زبان منتخب کریں:
خلاصہ
ایسT Equipment & ٹیکنالوجی, LLC (سٹیٹ) has developed a tribo-electrostatic belt separation processing system that provides the mineral processing industry a means to beneficiate fine materials with an entirely dry technology. In contrast to other electrostatic separation processes that are typically limited to particles greater than 75µm in size, the triboelectric belt separator is ideally suited for separation of very fine (<1µm) to moderately coarse (300µm) particles with very high throughput. The triboelectric belt separator technology has been used to separate a wide range of materials including coal combustion fly ash, کیلسائٹ/کوارٹز, پاؤڈر/ماگنیساٹی, barite/quartz, and feldspar/quartz. Separation results are presented describing the tribo-charging behavior for bauxite minerals.
تعارف
تازہ پانی تک رسائی کا فقدان دنیا بھر میں کان کنی کے منصوبوں کی فزیبلٹی کو متاثر کرنے والا ایک بڑا عنصر بن تا جا رہا ہے. ہوبرٹ فلیمنگ کے مطابق, ہیچ واٹر کے سابق عالمی ڈائریکٹر, "دنیا میں کان کنی کے ان تمام منصوبوں میں سے جو گزشتہ ایک سال کے دوران یا تو روک دیئے گئے ہیں یا سست ہو گئے ہیں, یہ کیا گیا ہے, تقریبا 100% مقدمات کی, پانی کا نتیجہ, either directly or indirectly”.1 Dry mineral processing methods offer a solution to this looming problem.
خشک طریقے جیسے الیکٹرو سٹیٹک علیحدگی تازہ پانی کی ضرورت کو ختم کر دے گا, اور لاگت کو کم کرنے کی صلاحیت پیش کریں. Electric separation methods that utilize contact, یا tribo-الیکٹرک, charging are particularity interesting because of their potential to separate a wide variety of mixtures containing conductive, غیر موصل, اور نیم کوندکٹاوی ذرات.
Tribo الیکٹرک چارج وقت ہوتا ہے جب مجرد, ایک دوسرے کے ساتھ ناجنس ذرات ٹکراؤ, یا تیسری سطح کے ساتھ, ایک سطح کے نتیجے میں دو ذرہ اقسام کے درمیان فرق چارج. اس میں فرق کا نشان اور شدت جزوی طور پر منحصر ہے ۔ (یا کام کی تقریب) ذرہ اقسام کے درمیان. پھر علیحدگی ایک بیرونی اطلاقی برقی میدان کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کیا جا سکتا.
اس ٹیکنالوجی کو عمودی فری موسم خزاں کی قسم separators میں اندوسٹراالل استعمال کیا گیا ہے. فری زوال separators میں, ذرات سب سے پہلے چارج حاصل, then fall by gravity through a device with opposing electrodes that apply a strong electric field to deflect the trajectory of the particles according to sign and magnitude of their surface charge.2 Free-fall separators can be effective for coarse particles, but are not effective at handling particles finer than about 0.075 کرنا 0.1 mm.3,4 One of the most promising new developments in dry mineral separations is the tribo-electrostatic belt separator. اس ٹیکنالوجی نے روایتی electrostatic علیحدگی ٹیکنالوجی کے مقابلے میں ذرات کو بہتر بنانے کے لئے ذرہ سائز کی حد میں توسیع کی ہے, اس حد اطلاق میں جہاں ماضی میں صرف فلوٹشن ہے ۔.
Tribo-Electrostatic Belt Separation
Tribo-electrostatic بیلٹ جداکار میں (اعداد و شمار 1 اور اعداد 2), مواد پتلی خلا میں کھلایا جاتا ہے 0.9 – 1.5 دو متوازی مسطح مخطط الیکٹروڈ کے درمیان سینٹی میٹر. ذرات کو انٹرذرہ رابطہ کی طرف سے چارج ٹرابویلیکٹراکالل جاتا ہے. مثال, کوئلے کی جلن مکھی راکھ کے معاملے میں, کاربن ذرات اور معدنی ذرات کا مرکب, مثبت چارج کاربن اور منفی چارج معدنیات مخالف الیکٹروڈز کی طرف راغب ہوتے ہیں. اس کے بعد ذرات ایک مسلسل منتقل کھلی میش بیلٹ کی طرف سے بہہ رہے ہیں اور مخالف سمتوں میں پہنچایا. بیلٹ علیحدگی کے مخالف ختم ہونے کی طرف ہر الیکٹروڈ سے ملحقہ ذرات کو بڑھاتا ہے. بجلی کے میدان کو صرف ایک سینٹی میٹر کے ایک چھوٹے سے حصہ کو ایک بائیں سے منتقل کرنے کے لئے ایک سے زیادہ کے ساتھ لے جانے کے لئے ایک دوسرے کے ساتھ ذرات کو منتقل کرنے کی ضرورت ہے. The counter current flow of the separating particles and continual triboelectric charging by carbon-mineral collisions provides for a multi-stage separation and results in excellent purity and recovery in a single-pass unit. ہائی بیلٹ کی رفتار بھی بہت زیادہ ترووگہپوتس قابل بناتا ہے, کرنے کے لئے 40 ایک جداکار پر فی گھنٹہ ٹن. مختلف عمل کے پیرامیٹرز کو کنٹرول کرنے سے, جیسے بیلٹ کی رفتار, فیڈ پوائنٹ, الیکٹروڈ گیپ اور فیڈ ریٹ, ڈیوائس کاربن کے مشمولات پر کم کاربن مکھی راکھ پیدا کرتی ہے 2 % ± 0.5% فیڈ فلائی ایش سے کاربن میں لے کر 4% پر 30%.
جداکار ڈیزائن نسبتا آسان ہے. بیلٹ اور منسلک رولرس صرف منتقل حصوں ہیں. الیکٹروڈ اسٹیشنری ہیں اور مناسب طریقے سے پائیدار مواد پر مشتمل ہے. بیلٹ پلاسٹک کے مواد سے بنا ہے. جداکار کی لمبائی تقریبا ہے 6 میٹر (20 فٹ.) اور چوڑائی 1.25 میٹر (4 فٹ.) مکمل سائز کے تجارتی یونٹس کے لئے. بجلی کی کھپت سے کم ہے 2 کالوواٹ ایک فی ٹن مواد کی زیادہ سے زیادہ طاقت کے ساتھ عمل درآمد دو موٹرز بیلٹ ڈرائیونگ کی طرف سے استعمال کیا جاتا ہے.
یہ عمل مکمل طور پر خشک ہے, کوئی اضافی مواد کی ضرورت ہوتی ہے اور فضلہ پانی یا ہوا کے اخراج کی پیداوار نہیں ہے. مکھی راکھ کی علیحدگی سے کاربن کے معاملے میں, برآمد شدہ مواد مکھی کی راکھ پر مشتمل ہوتا ہے جو کاربن کی مقدار میں کم ہو کر کنکریٹ میں پوزولنک ایڈمکسچر کے طور پر استعمال کے لئے موزوں سطح پر آجاتی ہے, اور ایک اعلی کاربن کسر جو بجلی پیدا کرنے والے پلانٹ میں جلایا جا سکتا ہے. مصنوعات کے دونوں دھاروں کا استعمال ایک فراہم کرتا ہے 100% راکھ کو ٹھکانے لگانے کے مسائل کو اڑانے کا حل. For mineral separations, processing bauxite for example, the separator provides a technology to reduce water usage, توسیع ریزرو زندگی اور/یا بازیافت اور دوبارہ عمل تالانگس.
The tribo-electrostatic belt separator is relatively compact. ایک مشین پر عمل کرنے کے لئے ڈیزائن کیا گیا ہے 40 tonnes per hour is approximately 9.1 میٹر (30 فٹ.) لمبا, 1.7 میٹر (5.5 فٹ.) چوڑا اور 3.2 میٹر (10.5 فٹ.) اونچا. پودے کا مطلوبہ توازن خشک مواد کو جدا کار تک پہنچانے کے نظام پر مشتمل ہوتا ہے. نظام کی کساوٹ کی تنصیب کے ڈیزائن میں لچک کے لئے اجازت دیتا ہے.
The tribo-electrostatic belt separation technology is robust and industrially proven, and was first applied industrially to the processing of coal combustion fly ash in 1995. یہ ٹیکنالوجی کوئلہ کی نامکمل دہن سے کاربن کے ذرات کو الگ کرنے میں مؤثر ہے, مکھی راھ میں اونچائیوں الومانوسالاکاٹی معدنی ذرات سے. ٹیکنالوجی کو ٹھوس پیداوار میں سیمنٹ کی تبدیلی کے طور پر معدنی امیر پرواز راھ کے ری سائیکل کو چالو کرنے میں اہم کردار دیا گیا ہے. سے 1995, پر 20,000,000 tonnes of fly ash has been processed by the 19 tribo-electrostatic belt separators installed in the USA, کينڈا, UK, پولينڈ, and South Korea. The industrial history of fly ash separation is listed in جدول 1.
جدول 1. مکھی راھ کے لئے tribo-electrostatic بیلٹ علیحدگی کی صنعتی درخواست
| افادیت / بجلی گھر | محل وقوع | تجارتی کارروائیوں کا آغاز | سہولت کی تفصیلات |
|---|---|---|---|
| ڈیوک انرجی-روابآرو سٹیشن | شمالی کیرولینا USA | 1997 | 2 Separators |
| تحریک توانائی- سے متعلق | میری لینڈ امریکہ | 1999 | 2 Separators |
| سکاٹش پاور- خالص اسٹیشن | اسکاٹ لینڈ برطانیہ | 2002 | 1 جداکار |
| جیکسن الیکٹرک سینٹ. جان دریا پاور پارک | فلوریڈا USA | 2003 | 2 Separators |
| جنوبی مسیسپی الیکٹرک پاور-آر ڈی. کل | مسیسپی امریکہ | 2005 | 1 جداکار |
| نیو برنسوک پاور-بیلادونی | نیو برنسوک کینیڈا | 2005 | 1 جداکار |
| RWE npower-دادکوٹ سٹیشن | انگلینڈ برطانیہ | 2005 | 1 جداکار |
| آئی ڈی این انرجی-بروننار آئلینڈ اسٹیشن | پنسلوانیا USA | 2006 | 2 Separators |
| ٹمپا برقی-بڑے موڑ سٹیشن | فلوریڈا USA | 2008 | 3 Separators two-pass scavenging |
| RWE npower-ابرٹہاو سٹیشن | ویلز برطانیہ | 2008 | 1 جداکار |
| EDF توانائی-ویسٹ برٹن سٹیشن | انگلینڈ برطانیہ | 2008 | 1 جداکار |
| ZGP (لفٹس سیمنٹ/Ciech جاناکوسودا جیوی) | پولينڈ | 2010 | 1 جداکار |
| کوریا جنوب مشرقی طاقت- ییونگہیونگ | جنوبی کوریا | 2014 | 1 جداکار |
| پکرمنگ اور مکا-Sierki | پولينڈ | 2018 | 1 جداکار |
| تائی پے و سیمنٹ کمپنی-چاچابو | جاپان | 2018 | 1 جداکار |
| آرمسٹرانگ مکھی راھ- ایگل سیمنٹ | فلپائن | Scheduled 2019 | 1 جداکار |
| کوریا جنوب مشرقی طاقت- سامونپو | جنوبی کوریا | Scheduled 2019 | 1 جداکار |
Tribo-Electrostatic Separation of Bauxite Minerals
سینٹ کا سامان & ٹیکنالوجی (سٹیٹ) performed bench scale dry tribo-electrostatic separation testing on multiple samples of bauxite minerals. The samples are listed below in جدول 2.
جدول 2. Properties of bauxite samples tested by STET
| Description | Desired Product & Goals | |
|---|---|---|
| Sample 1 | ROM Bauxite | Al2O3 recovery Reduce SiO2, Fe2O3, TiO2 |
| Sample 2 | PLK (Partially Lateritized Khondalite) | Al2O3 recovery Reduce SiO2, Fe2O3, TiO2 |
| Sample 3 | Red Mud | Fe2O3 recovery Reduce SiO2, Al2O3, TiO2 |
| Sample 4 | ROM Bauxite Slimes | Al2O3 recovery Reduce SiO2, Fe2O3, TiO2 |
Chemical composition for all feed and separated product samples was measured by X-Ray Fluorescence (ارف) using a WD-XRF system. The results of the chemical analysis for the feed samples are shown below in جدول 3.
جدول 3. Chemical properties of bauxite samples tested by STET
| Al2O3 wt.% | Fe2O3 wt.% | SiO2 wt.% | SiO2 wt.% | LOI wt.% | |
|---|---|---|---|---|---|
| Sample 1 | 43.7 | 25.9 | 3.9 | 2.3 | 23.6 |
| Sample 2 | 34.9 | 19.4 | 28.5 | 2.1 | 14.7 |
| Sample 3 | 19.0 | 52.1 | 6.7 | 4.9 | 11.1 |
| Sample 4 | 34.6 | 23.2 | 18.0 | 4.4 | 18.8 |
Particle size was measured by laser particle size measurement using dry pneumatic dispersion. The results for the feed samples are shown below in جدول 4.
جدول 4. Particle size of bauxite samples tested by STET
| D10 micron | D50 micron | D90 micron | D90 micron |
|
|---|---|---|---|---|
| Sample 1 | 2 | 19 | 73 | 118 |
| Sample 2 | 2 | 45 | 575 | 898 |
| Sample 3 | 1 | 27 | 212 | 325 |
| Sample 4 | 1 | 7 | 59 | 93 |
Samples were separated using the STET benchtop separator. بانچٹوپ جداکار tribo-electrostatic چارج کے ثبوت کے لئے اسکریننگ کے لئے استعمال کیا جاتا ہے اور اس بات کا تعین کرنے کے لئے کہ ایک مواد electrostatic بانیفاکیاشن کے لئے ایک اچھا امیدوار ہے. The primary difference between the benchtop separator and pilot-scale and commercial-scale separators is that the length of the benchtop separator is approximately 0.4 بار پائلٹ-پیمانے اور تجارتی پیمانے پر یونٹس کی لمبائی. جیسا کہ جداکار کی کارکردگی الیکٹروڈ لمبائی کی ایک تقریب ہے, بینچ کے پیمانے پر جانچ پائلٹ-پیمانے کی جانچ کے لئے ایک متبادل کے طور پر استعمال نہیں کیا جا سکتا. پائلٹ پیمانے کی جانچ کی علیحدگی کی حد کا تعین کرنے کے لئے ضروری ہے کہ STET کے عمل کو حاصل کر سکتے ہیں, اور اس بات کا تعین کرنے کے لئے کہ STET کے عمل کو دیا فیڈ کی شرح کے تحت مصنوعات کے اہداف کو پورا کر سکتے ہیں. بجائے, بانچٹوپ جداکار امیدواروں کے مواد کو مسترد کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے جو پائلٹ اسکیل سطح پر کسی بھی اہم علیحدگی کا مظاہرہ کرنے کا امکان نہیں ہے. بینچ کے پیمانے پر حاصل کردہ نتائج غیر مرضی کے ہو جائے گا, اور علیحدگی کا مشاہدہ اس سے کم ہے جس میں ایک تجارتی سائز STET جداکار پر مشاہدہ کیا جائے گا.
Testing with the STET benchtop separator demonstrated significant movement of Al2O3 with the majority of the samples tested. In three of the four samples tested by STET, substantial movement of Al2O3 was observed. اضافی طور پہ, Fe2O3 کے دوسرے بڑے عناصر, SiO2 اور TiO2 کی زیادہ تر صورتوں میں اہم تحریک کا مظاہرہ. In Sample 1, Sample 3 and Sample 4, ان میں کمی کی تحریک (لؤي) بعد Al2O3 کی تحریک. The movement of the major elements is shown below in اعداد و شمار 5.
The STET separator is a physical separation process and selectively separates mineral phases based on tribocharging, a surface phenomenon. The degree to which minerals are susceptible to tribocharging is in some cases able to be predicted via consultation of a triboelectric series, but in the case of complex mineral ores, often in practice must be determined empirically. A summary of the tribocharging properties for the samples tested is shown below in جدول 5.
جدول 5. Summary of tribocharging behaviour for major elements. POS = charged positive, NEG = charged negative.
| Al2O3 | Fe2O3 | SiO2 | TiO2 | لؤي | |
|---|---|---|---|---|---|
| Sample 1 | POS | NEG | NEG | NEG | POS |
| Sample 2 | NEG | POS | NEG | N/A | N/A |
| Sample 3 | POS | NEG | N/A | NEG | POS |
| Sample 4 | POS | N/A | NEG | NEG | POS |
Dry processing with the STET separator offers opportunities to generate value for bauxite and aluminium producers. The utilization of lower grade bauxite deposits may allow for lower mining costs by reducing stripping ratios and by reduced generation of tailings. اضافی طور پہ, the pre-processing of bauxite ores by dry triboelectrostatic separation may result in improved economics of aluminium refining by supplying higher grades of bauxite to the refining process, or by reducing volumes of red mud generated. اضافی طور پہ, higher aluminium content in red mud may allow for reprocessing. A summary of ideal characteristics for metallurgical grade bauxite is presented, as well as a summary of the benefit of the STET separator, below in جدول 6.
جدول 6. Summary of ideal characteristics for metallurgical grade bauxite.5
| Ideal Grade Characteristic | Impact if Inadequate | Observed with STET Separation |
|---|---|---|
| Low “reactive silica” (>1.5% - <3.0%) (kaolinite) | Increases caustic usage, a critical operating cost factor. | Reduction in total silica |
| High extractable alumina | Increases capital and operating costs for mining, processing and mud disposal. | Increase in alumina |
| Low organic carbon | Increases operating costs by reducing plant efficiency. | |
| Low boehmite (<3%) | Precludes low-temperature processing that can increase capital and operating costs. | |
| Low goethite (tolerable in a high-temperature plant or with high hematite) | Slows clarification, lowers product quality and increases alumina loss via mud circuit. | Reduction in total iron |
| Low moisture (can create nuisance dust if too low) | Increases capital costs (larger evaporation facility), fuel consumption, shipping costs. | |
| Iron content (ideally >5%-<15%) | Low iron can lower product quality. High iron dilutes alumina content of bauxite. | Reduction in total iron |
| Low quartz | Increases maintenance costs (pipe wear). Increases caustic usage in high-temperature plants. | Reduction in total silica |
| Low impurities and trace elements | Can lower process efficiency (sulfur, chlorine, calcium) and metal quality (gallium, zinc, vanadium, phosphorus). | |
| Soft and friable | Increases mining and grinding costs. | |
| Dissolves readily | Increases capital (larger digestion equipment) and operating costs. | |
| Low titania | Can increase caustic usage in high-temperature plants. | Reduction in titania |
| Low carbonates | Can require special processing. |
Conclusion
Tribo-electrostatic separation was demonstrated as an effective method for generating a high-grade bauxite ore for use in alumina production. Testing with the STET benchtop separator demonstrated significant movement of Al2O3 with the majority of the samples tested. In three of the four samples tested by STET, substantial movement of Al2O3 was observed. اضافی طور پہ, Fe2O3 کے دوسرے بڑے عناصر, SiO2 and TiO2 demonstrated significant separation in most cases. Dry processing with the STET separator offers opportunities to generate value for bauxite and aluminium producers.
حوالے
1. بلین, ص & Dion-Ortega, اے (2013) High and Dry, CIM Magazine, ج. 8, نہيں. 4, پی پی. 48-51.
2. مانووکہیہرا, ایچ, ہانومانٹہا Roa, K, & Forssberg, K (2000), Review of Electrical Separation Methods, حصہ 1: بنیادی پہلو, معدنیات & Metallurgical Processing, ج. 17, نہيں. 1 27-36.
3. مانووکہیہرا, ایچ, ہانومانٹہا Roa, K, & Forssberg, K (2000), Review of Electrical Separation Methods, حصہ 2: عملی تحفظات, معدنیات & Metallurgical Processing, ج. 17, نہيں. 1 73-166.
4. رالسٹاون O. (1961) مخلوط دانے دار Electrostatic کی علیحدگی, السیویر پبلشنگ کمپنی, چھپائی سے باہر.
5. Kogel, Jessica Elzea; Trivedi, Nikhil C; Barker, James M; Krukowski, Stanley T.; Industrial Minerals and Rocks: اشیاء, بازاروں, and Uses 7th Edition, (2006), Page 237.
