Seleccione Idioma da:
abstracto
ST Equipment & tecnoloxía, LLC (STET) desenvolveu un sistema de procesamento de separación correa tribo-electrostático que ofrece a industria de procesamento de mineral de un medio para potenciada materiais finos cunha tecnoloxía completamente seco. En contraste con outros procesos de separación electrostáticas que son tipicamente limitadas a partículas maiores que 75 un tamaño, a ficha de cinta triboelectric é ideal para a separación de moi fina (<1? m) a moderadamente groseira (300? m) partículas con moi alto rendemento. A tecnoloxía triboeléctricas ficha de correa foi utilizado para separar unha gran variedade de materiais, incluíndo carbón de combustión de cinzas mosca, calcita / cuarzo, talco / magnesita, Barita / cuarzo, e feldespato / cuarzo. resultados de separación son presentados describir o comportamento de carga tribo de minerais de bauxita.
introdución
A falta de acceso á auga potable está facendo un factor importante que afecta a viabilidade de proxectos de minería en todo o mundo. Segundo Hubert Fleming, ex director xeral para a Hatch Auga, "De todos os proxectos de minería en todo o mundo que foron parado ou abrandou durante o ano pasado, foi, en case 100% dos casos, un resultado de auga, directa ou indirectamente ".1 métodos de procesamento mineral seco ofrecer unha solución a este problema inminente.
métodos de secado, como a separación electrostática vai eliminar a necesidade de auga fresca, e ofrecer o potencial para reducir custos. métodos de separación eléctricos que utilizan contacto, ou tribo-eléctrico, carga son particularidade interesante debido ao seu potencial para separar unha gran variedade de mesturas que conteñen condutora, illante, e partículas semi-condutoras.
carga tribo-eléctrico ocorre cando discreta, partículas desiguais chocan entre si, ou cunha terceira superficie, resultando nunha diferenza de carga superficial entre os dous tipos de partículas. O sinal ea magnitude da diferenza de carga depende en parte da diferenza na afinidade electrónica (ou función de traballo) entre tipo de partícula. A separación pode entón ser alcanzada mediante un campo eléctrico aplicado externamente.
A técnica foi utilizada industrialmente de tipo separadores de caída libre verticais. En separadores de caída libre, as partículas adquiren carga primeiro, logo caen por gravidade a través dun dispositivo con electrodos que aplican un campo eléctrico forte para desviar a traxectoria das partículas segundo o sinal ea magnitude da súa superficie oposta charge.2 separadores de caída libre poden ser eficaces para partículas groseiras, pero non son eficaces no manexo de partículas máis fina que uns 0.075 para 0.1 mm.3,4 Un dos novos desenvolvementos máis prometedores en separacións mineral seco o separador de correa de triboeléctrica electrostática-. Esta tecnoloxía estendeuse a gama de tamaño de partícula de partículas máis finas que as tecnoloxías de separación electrostáticas convencionais, á pista onde só flotación foi un éxito no pasado.
Separación Tribo-Electrostática veciños
Na ficha de correa de triboeléctrica electrostática- (figura 1 ea figura 2), material é introducida no intervalo fina 0.9 - 1.5 cm entre dous electrodos planos paralelos. As partículas son cargadas por vía triboeléctrica por contacto interpartículas. Por exemplo, no caso de carbón mosca de combustión de cinzas, unha mestura de partículas de carbono e partículas minerais, o carbono cargado positivamente eo mineral de carga negativa están unidas para os electrodos opostos. As partículas son entón arrastrados cara arriba por unha correa de malla aberta en movemento continuo e transmitida en direccións opostas. O cinto move-se as partículas adxacentes de cada un dos electrodos para extremidades opostas do separador. O campo eléctrico necesita só de mover as partículas dunha pequena fracción dun centímetro para mover unha partícula dun fluxo en movemento esquerda-a-un movemento dereito. O contador de fluxo de corrente de partículas de separación e carga continuo triboeléctricas por colisións de carbono e minerais prevé unha separación de multi-fase e resulta excelente pureza e recuperación dunha unidade de paso única. A elevada velocidade de correa tamén permite moi altas taxas de transferencia, ata 40 toneladas por hora nun único separador. Ao controlar varios parámetros do proceso, tales como a velocidade da correa, punto de alimentación, distancia entre os electrodos ea taxa de alimentación, o dispositivo produce baixa de cinzas volantes de carbono con contidos de carbono de 2 % ± 0.5% desde cinzas volantes de alimentación que varían en carbono desde 4% a máis 30%.
O proxecto separador é relativamente simple. A correa e de rolos asociados son as únicas partes móbiles. Os electrodos son estacionarios e composta dun material adecuadamente resistente. O cinto está feito de material plástico. A lonxitude do electrodo é aproximadamente a ficha 6 metros (20 ft.) ea anchura 1.25 metros (4 ft.) para unidades comerciais en tamaño grande. O consumo de enerxía é menor que 2 quilowatts-hora por tonelada de material procesado coa maior parte da enerxía consumida por dous motores de accionar a correa.
O proceso é completamente seco, non require materiais adicionais e non produce augas residuais ou emisións atmosféricas. No caso de carbono a partir de separacións de cinzas volantes, os materiais recuperados consisten cinzas volantes reducida no contido de carbono para niveis adecuados para uso como un aditivo pozolânico en formigón, e unha fracción de alto contido de carbono que pode ser queimado na central xeradora de electricidade. Utilización de ambos os fluxos de produtos ofrece unha 100% solución para voar problemas de eliminación de cinzas. Para separacións minerais, bauxita procesamento, por exemplo,, a pestana ofrece unha tecnoloxía para reducir o consumo de auga, prolongar a vida reserva e / ou recuperación e reprocesando de residuos.
O separador de correa de tribo-electrostático é relativamente compacto. Unha máquina destinada a procesar 40 toneladas por hora é de aproximadamente 9.1 metros (30 ft.) longo, 1.7 metros (5.5 ft.) de ancho e 3.2 metros (10.5 ft.) alto. O equilibrio requirido de planta consiste sistemas para transportar material seco para e desde o separador. A compacidade do sistema permite flexibilidade en proxectos de instalación.
A tecnoloxía de separación por correa tribo-electrostático é robusto e industrialmente comprobada, e foi aplicado industrialmente en primeiro lugar para o tratamento de cinzas de carbón de combustión na mosca 1995. A tecnoloxía é eficiente na separación de partículas de carbón desde a combustión incompleta do carbón, a partir das partículas de aluminossilicato minerais vítreas en cinzas volantes. A tecnoloxía foi fundamental na viabilidade de reciclaxe das cinzas volantes rica en minerais como un substituto de cemento na produción de formigón. desde 1995, sobre 20,000,000 toneladas de cinzas volantes foi procesado pola 19 Separadores de correa tribo-electrostática instalados nos EUA, Canadá, Reino Unido, Polonia, e Corea do Sur. A historia industrial de separación de cinzas volantes aparece na mesa 1.
mesa 1. Aplicación industrial de separación correa tribo-electrostático para cinzas volantes
| utilidade / estación de enerxía | Localización | Inicio das operacións comerciais | detalles Facility |
|---|---|---|---|
| Duke Energy - Estación Roxboro | Carolina do Norte Estados Unidos | 1997 | 2 separadores |
| linguaxes de enerxía- Brandon Shores | Maryland EUA | 1999 | 2 separadores |
| Scottish Power- estación Longannet | Scotland Reino Unido | 2002 | 1 separador |
| Jacksonville Eléctrico-St. Parque de enerxía do río Johns | Florida USA | 2003 | 2 separadores |
| South Mississippi Electric Power -R.D. día seguinte | Mississippi Estados Unidos | 2005 | 1 separador |
| New Brunswick Power-Belledune | New Brunswick Canadá | 2005 | 1 separador |
| DE npower-Didcot Station | Reino Unido | 2005 | 1 separador |
| Estación Talen Energy-Brunner Island | Pensilvania EUA | 2006 | 2 separadores |
| -Electric Big Station Dobre Tapa | Florida USA | 2008 | 3 separadores two-pass scavenging |
| DE npower Aberthaw-Station | Wales Reino Unido | 2008 | 1 separador |
| -Energy Estación West Burton FED | Reino Unido | 2008 | 1 separador |
| ZGP (Lafarge Cement / Ciech Janikosoda JV) | Polonia | 2010 | 1 separador |
| Corea do sueste Poder- Yeongheung | Corea do sur | 2014 | 1 separador |
| PGNiG Termika-Sierkirki | Polonia | 2018 | 1 separador |
| Taiheiyo Cement Company-Chichibu | Xapón | 2018 | 1 separador |
| Cinza Mosca Armstrong- Cemento Eagle | Filipinas | programado 2019 | 1 separador |
| Corea do sueste Poder- Samcheonpo | Corea do sur | programado 2019 | 1 separador |
Tribo-Electrostática Separación de bauxita Minerals
equipo ST & tecnoloxía (STET) probas de separación en escala de banca realizada seco tribo-electrostática sobre múltiples mostras de minerais de bauxita. As mostras son listadas abaixo na mesa 2.
mesa 2. Propiedades de mostras de bauxita probada pola STET
| Description | Desired Product & Goals | |
|---|---|---|
| mostra 1 | ROM Bauxite | Al2O3 recovery Reduce SiO2, Fe2O3, TiO2 |
| mostra 2 | PLK (Partially Lateritized Khondalite) | Al2O3 recovery Reduce SiO2, Fe2O3, TiO2 |
| mostra 3 | Red Mud | Fe2O3 recovery Reduce SiO2, Al2O3, TiO2 |
| mostra 4 | ROM Bauxite Slimes | Al2O3 recovery Reduce SiO2, Fe2O3, TiO2 |
Composición química para todas as mostras de alimentos e de produtos separada foi medido por fluorescencia de raios X (XRF) usando un sistema WD-XRF. Os resultados da análise química para as mostras de alimentos móstranse a continuación na mesa 3.
mesa 3. Propiedades químicas de mostras de bauxita probada pola STET
| Al2O3 wt.% | Fe2O3 wt.% | SiO2 wt.% | SiO2 wt.% | LOI wt.% | |
|---|---|---|---|---|---|
| mostra 1 | 43.7 | 25.9 | 3.9 | 2.3 | 23.6 |
| mostra 2 | 34.9 | 19.4 | 28.5 | 2.1 | 14.7 |
| mostra 3 | 19.0 | 52.1 | 6.7 | 4.9 | 11.1 |
| mostra 4 | 34.6 | 23.2 | 18.0 | 4.4 | 18.8 |
O tamaño das partículas foi medido por medición do tamaño de partículas con láser utilizando dispersión seca pneumático. Os resultados para as mostras de alimentos móstranse a continuación na mesa 4.
mesa 4. O tamaño das partículas de mostras de bauxita probada pola STET
| D10 mícron | D50 mícron | D90 mícron | D90 mícron |
|
|---|---|---|---|---|
| mostra 1 | 2 | 19 | 73 | 118 |
| mostra 2 | 2 | 45 | 575 | 898 |
| mostra 3 | 1 | 27 | 212 | 325 |
| mostra 4 | 1 | 7 | 59 | 93 |
As mostras foron separadas mediante o separador STET bancada. O separador de banca é usado para o seguimento como a evidencia de carga tribo-electrostática e para determinar se un material é un bo candidato para a beneficiação electrostática. A diferenza primaria entre o separador de banca e escala piloto e separadores na escala comercial é que a lonxitude do separador de banca é aproximadamente 0.4 veces a lonxitude de unidades en escala piloto e en escala comercial. Como a eficiencia de separación é unha función da lonxitude do electrodo, probas en escala de banca non pode ser usado como un substituto para probas en escala piloto. probas en escala piloto é necesario para determinar a extensión da separación do proceso que pode acadar STET, e para determinar se o proceso STET pode cumprir os obxectivos de produtos en determinadas taxas de alimentación. en vez, a ficha de banca é usada para descartar materiais candidatos que non son susceptibles de demostrar calquera separación significativa no nivel de escala piloto. Os resultados obtidos na escala de base serán non optimizado, ea separación observada é menos que o que sería observado nun separador STET tamaño comercial.
Probas co separador STET bancada demostrado movemento significativo de Al2O3 coa maior parte das mostras examinadas. En tres das catro mostras examinadas por STET, foi observado movemento substancial de Al2O3. Ademáis, os outros elementos principais de Fe2O3, SiO2 e de TiO2 demostrado movemento significativo na maioría dos casos. en Sample 1, mostra 3 e Mostra 4, o movemento de perda de ignición (LEI) movemento seguido Al2O3. O movemento dos elementos principais móstrase a continuación na figura 5.
O separador de STET é un proceso de separación física e separa selectivamente fases minerais en base a tribocarregamento, un fenómeno de superficie. O grao en que os minerais son susceptibles a tribocarregamento nalgúns casos é capaz de ser previsto por medio de consulta dunha serie triboelectric, pero no caso de minerais complexos, moitas veces, na práctica, deben ser determinadas empiricamente. Un resumo das propiedades tribocarregamento para as mostras examinadas móstrase a continuación na mesa 5.
mesa 5. Resumo de tribocarregamento comportamento para os principais elementos. POS = carga positiva, NEG = cargado negativamente.
| Al2O3 | Fe2O3 | SiO2 | TiO2 | LEI | |
|---|---|---|---|---|---|
| mostra 1 | POS | NEG | NEG | NEG | POS |
| mostra 2 | NEG | POS | NEG | N/A | N/A |
| mostra 3 | POS | NEG | N/A | NEG | POS |
| mostra 4 | POS | N/A | NEG | NEG | POS |
procesamento en seco co separador STET ofrece oportunidades de xeración de valor para os produtores de bauxita e aluminio. O uso de depósitos de bauxite grao inferior pode permitir a minería de custos máis baixos, reducindo Ratio de limpeza e por xeración reducida de residuos. Ademáis, o pre-procesamento de minerais de bauxita a separación triboelectrostática seca pode producir unha economía mellorada do refino de aluminio ao subministrar maiores cantidades de bauxita ao proceso de refino, ou por redución dos volumes de lama vermella xerada. Ademáis, contido de aluminio superior no barro vermella pode permitir reprocesando. Un resumo das características ideais para a bauxita grao metalúrxico preséntase, así como un resumo do beneficio do separador STET, abaixo na mesa 6.
mesa 6. Resumo das características ideais para a bauxita grao metalúrxico.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. |
conclusión
separación triboeléctrica electrostática se demostrou como un método eficaz para a xeración dun mineral de bauxite de alta calidade para uso na produción de alúmina. Probas co separador STET bancada demostrado movemento significativo de Al2O3 coa maior parte das mostras examinadas. En tres das catro mostras examinadas por STET, foi observado movemento substancial de Al2O3. Ademáis, os outros elementos principais de Fe2O3, SiO2 e de TiO2 demostrado separación significativa na maior parte dos casos. procesamento en seco co separador STET ofrece oportunidades de xeración de valor para os produtores de bauxita e aluminio.
Referencias
1. Blin, P & Dion-Ortega, A (2013) HIGH and Dry, revista CIM, vol. 8, non. 4, PP. 48-51.
2. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Fors Montaña, K (2000), Revisión dos métodos de separación eléctrica, Parte 1: aspectos fundamentais, minerais & procesamento metalúrxico, vol. 17, non. 1 PP 23-36.
3. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Fors Montaña, K (2000), Revisión dos métodos de separación eléctrica, Parte 2: consideracións prácticas, minerais & procesamento metalúrxico, vol. 17, non. 1 PP 139-166.
4. Ralston O. (1961) Separación Electrostática de sólidos granulares mixtos, Elsevier Publishing Company, fóra de catálogo.
5. Kogel, Jessica Elzea; Trivedi, Nikhil C; camelô, James M; Krukowski, Stanley T.; Minerais e Rocas Industriais: commodities, mercados, e Usos 7ª Edición, (2006), Páxina 237.
