Выбрать язык:
Аннотация
SОборудование T & Технология, ООО (СТЕТ) разработал систему, которая обеспечивает индустрии переработки полезных ископаемых средства получили прекрасные материалы с полностью сухой технологии обработки разделения Трибо электростатический пояса. В отличие от других процессов электростатической сепарации, которые обычно ограничиваются частицы больше, чем 75µm в размер, triboelectric пояс сепаратора идеально подходит для разделения очень тонкой (<1мкм) для умеренно грубый (300мкм) частицы с очень высокой пропускной способностью. Triboelectric пояс сепаратора технология использовалась для разделения широкий спектр материалов, включая золы сжигания угля, кальцит/кварц, Тальк/магнезита, Барит/кварц, и фельдшпат/кварц. Представлены результаты разделения, описывающие поведение Трибо зарядка для бокситов минералов.
Введение
Отсутствие доступа к пресной воде становится одним из основных факторов, влияющих на возможности горнодобывающих проектов по всему миру. По словам Флеминг Хьюберт, бывший директор глобальной для воды люк, «Из всех проектов добычи в мире, которые либо были остановлены или замедлились за прошедший год, Он был, в почти 100% случаев, в результате вода, прямо или косвенно».1 методы сухой переработки минерального сырья предлагают решения этой надвигающейся проблемы.
Сухие методы, такие как электростатической сепарации устранит потребность в пресной воде, и открывают возможности для сокращения расходов. Методы электрического разделения, которые используют контакты, или Трибо электрические, Зарядка, особенность интересно из-за их потенциальной отделить широкий спектр смесей, содержащих токопроводящих, изоляционные, и полупроводниковая частиц.
Трибо электрический Зарядка происходит, когда дискретный, разнородных частицы сталкиваются друг с другом, или с поверхности третьего, что приводит к поверхности заряд разница между типами двух частиц. Знака и величины разницы заряд частично зависит от разницы в Энергия сродства к электрону (или работы функции) между типами частиц. Разделение затем может быть достигнуто с помощью внешне приложенного электрического поля.
Этот метод был использован промышленно в сепараторы типа вертикального падения. В сепараторах свободного падения, частицы сначала получить заряд, затем падают самотеком через устройство с противоположных электродов, которые применяются сильного электрического поля, чтобы отвлечь траектории частиц согласно знак и масштабы их поверхности charge.2 падения сепараторы могут быть эффективными для грубых частиц, но не эффективны при обработке частиц мельче, чем о 0.075 Кому 0.1 mm.3,4, один из наиболее многообещающих новых разработок в сухих минеральных цветоделение является Трибо электростатический пояс сепаратора. Эта технология расширила диапазон размеров частиц до тонких частиц, чем обычные электростатической сепарации технологий, в диапазон, где была успешной в прошлом только флотации.
Трибо электростатический пояса разделения
В Трибо электростатический пояс сепаратора (Рисунок 1 и фигура 2), материал подается в тонких разрыв 0.9 – 1.5 между двух параллельных плоские электроды см. Частицы заряжаются triboelectrically interparticle контакты. Например, в случае сжигания угля зола, смесь частиц углерода и минеральных частиц, положительно заряженные углерода и отрицательно заряженный минеральных привлекают противоположных электродов. Частицы затем сметены движущихся открытого mesh ленточная и передал в противоположных направлениях. Пояса перемещает частицы, прилегающих к каждый электрод на противоположных концах разделителя. Электрическое поле нужно переместить только частицы крошечную часть сантиметр для перемещения частиц из влево перемещение в право перемещение поток. Противотока сепарации частиц и постоянное triboelectric зарядки углеминеральных столкновения предусматривает разделение многоступенчатый и приводит к отличным чистоты и восстановления в блок один проход. Высокая скорость позволяет также очень высокой производительностью, до 40 тонн в час на один сепаратор. Контролируя различных параметров процесса, Например, скорость ленты, кормить точки, зазор электрода и скорость подачи, прибор производит низкоуглеродистых золы на содержание углерода 2 % ± 0.5% от подачи золы диапазоне углерода от 4% для более 30%.
Конструкция сепаратора является относительно простой. Пояса и связанные ролики являются только движущихся частей. Электроды, стационарные и состоит из должным образом прочного материала. Пояс изготовлен из пластического материала. Длина электрода сепаратор составляет примерно 6 метров (20 футов) и ширина 1.25 метров (4 футов) полный размер коммерческих единиц. Потребляемая мощность менее 2 киловатт-час на тонну материала, обработанных с большей мощности, потребляемой двумя моторами, приводной ремень.
Этот процесс является полностью сухой, требует без дополнительных материалов и производит без выбросов отходов воды или воздуха. В случае углерода от золы цветоделения, Восстановленные материалы состоят из летучей золы, снижение содержания углерода до уровня, пригодного для использования в качестве пуццолановых добавка в бетон, и небольшая высоким содержанием углерода, которые могут быть записаны в электроэнергии завод. Использование обоих потоков продукции обеспечивает 100% решение проблем утилизации золы уноса. Для минеральных цветоделения, обработке бокситов, например, Сепаратор предоставляет технологии для сокращения использования воды, продлить жизнь резерва и/или восстановить и переработке отходов.
Трибо электростатический пояс сепаратора относительно компактные. Машина, предназначенная для обработки 40 тонн в час составляет примерно 9.1 метров (30 футов) длинный, 1.7 метров (5.5 футов) широкий и 3.2 метров (10.5 футов) высокая. Необходимый баланс завода состоит из систем передать сухой материал от разделителя и. Компактность системы обеспечивает гибкость в установке конструкций.
Трибо электростатический пояса сепарационные технологии надежные и проверенные промышленно, и был впервые применен промышленно к обработке сгорания угольной летучей золы в 1995. Технология эффективного разделения частиц углерода от неполного сгорания угля, из минеральных частиц стекловидный алюмосиликатных в летучей золы. Технология была инструментом, позволяющим переработки золы богатых минеральными ресурсами как замена цемента в производстве бетона. Начиная с 1995, над 20,000,000 обработаны тонн золы уноса 19 Трибо электростатический пояса сепараторы установлены в США, Канада, ВЕЛИКОБРИТАНИЯ, Польша, и Южная Корея. Промышленной истории разделения золы, перечисленных в Таблица 1.
Таблица 1. Промышленное применение Трибо электростатический пояса разделения золы
| Утилита / электростанция | Местоположение | Начало коммерческой деятельности | Детали объекта |
|---|---|---|---|
| Duke Энергия – станция Roxboro | Северная Каролина США | 1997 | 2 Сепараторы |
| Talen энергии- Брэндон берега | Мэриленд США | 1999 | 2 Сепараторы |
| Шотландские власти- Longannet станция | Шотландия-Великобритания | 2002 | 1 Сепаратор |
| Джексонвилле электро St. Джонс реки питания парк | США Флорида | 2003 | 2 Сепараторы |
| Южного Миссисипи электрического питания - РД. Морроу | США, Миссисипи | 2005 | 1 Сепаратор |
| Нью-Брансуик мощность Belledune | Нью-Брансуик Канада | 2005 | 1 Сепаратор |
| RWE npower Дидкоте станция | Англия | 2005 | 1 Сепаратор |
| Остров энергии Бруннеру Talen станция | Пенсильвания США | 2006 | 2 Сепараторы |
| Станции электрические биг бенд Тампа | США Флорида | 2008 | 3 Сепараторы двухпроходный очистки |
| RWE npower-Aberthaw станция | Уэльс-Великобритания | 2008 | 1 Сепаратор |
| ЕФР энергии Запад Бертон станция | Англия | 2008 | 1 Сепаратор |
| ЗГП (Лафарж Цемент Ciech Janikosoda СП) | Польша | 2010 | 1 Сепаратор |
| Корея Юго-мощность- Yeongheung | Южная Корея | 2014 | 1 Сепаратор |
| PGNiG Termika-Sierkirki | Польша | 2018 | 1 Сепаратор |
| Taiheiyo цемента компании-chichibu. | Япония | 2018 | 1 Сепаратор |
| Армстронг золы- Орел цемента | Филиппины | Запланированные 2019 | 1 Сепаратор |
| Корея Юго-мощность- Samcheonpo | Южная Корея | Запланированные 2019 | 1 Сепаратор |
Трибо электростатической сепарации минералов бокситов
Оборудование ST & Технология (СТЕТ) выполнено скамейка масштаба сухой Трибо электростатической сепарации тестирование на нескольких образцов минералов бокситов. Ниже перечислены образцы в Таблица 2.
Таблица 2. Свойства образцов бокситов, проверены Стет
| Описание | Желаемый продукт & Цели | |
|---|---|---|
| Пример 1 | ROM бокситов | Восстановление Al2O3 Уменьшить SiO2, Fe2O3, TiO2 |
| Пример 2 | ПЛК (Частично Lateritized Khondalite) | Восстановление Al2O3 Уменьшить SiO2, Fe2O3, TiO2 |
| Пример 3 | Красный шлам | Восстановления Fe2O3 Уменьшить SiO2, Al2O3, TiO2 |
| Пример 4 | ROM бокситов шламов | Восстановление Al2O3 Уменьшить SiO2, Fe2O3, TiO2 |
Химический состав для всех образцов корма и отдельный продукт был измерен рентгенофлуоресцентный (РФА) с помощью системы WD-XRF. Результаты химического анализа для подачи образцов приведены ниже в Таблица 3.
Таблица 3. Химические свойства образцов бокситов, проверены Стет
| Al2O3 wt.% | Fe2O3 wt.% | SiO2 wt.% | SiO2 wt.% | LOI wt.% | |
|---|---|---|---|---|---|
| Пример 1 | 43.7 | 25.9 | 3.9 | 2.3 | 23.6 |
| Пример 2 | 34.9 | 19.4 | 28.5 | 2.1 | 14.7 |
| Пример 3 | 19.0 | 52.1 | 6.7 | 4.9 | 11.1 |
| Пример 4 | 34.6 | 23.2 | 18.0 | 4.4 | 18.8 |
Размер частиц был измерен лазерной частиц размер измерения с помощью сухой пневматического распыления. Результаты для подачи образцов приведены ниже в Таблица 4.
Таблица 4. Размер частиц образцов бокситов, проверены Стет
| D10 микрон | D50 микрон | D90 микрон | D90 микрон |
|
|---|---|---|---|---|
| Пример 1 | 2 | 19 | 73 | 118 |
| Пример 2 | 2 | 45 | 575 | 898 |
| Пример 3 | 1 | 27 | 212 | 325 |
| Пример 4 | 1 | 7 | 59 | 93 |
Образцы были отделены с помощью разделителя benchtop Стет. Benchtop разделитель используется для скрининга для доказательства Трибо электростатического заряда и определить, если материал является хорошим кандидатом для электростатического обогащения. Основное различие между benchtop разделитель и разделители экспериментальных и коммерческого масштаба является длина разделителя benchtop приблизительно 0.4 раза в длину-пилот масштаба и коммерческих подразделений. В качестве разделителя эффективности является функцией длины электрода, лабораторных испытаний не может использоваться в качестве заменителя для экспериментального тестирования. Пилотные испытания необходимо определить степень разделения, что процесс Стет может достичь, и определить, если процесс Стет можно встретить продукт цели под данной скорости подачи. Вместо этого, benchtop разделителя используется чтобы исключить кандидата материалы, которые вряд ли продемонстрировать каких-либо значительных разделения на уровне экспериментальных. Результаты, полученные на шкале скамье будет неоптимизированный, и является разделение отметил, что меньше, чем который будет отмечаться коммерческих размера Стет сепаратор.
Тестирование с сепаратором benchtop Стет продемонстрировал значительные перемещения Al2O3 с большинство исследованных образцов. В трех из четырех образцов, проверены Стет, было отмечено значительное перемещение Al2O3. В дополнение, другие основные элементы Fe2O3, SiO2 и TiO2 продемонстрировал значительные движения в большинстве случаев. В образце 1, Пример 3 Пример и 4, движение потери при прокаливании (LOI) Затем движение Al2O3. Движение основных элементов показано ниже в Рисунок 5.
Сепаратор STET представляет собой процесс физического разделения и выборочно отделяет минеральные фазы на основе трибозарядки, поверхностное явление. Степень, в которой минералы восприимчивы к трибозарядки в некоторых случаях может быть предсказано с помощью консультаций трибоэлектрической серии, но в случае сложных минеральных дона, часто на практике должны быть определены эмпирически. Резюме свойств трибозарядительных для проверенных образцов показано ниже в Таблица 5.
Таблица 5. Резюме поведения трибозарядки для основных элементов. POS - заряженный положительный, NEG - заряженный отрицательный.
| Al2O3 | Fe2O3 | SiO2 | TiO2 | LOI | |
|---|---|---|---|---|---|
| Пример 1 | Pos | НЕГ | НЕГ | НЕГ | Pos |
| Пример 2 | НЕГ | Pos | НЕГ | N/A | N/A |
| Пример 3 | Pos | НЕГ | N/A | НЕГ | Pos |
| Пример 4 | Pos | N/A | НЕГ | НЕГ | Pos |
Сухая обработка с сепаратором STET предлагает возможности для создания стоимости для производителей бокситов и алюминия. Использование месторождений бокситов более низкого класса может привести к снижению затрат на добычу за счет снижения коэффициентов зачистки и сокращения производства хвостохранилищ. В дополнение, предварительная обработка бокситовые руды сухим трибоэлектростатическим разделением может привести к улучшению экономики рафинирования алюминия за счет поставки более высоких марок бокситов в процесс рафинирования, или за счет уменьшения объемов красной грязи, образуется. В дополнение, более высокое содержание алюминия в красной грязи может позволить для переработки. Представлена сводка идеальных характеристик для металлургического бокситов, а также резюме выгоды сепаратора STET, ниже в Таблица 6.
Таблица 6. Резюме идеальных характеристик для металлургического бокситов.5
| Идеальная характеристика сорта | Воздействие, если недостаточно | Наблюдается с разделением STET |
|---|---|---|
| Низкий "реактивный кремний" (1,5% - <3.0%) (kaolinite) | Увеличивает едкую эксплуатацию, критическим фактором эксплуатационных расходов. | Сокращение общей кремнезема |
| Высокая извлекаемые глинозема | Увеличивает капитал и эксплуатационные расходы для горнодобывающей промышленности, обработка и грязи. | Увеличение глинозема |
| Низкая органического углерода | Повышение эксплуатационных затрат благодаря уменьшению КПД. | |
| Низкая бемита (<3%) | Исключает низкотемпературной обработки, которая может увеличить капитал и эксплуатационные расходы. | |
| Низкая гётит (терпимый в завод высокой температуры или высокой гематит) | Замедляет разъяснения, понижает качество продукции и увеличивает потери глинозема через цепь грязи. | Снижение общего железа |
| Низкая влажность (можно создать неудобство пыли, если слишком низкая) | Увеличивает капитальные затраты (больше испарение объекта), расход топлива, транспортные расходы. | |
| Содержание железа (в идеале > 5%-<15%) | Низкой железа может привести к снижению качества продукции. Высокопрочного чугуна разбавляет содержание глинозема из бокситов. | Снижение общего железа |
| Низкий кварц | Увеличивает расходы на техническое обслуживание (износ труб). Увеличивает использование каустических веществ в высокотемпературных растениях. | Сокращение общей кремнезема |
| Низкие примеси и микроэлементы | Может снизить эффективность процесса (Серы, Хлора, Кальция) и качество металла (Галлия, Цинка, Ванадия, Фосфора). | |
| Мягкий и рыхлый | Увеличивает затраты на добычу и шлифовку. | |
| Растворяется легко | Увеличение капитала (большее оборудование для пищеварения) и эксплуатационные расходы. | |
| Низкая титания | Может увеличить едкие использование в высокотемпературных растениях. | Сокращение титании |
| Низкие карбонаты | Может потребоваться специальная обработка. |
Заключение
Трибоэлектростатическое разделение было продемонстрировано как эффективный метод генерации высококачественной бокситовой руды для использования в производстве глинозема. Тестирование с сепаратором benchtop Стет продемонстрировал значительные перемещения Al2O3 с большинство исследованных образцов. В трех из четырех образцов, проверены Стет, было отмечено значительное перемещение Al2O3. В дополнение, другие основные элементы Fe2O3, SiO2 и TiO2 продемонстрировали значительное разделение в большинстве. Сухая обработка с сепаратором STET предлагает возможности для создания стоимости для производителей бокситов и алюминия.
Ссылки
1. Блин, P & Дион Ортега, A (2013) Высокое и сухое, CIM журнал, Vol. 8, Нет. 4, PP. 48-51.
2. Manouchehri, H, Hanumantha Роа, K, & Forssberg, K (2000), Обзор методов электрическое разъединение, Часть 1: Основные аспекты, Полезные ископаемые & Металлургической обработки, Vol. 17, Нет. 1 стр. 23-36.
3. Manouchehri, H, Hanumantha Роа, K, & Forssberg, K (2000), Обзор методов электрическое разъединение, Часть 2: Практические соображения, Полезные ископаемые & Металлургической обработки, Vol. 17, Нет. 1 стр. 139-166.
4. Ралстон О. (1961) Электростатическое разделение смешанных гранулированных твердых веществ, Издательская компания Elsevier, из печати.
5. Когель, Джессика Эльзеа; Триведи, Никил C; Баркер, Джеймс М; Круковский, Стэнли Т.; Промышленные минералы и скалы: Товаров, Рынки, и использует 7-е издание, (2006), Страницы 237.
