एक Triboelectric बेल्ट सेपरेटर का उपयोग कर बॉक्साइट खनिज का उपयोग कर के beneficiation

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सार

एसटी उपकरण & प्रौद्योगिकी, Llc (काटी अशुद्धि रद्द करना) एक tribo-electrostatic बेल्ट जुदाई प्रसंस्करण प्रणाली है कि खनिज प्रसंस्करण उद्योग एक पूरी तरह से सूखी प्रौद्योगिकी के साथ ठीक सामग्री beneficiate करने के लिए एक साधन प्रदान करता है विकसित की है. अन्य स्थिर वैद्युत पृथक्करण प्रक्रियाओं के विपरीत जो आम तौर पर आकार में 75 डिग्री से अधिक कणों तक सीमित होते हैं, triboelectric बेल्ट विभाजक आदर्श बहुत ठीक की जुदाई के लिए उपयुक्त है (<1माइक्रोन) मामूली मोटे को (300माइक्रोन) बहुत उच्च थ्रूपुट वाले कण. triboelectric बेल्ट विभाजक प्रौद्योगिकी कोयला दहन मक्खी राख सहित सामग्री की एक विस्तृत श्रृंखला को अलग करने के लिए इस्तेमाल किया गया है, केल्साइट क्वार्ट्ज/, पाउडर मैग्नेसाइट/, बैरिकेट/स्फट्ज, और फेल्सपार/. पृथक्करण परिणाम बॉक्साइट खनिजों के लिए tribo-चार्जिंग व्यवहार का वर्णन प्रस्तुत कर रहे हैं.

परिचय
ताजा पानी के उपयोग की कमी एक प्रमुख दुनिया भर में खनन परियोजनाओं की व्यवहार्यता को प्रभावित कारक बनता जा रहा है. Hubert फ्लेमिंग के अनुसार, हैच वॉटर के लिए पूर्व ग्लोबल डायरेक्टर, "दुनिया में सभी खनन परियोजनाओं है कि या तो बंद कर दिया गया है या नीचे पिछले साल से धीमा, यह किया गया है, में लगभग 100% मामलों की, पानी का एक परिणाम, या तो प्रत्यक्ष या परोक्ष रूप से".1 सूखी खनिज प्रसंस्करण विधियों इस उभरते समस्या का समाधान प्रदान करते हैं.

सूखे तरीकों जैसे इलेक्ट्रोस्टैटिक जुदाई को खत्म कर देंगे ताजे पानी की जरूरत, और लागत को कम करने की क्षमता प्रदान करते हैं. इलेक्ट्रिक जुदाई तरीकों कि संपर्क का उपयोग, या ट्राइबो-इलेक्ट्रिक, चार्ज विशेषता दिलचस्प हैं क्योंकि उनकी क्षमता के लिए प्रवाहकीय युक्त मिश्रण की एक विस्तृत विविधता को अलग, इन्सुलेट, और अर्ध चालक कण.

Tribo-विद्युत चार्ज तब होता है जब असतत, भिन्न कण एक दूसरे से टकराते हैं, या एक तीसरी सतह के साथ, जिसके परिणामस्वरूप दो कण प्रकारों के बीच सतह आवेश अंतर होता है. आवेश अंतर का चिह्न और परिमाण आंशिक रूप से इलेक्ट्रॉन संबंध में अंतर पर निर्भर करता है। (या कार्य फलन) कण प्रकार के बीच. पृथक्करण तो एक बाह्य लागू बिजली के क्षेत्र का उपयोग कर प्राप्त किया जा सकता है.

तकनीक औद्योगिक ऊर्ध्वाधर मुक्त-पात प्रकार विभाजक में उपयोग किया गया है. मुक्त-पात विभाजकों में, कणों पहले चार्ज प्राप्त, फिर एक डिवाइस के माध्यम से गुरुत्वाकर्षण से गिर जाते हैं जो एक मजबूत विद्युत क्षेत्र लागू करते हैं जो उनके पृष्ठ आवेश के हस्ताक्षर और परिमाण के अनुसार कणों की प्रक्षेप पथ को मोड़ने के लिए एक मजबूत विद्युत क्षेत्र लागू करते हैं.2 नि:पात विभाजक मोटे कणों के लिए प्रभावी हो सकते हैं, लेकिन के बारे में की तुलना में बेहतर कणों से निपटने में प्रभावी नहीं हैं 0.075 करने के लिए 0.1 mm.3,4 शुष्क खनिज जुदाई में सबसे होनहार नए विकास में से एक tribo-इलेक्ट्रोलस्टैटिक बेल्ट विभाजक है. इस प्रौद्योगिकी पारंपरिक इलेक्ट्रोस्टैटिक जुदाई प्रौद्योगिकियों से महीन कणों के लिए कण आकार सीमा बढ़ा दिया गया है, जहां केवल प्लवनशीलता अतीत में सफल रहा है सीमा में.

ट्राइबो-इलेक्ट्रोस्टैटिक बेल्ट पृथक्करण
ट्राइबो-इलेक्ट्रोलस्टैटिक बेल्ट सेपरेटर में (आंकड़ा 1 और चित्र 2), सामग्री पतली खाई में खिलाया जाता है 0.9 – 1.5 दो समांतर समतलइलेक्ट्रोकेमों के बीच सेमी. कण संपर्क द्वारा शुल्क लिया triboelectrically हैं. उदाहरण के लिए, कोयला दहन फ्लाई ऐश के मामले में, कार्बन कणों और खनिज कणों का एक मिश्रण, सकारात्मक चार्ज कार्बन और नकारात्मक चार्ज खनिज विपरीत इलेक्ट्रोड के लिए आकर्षित कर रहे हैं. कणों तो एक सतत चलती खुले जाल बेल्ट से बह रहे हैं और विपरीत दिशाओं में बताया. बेल्ट विभाजक के विपरीत छोर की ओर प्रत्येक इलेक्ट्रोड के सन्निकट कणों चाल. विद्युत क्षेत्र को केवल कणों को एक सेंटीमीटर का एक छोटा सा अंश ले जाने की आवश्यकता होती है ताकि एक कण को बाएं से ले जाने के लिए एक दाएँ-चलधारा धारा में ले जाया जा सके. अलग कणों और कार्बन खनिज collisions द्वारा चार्ज निरंतर triboelectric के काउंटर वर्तमान प्रवाह एक बहु चरण जुदाई के लिए प्रदान करता है और एक एकल पास इकाई में उत्कृष्ट शुद्धता और वसूली में परिणाम. उच्च बेल्ट गति भी बहुत उच्च प्रवाह सक्षम बनाता है, अप करने के लिए 40 टन प्रति घंटा एक ही विभाजक पर. विभिन्न प्रक्रिया मापदंडों को नियंत्रित करके, जैसे बेल्ट स्पीड, फीड पॉइंट, इलेक्ट्रोड गैप और फीड रेट, इस उपकरण के कार्बन सामग्री पर कम कार्बन फ्लाई ऐश का उत्पादन 2 % ± 0.5% फीड फ्लाई से कार्बन में लेकर राख से 4% से अधिक 30%.

belt separator

विभाजक डिजाइन अपेक्षाकृत सरल है. बेल्ट और जुड़े रोलर्स ही चलती भागों रहे हैं. इलेक्ट्रोड स्थिर और एक उचित रूप से टिकाऊ सामग्री से बना रहे हैं. बेल्ट प्लास्टिक सामग्री से बना है. विभाजक इलेक्ट्रोड लंबाई लगभग है 6 मीटर (20 फुट.) और चौड़ाई 1.25 मीटर (4 फुट.) पूर्ण आकार वाणिज्यिक इकाइयों के लिए. बिजली की खपत से कम है 2 किलोवाट-दो मोटर बेल्ट ड्राइविंग द्वारा भस्म शक्ति के अधिकांश के साथ संसाधित सामग्री के प्रति टन घंटे.

separation zone

प्रक्रिया पूरी तरह से शुष्क है, कोई अतिरिक्त सामग्री की आवश्यकता है और कोई अपशिष्ट जल या हवा के उत्सर्जन का उत्पादन. मक्खी राख जुदाई से कार्बन के मामले में, बरामद सामग्री ठोस में एक pozzolanic admixture के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त स्तर के लिए कार्बन सामग्री में कम मक्खी राख से मिलकर बनता है, और एक उच्च कार्बन अंश जो बिजली उत्पादन संयंत्र में जला दिया जा सकता है. दोनों उत्पाद धाराओं के उपयोग प्रदान करता है एक 100% ऐश निपटान समस्याओं को उड़ाने के लिए समाधान. खनिज जुदाई के लिए, उदाहरण के लिए प्रक्रमण बॉक्साइट, विभाजक पानी के उपयोग को कम करने के लिए एक तकनीक प्रदान करता है, आरक्षित जीवन का विस्तार और /या पुनर्प्राप्त करें और tailings reprocess.

ट्राइबो-इलेक्ट्रोलस्टैटिक बेल्ट विभाजक अपेक्षाकृत कॉम्पैक्ट है. एक प्रक्रिया के लिए डिजाइन मशीन 40 टन प्रति घंटा है लगभग 9.1 मीटर (30 फुट.) लंबे, 1.7 मीटर (5.5 फुट.) व्यापक और 3.2 मीटर (10.5 फुट.) उच्च. संयंत्र के आवश्यक संतुलन के लिए और विभाजक से सूखी सामग्री व्यक्त करने के लिए सिस्टम के होते हैं. प्रणाली की compactness स्थापना डिजाइन में लचीलापन के लिए अनुमति देता है.

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ट्राइबो-इलेक्ट्रोलस्टैटिक बेल्ट जुदाई प्रौद्योगिकी मजबूत और औद्योगिक रूप से सिद्ध है, और पहले औद्योगिक रूप से कोयला दहन मक्खी राख के प्रसंस्करण के लिए लागू किया गया था 1995. प्रौद्योगिकी कोयले के अपूर्ण दहन से कार्बन कणों को अलग करने में प्रभावी है, उड़ते हुए राख में काँच के aluminosilicate खनिज कणों से. प्रौद्योगिकी ठोस उत्पादन में एक सीमेंट प्रतिस्थापन के रूप में खनिज समृद्ध मक्खी राख के रीसायकल को सक्षम करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है. क्योंकि 1995, से अधिक 20,000,000 मक्खी राख के टन द्वारा संसाधित किया गया है 19 संयुक्त राज्य अमेरिका में स्थापित ट्राइबो-इलेक्ट्रोलवैटिक बेल्ट विभाजक, कनाडा, ब्रिटेन, पोलैंड, और दक्षिण कोरिया. फ्लाई ऐश जुदाई के औद्योगिक इतिहास में सूचीबद्ध है तालिका 1.

तालिका 1. फ्लाई ऐश के लिए ट्राइबो-इलेक्ट्रोलस्टैटिक बेल्ट पृथक्करण का औद्योगिक अनुप्रयोग

उपयोगिता / पावर स्टेशनस्थानकमर्शियल ऑपरेशंस की शुरुआतसुविधा विवरण
ड्यूक ऊर्जा-Roxboro स्टेशनउत्तरी कैरोलिना संयुक्त राज्य अमेरिका19972 विभाजक
तलेन ऊर्जा- ब्रेंडन शोरमैरीलैंड संयुक्त राज्य अमेरिका19992 विभाजक
स्कॉटिश पावर- Longannet थाना स्कॉटलैंड ब्रिटेन20021 जक
जैक्सनविले इलेक्ट्रिक-एसटी. जॉन्स नदी पावर पार्कफ्लोरिडा संयुक्त राज्य अमेरिका20032 विभाजक
दक्षिण मिसिसिपी इलेक्ट्रिक पावर -R.D. Morrowमिसिसिपी संयुक्त राज्य अमेरिका20051 जक
न्यू ब्रंसविक पावर-बेलेडुननई ब्राउनश्विक कनाडा20051 जक
आरडब्ल्यूई एनपावर-डिडकोट स्टेशन इंग्लैंड ब्रिटेन20051 जक
टेलेन ऊर्जा-ब्रोनर द्वीप स्टेशनपेंसिल्वेनिया यूएसए20062 विभाजक
ताम्पा इलेक्ट्रिक-बिग बेंड स्टेशनफ्लोरिडा संयुक्त राज्य अमेरिका20083 विभाजक
द्वि-पारअप अपमार्जन
आरडब्ल्यूई एनपावर-एबरथव स्टेशनवेल्स ब्रिटेन20081 जक
ईडीएफ एनर्जी-वेस्ट बर्टन स्टेशनइंग्लैंड ब्रिटेन20081 जक
ZGP (लाफार्ज सीमेंट /Ciech जनिकोसोडा जेवी)पोलैंड20101 जक
कोरिया दक्षिणपूर्व पावर- येओंगहेंगदक्षिण कोरिया20141 जक
पीजीएनआईजी टर्मिका-सीरकिर्कीपोलैंड20181 जक
ताईहियो सीमेंट कंपनी-चिबूजापान20181 जक
आर्मस्ट्रांग फ्लाई ऐश- ईगल सीमेंटफिलीपींसअनुसूचित 20191 जक
कोरिया दक्षिणपूर्व पावर- सैमचेनपोदक्षिण कोरियाअनुसूचित 20191 जक

बॉक्साइट खनिज के ट्राइबो-इलेक्ट्रोस्टैटिक पृथक्करण
ST उपकरण & प्रौद्योगिकी (काटी अशुद्धि रद्द करना) बॉक्साइट खनिजों के कई नमूनों पर प्रदर्शन बेंच पैमाने सूखी tribo-इलेक्ट्रोस्टैटिक जुदाई परीक्षण. नमूने में नीचे सूचीबद्ध हैं तालिका 2.

तालिका 2. STET द्वारा परीक्षण बॉक्साइट नमूनों के गुण

विवरणवांछित उत्पाद & लक्ष्यों
नमूना 1रोम बॉक्साइटAl2O3 वसूली
SiO2 कम करें, Fe2O3, TiO2
नमूना 2पीएलके (आंशिक रूप से लैलिटित खोंडालाइट)Al2O3 वसूली
SiO2 कम करें, Fe2O3, TiO2
नमूना 3लाल मिट्टीFe2O3 वसूली
SiO2 कम करें, Al2O3, TiO2
नमूना 4रोम बॉक्साइट स्लिम्सAl2O3 वसूली
SiO2 कम करें, Fe2O3, TiO2

सभी फ़ीड और अलग उत्पाद के नमूनों के लिए रासायनिक संरचना एक्स-रे फ्लोरोसेंट द्वारा मापा गया था (xrf) WD-XRF सिस्टम का उपयोग करना. फ़ीड नमूनों के लिए रासायनिक विश्लेषण के परिणाम में नीचे दिखाए गए हैं तालिका 3.

तालिका 3. STET द्वारा परीक्षण बॉक्साइट नमूनों के रासायनिक गुण

Al2O3 wt.%
Fe2O3 wt.%
SiO2 wt.%SiO2 wt.%LOI wt.%
नमूना 143.7 25.93.92.323.6
नमूना 234.919.428.52.114.7
नमूना 319.052.16.74.911.1
नमूना 434.623.218.04.418.8

कण आकार शुष्क वायवीय फैलाव का उपयोग कर लेजर कण आकार माप द्वारा मापा गया था. फ़ीड नमूने के लिए परिणाम में नीचे दिखाए गए हैं तालिका 4.

तालिका 4. STET द्वारा परीक्षण बॉक्साइट नमूनों के कण आकार

डी 10
माइक्रोन
D50
माइक्रोन
D90
माइक्रोन
D90
माइक्रोन
नमूना 121973118
नमूना 2245575898
नमूना 3127212325
नमूना 4175993

नमूने STET बेंचटॉप विभाजक का उपयोग कर अलग किए गए थे. benchtop विभाजक tribo-electrostatic चार्ज के सबूत के लिए जांच के लिए और निर्धारित करने के लिए अगर एक सामग्री इलेक्ट्रोस्टैटिक beneficiation के लिए एक अच्छा उम्मीदवार है के लिए प्रयोग किया जाता है. benchtop विभाजक और पायलट पैमाने पर और वाणिज्यिक पैमाने विभाजक के बीच प्राथमिक अंतर यह है कि benchtop विभाजक की लंबाई लगभग है 0.4 बार पायलट पैमाने पर और वाणिज्यिक पैमाने पर इकाइयों की लंबाई. के रूप में विभाजक दक्षता इलेक्ट्रोड लंबाई का एक समारोह है, पायलट स्केल परीक्षण के विकल्प के रूप में बेंच-स्केल परीक्षण का उपयोग नहीं किया जा सकता. पायलट पैमाने पर परीक्षण कि STET प्रक्रिया को प्राप्त कर सकते हैं जुदाई की सीमा निर्धारित करने के लिए आवश्यक है, और निर्धारित करने के लिए यदि STET प्रक्रिया दिया फ़ीड दरों के तहत उत्पाद लक्ष्य को पूरा कर सकते हैं. बजाय, बेंच के विभाजक के लिए बाहर उंमीदवार सामग्री है कि पायलट स्तर पर किसी भी महत्वपूर्ण जुदाई प्रदर्शन की संभावना नहीं है शासन के लिए प्रयोग किया जाता है. बेंच-स्केल पर प्राप्त परिणाम गैर-ऑप्टिमाइज़ होंगे, और जुदाई देखा कम से जो एक वाणिज्यिक आकार STET विभाजक पर मनाया जाएगा.

bench-scale

STET बेंचटॉप विभाजक के साथ परीक्षण परीक्षण परीक्षण नमूनों के बहुमत के साथ Al2O3 के महत्वपूर्ण आंदोलन का प्रदर्शन किया. STET द्वारा जांचे गए चार नमूनों में से तीन में, Al2O3 की पर्याप्त आंदोलन मनाया गया. इसके अलावा, Fe2O3 के अन्य प्रमुख तत्व, SiO2 और TiO2 ज्यादातर मामलों में महत्वपूर्ण आंदोलन का प्रदर्शन किया. नमूना में 1, नमूना 3 और नमूना 4, प्रज्वलन पर हानि की आवाजाही (एलओआई) Al2O3 के आंदोलन के बाद. प्रमुख तत्वों की आवाजाही में नीचे दिखाया गया है आंकड़ा 5.

STET विभाजक एक भौतिक पृथक्करण प्रक्रिया है और चुनिंदा tribocharging के आधार पर खनिज चरणों को अलग करता है, पृष् ठ परिघटना. हद तक खनिज tribocharging के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं कुछ मामलों में एक triboelectric श्रृंखला के परामर्श के माध्यम से भविष्यवाणी की जा करने में सक्षम है, लेकिन जटिल खनिज ओरेस के मामले में, अक्सर व्यवहार में अनुभवजन्य रूप से निर्धारित किया जाना चाहिए. परीक्षण किए गए नमूनों के लिए ट्राइबोचार्जिंग गुणों का सारांश नीचे दिखाया गया है तालिका 5.

तालिका 5. प्रमुख तत्वों के लिए tribocharging व्यवहार का सारांश. पीओएस $ चार्ज धनात्मक, एनईजी - आरोप नकारात्मक.

Al2O3Fe2O3SiO2TiO2एलओआई
नमूना 1स्थितिएनईजीएनईजीएनईजीस्थिति
नमूना 2एनईजीस्थितिएनईजीएन/एएन/ए
नमूना 3स्थितिएनईजीएन/एएनईजीस्थिति
नमूना 4स्थितिएन/एएनईजीएनईजीस्थिति

STET विभाजक के साथ सूखी प्रसंस्करण बॉक्साइट और एल्यूमीनियम उत्पादकों के लिए मूल्य उत्पन्न करने के अवसर प्रदान करता है. कम ग्रेड बॉक्साइट जमा का उपयोग अलग करना अनुपात को कम करने और tailings की कम पीढ़ी द्वारा कम खनन लागत के लिए अनुमति दे सकता है. इसके अलावा, पूर्व-प्रसंस्करण बॉक्साइट ओर्स शुष्क ट्राइबोइलेक्ट्रोस्टैटिक सेपरेशन के परिणामस्वरूप रिफाइनिंग प्रक्रिया को बॉक्साइट के उच्च ग्रेड की आपूर्ति करके एल्यूमीनियम रिफाइनिंग के बेहतर अर्थशास्त्र हो सकते हैं, या उत्पन्न लाल मिट्टी की मात्रा को कम करके. इसके अलावा, लाल मिट्टी में उच्च एल्यूमीनियम सामग्री reprocessing के लिए अनुमति दे सकता है. धातुकर्मीय ग्रेड बॉक्साइट के लिए आदर्श विशेषताओं का सारांश प्रस्तुत किया जाता है।, के रूप में अच्छी तरह से STET विभाजक के लाभ का एक सारांश के रूप में, नीचे तालिका 6.

तालिका 6. धातुकर्मीय ग्रेड बॉक्साइट के लिए आदर्श विशेषताओं का सारांश.5

आदर्श ग्रेड विशेषतायदि अपर्याप्त हो तो प्रभावSTET पृथक्करण के साथ निरीक्षण किया
कम "रिएक्टिव सिलिका" ($1.5% - <3.0%) (kaolinite)कास्टिक उपयोग बढ़ता है, एक महत्वपूर्ण प्रचालन लागत गुणक.कुल सिलिका में कमी
उच्च निकालने योग्य एल्यूमिनाखनन के लिए पूंजी और परिचालन लागत में वृद्धि, प्रसंस्करण और कीचड़ निपटान.एल्यूमिना में वृद्धि
कम कार्बनिक कार्बनसंयंत्र दक्षता को कम करके परिचालन लागत बढ़ जाती है.
कम बोहमाइट (<3%)कम तापमान प्रसंस्करण है कि पूंजी और परिचालन लागत में वृद्धि कर सकते हैं precludes.
कम गोएथी (एक उच्च तापमान संयंत्र में या उच्च हेमेट के साथ सहनीय)स्पष्टीकरण को धीमा कर देता है, उत्पाद की गुणवत्ता को कम करती है और कीचड़ सर्किट के माध्यम से एल्यूमिना हानि बढ़ जाती है.कुल लोहा में कमी
कम नमी (उपद्रव धूल बना सकते हैं अगर बहुत कम)पूंजीगत लागत में वृद्धि (बृहत् वाष्पन सुविधा), ईंधन खपत, पोत परिवहन लागत.
आयरन सामग्री (आदर्श रूप से $5%-<15%)कम लोहा उत्पाद की गुणवत्ता को कम कर सकते हैं. उच्च लोहा बॉक्साइट की एल्यूमिना सामग्री को पतला करता है.कुल लोहा में कमी
कम क्वार्ट्जरखरखाव लागत बढ़ जाती है (पाइप पहनना). उच्च तापमान पौधों में कास्टिक उपयोग बढ़ जाती है.कुल सिलिका में कमी
कम अशुद्धियों और तत्वों का पता लगानेप्रक्रिया दक्षता कम कर सकते हैं (सल्फर, क्लोरीन, कैल्शियम) और धातु की गुणवत्ता (गैलियम, जस्ता, Vanadium, फास्फोरस).
नरम और तला हुआखनन और पीसने की लागत बढ़ जाती है.
आसानी से भंग हो जाता हैपूंजी बढ़ाता है (बड़ा पाचन उपस्कर) और प्रचालन लागत.
कम टाइटेनियाउच्च तापमान पौधों में कास्टिक उपयोग बढ़ा सकते हैं.टाइटेनिया में कमी
कम कार्बोनेटविशेष प्रसंस्करण की आवश्यकता कर सकते हैं.

निष्कर्ष
Tribo-electrostatic जुदाई एल्यूमिना उत्पादन में उपयोग के लिए एक उच्च ग्रेड बॉक्साइट अयस्क पैदा करने के लिए एक प्रभावी विधि के रूप में प्रदर्शित किया गया था. STET बेंचटॉप विभाजक के साथ परीक्षण परीक्षण परीक्षण नमूनों के बहुमत के साथ Al2O3 के महत्वपूर्ण आंदोलन का प्रदर्शन किया. STET द्वारा जांचे गए चार नमूनों में से तीन में, Al2O3 की पर्याप्त आंदोलन मनाया गया. इसके अलावा, Fe2O3 के अन्य प्रमुख तत्व, SiO2 और TiO2 ज्यादातर मामलों में महत्वपूर्ण जुदाई का प्रदर्शन किया. STET विभाजक के साथ सूखी प्रसंस्करण बॉक्साइट और एल्यूमीनियम उत्पादकों के लिए मूल्य उत्पन्न करने के अवसर प्रदान करता है.

संदर्भ

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