Pilih bahasa:
Abstrak
ST peralatan & Teknologi, LLC (STET) telah mengembangkan pemisahan sabuk elektrostatik tribo sistem yang menyediakan industri pengolahan mineral untuk beneficiate bahan halus dengan teknologi sepenuhnya kering pengolahan. Berbeda dengan proses pemisahan elektrostatik lainnya yang biasanya terbatas untuk lebih besar dari 75µm dalam ukuran partikel, pemisah sabuk tribokelistrikan sangat ideal untuk pemisahan sangat halus (<1µm) untuk cukup kasar (300µm) partikel dengan throughput yang sangat tinggi. Teknologi pemisah sabuk triboelektrik telah digunakan untuk memisahkan berbagai bahan termasuk abu terbang pembakaran batubara, kalsit kuarsa, bedak misalnya, Barit/kuarsa, dan Feldspar/kuarsa. Hasil Pemisahan disajikan dengan menggambarkan perilaku tribo-charging untuk mineral bauksit.
Pengenalan
Kurangnya akses ke air bersih menjadi faktor utama yang mempengaruhi kelayakan proyek pertambangan di seluruh dunia. Menurut Hubert Fleming, mantan Direktur global untuk air Hatch, "Dari semua proyek pertambangan di dunia yang baik telah berhenti atau melambat selama setahun, sudah, di hampir 100% kasus, Akibatnya air, baik secara langsung maupun tidak langsung".1 metode pengolahan mineral kering menawarkan solusi untuk masalah ini menjulang.
Dry metode seperti pemisahan elektrostatik akan menghilangkan kebutuhan untuk air tawar, dan menawarkan potensi untuk mengurangi biaya. Metoda pemisahan listrik yang memanfaatkan kontak, atau tribo-listrik, pengisian adalah kekhususan menarik karena potensi mereka untuk memisahkan berbagai campuran yang mengandung konduktif, isolasi, dan semi konduktif partikel.
Tribo-listrik pengisian terjadi ketika diskrit, partikel-partikel yang berbeda berbenturan dengan satu sama lain, atau dengan ketiga permukaan, mengakibatkan perbedaan permukaan muatan antara dua partikel jenis. Menandatangani dan besarnya perbedaan biaya tergantung sebagian pada perbedaan afinitas elektron (atau fungsi kerja) antara jenis partikel. Pemisahan kemudian dapat dicapai dengan menggunakan medan listrik secara eksternal diterapkan.
Teknik telah digunakan oleh industri dalam terjun bebas vertikal jenis pemisah. Dalam terjun bebas pemisah, partikel pertama memperoleh biaya, kemudian jatuh oleh gravitasi melalui perangkat dengan menentang elektroda yang berlaku medan listrik yang kuat untuk menangkis lintasan partikel sesuai tanda dan besarnya pemisah mereka terjun bebas charge.2 permukaan dapat efektif untuk partikel kasar, tapi tidak efektif menangani partikel-partikel yang lebih halus daripada tentang 0.075 untuk 0.1 mm.3,4 salah satu dari perkembangan baru yang paling menjanjikan di pemisahan mineral kering adalah pemisah elektrostatik tribo sabuk. Teknologi ini telah memperluas kisaran ukuran partikel partikel halus daripada teknologi konvensional elektrostatik pemisahan, ke kisaran yang mana hanya flotasi telah sukses di masa lalu.
Elektrostatik Tribo sabuk pemisahan
Di pemisah elektrostatik tribo sabuk (Gambar 1 dan gambar 2), bahan dimasukkan ke kesenjangan tipis 0.9 – 1.5 cm antara dua elektroda planar paralel. Partikel triboelectrically dibebankan oleh interparticle kontak. Misalnya, dalam kasus pembakaran fly ash batubara, campuran karbon partikel dan partikel mineral, karbon bermuatan positif dan mineral bermuatan negatif yang tertarik berlawanan elektroda. Partikel kemudian disapu oleh sabuk terbuka-mesh terus-menerus bergerak dan disampaikan dalam arah yang berlawanan. Bergerak sabuk partikel-partikel yang berdekatan dengan setiap elektroda ke arah berlawanan ujung pemisah. Medan listrik hanya perlu bergerak partikel sebagian kecil dari sentimeter untuk memindahkan partikel dari bergerak kiri ke aliran bergerak kanan. Counter arus yang mengalir dari partikel pisah dan terus-menerus pengisian tribokelistrikan oleh karbon-mineral tabrakan menyediakan untuk pemisahan multi-tahap dan menghasilkan sangat baik kemurnian dan pemulihan dalam unit single-pass. Kecepatan tinggi sabuk juga memungkinkan sangat tinggi throughputs, hingga 40 ton per jam pada satu pemisah. Dengan mengendalikan berbagai parameter proses, seperti sabuk kecepatan, Feed untuk, elektroda gap dan tingkat pakan, perangkat menghasilkan karbon rendah fly ash di isi karbon 2 % ± 0.5% dari feed terbang abu mulai karbon dari 4% ke atas 30%.
Desain pemisah ini relatif sederhana. Sabuk dan rol terkait adalah hanya bagian yang bergerak. Elektroda stasioner dan terdiri dari bahan yang tepat tahan lama. Sabuk ini terbuat dari bahan plastik. Pemisah elektroda panjang adalah sekitar 6 meter (20 kaki.) dan lebar 1.25 meter (4 kaki.) untuk unit komersial ukuran penuh. Konsumsi daya kurang dari 2 kilowatt-Hour per ton bahan diproses dengan sebagian besar kekuasaan dikonsumsi oleh dua motor mengemudi sabuk.
Proses ini sepenuhnya kering, memerlukan tidak ada bahan tambahan dan menghasilkan tidak ada limbah air atau udara emisi. Dalam kasus karbon dari pemisahan fly ash, bahan-bahan yang pulih terdiri dari fly ash berkurang dalam kandungan karbon ke tingkat yang cocok digunakan sebagai campuran pozzolanic beton, dan sebagian kecil karbon tinggi yang dapat dibakar di pembangkit tenaga listrik yang tanaman. Pemanfaatan produk kedua Sungai menyediakan 100% solusi untuk masalah-masalah pembuangan fly ash. Untuk pemisahan mineral, pengolahan bauksit misalnya, pemisah menyediakan teknologi untuk mengurangi penggunaan air, memperpanjang hidup cadangan dan/atau memulihkan dan memproses ulang limbah tailing.
Elektrostatik tribo sabuk pemisah relatif kompak. Sebuah mesin yang dirancang untuk proses 40 ton per jam adalah sekitar 9.1 meter (30 kaki.) panjang, 1.7 meter (5.5 kaki.) lebar dan 3.2 meter (10.5 kaki.) tinggi. Keseimbangan yang diperlukan tanaman terdiri dari sistem untuk menyampaikan bahan kering ke dan dari pemisah. Kekompakan sistem memungkinkan untuk fleksibilitas dalam instalasi desain.
Elektrostatik tribo sabuk pemisahan teknologi kuat dan industri terbukti, dan pertama kali diterapkan oleh industri pengolahan pembakaran fly ash batubara di 1995. Teknologi efektif dalam memisahkan partikel karbon dari pembakaran yang tidak sempurna batubara, dari kaca aluminosilicate partikel-partikel mineral di fly ash. Teknologi telah berperan dalam memungkinkan recycle kaya mineral fly ash sebagai pengganti semen Beton produksi. Sejak 1995, atas 20,000,000 ton fly ash telah diproses dengan 19 elektrostatik tribo sabuk pemisah diinstal di Amerika Serikat, Kanada, INGGRIS, Polandia, dan Korea Selatan. Sejarah industri pemisahan fly ash tercantum dalam Meja 1.
Meja 1. Aplikasi industri pemisahan sabuk tribo-elektrostatik untuk fly ash
| Utilitas / pembangkit listrik | Lokasi | Dimulainya operasi komersial | Selengkapnya mengenai fasilitas |
|---|---|---|---|
| Duke Energy – Stasiun Roxboro | North Carolina USA | 1997 | 2 Pemisah |
| Lampiran energi- Brandon Shores | Maryland Amerika Serikat | 1999 | 2 Pemisah |
| Scottish Power- Stasiun Longannet | Inggris Skotlandia | 2002 | 1 Pemisah |
| Jacksonville Electric-St. Johns River Power Park | Florida USA | 2003 | 2 Pemisah |
| Daya listrik Mississippi Selatan-R. D. Morrow | Mississippi USA | 2005 | 1 Pemisah |
| New Brunswick Power-Belledune | New Brunswick Kanada | 2005 | 1 Pemisah |
| Stasiun RWE npower-Didcot | Inggris UK | 2005 | 1 Pemisah |
| Stasiun talen Energy-Brunner Island | Pennsylvania Amerika Serikat | 2006 | 2 Pemisah |
| Tampa Electric-Big Bend Stasiun | Florida USA | 2008 | 3 Pemisah pemulungan dua-Pass |
| RWE npower-Aberthaw Stasiun | Wales Inggris | 2008 | 1 Pemisah |
| Stasiun EDF Energy-West Burton | Inggris UK | 2008 | 1 Pemisah |
| ZGP (Lafarge semen/ciech Janikosoda JV) | Polandia | 2010 | 1 Pemisah |
| Korea Tenggara Power- Pulau yeongheung | Korea Selatan | 2014 | 1 Pemisah |
| PGNiG Termika-Sierkirki | Polandia | 2018 | 1 Pemisah |
| Perusahaan semen Taiheiyo-Chichibu | Jepang | 2018 | 1 Pemisah |
| Abu terbang Armstrong- Semen elang | Filipina | Dijadwalkan 2019 | 1 Pemisah |
| Korea Tenggara Power- Pulau samcheonpo | Korea Selatan | Dijadwalkan 2019 | 1 Pemisah |
Pemisahan dengan tribo-elektrostatik mineral bauksit
ST peralatan & Teknologi (STET) melakukan skala bangku pengujian Pemisahan tribo-Electrostatic kering pada beberapa sampel mineral bauksit. Sampel tercantum di bawah ini dalam Meja 2.
Meja 2. Sifat sampel bauksit yang diuji oleh stet
| Deskripsi | Produk yang diinginkan & Tujuan | |
|---|---|---|
| Sampel 1 | ROM bauksit | Pemulihan Al2O3 Mengurangi SiO2, Fe2O3, TiO2 |
| Sampel 2 | Plk (Sebagian Khondalite Lateritorik) | Pemulihan Al2O3 Mengurangi SiO2, Fe2O3, TiO2 |
| Sampel 3 | Lumpur merah | Pemulihan Fe2O3 Mengurangi SiO2, Al2O3, TiO2 |
| Sampel 4 | ROM bauksit Slimes | Pemulihan Al2O3 Mengurangi SiO2, Fe2O3, TiO2 |
Komposisi kimia untuk semua pakan dan sampel produk terpisah diukur dengan X-Ray fluoresensi (XRF) menggunakan sistem WD-XRF. Hasil analisis kimia untuk sampel pakan yang ditampilkan di bawah ini di Meja 3.
Meja 3. Sifat kimia bauksit sampel diuji oleh STET
| Al2O3 WT .% | Fe2O3 WT .% | SiO2 WT .% | SiO2 WT .% | LOI WT .% | |
|---|---|---|---|---|---|
| Sampel 1 | 43.7 | 25.9 | 3.9 | 2.3 | 23.6 |
| Sampel 2 | 34.9 | 19.4 | 28.5 | 2.1 | 14.7 |
| Sampel 3 | 19.0 | 52.1 | 6.7 | 4.9 | 11.1 |
| Sampel 4 | 34.6 | 23.2 | 18.0 | 4.4 | 18.8 |
Ukuran partikel diukur dengan pengukuran ukuran partikel laser menggunakan dispersi pneumatik kering. Hasil untuk sampel pakan ditunjukkan di bawah ini dalam Meja 4.
Meja 4. Ukuran partikel dari sampel bauksit yang diuji oleh STET
| D10 micron | D50 micron | D90 micron | D90 micron |
|
|---|---|---|---|---|
| Sampel 1 | 2 | 19 | 73 | 118 |
| Sampel 2 | 2 | 45 | 575 | 898 |
| Sampel 3 | 1 | 27 | 212 | 325 |
| Sampel 4 | 1 | 7 | 59 | 93 |
Sampel dipisahkan dengan menggunakan pemisah Benchtop STET. Pemisah Benchtop digunakan untuk skrining untuk bukti pengisian tribo-elektrostatik dan untuk menentukan apakah bahan adalah kandidat yang baik untuk elektrostatik Benefisiasi. Perbedaan utama antara pemisah Benchtop dengan skala pilot dan pemisah skala komersial adalah bahwa panjang pemisah Benchtop adalah sekitar 0.4 kali panjang pilot-skala dan skala komersial unit. Sebagai efisiensi pemisah adalah fungsi dari panjang elektroda, pengujian Skala Bench tidak dapat digunakan sebagai pengganti pengujian skala pilot. Pengujian skala pilot diperlukan untuk menentukan tingkat pemisahan bahwa proses STET dapat mencapai, dan untuk menentukan apakah proses STET dapat memenuhi target produk di bawah tingkat pakan yang diberikan. Sebaliknya, pemisah Benchtop digunakan untuk menyingkirkan bahan kandidat yang tidak mungkin menunjukkan pemisahan yang signifikan pada tingkat skala pilot. Hasil yang diperoleh pada Skala Bench akan menjadi tidak dioptimalkan, dan pemisahan yang diamati kurang dari yang akan diamati pada pemisah STET berukuran komersial.
Pengujian dengan pemisah Benchtop STET menunjukkan gerakan signifikan Al2O3 dengan mayoritas sampel diuji. Dalam tiga dari empat sampel diuji oleh STET, gerakan substansial Al2O3 diamati. Sebagai tambahan, elemen utama lainnya dari Fe2O3, SiO2 dan TiO2 menunjukkan gerakan yang signifikan dalam banyak kasus. Dalam contoh 1, Sampel 3 dan contoh 4, gerakan kehilangan pada pengapian (LOI) diikuti gerakan Al2O3. Pergerakan elemen utama ditunjukkan di bawah ini dalam Gambar 5.
Pemisah STET adalah proses pemisahan fisik dan selektif memisahkan fasa mineral berdasarkan tribocharging, fenomena permukaan. Sejauh mana mineral rentan terhadap tribocharging adalah dalam beberapa kasus dapat diprediksi melalui konsultasi dari seri triboelektrik, tetapi dalam kasus bijih mineral yang kompleks, sering dalam prakteknya harus ditentukan secara empiris. Ringkasan properti tribocharging untuk sampel yang diuji ditunjukkan di bawah Meja 5.
Meja 5. Ringkasan perilaku tribocharging untuk elemen utama. POS = dibebankan positif, NEG = dibebankan negatif.
| Al2O3 | Fe2O3 | SiO2 | TiO2 | LOI | |
|---|---|---|---|---|---|
| Sampel 1 | POS | Neg | Neg | Neg | POS |
| Sampel 2 | Neg | POS | Neg | N/a | N/a |
| Sampel 3 | POS | Neg | N/a | Neg | POS |
| Sampel 4 | POS | N/a | Neg | Neg | POS |
Pengolahan kering dengan pemisah STET menawarkan peluang untuk menghasilkan nilai bagi produsen bauksit dan aluminium. Pemanfaatan endapan bauksit kelas bawah dapat memungkinkan biaya penambangan yang lebih rendah dengan mengurangi rasio pengupasan dan berkurangnya pembangkitan limbah tailing. Sebagai tambahan, Pra-pemrosesan dari bijih bauksit dengan pemisahan triboelectrostatic kering dapat mengakibatkan peningkatan ekonomi pemurnian aluminium dengan memasok nilai bauksit yang lebih tinggi ke proses pemurnian, atau dengan mengurangi volume Lumpur merah yang dihasilkan. Sebagai tambahan, kandungan aluminium yang lebih tinggi dalam lumpur merah dapat memungkinkan. Rangkuman karakteristik ideal untuk bauksit kelas metalurgi disajikan, serta Ringkasan manfaat dari pemisah STET, di bawah ini Meja 6.
Meja 6. Ringkasan karakteristik ideal untuk bauksit kelas metalurgi.5
| Karakteristik kelas ideal | Dampak jika tidak memadai | Diamati dengan pemisahan STET |
|---|---|---|
| Rendah "silika reaktif" (> 1,5% - <3.0%) (kaolinite) | Meningkatkan penggunaan kaustik, faktor biaya operasi yang kritis. | Pengurangan silika Total |
| Alumina extractable tinggi | Meningkatkan modal dan biaya operasional untuk penambangan, pengolahan dan pembuangan Lumpur. | Peningkatan alumina |
| Karbon organik rendah | Meningkatkan biaya operasional dengan mengurangi efisiensi pabrik. | |
| Boehmit rendah (<3%) | Mencegah pemrosesan dengan suhu rendah yang dapat meningkatkan biaya modal dan pengoperasian. | |
| Goetit rendah (di dalam tanaman bersuhu tinggi atau dengan hematit tinggi) | Memperlambat klarifikasi, menurunkan kualitas produk dan meningkatkan kerugian alumina melalui sirkuit Lumpur. | Pengurangan Total besi |
| Kelembaban rendah (dapat membuat debu gangguan jika terlalu rendah) | Meningkatkan biaya modal (Fasilitas penguapan yang lebih besar), konsumsi bahan bakar, biaya pengiriman. | |
| Kandungan besi (Idealnya > 5%-<15%) | Besi rendah dapat menurunkan kualitas produk. Besi tinggi mencairkan kandungan alumina bauksit. | Pengurangan Total besi |
| Kuarsa rendah | Meningkatkan biaya perawatan (keausan pipa). Meningkatkan penggunaan kaustik di pabrik dengan suhu tinggi. | Pengurangan silika Total |
| Kotoran rendah dan elemen Trace | Dapat menurunkan efisiensi proses (Belerang, Klorin, Kalsium) dan kualitas logam (Gallium, Seng, Vanadium, Fosfor). | |
| Lembut dan gembur | Meningkatkan biaya penambangan dan penggilingan. | |
| Mudah larut | Meningkatkan modal (peralatan pencernaan yang lebih besar) dan biaya operasional. | |
| Titania rendah | Dapat meningkatkan penggunaan kaustik di pabrik dengan suhu tinggi. | Penurunan Titania |
| Karbonat rendah | Dapat memerlukan pengolahan khusus. |
Kesimpulan
Pemisahan tribo-elektrostatik ditunjukkan sebagai metode yang efektif untuk menghasilkan bijih bauksit bermutu tinggi untuk digunakan dalam produksi alumina. Pengujian dengan pemisah Benchtop STET menunjukkan gerakan signifikan Al2O3 dengan mayoritas sampel diuji. Dalam tiga dari empat sampel diuji oleh STET, gerakan substansial Al2O3 diamati. Sebagai tambahan, elemen utama lainnya dari Fe2O3, SiO2 dan TiO2 menunjukkan pemisahan yang signifikan dalam banyak kasus. Pengolahan kering dengan pemisah STET menawarkan peluang untuk menghasilkan nilai bagi produsen bauksit dan aluminium.
Referensi
1. Blin, P & Dion-Ortega, A (2013) Tinggi dan kering, CIM majalah, Vol. 8, Tidak. 4, PP. 48-51.
2. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Forssberg, K (2000), Review dari metoda pemisahan listrik, Bagian 1: Aspek-aspek mendasar, Mineral & Pengolahan metalurgi, Vol. 17, Tidak. 1 hlm. 23 – 36.
3. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Forssberg, K (2000), Review dari metoda pemisahan listrik, Bagian 2: Pertimbangan-pertimbangan praktis, Mineral & Pengolahan metalurgi, Vol. 17, Tidak. 1 PP 139 – 166.
4. Dan p. (1961) Pemisahan elektrostatik padatan butiran campuran, Perusahaan penerbitan Elsevier, keluar dari cetak.
5. Kogel, Elzea; Trivedi, Dan b; Barker, Dan M; Yang, Dan p.; Industri mineral dan batuan: Komoditas, Pasar, dan menggunakan 7th Edition, (2006), Halaman 237.
