Beneficija boksita Elektrostatik

Aluminij je najčešći metalni element koji se nalazi na Zemlji, ukupno o 8% Zemljine kore. Međutim, aluminij kao element reaktivan i stoga se ne javlja prirodno – treba ga rafinirati kako bi se proizveo aluminijski metal. Primarni početni materijal za rafiniranje aluminija je boksit, glavni svjetski komercijalni izvor aluminija. Boksit je sedimentna stijena, i sastoji se uglavnom od aluminij minerala gibbsite (Al(Oh)3), boehmite (γ-AlO(Oh)) i dijaspore (α-AlO(Oh)), i obično se miješa s dva željezova oksida goetita i hematita, aluminijske gline mineral kaolinit i male količine anataza (TiO2) i/ili ilmenit (FeTiO3).

bauxite beneficiation

Depoziti boksita šire se diljem svijeta, uglavnom se javljaju u tropskim ili suptropskim regijama. Iako se očekuje da će dokazane rezerve boksita trajati mnogo godina, kvaliteta rezervi kojima se ekonomski može pristupiti opada. Za rafinere, koji se bave preradom boksita za proizvodnju glinice, i na kraju aluminijski metal, to je izazov i s financijskim i ekološkim implikacijama.

Proces dorade metalurški boksita u aluminij uključuje sljedeće ulazne:

  • Boksitni oruzi
  • Kaustična soda – kemikalija natrijevog hidroksida (Naoh)
  • Energije (postupak rafiniranja zahtijeva i toplinu i tlak)
  • Svježa voda

Generiraju se sljedeći izlazi:

  • Alumina (Al2O3)
  • Ostaci rafinerije aluminija (ARR) ili Crveno blato
bauxite processing

Najrašireniji kemijski proces rafiniranja boksita u aluminij, Bayer proces, uključuje otapanje Al2O3 iz boksitnog stijena s kaustičnom sodom (Naoh) pri povišenoj temperaturi i tlaku. Al2O3 frakcija boksita otopi se u otopinu, da kasnije bude precipitiran kao alumina. Međutim, visokokvalitetni boksit sadrži do 60% Al2O3, i mnogi operativni depoziti boksita su mnogo ispod ovog, povremeno tako nisko kao 30-40% Al2O3. Budući da je željeni proizvod visoka čistoća Al2O3, preostalih oksida u boksitni (Fe2O3, SiO2, TiO2, Organski materijal) odvojeni su od Al2O3 i odbačeni jer rafinerija aluminija boravi (ARR) ili crveno blato. Općenito, niže kvalitete boksit (ie niži al2O3 sadržaj) što se više crvenog blata generira po toni proizvoda od aluminija. osim toga, čak i neke al2O3 nosećih minerala, prije svega kaolinit, proizvesti nepoželjne nuspojave tijekom procesa rafiniranja i dovesti do povećanja proizvodnje crvenog blata, kao i gubitak skupe kaustičke sode kemijske, veliki varijabilni trošak u postupku rafiniranja boksita.

Crveno blato ili ARR predstavlja veliki i u retki izazov za aluminijsku industriju. Crveno blato sadrži značajne rezidualne kaustične kemijske ostatke iz procesa rafiniranja, i vrlo je alkalna, često s pH od 10 – 13. Generira se u velikim volumenima diljem svijeta – prema USGS-u, procijenjena globalna proizvodnja aluminija bila je 121 milijun tona u 2016. To je vjerojatno rezultiralo više od 150 milijun tona crvenog blata generiranog tijekom istog razdoblja. Unatoč tekućim istraživanjima, crveno blato trenutno ima malo komercijalno održivih puteva do korisne ponovnog korištenja. Procjenjuje se da se vrlo malo crvenog blata blagotvorano ponovno koristi diljem svijeta. Umjesto toga crveno blato se pumpa iz rafinerije aluminija u odlagališta ili odlagališta, gdje se pohranjuje i prati uz velike troškove.

Gubitak skupe kaustične sode (Naoh) a generacija crvenog blata oba su povezana s kvalitetom boksita koji se koristi u postupku rafiniranja. Općenito, niži sadržaj Al2O3 boksita, veći volumen crvenog blata koji će se generirati, jer se faze koje nisu al2O3 odbacuju kao crveno blato. osim toga, što je veći sadržaj kaolinit ili reaktivni silicijev dioksid boksita, više crveno blato će se generirati. Reaktivni sadržaj silika ne samo da povećava volumen crvenog blata, ali također troši kaustičan reagens soda i smanjuje prinos Al2O3 oporavio od boksita. Stoga, postoji i gospodarski i ekološki argument koji se mora iznijeti za poboljšanje kvalitete boksita prije rafinacije.

STET proces suhog razdvajanja proizvođačima boksita ili prefiniteljima boksita nudi priliku za obavljanje nadogradnje boksitne ore pre Bayer za poboljšanje kvalitete. Taj pristup ima mnoge prednosti:

  • Smanjenje operativnih troškova rafinerije zbog manje potrošnje kaustične sode smanjenjem ulaznog reaktivnog silika.
  • Uštede u energiji tijekom rafinacije zbog manjeg volumena inertnih oksida (Fe2O3, TiO2, Ne-reaktivni SiO2) ulaska s boksitom. Manji masni protok boksita u rafineriju rezultira manjom energijom do topline i pritiska.
  • Smanjenje volumena proizvodnje crvenog blata (Ie – omjer crvenog blata i aluminija) uklanjanjem reaktivnog silika i inertnih oksida.
  • Čvršća kontrola nad kvalitetom ulaznog boksita u rafineriju smanjuje procesne uzrujanosti i omogućuje rafinerima ciljanje idealne reaktivne razine silicijevog dioksida kako bi se povećalo odbijanje nečistoće.
  • Poboljšana kontrola kvalitete nad hrani za boksit u rafineriju smanjuje procesne uznemire, maksimizira vrijeme rada i produktivnost.
  • Smanjenje volumena crvenog blata prevodi se u manje troškova obrade i odlaganja te bolju iskorištenost postojećih odlagališta.
  • Za razliku od crvenog blata, repovi iz suhog elektrostatičkog procesa ne sadrže kemikalije i ne predstavljaju dugoročnu odgovornost za skladištenje okoliša.
  • Za razliku od crvenog blata, Suhi nusproizvodi/repovi iz postupka obrade boksita mogu se koristiti u proizvodnji cementa jer ne postoji zahtjev za uklanjanjem natrija, što je štetno za proizvodnju cementa. Zapravo – Boksit je već uobičajena sirovina za proizvodnju cementa Portland.
  • Produljite radni vijek postojećeg rudnika boksita poboljšanjem iskorištenosti kamenoloma i maksimiziranjem oporavka.
  • STET je niski operativni trošak, neprekidan proces visokog ulaza. Nije potrebna voda ili kemikalije.

U sažetom, suha obrada s STET separatorom nudi mogućnosti za generiranje vrijednosti za proizvođače boksita i rafinere. Predobrada boksita prije rafiniranja smanjit će kemijske troškove, sniziti volumen generiranog crvenog blata i minimizirati procesne uznemire.

Reference:

  • Raju, K. S. 2009. Bauxite Resources u Indiji, Aluminijsko udruženje Indije, Bangalore, Indija
  • Hausberg, J., Happel, U., Meyer, F.M.. 1999. Kvaliteta boksita i njegov Učinak na crveno blato generiran tijekom Proizvodnje aluminija, 1999, Međunarodni simpozij o ekološkim i gospodarskim pitanjima mina, Ukrajina, Lipnja 1999.
  • USGS Minerali Godišnjak 2016, Glasnoća I, Robno izvješće, Boksit i Alumina 2016.
  • Bagshaw, A. N., Aluminijska priča, Boksit alumini: Bayer proces, Uvodni tekst, Travanj 2017
  • Aboagye, A., Kildea, J., La, T., i Phillips, E., Upravljanje i kontrola silika u Bayer procesu, Zbornik 9. Međunarodne radionice kvalitete aluminija, 2012, pp 93-97

Bilteni

Književnost