Odaberite jezik:
Sažetak
ST oprema & Tehnologija, D.O.O. (STET) razvio je tribo-elektrostatski sustav za obradu odvajanja remena koji industriji mineralne prerade pruža sredstvo za beneficije finih materijala potpuno suhom tehnologijom. Za razliku od drugih elektrostatičkih procesa odvajanja koji su obično ograničeni na čestice veće od 75μm, razdjelnik triboelektričnog pojasa idealno je prikladan za odvajanje vrlo finih (<1µm) za umjereno gruba (300µm) čestice s vrlo visokim ulazom. Tehnologija separatora triboelektričnog pojasa korištena je za odvajanje širokog raspona materijala, uključujući pepeo muhe s izgaranjem ugljena, kalcit/kvarc, Talk/magnezita, kvarc, i feldspar/kvarc. Prikazani su rezultati odvajanja koji opisuju ponašanje tribo punjenja za minerale boksita.
Uvod
Nemaju pristup svježe vode postaje glavni faktor utjecaja na izvodljivosti rudarskih projekata diljem svijeta. Prema Hubert Fleming, bivši globalnom direktor za prolaz vode, "Od svih rudarskih projekata u svijetu koje su ili prestala ili usporila u proteklih godinu dana, To je bio, u gotovo 100% slučajeva, rezultat vode, izravno ili neizravno".1 Metode obrade suhih minerala nude rješenje ovog nazirućeg problema.
Kemijska metoda kao elektrostatske odvajanje će eliminirati potreba za slatkom vodom, i ponuditi potencijal za smanjenje troškova. Metode električnog odvajanja koje koriste kontakt, ili tribo-električni, posebno su zanimljive zbog njihova potencijala da odvoje širok raspon smjesa koje sadrže vodljive, izolacioni, i poluvodljive čestice.
Triboelektrično punjenje nastaje kada diskretno, različite čestice sudaraju se jedna s drugom, ili s trećom površinom, što rezultira razlikom u površinskom naboju između dva tipa čestica. Znak i veličina razlike u naboju djelomično ovise o razlici u afinitetima elektrona (ili radna funkcija) između vrsta čestica. Odvajanje se zatim može postići vanjskim primijenjenim električnim poljem.
Tehnika je industrijski korištena u vertikalnim separatorima tipa slobodnog pada. U separatorima slobodnog pada, čestice prvo dobivaju naboj, zatim pada gravitacijom kroz uređaj s suprotnim elektrodama koje primjenjuju snažno električno polje kako bi skrenule putanju čestica prema znaku i veličini njihovog površinskog naboja.2 Separatori slobodnog pada mogu biti učinkoviti za grube čestice, ali nisu učinkoviti u rukovanju česticama koje su finije od otprilike 0.075 da 0.1 mm.3,4 Jedan od najperspektivnijih novih dostignuća u separacijama suhih minerala je tribo-elektrostatski separator remena. Ova tehnologija je proširio čestica veličine za sitnije čestice nego konvencionalni elektrostatski odvajanje tehnologije, u područje gdje samo plutanje je bio uspješan u prošlosti.
Odvajanje tribo-elektrostatskog pojasa
U tribo-elektrostatskom separatoru remena (Slika 1 i slika 2), materijal je hranjen u tanke jaz 0.9 – 1.5 cm između dvije paralelne ravne ravne elektrode. Čestice triboelectrically naplaćuje se po interparticle kontakt. Na primjer, u slučaju ugljena izgaranjem pepela, ugljik čestice i mineralnih čestica, pozitivno nabijenih ugljika i negativno nabijenih minerala privlači suprotan elektrode. Čestice se zatim pomiču kontinuiranom pokretnom otvorenom mrežastom trakom i prenose u suprotnim smjerovima. Pojas potezi čestice uz svake elektrode prema suprotnim stranama razdjelnika. Električno polje treba samo pomicati čestice mali dio centimetra kako bi se čestica pomaknula s lijevog na desni tok.. Protustrujni protok čestica razdvajanja i kontinuirano triboelektrično punjenje sudarima ugljika i minerala osigurava višestupanjsko odvajanje i rezultira izvrsnom čistoćom i oporavkom u jedinici s jednim prolazom.. Visoki pojas brzinom omogućuje vrlo visoku propusnost, do 40 tona na sat na jednom razdjelnika. Kontroliranjem raznih parametara procesa, kao što je brzina remena, feed za izabrati, razmak elektroda i posmak, uređaj proizvodi niskougljičnim pepela u sadržaj ugljika 2 % ± 0.5% iz sadržaja leti pepeo u ugljika iz 4% na više 30%.
Razdjelnik je relativno jednostavna. Pojas i povezan valjci su jedini dijelovi. Elektrode su stacionarni i sastoji se od odgovarajuće izdržljivog materijala. Pojas se sastoji od plastičnog materijala. Separatora elektroda dužina je oko 6 metara (20 FT.) i širina 1.25 metara (4 FT.) za punu veličinu poslovne jedinice. Potrošnja energije manja je od 2 radne cijene po toni materijala obrađuju s većinom energije utrošene dva motora vožnje pojas.
Proces je potpuno suha, zahtijeva nijedan dodatni materijali i proizvodi bez otpadnih voda ili zrak emisija. U slučaju ugljika iz pepela separacije, Obnova materijala sastoje se od pepela smanjiti ugljika razinama prikladni za uporabu kao pocolanskih aditiv u betonu, i visoko ugljični frakcije koja može snimiti na struja generira biljka. Iskorištenje oba proizvoda potoci pruža u 100% rješenje problema odlaganja pepela. Za odvajanje minerala, obrada boksita, na primjer, separator pruža tehnologiju za smanjenje potrošnje vode, produljiti vijek trajanja pričuve i/ili oporaviti i ponovno obraditi repove.
Tribo-elektrostatični separator remena relativno je kompaktan. Stroj dizajniran za obradu 40 tona na sat je oko 9.1 metara (30 FT.) dugo, 1.7 metara (5.5 FT.) širok i 3.2 metara (10.5 FT.) visoke. Potrebnu ravnotežu biljke sastoji se od sustava prenijeti suhe tvari iz separatora i. Kompaktnost sustav omogućuje fleksibilnost u instalaciju dizajna.
Tehnologija odvajanja tribo-elektrostatskog pojasa robusna je i industrijski dokazana, i prvi put je industrijski primijenjena na preradu pepela muhe s izgaranjem ugljena u 1995. Tehnologija je učinkovita u odvajanju čestica ugljika od nepotpunog izgaranja ugljena, od staklene alumosilikatnih mineralnih čestica u letećeg pepela. Tehnologija je bila ključna u omogućavanju recikliranja pepela bogatog mineralnog muha kao zamjene cementa u betonskom proizvodnji. Od 1995, preko 20,000,000 tone letećeg pepela obradio je 19 tribo-elektrostatični separatori remena instalirani u SAD-u, Kanada, VELIKA BRITANIJA, Poljska, i Južna Koreja. Industrijska povijest odvajanja pepela muhe navedena je u Tablica 1.
Tablica 1. Industrijska primjena odvajanja tribo-elektrostatskog pojasa za leteći pepeo
| Korisni programi / elektrane | Lokacija | Početak komercijalnog poslovanja | Pojedinosti o objektu |
|---|---|---|---|
| Duke Energy – Roxboro stanice | Sjeverna Karolina SAD | 1997 | 2 Razdjelnici |
| Talen energije- Brandon Shores | Maryland SAD | 1999 | 2 Razdjelnici |
| Škotska sila- Longannet kolodvor | Škotska Velika Britanija | 2002 | 1 Razdjelnik |
| Jacksonville Electric-St.. Energetski park rijeke Johns | Florida SAD | 2003 | 2 Razdjelnici |
| Električna energija Južnog Mississippija -R.D. Sutra | Mississippi SAD | 2005 | 1 Razdjelnik |
| Novi Brunswick Power-Belledune | Novi Brunswick Kanada | 2005 | 1 Razdjelnik |
| RWE npower-Didcot stanica | Engleska Velika Britanija | 2005 | 1 Razdjelnik |
| Otok Talen Energy-Brunner | Pennsylvania SAD | 2006 | 2 Razdjelnici |
| Tampa Električno-Big Bend Stanica | Florida SAD | 2008 | 3 Razdjelnici čišćenje s dva prolaza |
| RWE npower-Aberthaw Stanica | Wales UK | 2008 | 1 Razdjelnik |
| EDF Energy-West Burton Station | Engleska Velika Britanija | 2008 | 1 Razdjelnik |
| ZGP (Lafarge Cement /Ciech Janikosoda JV) | Poljska | 2010 | 1 Razdjelnik |
| Koreja Jugoistočna Snaga- Jeongheung | Južna Koreja | 2014 | 1 Razdjelnik |
| PGNiG Termika-Sierkirki | Poljska | 2018 | 1 Razdjelnik |
| Taiheiyo cementna tvrtka-Chichibu | Japan | 2018 | 1 Razdjelnik |
| Armstrong Fly Ash- Cement orla | Filipini | Zakazano 2019 | 1 Razdjelnik |
| Koreja Jugoistočna Snaga- Samcheonpo | Južna Koreja | Zakazano 2019 | 1 Razdjelnik |
Tribo-elektrostatičko odvajanje minerala boksita
ST oprema & Tehnologija (STET) provedena ispitivanja suhog tribo-elektrostatičkog odvajanja na više uzoraka minerala boksita. Uzorci su navedeni u nastavku u Tablica 2.
Tablica 2. Svojstva uzoraka boksita testiranih STET-om
| Opis | Željeni proizvod & Ciljeve | |
|---|---|---|
| Uzorak 1 | ROM boksit | Oporavak al2O3 Smanjite SiO2, Fe2O3, TiO2 |
| Uzorak 2 | PLK (Djelomično lateritizirani Khondalite) | Oporavak al2O3 Smanjite SiO2, Fe2O3, TiO2 |
| Uzorak 3 | Crveno blato | Fe2O3 oporavak Smanjite SiO2, Al2O3, TiO2 |
| Uzorak 4 | ROM boksitne sluzi | Oporavak al2O3 Smanjite SiO2, Fe2O3, TiO2 |
Kemijski sastav za svu hranu za životinje i odvojene uzorke proizvoda mjeren je rendgenskom fluorescencijom (XRF) korištenje WD-XRF sustava. Rezultati kemijske analize uzoraka hrane za životinje prikazani su u nastavku u Tablica 3.
Tablica 3. Kemijska svojstva uzoraka boksita ispitanih STET-om
| 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 |
Veličina čestica mjerena je laserskim mjerenjem veličine čestica pomoću suhe pneumatske disperzije. Rezultati za uzorke hrane za životinje prikazani su u nastavku u Tablica 4.
Tablica 4. Veličina čestica uzoraka boksita ispitanih STET-om
| 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 |
Uzorci su odvojeni pomoću STET stolnog separatora. Separator klupe koristi se za probir kao dokaz tribo-elektrostatičkog punjenja i za utvrđivanje je li materijal dobar kandidat za elektrostatičko dobročinstveno. Primarna razlika između separatora na stolu i separatora pilotske i komercijalne ljestvice je u tome što je duljina separatora ploče približno 0.4 duljine pilot-razmjera i komercijalnih jedinica. Budući da je učinkovitost separatora funkcija duljine elektrode, ispitivanje na stolnim skalama ne može se koristiti kao zamjena za testiranje na pilot-ljestvici. Pilot-testiranje je potrebno kako bi se utvrdio opseg odvajanja koji stet proces može postići, i utvrditi može li stet proces ispuniti ciljeve proizvoda u skladu s danim stopama hrane za životinje. Umjesto, separator klupe upotrebljava se za odbacivanje materijala kandidata za koje je malo vjerojatno da će dokazati znatno odvajanje na pilot-razini. Rezultati dobiveni na klupi neće biti optimizirani, a uočeno odvajanje manje je od kojeg bi se opazilo na separatoru STET-a komercijalne veličine.
Ispitivanje sa STET stolnim separatorom pokazalo je značajno kretanje al2O3 s većinom ispitanih uzoraka. U tri od četiri uzorka testirana od strane STET-a, znatno kretanje Al2O3 uočeno je. osim toga, ostale glavne elemente Fe2O3, SiO2 i TiO2 pokazali su značajno kretanje u većini slučajeva. U uzorku 1, Uzorak 3 i uzorak 4, kretanje gubitka pri paljenju (LOI) uslijedilo je kretanje Al2O3. Kretanje glavnih elemenata prikazano je u nastavku u Slika 5.
STET separator je postupak fizičkog odvajanja i selektivno razdvaja mineralne faze na temelju tribo punjenja, fenomen površine. Stupanj do kojeg su minerali podložni tribochargingu u nekim se slučajevima može predvidjeti putem savjetovanja s triboelektričnim serijama, ali u slučaju složenih mineralnih ruda, često se u praksi mora empirijski odrediti. Sažetak svojstava tribo punjenja za testirane uzorke prikazan je u nastavku u Tablica 5.
Tablica 5. Sažetak ponašanja tribo punjenja glavnih elemenata. POS = naplaćeno pozitivno, NEG = naplaćeno negativno.
| 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 |
Suha obrada separatorom STET nudi mogućnosti stvaranja vrijednosti za proizvođače boksita i aluminija. Korištenje depozita boksita nižeg stupnja može omogućiti niže troškove rudarstva smanjenjem omjera skidanja i smanjenom proizvodnjom repova. osim toga, predobrada boksitne rude suhim triboelektronstatskim odvajanjem može dovesti do poboljšane ekonomičnosti rafiniranja aluminija opskrbom procesa rafiniranja viših razreda boksita, ili smanjenjem količine crvenog blata nastalog. osim toga, veći sadržaj aluminija u crvenom blatu može omogućiti ponovnu obradu. Prikazan je sažetak idealnih karakteristika metalurškog boksita, kao i sažetak koristi od separatora STET-a, ispod u Tablica 6.
Tablica 6. Sažetak idealnih karakteristika metalurškog boksita.5
| Idealna karakteristika razreda | Učinak ako je neodgovarajući | Opaženo s odvajanjem STET-a |
|---|---|---|
| Nizak "reaktivni silicijev dioksid" (>1,5% - <3.0%) (kaolinite) | Povećava nagrizajuća upotrebu, kritični faktor operativnih troškova. | Smanjenje ukupnog silicijevog dioksida |
| Visoka glinica koja se može ekstrahirati | Povećava kapital i operativne troškove za rudarstvo, prerada i odlaganje blata. | Povećanje glinice |
| Nisko organski ugljik | Povećava operativne troškove smanjenjem učinkovitosti postrojenja. | |
| Niski boehmit (<3%) | Isključuje niskotemperaturnu obradu koja može povećati kapital i operativne troškove. | |
| Nizak goetit (podnošljivo u visokotemperaturnoj biljci ili s visokim hematitom) | Usporava pojašnjenje, snižava kvalitetu proizvoda i povećava gubitak glinice putem kruga blata. | Smanjenje ukupnog željeza |
| Niska vlaga (može stvoriti neugodnu prašinu ako je preniska) | Povećava kapitalne troškove (veći objekt za isparavanje), potrošnja goriva, Troškove. | |
| Sadržaj željeza (idealno >5%-<15%) | Nisko željezo može smanjiti kvalitetu proizvoda. Visoko željezo razrjeđuje sadržaj glinice u boksitu. | Smanjenje ukupnog željeza |
| Niski kvarc | Povećava troškove održavanja (trošenje cijevi). Povećava nagrizajuće korištenje u visokotemperaturnim biljkama. | Smanjenje ukupnog silicijevog dioksida |
| Niske nečistoće i elementi u tragovima | Može smanjiti učinkovitost procesa (sumpor, klor, kalcij) i kvaliteta metala (galij, cink, vanadij, fosfor). | |
| Mekana i trošna | Povećava troškove rudarstva i brušenja. | |
| Lako se otapa | Povećava kapital (veća oprema za probavu) i operativne troškove. | |
| Niska titanija | Može povećati nagrizajuće korištenje u visokotemperaturnim biljkama. | Smanjenje titanije |
| Niski karbonati | Može zahtijevati posebnu obradu. |
Zaključak
Tribo-elektrostatičko odvajanje dokazano je kao učinkovita metoda za proizvodnju visokokvalitetne boksitne rude za uporabu u proizvodnji glinice. Ispitivanje sa STET stolnim separatorom pokazalo je značajno kretanje al2O3 s većinom ispitanih uzoraka. U tri od četiri uzorka testirana od strane STET-a, znatno kretanje Al2O3 uočeno je. osim toga, ostale glavne elemente Fe2O3, SiO2 i TiO2 pokazali su značajno razdvajanje u većini slučajeva. Suha obrada separatorom STET nudi mogućnosti stvaranja vrijednosti za proizvođače boksita i aluminija.
Reference
1. Blin, P & Dion-Ortega, A (2013) Visoka i suha, CIM Magazine, Vol. 8, ne. 4, pp. 48-51.
2. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Forssberg, K (2000), Pregled metoda električnog razdvajanja, Dio 1: Temeljni aspekti, Minerala & Metalurške obrade, Vol. 17, ne. 1 str. 23–36.
3. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Forssberg, K (2000), Pregled metoda električnog razdvajanja, Dio 2: Praktična razmatranja, Minerala & Metalurške obrade, Vol. 17, ne. 1 str. 139–166.
4. Ralston O. (1961) Elektrostatsko odvajanje miješanih granularnih krutih tvari, Izdavačka kuća Elsevier, bez ispisa.
5. Kogel, Jessica Elzea; Trivedi, Nikhil C.; Barker, Jakov M.; Krukowski, Stanley T.; Industrijski minerali i stijene: Roba, Tržišta, i koristi sedmo izdanje, (2006), Stranica 237.
