bauxitforekomster ligger et godt stykke under denne, lejlighedsvis så lavt som 30-40% Al2O3. Fordi det ønskede produkt er en høj renhed Al2O3, de resterende oxider i bauxiten (Fe2O3 delte et link., SiO2, TiO2 (TiO2), Organisk materiale) er adskilt fra Al2O3 og afvist som aluminiumoxidraffinaderi er bosat (Arr) eller rødt mudder. Generelt er der, den lavere kvalitet bauxit (ie lavere Al2O3-indhold) jo mere rødt mudder genereres pr. ton aluminiumoxidprodukt. Derudover, selv nogle Al2O3 bærende mineraler, især kaolinit, uønskede bivirkninger under raffineringsprocessen og føre til en stigning i den røde mudderproduktion, samt et tab af dyre kaustisk soda kemiske, en stor variabel omkostning i bauxit raffineringsprocessen.

Rødt mudder eller ARR repræsenterer en stor og løbende udfordring for aluminiumsindustrien. Rødt mudder indeholder betydelige resterende kaustiske kemiske rester fra raffineringsprocessen, og er meget basisk, ofte med en pH-kel på 10 – 13. Det er genereret i store mængder på verdensplan – ifølge USGS, den anslåede globale aluminiumoxidproduktion blev 121 millioner tons i 2016. Dette resulterede sandsynligvis i mere end 150 millioner tons rødt mudder genereret i samme periode. På trods af igangværende forskning, rødt mudder har i øjeblikket få kommercielt levedygtige veje til gavnlig genbrug. Det anslås, at meget lidt rødt mudder med fordel genbruges på verdensplan. I stedet pumpes det røde mudder fra aluminiumoxidraffinaderiet til opbevaring af opmagasineringer eller lossepladser, hvor det opbevares og overvåges med store omkostninger.

Tabet af dyre kaustisk sodavand (Naoh) og produktionen af rødt mudder er begge relateret til kvaliteten af den bauxit, der anvendes i raffineringsprocessen. Generelt er der, jo lavere Al2O3-indholdet af bauxit, jo større mængden af rødt mudder, der vil blive genereret, som ikke-Al2O3 faser afvises som rødt mudder. Derudover, jo højere indholdet af kaolinit eller reaktiv silica i bauxiten, jo mere rødt mudder vil blive genereret. Det reaktive silicaindhold øger ikke kun mængden af rødt mudder, men bruger også kaustisk soda reagens og reducerer udbyttet af Al2O3 inddrives fra bauxit. Derfor, der er både et økonomisk og miljømæssigt argument for at forbedre kvaliteten af bauxit forud for raffinering.

STET tørseparationsprocessen giver bauxitproducenter eller bauxitraffinaderier mulighed for at foretage opgradering af bauxitmalm før Bayer-processen for at forbedre kvaliteten. Denne tilgang har mange fordele:

  • Reduktion af raffinaderiets driftsomkostninger som følge af lavere forbrug af kaustisk soda ved at reducere reaktivt silica i rå- og hjælpestoffer.
  • Energibesparelser under raffinering på grund af lavere volumen af inerte oxider (Fe2O3 delte et link., TiO2 (TiO2), Ikke-reaktiv SiO2) ind med bauxit. Mindre massestrøm af bauxit til raffinaderiet resulterer i mindre energi til opvarmning og tryk.
  • Reduktion i mængden af røde mudderproduktioner (Dvs – rødt mudder til aluminiumoxidforhold) ved at fjerne reaktiv silica og inaktive oxider.
  • Strammere kontrol over input bauxit kvalitet til raffinaderiet reducerer proces forstyrrelser og giver raffinaderier til at målrette ideelle reaktive silica niveau for at maksimere urenhed afvisning.
  • Forbedret kvalitetskontrol over bauxitfoder til raffinaderi reducerer procesforstyrrelser, maksimerer oppetid og produktivitet.
  • Reduktion i mængden af rødt mudder giver sig udslag i færre behandlings- og bortskaffelsesomkostninger og bedre udnyttelse af eksisterende deponeringsanlæg.
  • I modsætning til rødt mudder, tailings fra en tør elektrostatisk proces indeholder ingen kemikalier og udgør ikke et langsigtet miljøopbevaringsansvar.
  • I modsætning til rødt mudder, Tørre biprodukter / tailings fra en bauxitforarbejdningsoperation kan anvendes i cementfremstilling, da der ikke er noget krav om at fjerne natrium, som er til skade for cementfremstillingen. Faktisk – Bauxit er allerede et fælles råmateriale til fremstilling af Portland cement.
  • Forlænge driftslevetiden for eksisterende bauxitmine ved at forbedre stenbrudsudnyttelsen og maksimere nyttiggørelsen.
  • STET er en lav driftsomkostning, kontinuerlig proces med høj overførselshastighed. Der kræves ikke vand eller kemikalier.

Sammenfattende, tør forarbejdning med STET-separatoren giver mulighed for at skabe værdi for bauxitproducenter og -raffinaderier. Forbehandling af bauxit inden raffinering vil reducere de kemiske omkostninger, sænke mængden af rødt mudder genereret og minimere proces forstyrrelser.

Referencer:

  • Raju, K. S. 2009. Bauxit Ressourcer i Indien, Indiens aluminiumsforening, Bangalore, Indien
  • Hausberg, J., Happel, U., Meyer, F.M. 1999. Bauxit kvalitet og dens virkning på red mud genereret under aluminiumoxid produktion, 1999, Internationalt symposium om mine miljømæssige og økonomiske spørgsmål, Ukraine, Juni 1999.
  • USGS Minerals Årbog 2016, Bind I, Varerapport, Bauxit og Aluminiumoxid 2016.
  • Bagshaw, A. N., Aluminiumshistorien, Bauxit til Aluminiumoxid: Bayer-processen, En indledende tekst, Oktober 2017
  • Aboagye, A., Kildea, J., La, T., og Phillips, E., Ledelse og kontrol af Silica i Bayer-processen, Referat af 9. internationale aluminiumoxidkvalitetsworkshop, 2012, PP 93-97

Nyhedsbreve

Litteratur