Kies jou taal:
abstrakte
ST Toerusting & Tegnologie, LLC (STET) het 'n tribo-elektrostatiese gordelskeidingsverwerkingstelsel ontwikkel wat die mineraalverwerkingsbedryf 'n manier bied om fyn materiale met 'n heeltemal droë tegnologie te veredel. In teenstelling met ander elektrostatiese skeidingsprosesse wat tipies beperk is tot deeltjies groter as 75μm in grootte, die tribo-elektriese gordel skeiding is ideaal geskik vir die skeiding van baie fyn (<1μm) tot matig growwe (300μm) deeltjies met 'n baie hoë deurset. Die tribo-elektriese gordelskeidingstegnologie is gebruik om 'n wye reeks materiale te skei, insluitend steenkoolverbrandingsvliegas, calcite / kwarts, talk/magnesite, barite/kwarts, en veldspaat/kwarts. Skeidingsresultate word aangebied wat die tribo-laaigedrag vir bauxietminerale beskryf.
inleiding
Die gebrek aan toegang tot vars water word 'n belangrike faktor wat die haalbaarheid van mynprojekte regoor die wêreld beïnvloed. Volgens Hubert Fleming, voormalige globale direkteur vir Hatch Water, "Van al die mynprojekte in die wêreld wat die afgelope jaar óf gestop óf vertraag is, dit is, in byna 100% van die gevalle, As gevolg van water, hetsy direk of indirek".1 Droë mineraalverwerkingsmetodes bied 'n oplossing vir hierdie dreigende probleem.
Droë metodes soos elektrostatiese skeiding sal die behoefte aan vars water uitskakel, en bied die potensiaal om koste te verminder. Elektriese skeidingsmetodes wat kontak gebruik, of tribo-elektriese, laai is veral interessant as gevolg van hul potensiaal om 'n wye verskeidenheid mengsels wat geleidende, Isolerende, en semi-geleidende deeltjies.
Tribo-elektriese laai vind plaas wanneer diskrete, andermilar deeltjies bots met mekaar, of met 'n derde oppervlak, wat lei tot 'n oppervlak beheer verskil tussen die twee deeltjie tipes. Die teken en grootte van die aanklag verskil hang deels oor die verskil in elektronaffiniteit (of werk funksie) tussen die deeltjie tipes. Skeiding kan dan bereik word met behulp van 'n ekstern Toegepaste elektriese veld.
Die tegniek is geïnduaal gebruik in vertikale vrye-val tipe skeiers. In vrye-val skeiders, die deeltjies eerste verkry aanklag, val dan deur swaartekrag deur 'n toestel met opponerende elektrodes wat 'n sterk elektriese veld toepas om die trajek van die deeltjies volgens teken en grootte van hul oppervlaklading te deflekteer.2 Vryvalskeidingsskeidings kan effektief wees vir growwe deeltjies, maar is nie effektief by die hantering van deeltjies fyner as oor 0.075 om 0.1 mm.3,4 Een van die belowendste nuwe ontwikkelings in droë minerale skeidings is die tribo-elektrostatiese gordelskeiding. Hierdie tegnologie het die Partikel grootte wissel tot fyner deeltjies as konvensionele elektrostatiese skeiding tegnologieë uitgebrei, in die reeks waar slegs flottasie het was suksesvol in die verlede.
Tribo-Elektrostatiese Gordel Skeiding
In die tribo-elektrostatiese gordel skeider (Figuur 1 en figuur 2), materiaal is gevoer in die dun gaping 0.9 - 1.5 cm tussen twee parallel Jordaanstreek elektrodes. Die deeltjies is triboelectrically gehef deur globaal kontak. Byvoorbeeld, in die geval van steenkool kan ontbrand fly ash, 'n mengsel van koolstof deeltjies en minerale deeltjies, die positief gelaaide koolstof en die negatief gelaaide minerale word aangetrokke tot teenoorgestelde elektrodes. Die deeltjies word dan opgevang deur 'n deurlopende bewegende oop-mesh gordel en oorgedra in teenoorgestelde rigtings. Die gordel beweeg die deeltjies langs elke elektrode na die teenoorgestelde eindes van die skeider. Die elektriese veld moet net beweeg die deeltjies 'n klein fraksie van 'n sentimeter 'n deeltjie te beweeg van 'n links-beweeg na 'n regterbewegende stroom. Die teenstroomvloei van die skeidende deeltjies en voortdurende tribo-elektriese lading deur koolstof-minerale botsings maak voorsiening vir 'n multi-stadium skeiding en lei tot uitstekende suiwerheid en herstel in 'n enkelpas-eenheid. Die hoë gordel spoed ook in staat stel baie hoë deursette, tot en met 40 ton per uur op 'n enkele skeierbladsy. Deur beheer van verskeie proses parameters, soos gordel spoed, voed punt, electrode gaping en voer koers, die toestel produseer lae koolstof fly ash by koolstof inhoud van 2 % ± 0.5% van voeding vlieg as wat wissel in koolstof uit 4% om oor 30%.
Die skeidingontwerp is relatief eenvoudig. Die gordel en geassosieerde rollers is die enigste bewegende dele. Die elektrodes is stilstaande en saamgestel van 'n toepaslik duursame materiaal. Die gordel is gemaak van plastiese materiaal. Die skeider elektrode lengte is ongeveer 6 meter (20 Ft.) en die wydte 1.25 meter (4 Ft.) vir volle grootte kommersiële eenhede. Die kragverbruik is minder as 2 kilowatt-uur per ton van die materiaal verwerk met die meeste van die krag wat verbruik word deur twee motors ry die gordel.
Die proses is heeltemal droog, vereis geen bykomende materiaal en produseer geen afval water of lug uitstoot. In die geval van koolstof uit fly ash skeidings, die herwinde materiale bestaan van fly ash verminder in koolstof inhoud tot vlakke geskik vir gebruik as 'n pozzolanic admixture in beton, en 'n hoë koolstof breuk wat verbrand kan word by die elektrisiteit genereer plant. Aanwending van beide produk strome bied 'n 100% oplossing vir fly ash beskikking probleme. Vir minerale skeidings, verwerking van bauxiet byvoorbeeld, die skeier bied 'n tegnologie om waterverbruik te verminder, verleng reserwe lewe en/of herstel en herproses klereings.
Die tribo-elektrostatiese bandafskeider is relatief kompak. 'N Masjien wat ontwerp is om te verwerk 40 Ton per uur is ongeveer 9.1 meter (30 Ft.) lank, 1.7 meter (5.5 Ft.) wyd en 3.2 meter (10.5 Ft.) hoë. Die vereiste balans van plant bestaan uit stelsels om droë materiaal na en van die skeiding oor te dra. Die compackheid van die stelsel maak voorsiening vir buigsaamheid in die installasie ontwerpe.
Die tribo-elektrostatiese gordelskeidingstegnologie is robuust en industrieel bewys, en is die eerste keer industrieel toegepas op die verwerking van steenkoolverbrandingsvliegas in 1995. Die tegnologie is effektief in die skeiding van koolstofdeeltjies uit die onvoltooide verbranding van steenkool, van die glassy aluminosilicate minerale deeltjies in die fly ash. Die tegnologie het instrumenteel in die aanstuur van die mineraal-ryk vliegas as 'n sement vervanging in beton produksie. Sedert 1995, oor 20,000,000 ton vliegas is verwerk deur die 19 tribo-elektrostatiese band skeiers geïnstalleer in die VSA, Kanada, VERENIGDE KONINKRYK, Pole, en Suid-Korea. Die industriële geskiedenis van vliegasskeiding word gelys in tafel 1.
tafel 1. Industriële toepassing van tribo-elektrostatiese gordel skeiding vir vliegas
| Nut / kragstasie | Ligging | Begin van kommersiële bedrywighede | Fasiliteit besonderhede |
|---|---|---|---|
| Hertog energie-Roxboro Station | Noord-Carolina VSA | 1997 | 2 Skeidings |
| Talen energie- Brandon kus | Maryland USA | 1999 | 2 Skeidings |
| Skotse krag- Longannet-stasie | Skotland Verenigde Koninkryk | 2002 | 1 Skeider |
| Jacksonville-elektriese-St. Johns River Power Park | Florida VSA | 2003 | 2 Skeidings |
| Suid-Mississippi elektriese krag-R. D. Volgende dag | Mississippi VSA | 2005 | 1 Skeider |
| Nuwe Brunswick-krag-Belleduin | Nuwe Brunswick canada | 2005 | 1 Skeider |
| RWE npower-Didak-stasie | Engeland Verenigde Koninkryk | 2005 | 1 Skeider |
| Talen energie-Brunner Island stasie | Pennsylvania VSA | 2006 | 2 Skeidings |
| Tampa elektriese-groot buig stasie | Florida VSA | 2008 | 3 Skeidings twee-pas opvang |
| RWE npower-Aberthaw stasie | Wallis VK | 2008 | 1 Skeider |
| EDF energie-Wes-Burton stasie | Engeland Verenigde Koninkryk | 2008 | 1 Skeider |
| ZGP (Lafarge Cement/CiméJanikosoda JV) | Pole | 2010 | 1 Skeider |
| Korea Suidoos-krag- Yeongheung | Suid-Korea | 2014 | 1 Skeider |
| PGNiG Termika-Sierkirki | Pole | 2018 | 1 Skeider |
| Taiheiyo sement maatskappy-Chichibu | Japan | 2018 | 1 Skeider |
| Armstrong fly Ash- Eagle Cement | Filippyne | Geskeduleerde 2019 | 1 Skeider |
| Korea Suidoos-krag- Samcheonpo | Suid-Korea | Geskeduleerde 2019 | 1 Skeider |
Tribo-elektrostatiese skeiding van bauxietminerale
ST Toerusting & Tegnologie (STET) bankskaal droë tribo-elektrostatiese skeidingstoetse uitgevoer op verskeie monsters van bauxietminerale. Die monsters word hieronder gelys in tafel 2.
tafel 2. Eienskappe van bauxietmonsters wat deur STET getoets is
| Beskrywing | Gewenste produk & Doelwitte | |
|---|---|---|
| Monster 1 | ROM Bauxite | Al2O3 herstel Verminder SiO2, Fe2O3, TiO2 |
| Monster 2 | PLK (Gedeeltelik lateritiseer Khondaliet) | Al2O3 herstel Verminder SiO2, Fe2O3, TiO2 |
| Monster 3 | Rooi modder | Fe2O3 herstel Verminder SiO2, Hierdie artikel is 'n weesbladsy., TiO2 |
| Monster 4 | ROM Bauxite Slimes | Al2O3 herstel Verminder SiO2, Fe2O3, TiO2 |
Chemiese samestelling vir alle voer- en geskeide produkmonsters is gemeet deur X-Ray Fluorescence (OP NAVORSING) met behulp van 'n WD-XRF-stelsel. Die resultate van die chemiese analise vir die voermonsters word hieronder getoon in tafel 3.
tafel 3. Chemiese eienskappe van bauxietmonsters wat deur STET getoets is
| Al2O3 wt.% | Fe2O3 wt.% | SiO2 wt.% | SiO2 wt.% | LOI wt.% | |
|---|---|---|---|---|---|
| Monster 1 | 43.7 | 25.9 | 3.9 | 2.3 | 23.6 |
| Monster 2 | 34.9 | 19.4 | 28.5 | 2.1 | 14.7 |
| Monster 3 | 19.0 | 52.1 | 6.7 | 4.9 | 11.1 |
| Monster 4 | 34.6 | 23.2 | 18.0 | 4.4 | 18.8 |
Partikelgrootte is gemeet deur laserdeeltjiegroottemeting met behulp van droë pneumatiese verspreiding. Die resultate vir die voermonsters word hieronder getoon in tafel 4.
tafel 4. Deeltjie grootte van bauxiet monsters getoets deur STET
| D10 mikron | D50 mikron | D90 mikron | D90 mikron |
|
|---|---|---|---|---|
| Monster 1 | 2 | 19 | 73 | 118 |
| Monster 2 | 2 | 45 | 575 | 898 |
| Monster 3 | 1 | 27 | 212 | 325 |
| Monster 4 | 1 | 7 | 59 | 93 |
Monsters is geskei met behulp van die STET banktop skeier. Die Bench skeiding word gebruik vir sifting vir bewyse van tribo-elektrostatiese laai en om te bepaal of 'n materiaal is 'n goeie kandidaat vir elektrostatiese veredeling. Die primêre verskil tussen die banktop skeider en vlieënier-skaal en kommersiële-skaal skeiers is dat die lengte van die banktop skeider is ongeveer 0.4 keer die lengte van die vlieënier-skaal en kommersiële-skaal eenhede. As die skeiding doeltreffendheid is 'n funksie van die elektrode lengte, bank-skaal toets kan nie gebruik word as 'n plaasvervanger vir vlieënier skaal toets. Vlieënier-skaal toets is nodig om te bepaal die omvang van die skeiding wat die STET proses kan bereik, en om te bepaal of STET proses kan voldoen aan die produk teikens onder gegewe voer tariewe. Eerder, die Bench skeiding word gebruik om die kandidaat materiaal wat onwaarskynlik is om enige beduidende skeiding te demonstreer op die vlieënier-skaal vlak te reël. Resultate verkry op die bank-skaal sal wees nie-geoptimaliseerde, en die skeiding waargeneem is minder as wat waargeneem sal word op 'n kommersiële grootte STET skeider.
Toetsing met die STET banktop skeider gedemonstreer beduidende beweging van Al2O3 met die meerderheid van die monsters getoets. In drie van die vier monsters getoets deur STET, Aansienlike beweging van Al2O3 is waargeneem. Daarbenewens, die ander belangrike elemente van Fe2O3, SiO2 en TiO2 gedemonstreer beduidende beweging in die meeste gevalle. In Voorbeeld 1, Monster 3 en Voorbeeld 4, die beweging van verlies op ontsteking (LOI) gevolg beweging van Al2O3. Die beweging van die hoofelemente word hieronder getoon in Figuur 5.
Die STET-skeier is 'n fisiese skeidingsproses en skei selektief minerale fases gebaseer op tribocharging, 'n oppervlakverskynsel. Die mate waarin minerale vatbaar is vir tribocharging, kan in sommige gevalle voorspel word deur konsultasie van 'n tribo-elektriese reeks, maar in die geval van komplekse minerale erts, dikwels in die praktyk moet empiries bepaal word. 'N Opsomming van die tribocharging eienskappe vir die monsters getoets word hieronder getoon in tafel 5.
tafel 5. Opsomming van tribocharging gedrag vir groot elemente. POS = positief gelaai, NEG = negatief gelaai.
| Hierdie artikel is 'n weesbladsy. | Fe2O3 | SiO2 | TiO2 | LOI | |
|---|---|---|---|---|---|
| Monster 1 | POS | NEG | NEG | NEG | POS |
| Monster 2 | NEG | POS | NEG | N/A | N/A |
| Monster 3 | POS | NEG | N/A | NEG | POS |
| Monster 4 | POS | N/A | NEG | NEG | POS |
Droë verwerking met die STET-skeier bied geleenthede om waarde vir bauxiet- en aluminiumprodusente te genereer. Die benutting van laergraad bauxietafsettings kan laer mynkoste moontlik maak deur stropingsverhoudings te verminder en deur verminderde opwekking van sterte. Daarbenewens, Die voorverwerking van bauxite erts deur droë tribo-elektrostatiese skeiding kan lei tot verbeterde ekonomie van aluminiumraffinering deur hoër grade bauxiet aan die raffineringsproses te verskaf, of deur volumes rooi modder wat gegenereer word, te verminder. Daarbenewens, Hoër aluminiuminhoud in rooi modder kan herverwerking moontlik maak. 'N Opsomming van ideale eienskappe vir metallurgiese graad bauxiet word aangebied, asook 'n opsomming van die voordeel van die STET-skeier, hieronder in tafel 6.
tafel 6. Opsomming van ideale eienskappe vir metallurgiese graad bauxiet.5
| Ideale graad eienskap | Impak indien onvoldoende | Waargeneem met STET Skeiding |
|---|---|---|
| Lae "reaktiewe silika" (>1.5% - <3.0%) (kaolinite) | Verhoog bytende gebruik, 'n kritieke bedryfskostefaktor. | Vermindering in totale silika |
| Hoë onttrekbare alumina | Verhoog kapitaal- en bedryfskoste vir mynbou, Verwerking en modderverwydering. | Toename in alumina |
| Lae organiese koolstof | Verhoog bedryfskoste deur aanlegdoeltreffendheid te verminder. | |
| Lae boehmiet (<3%) | Belet verwerking met lae temperatuur wat kapitaal- en bedryfskoste kan verhoog. | |
| Lae goethiet (verdraaglik in 'n hoë temperatuur plant of met hoë hematiet) | Stadiger verduideliking, verlaag die kwaliteit van die produk en verhoog die verlies van alumina via modderkring. | Vermindering in totale yster |
| Lae vog (kan lastige stof skep as dit te laag is) | Verhoog kapitaalkoste (groter verdampingsfasiliteit), brandstofverbruik, Gestuur koste. | |
| Yster inhoud (ideally >5%-<15%) | Lae yster kan die kwaliteit van die produk verlaag. Hoë yster verdun alumina inhoud van bauxiet. | Vermindering in totale yster |
| Lae kwarts | Verhoog onderhoudskoste (pyp slytasie). Verhoog die bytende gebruik in hoë temperatuur plante. | Vermindering in totale silika |
| Lae onsuiwerhede en spoorelemente | Kan prosesdoeltreffendheid verlaag (swael, Chloor, Kalsium) en metaalkwaliteit (Gallium, Sink, Vanadium, Fosfor). | |
| Sag en bros | Verhoog mynbou- en maalkoste. | |
| Los maklik op | Verhoog kapitaal (groter vertering toerusting) en bedryfskoste. | |
| Lae titania | Kan bytende gebruik in hoë temperatuur plante verhoog. | Vermindering in titania |
| Lae karbonate | Kan spesiale verwerking benodig. |
Gevolgtrekking
Tribo-elektrostatiese skeiding is gedemonstreer as 'n effektiewe metode om 'n hoëgraadse bauxieterts te genereer vir gebruik in aluminaproduksie. Toetsing met die STET banktop skeider gedemonstreer beduidende beweging van Al2O3 met die meerderheid van die monsters getoets. In drie van die vier monsters getoets deur STET, Aansienlike beweging van Al2O3 is waargeneem. Daarbenewens, die ander belangrike elemente van Fe2O3, SiO2 en TiO2 het in die meeste gevalle beduidende skeiding getoon. Droë verwerking met die STET-skeier bied geleenthede om waarde vir bauxiet- en aluminiumprodusente te genereer.
verwysings
1. Blin, P & Dion-Ortega, A (2013) Hoog en droog, CIM tydskrif, vol. 8, geen. 4, pp. 48-51.
2. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & fors Mountain, K (2000), Hersiening van elektriese skeiding metodes, Deel 1: fundamentele aspekte, minerale & Metallurgiese Processing, vol. 17, geen. 1 pp 23–36.
3. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & fors Mountain, K (2000), Hersiening van elektriese skeiding metodes, Deel 2: Praktiese oorwegings, minerale & Metallurgiese Processing, vol. 17, geen. 1 pp 139–166.
4. Ralston O. (1961) Elektrostatiese skeiding van gemengde korrel vaste stowwe, Elsevier Publishing Company, uit druk.
5. Kogel, Jessica Elzea; Trivedi, Nikhil C; Barker, James M; Krukowski, Stanley T.; Industriële minerale en gesteentes: Kommoditeite, Markte, en gebruik 7de uitgawe, (2006), Page 237.
