Odaberite jezik:
Sažetak
ST Equipment & Tehnologija, LLC (STET) has developed a tribo-electrostatic belt separation processing system that provides the mineral processing industry a means to beneficiate fine materials with an entirely dry technology. In contrast to other electrostatic separation processes that are typically limited to particles greater than 75µm in size, the triboelectric belt separator is ideally suited for separation of very fine (<1µm) do umjereno suza (300µm) particles with very high throughput. The triboelectric belt separator technology has been used to separate a wide range of materials including coal combustion fly ash, kalcit / kvarc, talk/magnezita, barit/kvarc, and feldspar/quartz. Separation results are presented describing the tribo-charging behavior for bauxite minerals.
Uvod
Nedostatak pristupa slatkom vodom postaje glavni faktor utjecaja na izvodljivosti rudarskih projekata diljem svijeta. Prema Hubert Fleming, bivši direktor globalnog za izlaz vode, "Od svih rudarskih projekata u svijetu koje su ili prestala ili usporila u proteklih godinu dana, Bilo je, u gotovo 100% slučajeva, rezultat vode, either directly or indirectly”.1 Dry mineral processing methods offer a solution to this looming problem.
Suhe metode kao što je elektrostatičko odvajanje će eliminirati potrebu za svježom vodom, i ponuditi potencijal za smanjenje troškova. Electric separation methods that utilize contact, ili tribo-električni, charging are particularity interesting because of their potential to separate a wide variety of mixtures containing conductive, izolacione, i poluprovodljive čestice.
Tribo-električni punjenja se javlja kada je diskretnije, slične čestice se sudaraju jedni sa drugima, ili sa trećom površinom., rezultirajući razlikom razlike u površini između dva tipa čestica. Znak i važnost optužbe za punjenje zavisi od razlike u affinitetu elektrona (ili radni rad) između tipova čestica. Razdvajanje se može postići korištenjem vanjske primjenjene električnog polja..
Tehnika je upotrebjena industrijalno u vertikalnim razdvajatima vrsta slobodnog pada. U separatorima slobodnog pada, čestice prvo dobijaju punjenje, then fall by gravity through a device with opposing electrodes that apply a strong electric field to deflect the trajectory of the particles according to sign and magnitude of their surface charge.2 Free-fall separators can be effective for coarse particles, but are not effective at handling particles finer than about 0.075 da 0.1 mm.3,4 One of the most promising new developments in dry mineral separations is the tribo-electrostatic belt separator. Ova tehnologija je produžila opseg veličine čestica u finije čestice od uobičajene elektrostatičke tehnologije razdvajanja, u domet gdje je samo flotacija bila uspješna u prošlosti.
Tribo-Electrostatic Belt Separation
U tribo-elektrostatički znak za razdvajanje pojasa (Slika 1 i shvatiti 2), materijal se hrani u tankom procjepu. 0.9 – 1.5 cm između dva paralelna planarske elektrode. Čestice su utrobno optužene od strane međučestica.. Naprimjer, u slucaju sagorijevanja ugalja letjeti pepeo, smjesa ugljičnih čestica i mineralnih čestica, pozitivno naelektrisanog ugljika i negativno naelektrisanog minerala privlače suprotne elektrode. Čestice su zatim zahvatile kontinuirano kretanje otvorenih pojasa i prenijeli se u suprotnim pravcima. Pojas potezi uz svake elektrode prema suprotnim stranama separator čestica. Električno polje treba samo da pomeri čestice sićušnog pola centimetra da pomeri česticu iz leve selidbe na desni tok.. The counter current flow of the separating particles and continual triboelectric charging by carbon-mineral collisions provides for a multi-stage separation and results in excellent purity and recovery in a single-pass unit. Visoki pojas brzinom omogućuje vrlo visoku propusnost, do 40 tona na sat na jednom razdjelnika. Kontroliranjem raznih parametara procesa, kao što je brzina pojasa, feed za izabrati, razmak elektroda i posmak, uređaj proizvodi niskougljičnim letećeg pepela u sadržaj ugljika 2 % ± 0.5% iz sadržaja leti pepeo u rasponu ugljika iz 4% na više 30%.
Razdjelnik dizajn je relativno jednostavna. Jedini pokretni dijelovi su pojas i povezan Valjci. Elektrode su stacionarni i sastoji se od odgovarajuće izdržljiv materijal. Pojas se sastoji od plastičnog materijala. Razdjelnik elektroda dužina iznosi približno 6 metara (20 FT.) i širine 1.25 metara (4 FT.) za punu veličinu komercijalne jedinice. Potrošnja energije je manja od 2 Kilowatt-sat po tonu materijala obrađen sa većinom energije koju su konzumirali dva motora koja voze remen..
Proces je potpuno suh., Ne zahtijeva dodatne materijale i ne proizvodi nikakve traćenje ili zračne emisije. U slučaju ugljika od odvajanja od mušice pepela, oporavljani materijali se sastoji od mušice pepela svedenog u sadržaju ugljika na nivoe pogodan za upotrebu kao pozzolanski admiksture u betonu, i visoku frakciju ugljika koja se može spaliti u elektrani koja stvara struju. Utočište oba toka proizvoda pruža 100% rješenje za letenje problema s odlaganjem pepela. For mineral separations, processing bauxite for example, the separator provides a technology to reduce water usage, Produži rezervu života i/ili oporavak i ponovno obradu.
The tribo-electrostatic belt separator is relatively compact. Mašina dizajnirana za obradu 40 tone na sat je približno 9.1 metara (30 FT.) Dugo, 1.7 metara (5.5 FT.) široka i 3.2 metara (10.5 FT.) Visoko. Potrebna ravnoteža biljke sastoji se od sistema za prenošenje suhog materijala do i od separatora. Kompaktnost sistema omogućava fleksibilnost u instalacionim dizajnima.
The tribo-electrostatic belt separation technology is robust and industrially proven, and was first applied industrially to the processing of coal combustion fly ash in 1995. Tehnologija je efikasna u razdvajanju ugljičnog čestica od nepotpunog sagorijevanja uglja., od staklaste aluminosilicate mineralne čestice u pepelu muhe. Tehnologija je bila instrumenta u cilju omogućavanje recikliranje pepela bogate mineralima kao zamjene cementa u betonskoj proizvodnji. Od 1995, preko 20,000,000 tonnes of fly ash has been processed by the 19 tribo-electrostatic belt separators installed in the USA, Kanada, VELIKA BRITANIJA, Poljska, and South Korea. The industrial history of fly ash separation is listed in Tablica 1.
Tablica 1. Industrijski zahtev za odvajanje tribo-elektrostatičkog pojasa za pepeo od muve
| Elektroprivreda / elektranu | Lokaciju | Početak komercijalnih operacija | Detalji objekta |
|---|---|---|---|
| Duke Energy – Roxboro stanica | Sjeverna Karolina USA | 1997 | 2 Separatori |
| Talen energija- Brandon Shorsa | Maryland USA | 1999 | 2 Separatori |
| Škotsku moć- Longannet stanica | Škotska UK | 2002 | 1 Znak za razdvajanje |
| Jacksonvilleu. Johns River park | Florida USA | 2003 | 2 Separatori |
| South Mississippi električna energija-R.. Sutra | Mississippi USA | 2005 | 1 Znak za razdvajanje |
| Novi Brunswick Power-Belledun | New Brunswick Kanada | 2005 | 1 Znak za razdvajanje |
| Ri npower-Dikot-stanica | Engleska Britanija | 2005 | 1 Znak za razdvajanje |
| Talen Energy-Brunner otok | Pennsylvania USA | 2006 | 2 Separatori |
| Tampa električna-velika savija stanica | Florida USA | 2008 | 3 Separatori two-pass scavenging |
| Ri npower-Aberotopska stanica | Wales UK | 2008 | 1 Znak za razdvajanje |
| EDF energetski-zapadni Barton stanica | Engleska Britanija | 2008 | 1 Znak za razdvajanje |
| ZGP (Lafarge cement, Janikosoda JV.) | Poljska | 2010 | 1 Znak za razdvajanje |
| Koreja Jugoistočna energija- Yeongheung | Južna Koreja | 2014 | 1 Znak za razdvajanje |
| PGNiG Termika. | Poljska | 2018 | 1 Znak za razdvajanje |
| Taiheiyo Cemenska kompanija Chichibu | Japan | 2018 | 1 Znak za razdvajanje |
| Armstrong je letio pepeo- Cement od orla | Filipini | Scheduled 2019 | 1 Znak za razdvajanje |
| Koreja Jugoistočna energija- Samcheonpo | Južna Koreja | Scheduled 2019 | 1 Znak za razdvajanje |
Tribo-Electrostatic Separation of Bauxite Minerals
ST oprema & Tehnologija (STET) performed bench scale dry tribo-electrostatic separation testing on multiple samples of bauxite minerals. The samples are listed below in Tablica 2.
Tablica 2. Properties of bauxite samples tested by STET
| Description | Desired Product & Goals | |
|---|---|---|
| Uzorak 1 | ROM Bauxite | Al2O3 recovery Reduce SiO2, Fe2O3, TiO2 |
| Uzorak 2 | PLK (Partially Lateritized Khondalite) | Al2O3 recovery Reduce SiO2, Fe2O3, TiO2 |
| Uzorak 3 | Red Mud | Fe2O3 recovery Reduce SiO2, Al2O3, TiO2 |
| Uzorak 4 | ROM Bauxite Slimes | Al2O3 recovery Reduce SiO2, Fe2O3, TiO2 |
Chemical composition for all feed and separated product samples was measured by X-Ray Fluorescence (XRF) using a WD-XRF system. The results of the chemical analysis for the feed samples are shown below in Tablica 3.
Tablica 3. Chemical properties of bauxite samples tested by STET
| Al2O3 wt.% | Fe2O3 wt.% | SiO2 wt.% | SiO2 wt.% | LOI wt.% | |
|---|---|---|---|---|---|
| Uzorak 1 | 43.7 | 25.9 | 3.9 | 2.3 | 23.6 |
| Uzorak 2 | 34.9 | 19.4 | 28.5 | 2.1 | 14.7 |
| Uzorak 3 | 19.0 | 52.1 | 6.7 | 4.9 | 11.1 |
| Uzorak 4 | 34.6 | 23.2 | 18.0 | 4.4 | 18.8 |
Particle size was measured by laser particle size measurement using dry pneumatic dispersion. The results for the feed samples are shown below in Tablica 4.
Tablica 4. Particle size of bauxite samples tested by STET
| D10 mikrona | D50 mikrona | D90 mikrona | D90 mikrona |
|
|---|---|---|---|---|
| Uzorak 1 | 2 | 19 | 73 | 118 |
| Uzorak 2 | 2 | 45 | 575 | 898 |
| Uzorak 3 | 1 | 27 | 212 | 325 |
| Uzorak 4 | 1 | 7 | 59 | 93 |
Samples were separated using the STET benchtop separator. Stacionarni razdjelnik služi za probir za dokaz tribo elektrostatičkog punjenja i kako bi se utvrdilo ako je materijal dobar kandidat za Elektrostatski beneficiation. The primary difference between the benchtop separator and pilot-scale and commercial-scale separators is that the length of the benchtop separator is approximately 0.4 puta dužine pilota i komercijalnih mjera.. Kao što je efikasnost u razdvajanju funkcija elektrode dužine, testiranje na klupi ne može se koristiti kao zamjena za testiranje pilota. Testiranje na pilotsku ljestvica je neophodno da se utvrdi obim razdvajanja koji proces STET može ostvariti, i da utvrdimo da li proces STET-a može ispuniti mete proizvoda pod datim stopama sažetka sadržaja. Umjesto toga, glavni znak za razdvajanje je korišten za isključivanja materijalnih materijala koji vjerovatno neće demonstrirati nikakvu značajnu odvojenost na nivou pilota.. Rezultati dobijeni na klupi će biti neoptimizirani, a primjećeno razdvajanje je manje od onoga što bi se moglo posmatrati na nekom komercijalnom separatoru..
Testing with the STET benchtop separator demonstrated significant movement of Al2O3 with the majority of the samples tested. In three of the four samples tested by STET, substantial movement of Al2O3 was observed. Osim toga, drugi glavni elementi Fe2O3., SiO2 i TiO2 pokazali su značajan pokret u većini slučajeva. In Sample 1, Uzorak 3 and Sample 4, kretanje gubitka na bravi (LOI) slijedio kretanje Al2O3. The movement of the major elements is shown below in Slika 5.
The STET separator is a physical separation process and selectively separates mineral phases based on tribocharging, a surface phenomenon. The degree to which minerals are susceptible to tribocharging is in some cases able to be predicted via consultation of a triboelectric series, but in the case of complex mineral ores, often in practice must be determined empirically. A summary of the tribocharging properties for the samples tested is shown below in Tablica 5.
Tablica 5. Summary of tribocharging behaviour for major elements. POS = charged positive, NEG = charged negative.
| Al2O3 | Fe2O3 | SiO2 | TiO2 | LOI | |
|---|---|---|---|---|---|
| Uzorak 1 | POS | NEG | NEG | NEG | POS |
| Uzorak 2 | NEG | POS | NEG | N/A | N/A |
| Uzorak 3 | POS | NEG | N/A | NEG | POS |
| Uzorak 4 | POS | N/A | NEG | NEG | POS |
Dry processing with the STET separator offers opportunities to generate value for bauxite and aluminium producers. The utilization of lower grade bauxite deposits may allow for lower mining costs by reducing stripping ratios and by reduced generation of tailings. Osim toga, the pre-processing of bauxite ores by dry triboelectrostatic separation may result in improved economics of aluminium refining by supplying higher grades of bauxite to the refining process, or by reducing volumes of red mud generated. Osim toga, higher aluminium content in red mud may allow for reprocessing. A summary of ideal characteristics for metallurgical grade bauxite is presented, as well as a summary of the benefit of the STET separator, below in Tablica 6.
Tablica 6. Summary of ideal characteristics for metallurgical grade bauxite.5
| Ideal Grade Characteristic | Impact if Inadequate | Observed with STET Separation |
|---|---|---|
| Low “reactive silica” (>1.5% - <3.0%) (kaolinite) | Increases caustic usage, a critical operating cost factor. | Reduction in total silica |
| High extractable alumina | Increases capital and operating costs for mining, processing and mud disposal. | Increase in alumina |
| Low organic carbon | Increases operating costs by reducing plant efficiency. | |
| Low boehmite (<3%) | Precludes low-temperature processing that can increase capital and operating costs. | |
| Low goethite (tolerable in a high-temperature plant or with high hematite) | Slows clarification, lowers product quality and increases alumina loss via mud circuit. | Reduction in total iron |
| Low moisture (can create nuisance dust if too low) | Increases capital costs (larger evaporation facility), fuel consumption, shipping costs. | |
| Iron content (ideally >5%-<15%) | Low iron can lower product quality. High iron dilutes alumina content of bauxite. | Reduction in total iron |
| Low quartz | Increases maintenance costs (pipe wear). Increases caustic usage in high-temperature plants. | Reduction in total silica |
| Low impurities and trace elements | Can lower process efficiency (sulfur, chlorine, calcium) and metal quality (gallium, zinc, vanadium, phosphorus). | |
| Soft and friable | Increases mining and grinding costs. | |
| Dissolves readily | Increases capital (larger digestion equipment) and operating costs. | |
| Low titania | Can increase caustic usage in high-temperature plants. | Reduction in titania |
| Low carbonates | Can require special processing. |
Zaključak
Tribo-electrostatic separation was demonstrated as an effective method for generating a high-grade bauxite ore for use in alumina production. Testing with the STET benchtop separator demonstrated significant movement of Al2O3 with the majority of the samples tested. In three of the four samples tested by STET, substantial movement of Al2O3 was observed. Osim toga, drugi glavni elementi Fe2O3., SiO2 and TiO2 demonstrated significant separation in most cases. Dry processing with the STET separator offers opportunities to generate value for bauxite and aluminium producers.
Reference
1. Blin, P & Dion-Ortega, A (2013) Visoko i suho, CIM Magazine, maramicu. 8, Ne. 4, PP. 48-51.
2. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Forssberg, K (2000), Pregled metoda električnog razdvajanja, Deo 1: Temeljnih aspekata, Minerali & Metalurška obrada, maramicu. 17, Ne. 1 PP 23 – 36.
3. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Forssberg, K (2000), Pregled metoda električnog razdvajanja, Deo 2: Praktičnim Razmatacijama, Minerali & Metalurška obrada, maramicu. 17, Ne. 1 PP 139 – 166.
4. Ralston O. (1961) Elektrostatski odvajanje miješane Zrnatih tvari, Elsevier Publishing tvrtka, iz tiska.
5. Kogel, Jessica Elzea; Trivedi, Nikhil C; Barker, James M; Krukowski, Stanley T.; Industrial Minerals and Rocks: Roba, Tržišta, and Uses 7th Edition, (2006), Page 237.
