Valitse kieli:
Tiivistelmä
ST Equipment & Tekniikka, LLC (STET) on kehittänyt Tribo-Sähköstaattinen vyö erotus käsittely järjestelmä, joka tarjoaa mineraali jalostus teollisuudelle keino hyödyllistää hienoja materiaaleja täysin kuiva tekniikka. Toisin kuin muut sähköstaattiset erotus prosessit, jotka tyypillisesti rajoittuvat hiukkasiin, joiden koko on yli 75 μm,, triboelectric vyö erotin soveltuu erinomaisesti erottaminen erittäin hieno (<1µm) jotta kohtalaisen karkea (300µm) hiukkaset, joiden erittäin korkea suorituskyky. Triboelektrisen hihnan erotin teknologiaa on käytetty erottamaan monenlaisia materiaaleja, kuten hiilen polttoon lentää tuhka, kalsiitti/quartz, talkki ja magnesiitti, barite/kvartsi, ja maasälpä/kvartsi. Erottelu tulokset esitellään Bauxite-mineraalien Tribo-lataus käyttäytymistä.
Johdanto
Makean veden puute on yhä merkittävä tekijä, joka vaikuttaa toteutettavuus kaivoshankkeiden ympäri maailmaa. Mukaan Hubert Fleming, entinen maailmanlaajuinen johtaja luukku vettä, ”Kaikki maailman kaivoshankkeita, joista on joko lopettanut tai hidastui viime vuoden, se on ollut, Tässä lähes 100% tapauksista, tulos vettä, joko suoraan tai välillisesti ". 1 kuiva mineraali käsittely menetelmät tarjoavat ratkaisun tähän häämöttävän ongelman.
Kuiva menetelmiä, kuten Sähköstaattinen erottaminen poistaa makean veden tarve, ja antaa mahdollisuuden vähentää kustannuksia. Sähköiset erotus menetelmät, jotka käyttävät kosketus, tai Tribo-sähkö, lataaminen on erityispiirre mielenkiintoinen, koska niiden mahdollisuudet erottaa monenlaisia seokset, jotka sisältävät sähköä johtavia, Eristys, ja puolijohtavat hiukkaset.
Tribo-sähköinen lataus tapahtuu, kun erillinen, eri hiukkaset törmissä toistensa kanssa, tai kolmannen pinnan, tuloksena on pinta kulujen ero kahden hiukkas tyyppien välillä. Veloitus eron merkki ja suuruus riippuu osittain elektronin affiniteetin erosta (tai työtehtävä) hiukkas tyyppien välissä. Erottelu voidaan sitten saavuttaa käyttämällä ulkoisesti sovelletun sähkö kentän.
Tekniikkaa on käytetty teollisesti pystysuorassa vapaassa putoamis tyypissä erottimia. Vapaassa lasku erottimet, hiukkaset ensin hankkia lataus, sitten putoavat painovoimaisesti laitteella, jossa on vastakkaisia elektrodeja, jotka soveltavat vahvaa sähkö kenttää, joka kääntää hiukkasten liike radan niiden pinta maksun merkin ja suuruuden mukaan. 2 vapaasti putoavat erottimet voivat olla tehokkaita karkean hiukkasten, mutta ne eivät ole tehokkaita hiukkasten hiener- 0.075 jotta 0.1 mm. 3, 4 yksi lupaavin uusi kehitys kuivien mineraalien erotteluina on Tribo-Sähköstaattinen vyöerotin. Tämä tekniikka on laajentanut hiukkanen kokoluokan hienompaa hiukkaset kuin perinteiset Sähköstaattinen erottaminen tekniikat, alueelle, jossa vain vaahdotus on ollut aiempia.
Tribo-Sähköstaattinen hihnan erotus
Kaupungissa tribo Sähköstaattinen vyö erotin (Kuva 1 ja kuva 2), materiaali syötetään ohut aukko 0.9 - 1.5 cm kahden rinnakkaisen planar elektrodia. Hiukkaset majoittuvat triboelectrically interparticle yhteyttä. Esimerkiksi, Jos hiilen poltosta syntyvä lentotuhka, hiilen hiukkaset ja mineraali hiukkasia, positiivisesti varautunut hiilen ja negatiivisesti varautuneet mineraali houkutellaan vastapäätä elektrodit. Hiukkaset sitten pyyhkäissyt jatkuvan liikkuvan avoimen verkko hihnan ja välittää vastakkaisiin suuntiin. Hihna liikkuu vieressä kunkin elektrodin kohti vastakkaisissa päissä erottimen hiukkasia. Sähkö kenttä tarvitsee vain siirtää hiukkaset pieni murto sentti metri siirtää partikkelia vasemmalta liikkuvat oikealle liikkuva Stream. Erotus hiukkasten ja jatkuvassa triboelektrisen latauksen hiili-mineraali törmäysten vasta virta virtaus mahdollistaa monivaiheisen erottelun ja tuottaa erinomaisen puhtauden ja talteenoton yhden vaiheen yksikössä. Korkea hihnannopeus mahdollistaa erittäin tarkkuudessa, jopa 40 tonnia tunnissa yhden erotin. Ohjaamalla eri prosessin parametrit, kuten hihnan nimellisnopeus, rehun valita, elektrodivälit ja syöttönopeus, laite tuottaa vähähiilisen lentotuhka hiilipitoisuuden 2 % ± 0.5% tuhkasta rehun lentää aina hiiltä 4% yli 30%.
Erotin malli on melko yksinkertainen. Vyö ja siihen liittyvät rullat ovat vain liikkuvat osat. Elektrodit ovat paikallaan ja koostuu asianmukaisesti kestävä materiaali. Vyö tehty muovista. Erotin elektrodin pituus on noin 6 metriä (20 metrin.) ja leveys 1.25 metriä (4 metrin.) täysikokoinen kaupallista yksikköä. Virrankulutus on pienempi kuin 2 kilowattituntia tonnilta useimmat kuluttamaan kaksi moottorit vyö-aineen.
Prosessi on täysin kuiva, vaatii muita materiaaleja ja tuottaa ei veden tai ilman epäpuhtauspäästöjen. Jos hiiltä lentotuhka värierottelu, hyödynnettävien materiaalien koostuvat lentotuhka vähentää hiilipitoisuus tasolle ainoaksi pozzolanic sekoittumisen betoniin, ja runsashiilinen osuus, joka voidaan polttaa sähköä tuottavan tehtaan. Hyödyntäminen sekä tuotteen virtojen tarjoaa 100% lentotuhka käytettävissä ongelmien ratkaisu. Mineraalien erottelut, käsittely Bauxite esimerkiksi, erotin tarjoaa tekniikkaa veden käytön vähentämiseksi, pidentää reservi elämää ja/tai periä ja prosessoi uudelleen rikastuksia.
Tribo-Sähköstaattinen vyöerotin on suhteellisen kompakti. Kone, joka on suunniteltu käsittelemään 40 tonnia tunnissa on noin 9.1 metriä (30 metrin.) pitkä, 1.7 metriä (5.5 metrin.) leveä ja 3.2 metriä (10.5 metrin.) korkea. Tarvittava tehtaan tasa paino koostuu järjestelmistä, jotka välittävät kuivan materiaalin erottimesta. Järjestelmän tiiviys mahdollistaa asennus mallien joustavuuden.
Tribo-Sähköstaattinen hihnan erotus tekniikka on vankka ja teollisesti todistettu, ja sitä sovellettiin ensin teollisesti hiilen palamis tuhkan käsittelyyn 1995. Teknologia on tehokas erottamalla hiili hiukkaset epätäydellisestä hiilen poltosta, lasimainen aluminosilikaatti mineraali hiukkaset lentää tuhkaa. Teknologia on vaikuttanut ratkaisevasti mineraalipitoisen lentää tuhkan kierrätykseen sementti korviksi betoni tuotannossa. Koska 1995, yli 20,000,000 tonnia lento tuhka on käsitelty 19 Yhdysvalloissa asennetut Tribo-sähköstaattiset vyön erottimet, Kanada, ISO-BRITANNIA, Puola, ja Etelä-Korea. Fly Ash-erottelun teollinen historia on lueteltu Taulukko 1.
Taulukko 1. Teollisen soveltamisen Tribo-Sähköstaattinen vyö erottaminen lentää tuhka
| Apuohjelma / Power Station | Sijainti | Kaupallisen toiminnan aloittaminen | Tilojen tiedot |
|---|---|---|---|
| Duke Energy – Roxboro Station | North Carolina USA | 1997 | 2 Erottimet |
| Talen energia- Brandon Shores | Maryland USA | 1999 | 2 Erottimet |
| Scottish Power- Longannet Station | Skotlanti Suomi | 2002 | 1 Erotin |
| Jacksonville Electric-St. Johns River Power Park | Florida USA | 2003 | 2 Erottimet |
| South Mississippi Electric Power-R. D. Morrow | Mississippi Yhdysvallat | 2005 | 1 Erotin |
| New Brunswick Power-Belledune | Uusi Brunswick Kanada | 2005 | 1 Erotin |
| RWE npower-Didcot -asema | Englanti Uk | 2005 | 1 Erotin |
| Talen Energy-Brunner Island -asema | Pennsylvania Yhdysvallat | 2006 | 2 Erottimet |
| Tampa Electric-Big Bend -asema | Florida USA | 2008 | 3 Erottimet kaksivaiheinen raadonetsintä |
| RWE npower-Aberthaw -asema | Wales UK | 2008 | 1 Erotin |
| EDF Energy-West Burtonin asema | Englanti Uk | 2008 | 1 Erotin |
| ZGP (Lafarge Sementti / Ciech Janikosoda JV) | Puola | 2010 | 1 Erotin |
| Korea Kaakkois Power- Kävi koulua Yeongheung | Etelä-Korea | 2014 | 1 Erotin |
| PGNiG Termika-Sierkirki | Puola | 2018 | 1 Erotin |
| Taiheiyo Sementti Company-Chichibu | Japani | 2018 | 1 Erotin |
| Armstrong Lentää Tuhkaa- Kotka sementti | Filippiinit | Ajoitettu 2019 | 1 Erotin |
| Korea Kaakkois Power- Kävi koulua Samcheonpo | Etelä-Korea | Ajoitettu 2019 | 1 Erotin |
Tribo-sähköstaattinen erottaminen bauksiittimineraaleja
ST laitteet & Tekniikka (STET) suoritetaan penkkimittakaavassa kuiva tribo-sähköstaattinen erotus testaus useita näytteitä bauksiitin mineraaleja. Näytteet on lueteltu alla Taulukko 2.
Taulukko 2. STET:n testaamien bauksiittinäytteiden ominaisuudet
| Kuvaus | Haluttu tuote & Tavoitteet | |
|---|---|---|
| Näyte 1 | ROM Bauksiit | Al2O3 elpyminen Vähennä SiO2:ta, Kävi koulua Fe2O3, Kävi koulua TiO2 |
| Näyte 2 | Plk (Osittain lateritized Khondalite) | Al2O3 elpyminen Vähennä SiO2:ta, Kävi koulua Fe2O3, Kävi koulua TiO2 |
| Näyte 3 | Punainen muta | Fe2O3 elpyminen Vähennä SiO2:ta, Al2O3, Kävi koulua TiO2 |
| Näyte 4 | ROM Bauxite Slimes | Al2O3 elpyminen Vähennä SiO2:ta, Kävi koulua Fe2O3, Kävi koulua TiO2 |
Kaikkien rehu- ja erotettujen tuotenäytteiden kemiallinen koostumus mitattiin röntgenfluoresenssilla (XRF) WD-XRF-järjestelmän avulla. Rehunäytteiden kemiallisen analyysin tulokset esitetään jäljempänä Taulukko 3.
Taulukko 3. STET:n testaamien bauksiitiittojen kemialliset ominaisuudet
| Al2O3 hv | Fe2O3 hv | SiO2 hv | SiO2 hv | Loi t.% | |
|---|---|---|---|---|---|
| Näyte 1 | 43.7 | 25.9 | 3.9 | 2.3 | 23.6 |
| Näyte 2 | 34.9 | 19.4 | 28.5 | 2.1 | 14.7 |
| Näyte 3 | 19.0 | 52.1 | 6.7 | 4.9 | 11.1 |
| Näyte 4 | 34.6 | 23.2 | 18.0 | 4.4 | 18.8 |
Hiukkaskoko mitattiin laserhiukkaskoon mittauksella kuivalla pneumaattisella dispersiolla. Rehunäytteiden tulokset esitetään alla Taulukko 4.
Taulukko 4. STET:n testaamien bauksiaattinäytteiden hiukkaskoko
| Kävi koulua D10 Micron | D50 Micron | Kävi koulua D90 Micron | Kävi koulua D90 Micron |
|
|---|---|---|---|---|
| Näyte 1 | 2 | 19 | 73 | 118 |
| Näyte 2 | 2 | 45 | 575 | 898 |
| Näyte 3 | 1 | 27 | 212 | 325 |
| Näyte 4 | 1 | 7 | 59 | 93 |
Näytteet erotettiin STET-penkkierottimella. Työtaso tuhaterottimen käyttäminen seulontaan tribo sähköstaattisen latauksen ja onko materiaali on hyvä ehdokas Sähköstaattinen rikastus. Ensisijainen ero penkkierottimen ja pilottimittakaavan ja kaupallisen mittakaavan erottimien välillä on se, että penkkierottimen pituus on noin 0.4 kertaa pilot-mittakaavan ja kaupallisen mittakaavan pitkä. Erottimena hyötysuhde on tehtävä elektrodin pituus, penkki-asteikko testaus ei voida käyttää korvaavana pilottimittakaavassa testaus. Pilotti-asteikkotestaus on tarpeen sen erottelun laajuuden määrittämiseksi, jonka STET-prosessi voi saavuttaa, ja määrittää, pystyykö STET-prosessi saavuttamaan tuotetavoitteet tietyissä rehunopeuksissa. Sen sijaan, penkkierotinta käytetään sulkemaan pois ehdokasmateriaalit, jotka eivät todennäköisesti osoita merkittävää erottelua pilottiasteikolla. Penkkiasteikolla saadut tulokset eivät ole optimoituja, ja havaittu on alle joka havaituista kaupallinen kokoinen STET erotin.
STET-penkkierottimella tehtävätestaus osoitti Al2O3:n merkittävää liikkumista suurimmalla osalla testatuista näytteistä.. Kolmessa stetin testaamista neljästä näytteestä, al2O3:n huomattavaa liikkumista havaittiin. Lisäksi, fe2O3:n muut pääkohdat, SiO2 ja TiO2 osoittivat useimmissa tapauksissa merkittävää. Mallissa 1, Näyte 3 ja näyte 4, syttymishäviön liikkuminen (LOI) seurasi liikkumista Al2O3. Pääelementtien liikkuminen on esitetty jäljempänä Kuva 5.
STET-erotin on fysikaalinen erotusprosessi, joka erottaa selektiivisesti tribochargingiin perustuvat mineraalifaasit, pintailmiö. Se, missä määrin mineraalit ovat alttiita tribochargingille, voidaan joissakin tapauksissa ennustaa triboelektristä sarjaa, mutta monimutkaisten mineraalimalmejen osalta, usein käytännössä on määritettävä empiirisesti. Seuraavassa esitetään yhteenveto testattujen näytteiden tribocharging-ominaisuuksista Taulukko 5.
Taulukko 5. Yhteenveto tribocharging käyttäytyminen tärkeimpien osien. POS = veloitetaan positiivinen, NEG = ladattu negatiivinen.
| Al2O3 | Kävi koulua Fe2O3 | SiO2 | Kävi koulua TiO2 | LOI | |
|---|---|---|---|---|---|
| Näyte 1 | Pos | Neg | Neg | Neg | Pos |
| Näyte 2 | Neg | Pos | Neg | N/a | N/a |
| Näyte 3 | Pos | Neg | N/a | Neg | Pos |
| Näyte 4 | Pos | N/a | Neg | Neg | Pos |
Kuivakäsittely STET-erottimella tarjoaa mahdollisuuksia tuottaa arvoa bauksiitti- ja alumiinintuottajille. Alempien luokan bauksiittitalletusten hyödyntäminen voi mahdollistaa alhaisemmat kaivos kustannukset vähentämällä strippaussuhdetta ja pienentämällä rikastus tuotantoa. Lisäksi, esikäsittely bauksiittimalmit kuiva tribosähköinen erotus voi parantaa alumiinin jalostuksen taloutta toimittamalla jalostusprosessiin korkeampia bauksiittilaatuja, tai vähentämällä määriä punaista muta-. Lisäksi, korkeampi alumiini pitoisuus punaisessa mudassa voi sallia. On esitetty tiivistelmä metallurgisen luokan bauksiitin ihanteellisia ominaisuuksia, sekä tiivistelmä STET-erottimen hyödystä, alla Taulukko 6.
Taulukko 6. Tiivistelmä metallurgisen luokan bauksiitin ihanteelliset ominaisuudet.5
| Ihanteellinen laatu ominaisuus | Vaikutus, jos riittämätön | Havaittu STET-erottelun yhteydessä |
|---|---|---|
| Matala "reaktiivinen piidioksidi" (> 1,5% - <3.0%) (kaolinite) | Lisää kaustista käyttöä, kriittinen toimintakustannustekijä. | Piidioksidin kokonaismäärän väheneminen |
| Korkea uutettava alumiinioksidi | Lisää kaivostoiminnan pääoma- ja käyttökustannuksia, käsittely ja muta hävittäminen. | Alumiinioksidin nousu |
| Vähäorgaaninen hiili | Lisää käyttökustannuksia vähentämällä laitoksen tehokkuutta. | |
| Matala boehmite (<3%) | Estää matalan lämpötilan käsittelyn, joka voi nostaa pääomaa ja käyttökustannuksia. | |
| Matala goethite (siedettävä korkean lämpötilan laitoksessa tai korkeassa hematiittilaitoksessa) | Hidastaa selvennystä, alentaa tuotteen laatua ja lisää alumiinioksidin menetys kautta muta piiri. | Raudan kokonaismäärän väheneminen |
| Alhainen kosteus (aiheuttaa haittaa pölyä, jos liian alhainen) | Lisää pääomakustannuksia (suurempi haihtumislaitos), Polttoaineenkulutus, toimituskulut. | |
| Rautapitoisuus (ihannetapauksessa '5%-<15%) | Vähän rautaa voi heikentää tuotteen laatua. Korkea rauta laimentaa bauksitin alumiinioksidipitoisuus. | Raudan kokonaismäärän väheneminen |
| Matala kvartsi | Lisää ylläpitokustannuksia (putkien kuluminen). Lisää syövyttäviä käyttö korkean lämpötilan kasveja. | Piidioksidin kokonaismäärän väheneminen |
| Alhaiset epäpuhtaudet ja hivenaineet | Voi heikentää prosessin tehokkuutta (Rikki, Klooria, Kalsium) ja metallin laatu (Gallium, Sinkki, Vanadiini, Fosforia). | |
| Pehmeä ja haumea | Lisää kaivos- ja hiontakustannuksia. | |
| Liukenee helposti | Lisää pääomaa (suuremmat ruuansulatusvälineet) ja käyttökustannukset. | |
| Matala titania | Voi lisätä syövyttäviä käyttö korkean lämpötilan kasveja. | Titanian vähentäminen |
| Alhaiset karbonaatit | Voi vaatia erityistä käsittelyä. |
Johtopäätös
Tribo-sähköstaattinen erotus osoitettiin tehokkaaksi menetelmäksi korkealaatuisen bauksiitiitin tuottamiseksi alumiinioksidin tuotannossa. STET-penkkierottimella tehtävätestaus osoitti Al2O3:n merkittävää liikkumista suurimmalla osalla testatuista näytteistä.. Kolmessa stetin testaamista neljästä näytteestä, al2O3:n huomattavaa liikkumista havaittiin. Lisäksi, fe2O3:n muut pääkohdat, SiO2 ja TiO2 osoittivat, että useimmissa tapauksissa erotetaan. Kuivakäsittely STET-erottimella tarjoaa mahdollisuuksia tuottaa arvoa bauksiitti- ja alumiinintuottajille.
Viitteet
1. Kävi koulua Blin, P & Dion Ortega (Dion)Ortega (Dion)Ortega, A (2013) Korkea ja kuiva, CIM-lehti, Vol. 8, Ei. 4, PP. 48-51.
2. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Forssberg, K (2000), Katsaus sähköinen erottaminen menetelmät, Osa 1: Keskeisiä näkökohtia, Kivennäisaineita & Metallurgisen jalostuksen, Vol. 17, Ei. 1 23–36.10.2010.
3. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Forssberg, K (2000), Katsaus sähköinen erottaminen menetelmät, Osa 2: Käytännön huomioitavaa, Kivennäisaineita & Metallurgisen jalostuksen, Vol. 17, Ei. 1 139–166..
4. Ralston O. (1961) Sähköstaattinen erottaminen sekarakeisista kiinteistä aineista, Elsevier Kustantamo, loppunut tuloste.
5. Kävi koulua Kogel, Jessica Elzea; Kävi koulua Trivedi, Tommi H; Barker, Jaana Mustonen; Kävi koulua Häkissä, Jaana T.; Teollisuuden mineraalit ja kivet: Hyödykkeiden, Markkinoilla, ja käyttää 7th Edition, (2006), Sivu 237.
