Bauxite खनिज को Beneficiation एक Triboelectric बेल्ट विभाजक प्रयोग

डाउनलोड पीडीएफ

सार

एसटी उपकरण & प्रविधि, LLC (STET) एक tribo-electrostatic बेल्ट अलग प्रक्रिया सिस्टम एक सम्पूर्ण ड्राई प्रविधि ठीक सामाग्री beneficiate गर्न खनिज प्रशोधन उद्योग एक माध्यम प्रदान गर्दछ विकसित गरेको छ. सामान्यतया कणहरु गर्न आकार मा 75μm भन्दा सीमित छन् अन्य electrostatic अलग प्रक्रियाहरु गर्न विपरीत, को triboelectric बेल्ट विभाजक आदर्श धेरै राम्रो को जुदाई लागि उपयुक्त छ (<1μm) सामान्य भद्दा गर्न (300μm) धेरै उच्च throughput संग कण. को triboelectric बेल्ट विभाजक प्रविधि कोइला दहन फ्लाई ऐश सहित सामाग्री को एक विस्तृत श्रृंखला विभाजन गर्न प्रयोग गरिएको छ, calcite / क्वार्ट्ज, पाउडर / मैग्नेसाइट, barite / क्वार्ट्ज, र स्फतीय / क्वार्ट्ज. अलग परिणाम bauxite खनिज लागि tribo-चार्ज व्यवहार वर्णन प्रस्तुत छ.

परिचय
ताजा पानी पहुँच को कमी संसारभरि खानी परियोजनाहरू को सम्भाव्यता प्रभावित एक प्रमुख कारक बन्ने छ. Hubert फ्लेमिंग अनुसार, हैच जल लागि पूर्व वैश्विक निर्देशक, "संसारमा सबै खानी परियोजनाहरू या त रोकियो गरेको गरिएको वा गत वर्ष भन्दा धीमा को, यो छ, लगभग मा 100% यस अवस्थामा को, पानी को परिणाम, या त प्रत्यक्ष वा अप्रत्यक्ष ".1 ड्राई खनिज प्रशोधन विधि यस सक्ने समस्याको समाधान प्रस्ताव.

यस्तो electrostatic अलग रूपमा ड्राई विधिहरू ताजा पानी आवश्यकता नामेट, र लागत कम गर्न सम्भावित प्रस्ताव. बिजुली अलग तरिका सम्पर्क उपयोग कि, वा tribo-बिजुली, चार्ज किनभने प्रवाहकीय समावेश मिश्रण को एक विस्तृत विविधता विभाजन गर्न आफ्नो क्षमता को particularity रोचक, इन्सुलेट, र अर्ध-प्रवाहकीय कणहरु.

Tribo-बिजुली चार्ज असतत गर्दा हुन्छ, dissimilar कणहरु आपसमा ठोक्किनु, वा तेस्रो सतह संग, दुई कण प्रकार बीच एक सतह शुल्क फरक परिणामस्वरूप. आरोप फरक चिन्ह र परिमाण इलेक्ट्रोनआकर्षण मा फरक मा आंशिक निर्भर (वा काम) कण प्रकार बीच. अलग त्यसपछि एक बाह्य लागू बिजुली क्षेत्र प्रयोग हासिल गर्न सकिन्छ.

यो प्रविधी औद्योगिक ठाडो मुक्त-गिरावट प्रकार विभाजकों मा उपयोग गरिएको छ. निःशुल्क-गिरावट विभाजकों मा, कणहरु पहिलो शुल्क प्राप्त, साइन र आफ्नो सतह charge.2 को परिमाण अनुसार कणहरु को trajectory deflect गर्न बलियो बिजुली क्षेत्र लागू इलेक्ट्रोड विरोध संग एक उपकरण मार्फत गुरुत्वाकर्षण द्वारा त्यसपछि गिरावट फ्री-गिरावट विभाजकों भद्दा कणहरु लागि प्रभावकारी हुन सक्छ, तर बारेमा भन्दा बेहतर ह्यान्डलिङ कणहरु मा प्रभावकारी छन् 0.075 गर्न 0.1 ड्राई खनिज separations सबैभन्दा होनहार नयाँ विकासक्रम को mm.3,4 एक tribo-electrostatic बेल्ट विभाजक छ. यो प्रविधि पारंपरिक electrostatic अलग प्रविधिहरू भन्दा कणहरु बेहतर गर्न कण आकार सीमा विस्तार गरेको छ, जहाँ मात्र flotation विगतमा सफल भएको छ दायरामा.

Tribo-ELECTROSTATIC बेल्ट छुट्टिनु
को tribo-electrostatic बेल्ट विभाजक मा (आंकडा 1 र चित्रा 2), भौतिक को पातलो खाली मा खुवाइन्छ छ 0.9 - 1.5 दुई समानान्तर योजनाविद्य इलेक्ट्रोड बीच सेमी. कणहरु triboelectrically interparticle सम्पर्क चार्ज गर्दै. उदाहरणका लागि, कोइला दहन फ्लाई ऐश को मामला मा, कार्बन कण र खनिज कणहरु को एक मिश्रण, यस सकारात्मक चार्ज कार्बन र नकारात्मक चार्ज खनिज विपरीत इलेक्ट्रोड आकर्षित छन्. कणहरु त्यसपछि लगातार बढिरहेको खुला-जाल बेल्ट गरेर बह र विपरीत दिशामा प्रवाह गर्दै. बेल्ट को विभाजक को विपरीत समाप्त तिर प्रत्येक इलेक्ट्रोड आसन्न कणहरु उत्प्रेरित गर्छ. विद्युत क्षेत्रमा मात्र बायाँ-सार्दा एक दायाँ-हिल धारा बाट एक कण सार्न कणहरु एक सेन्टिमिटरले एक सानो अंश सार्न गर्नु पर्दैन. को अलग कणहरु र नित्य triboelectric चार्ज कार्बन-खनिज टक्कर द्वारा को काउन्टर वर्तमान प्रवाह एक-पास एकाइ मा उत्कृष्ट शुद्धता र पुन: एक बहु-चरण अलग र परिणाम लागि प्रदान. उच्च बेल्ट गति पनि धेरै उच्च throughputs सक्षम, सम्म 40 एकल विभाजक मा प्रति घण्टा टन. विभिन्न प्रक्रिया मापदण्डहरू नियन्त्रणमा, यस्तो बेल्ट गति रूपमा, फिड बिन्दु, इलेक्ट्रोड खाली र फिड दर, उपकरणको कार्बन सामग्रीहरू मा कम कार्बन फ्लाई ऐश उत्पादन 2 % ± 0.5% बाट कार्बन लिएर फिड फ्लाई खरानी देखि 4% माथि 30%.

belt separator

को विभाजक डिजाइन अपेक्षाकृत सरल छ. बेल्ट र सम्बद्ध रोलर्स मात्र सार्दा भागहरु छन्. को इलेक्ट्रोड स्थिर र उचित टिकाउ सामाग्री बनेको हो. बेल्ट प्लास्टिक सामाग्री बनेको छ. को विभाजक इलेक्ट्रोड लम्बाइ लगभग छ 6 मीटर (20 फिट।) र चौडाई 1.25 मीटर (4 फिट।) पूर्ण आकार व्यावसायिक एकाइहरु लागि. शक्ति खपत भन्दा कम छ 2 प्रति प्रक्रिया बेल्ट ड्राइभिङ दुई मोटर्स द्वारा खपत शक्ति को सबै भन्दा संग सामाग्री को टन किलोवाट-घण्टा.

separation zone

प्रक्रिया पुरा सुक्खा छ, कुनै अतिरिक्त सामाग्री आवश्यक र कुनै फोहोर पानी वा हावा उत्सर्जन उत्पादन. फ्लाई ऐश separations देखि कार्बन को मामला मा, यस बरामद सामाग्री ठोस मा एक pozzolanic admixture रूपमा प्रयोगको लागि उपयुक्त स्तर कार्बन सामग्री कम फ्लाई ऐश समावेश, र एक उच्च कार्बन अंश जो बिजुली प्लान्ट मा जलाए गर्न सकिन्छ. दुवै उत्पादन प्रवाहको उपयोगिता प्रदान गर्दछ एक 100% खरानी निपटान समस्या उड गर्न समाधान. खनिज separations लागि, उदाहरणका लागि प्रक्रिया bauxite, को विभाजक पानी प्रयोग घटाउन एक प्रविधि प्रदान, आरक्षित जीवन विस्तार र / वा ठीक र tailings पुनः प्रशोधन.

को tribo-electrostatic बेल्ट विभाजक अपेक्षाकृत संकुचित छ. प्रक्रिया डिजाइन एक मिसिन 40 प्रति घण्टा टन लगभग छ 9.1 मीटर (30 फिट।) लामो, 1.7 मीटर (5.5 फिट।) चौडा र 3.2 मीटर (10.5 फिट।) उच्च. बोट को आवश्यक मौज्दातमा र विभाजक देखि सुक्खा सामाग्री व्यक्त गर्न प्रणाली हुन्छन्. प्रणाली को compactness स्थापना डिजाइन मा लचीलापन लागि अनुमति दिन्छ.

commercial-turbo

को tribo-electrostatic बेल्ट अलग प्रविधि मजबूत र औद्योगिक सिद्ध छ, र पहिलो कोइला दहन फ्लाई ऐश को प्रक्रिया गर्न औद्योगिक लागू गरिएको थियो 1995. प्रविधिलाई कोइला को अपूर्ण दहन देखि कार्बन कण अलग प्रभावकारी हुन्छ, मक्खी खरानी मा glassy aluminosilicate खनिज कणहरु देखि. प्रविधिलाई ठोस उत्पादन मा एक सिमेन्ट प्रतिस्थापन रूपमा खनिज-धनी फ्लाई ऐश को रीसायकल सक्षम मा सहायक भएको छ. देखि 1995, माथि 20,000,000 फ्लाई ऐश को टन को द्वारा प्रशोधन 19 संयुक्त राज्य अमेरिका मा स्थापित tribo-electrostatic बेल्ट विभाजकों, क्यानाडा, बेलायत, पोल्याण्ड, र दक्षिण कोरिया. फ्लाई ऐश अलग को औद्योगिक इतिहास मा सूचीबद्ध छ तालिका 1.

तालिका 1. फ्लाई ऐश लागि tribo-electrostatic बेल्ट अलग को औद्योगिक आवेदन

उपयोगिता / बिद्धुत केन्द्रस्थानव्यावसायिक सञ्चालनका सुरुसुविधा विवरण
ड्यूक ऊर्जा - Roxboro स्टेशनउत्तर कैरोलिना संयुक्त राज्य अमेरिका19972 विभाजकों
ऊर्जा भाषाहरू- ब्रैंडन Shoresयूनाइटेड संयुक्त राज्य अमेरिका19992 विभाजकों
स्कटिश पावर- Longannet स्टेशन स्कटल्याण्ड बेलायत20021 विभाजक
ज्याक्सनभिल इलेक्ट्रिक-सेन्ट. जोन्स रिभर पावर पार्कफ्लोरिडा संयुक्त राज्य अमेरिका20032 विभाजकों
दक्षिण मिसिसिपी इलेक्ट्रिक पावर - आरडी. मोरोमिसिसिपी संयुक्त राज्य अमेरिका20051 विभाजक
नयाँ ब्रन्सविक पावर-बेलेड्युननयाँ ब्रंसविक क्यानाडा20051 विभाजक
RWE npower-Didcot स्टेशन इङ्गल्याण्ड बेलायत20051 विभाजक
Talen Energy-Brunner द्वीप स्टेशनपेंसिल्वेनिया संयुक्त राज्य अमेरिका20062 विभाजकों
ताम्पा इलेक्ट्रिक-बिग बेन्ड स्टेशनफ्लोरिडा संयुक्त राज्य अमेरिका20083 विभाजकों
दुई पास स्क्याभेन्जिङ
RWE npower-Aberthaw स्टेशनवेल्स बेलायत20081 विभाजक
EDF ऊर्जा-पश्चिम बर्टन स्टेशनइङ्गल्याण्ड बेलायत20081 विभाजक
पीडीओ (लाफार्ज सिमेन्ट / सिच जानिकोसोडा जेवी)पोल्याण्ड20101 विभाजक
कोरिया दक्षिण पावर- येओङहेउङदक्षिण कोरिया20141 विभाजक
PGNiG Termika-Sierkirkiपोल्याण्ड20181 विभाजक
Taiheiyo सिमेन्ट कम्पनी - Chichibuजापान20181 विभाजक
आर्मस्ट्रङ फ्लाई ऐश- ईगल सिमेन्टफिलिपिन्समानिर्धारित 20191 विभाजक
कोरिया दक्षिण पावर- Samcheonpoदक्षिण कोरियानिर्धारित 20191 विभाजक

Bauxite खनिज को Tribo-ELECTROSTATIC छुट्टिनु
ST उपकरण & प्रविधि (STET) bauxite खनिज को धेरै नमूनाहरू मा प्रदर्शन पीठ मात्रा ड्राई tribo-electrostatic अलग परीक्षण. नमूनों तल सूचीबद्ध तालिका 2.

तालिका 2. bauxite नमूनाहरू को गुण STET द्वारा परीक्षण

विवरणइच्छित उत्पादन & लक्ष्यहरू
नमूना 1रोम बक्साइटAl2O3 रिकभरी
SiO2 घटाउनुहोस्, Fe2O3, TiO2
नमूना 2PLK (आंशिक रूपमा लेटरिटाइज्ड खोन्डलाइट)Al2O3 रिकभरी
SiO2 घटाउनुहोस्, Fe2O3, TiO2
नमूना 3रातो माटोFe2O3 रिकभरी
SiO2 घटाउनुहोस्, Al2O3, TiO2
नमूना 4रोम बक्साइट स्लाइम्सAl2O3 रिकभरी
SiO2 घटाउनुहोस्, Fe2O3, TiO2

सबै फिड र विभाजित उत्पादन नमूनाहरू लागि रासायनिक संरचना एक्स-रे प्रतिदीप्ति द्वारा मापन गरिएको थियो (XRF) एक WD-XRF सिस्टम प्रयोग. फीड नमूनाहरू लागि रासायनिक विश्लेषण को परिणाम मा तल देखाइएको छ तालिका 3.

तालिका 3. bauxite नमूनाहरू को रासायनिक गुण STET द्वारा परीक्षण

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 ड्राई वायवीय तितरबितर प्रयोग लेजर कण आकार मापन मापन गरिएको थियो. फीड नमूनाहरू लागि नतिजा तल देखाइएको छ तालिका 4.

तालिका 4. bauxite नमूनाहरू को कण आकार STET द्वारा परीक्षण

D10
माइक्रोन
D50
माइक्रोन
D90
माइक्रोन
D90
माइक्रोन
नमूना 121973118
नमूना 2245575898
नमूना 3127212325
नमूना 4175993

नमूनाहरू को STET benchtop विभाजक प्रयोग विभाजित थिए. भौतिक electrostatic beneficiation लागि एक असल उम्मेदवार छ यदि benchtop विभाजक निर्धारण गर्न tribo-electrostatic चार्ज र प्रमाण लागि स्क्रीनिंग लागि प्रयोग गरिन्छ. को benchtop विभाजक र पाइलट-मात्रा र व्यावसायिक-मात्रा विभाजकों बीच प्राथमिक फरक भएको benchtop विभाजक को लम्बाइ लगभग छ कि छ 0.4 पटक पाइलट-मात्रा र व्यावसायिक-मात्रा एकाइहरूको लम्बाइ. को इलेक्ट्रोड लम्बाइ एक समारोह छ विभाजक दक्षता रूपमा, पीठ-मात्रा परीक्षण पाइलट-मात्रा परीक्षण को लागि एक विकल्प रूपमा प्रयोग गर्न सकिँदैन. पाइलट-मात्रा परीक्षण जुदाई को हदसम्म पनि STET प्रक्रिया हासिल गर्न सक्ने निर्धारण गर्न आवश्यक छ, र निर्धारण गर्न STET प्रक्रिया दिइएको फिड दर अन्तर्गत उत्पादन लक्ष्य पूरा गर्न सक्छन् भने. सट्टा, को benchtop विभाजक उम्मेदवार सामाग्री पायलट-मात्रा स्तर मा कुनै पनि महत्वपूर्ण अलग देखाउन असम्भाव्य हुन् भनेर बाहिर शासन गर्न प्रयोग गरिन्छ. यस पीठ-मात्रा मा प्राप्त परिणाम हुन गैर-अनुकूलित, र अवलोकन जुदाई जो भन्दा व्यावसायिक आकार STET विभाजक मा अवलोकन हुनेछ कम छ.

bench-scale

को STET benchtop विभाजक साथ परीक्षण परीक्षण नमूनों को बहुमत संग Al2O3 को महत्वपूर्ण आन्दोलन प्रदर्शन. चार नमूनाहरू तीन मा STET द्वारा परीक्षण, Al2O3 को पर्याप्त आन्दोलन अवलोकन थियो. साथै, Fe2O3 अन्य प्रमुख तत्व, SiO2 र TiO2 प्रायजसो महत्वपूर्ण आन्दोलन प्रदर्शन. नमूना मा 1, नमूना 3 र नमूना 4, ज्वलन मा हानि को आन्दोलन (कानून) Al2O3 को पछि आन्दोलन. प्रमुख तत्व को आन्दोलन मा तल देखाइएको छ आंकडा 5.

को STET विभाजक भौतिक अलग प्रक्रिया र छानेर tribocharging आधारित खनिज चरणहरु अलग, एक सतह घटना. गर्न डिग्री खनिज tribocharging गर्न susceptible छन् जो एक triboelectric श्रृंखला को परामर्श मार्फत भविष्यवाणी गर्न सक्षम केही अवस्थामा छ, तर जटिल खनिज अयस्क को मामला मा, अक्सर व्यवहार मा empirically दृढ हुनुपर्छ. परीक्षण नमूनों लागि tribocharging गुण को सारांश तल देखाइएको छ तालिका 5.

तालिका 5. प्रमुख तत्व लागि व्यवहार tribocharging सारांश. Pos = सकारात्मक चार्ज, NEG = नकारात्मक चार्ज.

Al2O3Fe2O3SiO2TiO2कानून
नमूना 1POSNEGNEGNEGPOS
नमूना 2NEGPOSNEGN/AN/A
नमूना 3POSNEGN/ANEGPOS
नमूना 4POSN/ANEGNEGPOS

को STET विभाजक संग ड्राई प्रक्रिया bauxite र एल्यूमीनियम उत्पादकहरु लागि मूल्य उत्पन्न गर्ने मौका प्रदान गर्दछ. कम ग्रेड bauxite जम्मा को उपयोग stripping अनुपात कम द्वारा र tailings को कम पुस्ता द्वारा कम खानी लागत लागि अनुमति दिन सक्छ. साथै, को पूर्व प्रशोधन बक्साइट अयस्क सुख्खा triboelectrostatic अलगाव द्वारा रिफाइनिंग प्रक्रिया को लागी बक्साइट को उच्च ग्रेड आपूर्ति गरेर एल्युमिनियम रिफाइनिंग को सुधारिएको अर्थशास्त्र मा परिणाम हुन सक्छ, वा रातो माटोको को मात्रा कम उत्पन्न. साथै, रातो माटोको reprocessing लागि अनुमति दिन सक्छ मा उच्च एल्यूमीनियम सामग्री. धातु ग्रेड bauxite लागि आदर्श विशेषताहरु को सारांश प्रस्तुत गरिएको छ, साथै STET विभाजक फाइदाको एक सारांश रूपमा, तल तालिका 6.

तालिका 6. धातु ग्रेड bauxite लागि आदर्श विशेषताहरु को सारांश.5

आदर्श ग्रेड विशेषतायदि अपर्याप्त छ भने प्रभावSTET विभाजन संग अवलोकन
कम "प्रतिक्रियाशील सिलिका" (>१.५% - <3.0%) (kaolinite)कास्टिकको प्रयोग बढाउँछ, एक महत्वपूर्ण परिचालन लागत कारक.कुल सिलिकामा कमी
उच्च निकासी योग्य एल्युमिनाखानीका लागि पूँजी र परिचालन लागत बढाउँछ, प्रशोधन र माटो निपटान.एल्युमिनामा वृद्धि
कम कार्बनिक कार्बनबिरुवाको दक्षता घटाएर सञ्चालन लागत बढाउँछ.
कम बोहमाइट (<3%)कम-तापमान प्रशोधनलाई रोक्छ जसले पूंजी र सञ्चालन लागतहरू बढाउन सक्छ.
कम गोथाइट (उच्च-तापमान बिरुवामा वा उच्च हेमाटाइटको साथ सहन योग्य)स्पष्टीकरण ढिलो गर्छ, उत्पादनको गुणस्तर घटाउँछ र माटो सर्किट मार्फत एल्युमिना हानि बढाउँछ.कुल फलाममा कमी
कम आर्द्रता (धेरै कम छ भने उपद्रव धुलो सिर्जना गर्न सक्छ)पुँजीगत लागत बढ्छ (ठूलो वाष्पीकरण सुविधा), इन्धन खपत, लागत ढुवानी.
फलाम सामग्री (आदर्श रूपमा > 5%-<15%)कम फलामले उत्पादनको गुणस्तर घटाउन सक्छ. उच्च फलामले बक्साइटको एल्युमिना सामग्रीलाई पातलो बनाउँछ.कुल फलाममा कमी
कम क्वार्ट्जमर्मत खर्च बढाउँछ (पाइप लगाउने). उच्च-तापमान बिरुवाहरूमा कास्टिक प्रयोग बढाउँछ.कुल सिलिकामा कमी
कम अशुद्धता र ट्रेस तत्वहरूप्रक्रिया दक्षता कम गर्न सक्छ (सल्फर, क्लोरीन, क्यालसियम) र धातु गुणस्तर (ग्यालियम, जस्ता, भ्यानेडियम, फस्फोरस).
नरम र लचिलोखनन र पीस लागत बढ्छ.
सजिलै पग्लन्छपुँजी बढाउँछ (ठूलो पाचन उपकरण) र सञ्चालन लागत.
कम टाइटेनियाउच्च-तापमान बिरुवाहरूमा कास्टिक प्रयोग बढाउन सक्छ.टाइटेनियामा कमी
कम कार्बोनेटविशेष प्रशोधन आवश्यक हुन सक्छ.

निष्कर्ष
Tribo-electrostatic अलग अल्युमिना उत्पादन प्रयोगको लागि एक उच्च-ग्रेड bauxite अयस्क उत्पन्न लागि प्रभावकारी विधि रूपमा प्रदर्शन गरिएको थियो. को STET benchtop विभाजक साथ परीक्षण परीक्षण नमूनों को बहुमत संग Al2O3 को महत्वपूर्ण आन्दोलन प्रदर्शन. चार नमूनाहरू तीन मा STET द्वारा परीक्षण, Al2O3 को पर्याप्त आन्दोलन अवलोकन थियो. साथै, Fe2O3 अन्य प्रमुख तत्व, SiO2 र TiO2 प्रायजसो महत्वपूर्ण अलग प्रदर्शन. को STET विभाजक संग ड्राई प्रक्रिया bauxite र एल्यूमीनियम उत्पादकहरु लागि मूल्य उत्पन्न गर्ने मौका प्रदान गर्दछ.

सन्दर्भ

1. Blin, पी & Dion-ortega, एक (2013) उच्च र सुख्खा, CIM पत्रिका, Vol. 8, कुनै. 4, पृ. 48-51.
2. Manouchehri, एच, हनुमंता Roa, K, & Fors पहाड, K (2000), विद्युत छुट्टिनु तरिका को समीक्षा, भाग 1: मौलिक पक्षहरू, खनिज & धातु प्रसंस्करण, Vol. 17, कुनै. 1 पृ 23-36.
3. Manouchehri, एच, हनुमंता Roa, K, & Fors पहाड, K (2000), विद्युत छुट्टिनु तरिका को समीक्षा, भाग 2: व्यावहारिक विचार, खनिज & धातु प्रसंस्करण, Vol. 17, कुनै. 1 पृ 139-166.
4. Ralston हे. (1961) मिश्रित दानेदार ठोस को electrostatic छुट्टिनु, Elsevier प्रकाशन कम्पनी, मुद्रण बाहिर.
5. Kogel, जेसिका Elzea; Trivedi, निखिल सी; बार्कर, एम जेम्स; Krukowski, स्टेनली टी; औद्योगिक खनिज र रक्स: वस्तुहरु, बजार, र 7 संस्करण प्रयोग गर्छ, (2006), पृष्ठ 237.