Абярыце мову:
ST Абсталяванне & Тэхналогія ТАА (СТЕТ) трыба-электрастатычны істужачны сепаратар ідэальна падыходзіць для атрымання выдатных выдаткаў (<1мкм) умерана грубы (500мкм) мінеральныя часціцы, з вельмі высокай прапускной здольнасцю. Эксперыментальныя вынікі прадэманстравалі здольнасць сепаратара STET дабаўляць узоры баксітаў за кошт павелічэння наяўнага гліназёму пры адначасовым зніжэнні рэактыўнага і агульнага дыяксіду крэмнія. Тэхналогія STET прадстаўлена як метад абнаўлення і папярэдняй канцэнтрацыі радовішчаў баксітаў для выкарыстання ў вытворчасці гліназёму. Сухая апрацоўка сепаратарам STET прывядзе да зніжэння эксплуатацыйных выдаткаў НПЗ з -за меншага спажывання каўстычнай соды, эканомія энергіі за кошт меншага аб'ёму інертных аксідаў і памяншэння аб'ёму рэшткаў глиноземного завода (ARR або чырвоная гразь). У дадатак, тэхналогія STET можа прапанаваць нафтаперапрацоўшчыкам іншыя перавагі, у тым ліку павелічэнне кар'ерных запасаў, падаўжэнне тэрміну службы палігона, і падоўжаны тэрмін эксплуатацыі існуючых баксітавых шахт шляхам паляпшэння выкарыстання кар'ера і максімальнага павелічэння аднаўлення. Пабочны прадукт без вады і хімікатаў, атрыманы ў працэсе STET, можна выкарыстоўваць для вытворчасці цэменту ў вялікіх аб'ёмах без папярэдняй апрацоўкі, у адрозненне ад чырвонай гразі, якая мае абмежаванае карыснае паўторнае выкарыстанне.
1.0 ўвядзенне
Вытворчасць алюмінія мае цэнтральнае значэнне для горназдабыўной і металургічнай прамысловасці і фундаментальнага для розных галін прамысловасці [1-2]. У той час як алюміній з'яўляецца найбольш распаўсюджаным металічны элемент знаходзіцца на зямлі, у агульнай складанасці каля 8% зямной кары, у якасці элемента ён з'яўляецца рэактыўным і, такім чынам, не адбываецца натуральным [3]. такім чынам, Патрэбы руды алюмінія багатых, каб быць удакладнены для атрымання гліназёму і алюмінія, што прыводзіць да значнага генерацыі рэшткаў [4]. Так як якасць баксітаў ва ўсім свеце зніжэння, генерацыя рэшткаў павялічваецца, стварае праблемы для прамысловасці гліназёму і алюмінія рашэнняў з пункту гледжання апрацоўкі выдаткаў, выдаткаў на выбыццё і ўздзеянне на навакольнае асяроддзе [3].
Асноўным зыходным матэрыялам для перапрацоўкі алюмінія з'яўляюцца баксіты, Асноўнай у свеце камерцыйнага крыніца алюмінія [5]. Баксіт ўяўляе сабой узбагачаны гідраксід алюмінія ападкавыя пароды, атрымлівае з laterization і выветрывання горных парод, багатых вокіслы жалеза, аксіды алюмінію, або абодва, звычайна змяшчаюць кварц і гліны, як каалін [3,6]. Баксіты пароды складаюцца ў асноўным з гиббсита алюмінія мінералаў (Al(Агаё)3), бемит (з-Ålö(Агаё)) і дыяспары (а-Ålö(Агаё)) (табліца 1), і, як правіла, змешваюць з двух аксідаў жалеза гетит (FeO(Агаё)) і гематыт (Fe2O3), мінерал каалін алюмініевай гліны, невялікія колькасці анатаз і / або дыяксід тытана (TiO2), ільменіт (FeTiO3) і іншыя прымешкі ў нязначных колькасцях або следовых [3,6,7].
Тэрміны тригидрат і моногідрат шырока выкарыстоўваецца ў прамысловасці, каб дыферэнцаваць розныя тыпы баксітаў. Баксіты, які цалкам або амаль усе Гібса падшыпніка называецца тригидрат рудой; калі бемят або дыяспары з'яўляюцца дамінуючымі мінералы, яна згадваецца як моногідрат руды [3]. Сумесі гиббсита і бемита з'яўляюцца агульнымі для ўсіх тыпаў баксітаў, бемлю і дыяспары радзей, і Гібс і дыяспар рэдка. Кожны тып баксітаў прадстаўляе свае ўласныя праблемы з пункту гледжання перапрацоўкі карысных выкапняў і узбагачэннем для вытворчасці гліназёму [7,8].
табліца 1. Хімічны склад гиббсита, Бемлю і дыяспара [3].
| хімічны склад | Гібсайт А.Л(Агаё)3 або Ал2O3,3H2О | Беміт Ало(Агаё) або Ал2О3.H2О | Дыяспара ALO(Агаё) або Ал2О3.H2О |
|---|---|---|---|
| Al2О3 вага% | 65.35 | 84.97 | 84.98 |
| (Агаё) вага% | 34.65 | 15.03 | 15.02 |
Баксітаў радовішча распаўсюд па ўсім свеце, у асноўным адбываецца ў трапічных або субтрапічных раёнах [8]. Здабыча баксітаў абодва металургічных і неметаллургических руд аналагічная здабычы іншых прамысловых мінералаў. нармальна, Ўзбагачэнне або лячэнне баксітаў абмяжоўваецца драбнення, прасейванне, прамыванне, і сушкі сырой руды [3]. Флотация была выкарыстаная для мадэрнізацыі пэўных нізкагатунковых баксітаў руд, аднак ён не даказаў высокую селектыўнасць пры адхіленні каолинита, асноўная крыніца рэактыўнага кремнезема, асабліва ў тригидрате баксітаў [9].
Маса баксітаў, выраблянага ў свеце, выкарыстоўваецца ў якасці сыравіны для вытворчасці гліназёму па спосабе Байера, вільготна-хімічны метад з'едлівага выщелачивания, пры якім Al_2O_3 раствараецца з баксітавай пароды з дапамогай раствора, багатага з'едлівай содай пры падвышанай тэмпературы і ціску [3,10,11]. пасля, асноўная частка аксіду алюмінія выкарыстоўваюць у якасці сыравіны для вытворчасці металічнага алюмінія з дапамогай працэсу Хола-Эру, які ўключае электралітычнымі аднаўленне аксіду алюмінія ў ванне криолита (Na3AlF6). Яна займае каля 4-6 тон сухога баксітаў, каб вырабіць 2 т гліназёму, што ў ўраджайнасці разваротаў 1 т металічнага алюмінія [3,11].
Працэс Байера ініцыюецца шляхам змешвання промывают і дробна здробнены баксіт з выщелачивающего раствора. Атрыманая завісь, якая змяшчае 40-50% Цвёрдыя рэчывы затым пад ціскам і награваюць парай. На гэтым этапе некаторыя з аксіду алюмінія раствараюцца і ўтвараюць растваральны алюмінат натрыю (NaAlO2), але ў сувязі з наяўнасцю рэактыўнага кремнезема, складаны алюмасілікаты натрыю таксама выпадае ў асадак, які ўяўляе сабой страту як аксід алюмінія і соды. Атрыманую завісь промывают, і рэшту генеруецца (гэта значыць, чырвоны іл) декантируют. алюмінату натрыю затым абложваюць ў выглядзе тригидрата алюмінія (Al(Агаё)3) праз працэс высеву. Атрыманы раствор каўстычнай соды рециркулируют ў раствор вылугаванне. у рэшце рэшт, тригидрата фільтруюць і промывают цвёрдае рэчыва абпальваюць гліназёму або прокаливают для атрымання аксіду алюмінія [3,11].
Тэмпература вылугаванне можа знаходзіцца ў дыяпазоне ад 105 ° C да 290 ° С, а адпаведныя ціску ў дыяпазоне ад 390 кпа да 1500 кпа. Больш нізкія дыяпазоны тэмператур выкарыстоўваюцца для баксітаў, у якім практычна ўвесь даступны аксід алюмінія прысутнічае ў выглядзе гиббсита. Больш высокія тэмпературы неабходныя для вываду радовішчаў баксітаў з вялікім адсоткам беміту і дыяспары. Пры тэмпературы 140 ° C і менш у растворы з'едлівага натра раствараюцца толькі групы гіббіту і кааліну, і таму такая тэмпература з'яўляецца пераважнай для перапрацоўкі трохгідратнага гліназёму . Пры тэмпературах вышэй 180 ° C аксід алюмінія, прысутных у выглядзе тригидрата і моногідрат могуць быць пакрыты ў растворы і як гліны і вольным кварц становіцца рэактыўнымі [3]. Рабочыя ўмовы, такія як тэмпература, ціск і рэагент дазавання залежаць ад тыпу баксітаў і таму кожны гліназёмным адаптаваны да пэўнага тыпу баксітаў. Страта дарагі каўстычнай соды (NaOH,) і генерацыя чырвонага шлама абодва звязаны з якасцю баксітаў, які выкарыстоўваецца ў працэсе перапрацоўкі. Увогуле, Чым ніжэй ўтрыманне Al_2 O_3 баксітаў, чым больш аб'ём чырвонага шлама, які будзе сфармаваны, як фазы, ня Al_2 O_3 адпрэчваюцца як чырвоны шлам. У дадатак, чым вышэй каалін або рэактыўнае ўтрыманне кремнезема баксітаў, тым больш чырвоны шлам будзе згенераваны [3,8].
Высакаякасныя баксіты ўтрымліваюць да 61% Al_2 O_3, і шматлікія радовішчы баксітаў аперацыйнай -typically называюць неметаллургическим класам- значна ніжэй гэтага, часам як нізка як 30-50% Al_2 O_3. Так як жаданы прадукт высокай чысціні
Al_2 O_3, астатнія аксіды ў баксітаў (Fe2O3, SiO2, TiO2, арганічны матэрыял) аддзеленыя ад Al_2 O_3 і адкінуты як глинозем рэшткаў нафтаперапрацоўкі (ARR) ці чырвоны шлам з дапамогай спосабу Байера. Увогуле, больш нізкая якасць баксітаў (гэта значыць, зніжэнне ўтрымання Al_2 O_3) тым больш чырвоны шлам, які генеруецца на тону прадукту з аксіду алюмінія. У дадатак, нават некаторыя апорныя мінералы Al_2 O_3, у прыватнасці, каалін, выклікаюць непажаданыя пабочныя рэакцыі падчас працэсу ачысткі і прывесці да павелічэння чырвонага шлама пакалення, а таксама да страты дарагога каўстычнай соды хімічнай, вялікія выдаткі зменных у працэсе ачысткі баксітаў [3,6,8].
Чырвоны шлам або ARR ўяўляе вялікі і пастаяннай праблемай для алюмініевай прамысловасці [12-14]. Чырвоны шлам ўтрымлівае значную рэшткавыя з'едлівы хімічны перажытак працэсу ачысткі, і з'яўляецца моцна шчолачны, часта з рН 10 - 13 [15]. Яно генеруецца ў вялікіх аб'ёмах па ўсім свеце - па дадзеных Геалагічнай службы ЗША, Паводле ацэнак сусветнага вытворчасці гліназёму было 121 млн тон 2016 [16]. Гэта прывяло да ацэнак 150 мільёны тон чырвонага шлама, генераванага на працягу таго ж перыяду [4]. Нягледзячы на няспынныя даследаванні, чырвоны шлам ў цяперашні час мае некалькі камерцыйна жыццяздольныя шляхоў да дабратворна паўторнага выкарыстання. Падлічана, што вельмі мала чырвонага шлама з'яўляецца выгадна паўторна выкарыстоўваецца ва ўсім свеце [13-14]. замест, чырвоны шлам перапампоўваюць з гліназёмным ў вадасховішчах захоўвання або звалкі, дзе яна захоўваецца і кантралюецца пры вялікіх выдатках [3]. таму, як эканамічны і экалагічны аргумент можа быць зроблена для паляпшэння якасці баксітаў да перапрацоўкі, у прыватнасці, калі такое паляпшэнне можа быць зроблена з дапамогай метадаў фізічнага падзелу нізкаэнергетычных.
У той час як разведаныя запасы баксітаў, як чакаецца, на працягу многіх гадоў, якасць запасаў, якія могуць быць эканамічна доступ зніжаецца [1,3]. для перапрацоўшчыкаў, якія знаходзяцца ў бізнэсе перапрацоўкі баксітаў зрабіць глинозем, і ў рэшце рэшт металічнага алюмінія, гэта выклік як з фінансавымі і экалагічнымі наступствамі
Сухія метады, такія як электрастатычнае падзел могуць прадстаўляць цікавасць у баксітаў прамысловасці для папярэдняй канцэнтрацыі баксітаў да працэсу Баер. Электрастатычныя метады падзелу, якія выкарыстоўваюць кантакт, або Трыбой электрычная, зарадка асаблівасць цікавая тым, што іх патэнцыял, каб аддзяліць шырокі спектр сумесяў, якія змяшчаюць Conductive, ізалявальны, і паўправадніковыя часціцы. Трыбой-электрычны зарад узнікае, калі дыскрэтнае, разнастайныя часціцы сутыкаюцца адзін з адным, або з трэцяй паверхняй, што прыводзіць да розніцы павярхоўнага зарада паміж двума тыпамі часціц. Знак і велічыня рознасці зарада часткова залежыць ад рознасці электроннага сродства (ці праца) паміж тыпамі часціц. Падзел можа быць дасягнута з дапамогай прыкладзенага звонку электрычнага поля.
Методыка была выкарыстана ў прамысловасці ў вертыкальных сепаратар тыпу вольнага падзення. У свабодным падзенні сепаратараў, часціцы набываюць зарад першай, затым падаюць пад дзеяннем сілы цяжару праз прыладу з процілеглымі электродамі, якія ўжываюць моцнае электрычнае поле, каб адхіліць траекторыю часціц па знаку і велічыні іх павярхоўнага зарада [18]. Свабоднае падзенне сепаратары могуць быць эфектыўнымі для буйных часціц, але не эфектыўныя пры апрацоўцы часціц драбней, чым пра 0.075 у 0.1 мм [19-20]. Адным з найбольш перспектыўных новых распрацовак у сухіх мінеральных падзелах з'яўляецца Трыбой электрастатычным сепаратарам пояса. Гэтая тэхналогія пашырыла дыяпазон памераў часціц да больш дробных часціц, чым звычайныя электрастатычныя тэхналогіі сепарацыі, у дыяпазоне, дзе толькі флотация была паспяховай у мінулым.
Трыбой-электрастатычнае падзел выкарыстоўвае электрычныя адрозненні зарада паміж матэрыяламі, якія вырабляюцца павярхоўным кантактам або трибоэлектрическим зарадам. У спрошчаных спосабах, калі два матэрыялы знаходзяцца ў кантакце, матэрыял з больш высокім сродством да электракамін даходаў электронаў, такім чынам, змяняе адмоўны, у той час як матэрыял з больш нізкім сродством да электронных зараджае станоўчым.
ST Абсталяванне & Тэхналогія (СТЕТ) Трыбой электрастатычны сепаратар прапануе рэмень новым Узбагачэнне маршруту да папярэдне канцэнтрату баксіты руды. Прапановы працэсу STET падзелу сухіх баксіты вытворцаў або баксіты перапрацоўшчыкаў магчымасці выканаць папярэднюю Байера-працэс мадэрнізацыю баксітаў для паляпшэння якасці. Такі падыход мае шмат пераваг, у тым ліку: Зніжэнне эксплуатацыйных выдаткаў на нафтаперапрацоўчым заводзе за кошт зніжэння спажывання каўстычнай соды за кошт зніжэння ўваходны рэактыўны кварц; Эканомія энергіі падчас перапрацоўкі з-за зніжэння аб'ёму інэртных аксідаў (Fe2О3, TiO2, Нереактивный SiO2) уступаючы з баксітаў; менш, масавы расход баксітаў да нафтаперапрацоўчага завода і, такім чынам, менш патрэбы ў энергіі для цяпла і павышэнне ціску; памяншэнне чырвонага шлама аб'ёму генерацыі (гэта значыць, чырвоны шлам да аксіду алюмінія) шляхам выдалення хімічна актыўнага дыяксіду крэмнія і інэртнага аксіду; і, больш жорсткі кантроль над уваходным якасцю баксітаў, які памяншае збоі працэсу і дазваляе нафтаперапрацоўшчыкам да мэты ідэальнага ўзроўню рэактыўнага кремнезема, каб максымізаваць адрыньванне прымешак. Паляпшэнне кантролю якасці над баксітаў сыравіны для НПЗ таксама павялічвае час бесперабойнай працы і прадукцыйнасць. акрамя таго, памяншэнне аб'ёму чырвонага шлама прыводзіць да менш апрацоўкі і выдалення выдаткаў і больш эфектыўнага выкарыстання існуючых звалак.
Першасная апрацоўка баксітаў да працэсу Байера можа прапанаваць значныя перавагі з пункту гледжання апрацоўкі і продажу хвостохранилищ. У адрозненне ад чырвонага шлама, Хвасты ад сухога электрастатычнага не ўтрымліваюць ніякіх хімічных рэчываў і не ўяўляюць сабой доўгатэрміновыя абавязацельствы захоўвання навакольнага асяроддзя. У адрозненне ад чырвонага шлама, сухі пабочнымі прадуктамі / Хвасты з баксітаў папярэдняй апрацоўкі аперацыі можа быць выкарыстаны ў вытворчасці цэменту, паколькі няма ніякага патрабаванні, каб выдаліць натрый, які з'яўляецца шкодным для вытворчасці цэменту. На самай справе - баксіты ўжо з'яўляецца агульным сыравіну для вытворчасці портландцемента. Падаўжэнне тэрмін эксплуатацыі існуючых прадпрыемстваў па здабычы баксітаў, таксама можа быць дасягнута за кошт паляпшэння выкарыстання кар'ера і максімальнага аднаўлення.
2.0 эксперыментальны
2.1 матэрыялы
STET праведзены папярэднія тэхніка-эканамічныя даследаванні на працягу 15 Розныя ўзоры баксітаў з розных месцаў па ўсім свеце, выкарыстоўваючы стэндавую маштабны сепаратар. з іх, 7 розныя ўзоры
табліца 2. Вынік хімічнага аналізу пробаў баксітаў.
2.2 метады
Эксперыменты праводзіліся з выкарыстаннем стендовых шкалы Трыбой электрастатычнага сепаратара рамяня, далей як «падзельнік» стэндавага. Лава-прамысловыя выпрабаванні з'яўляюцца першым этапам працэсу ўкаранення тэхналогіі трохфазнага (табліца 3) уключаючы ацэнку лаўка маштабу, доследна-прамысловыя выпрабаванні і ўкараненне ў прамысловых маштабах.
Настольны сепаратар выкарыстоўваецца для скрынінга на наяўнасць Трыбой-электрастатычнага зарада і, каб вызначыць, калі матэрыял з'яўляецца добрым кандыдатам для электрастатычнага узбагачэнні. Асноўныя адрозненні паміж кожнай адзінкай абсталявання прадстаўлены ў табліцы 3. У той час як абсталяванне, якое выкарыстоўваецца ў межах кожнай фазы адрозніваецца па памеры, прынцып працы прынцыпова той жа.
табліца 3. Працэс рэалізацыі трохфазнага выкарыстання STET Трыбой электрастатычны сепаратар тэхналогіі стужкі
| Фаза | Які выкарыстоўваецца для: | Электрод Даўжыня см | Тып працэсу |
|---|---|---|---|
| 1- Ацэнка па бенч-шкале | Якасная ацэнка | 250 | Партыя |
| 2- Пілотная шкала тэставанне | Колькасная ацэнка | 610 | Партыя |
| 3- Укараненне ў камерцыйных маштабах | Камерцыйная вытворчасць | 610 | Бесперапынны |
Як можна бачыць у табліцы 3, Асноўнае адрозненне паміж стэндавыя сепаратарам і пілотным маштабам і прамысловым маштабам сепаратарамі з'яўляецца тое, што даўжыня стендовых сепаратара складае прыблізна 0.4 разы больш даўжыні доследна-прамысловыя і камерцыйныя маштабу адзінак. Паколькі эфектыўнасць сепаратара з'яўляецца функцыяй даўжыні электрода, стэндавыя выпрабаванні маштабу не могуць быць выкарыстаны ў якасці замены для пілотнага маштабу тэставання. Доследная тэставанне неабходна, каб вызначыць ступень падзелу, што працэс можа дасягнуць сэце, і вызначыць, ці з'яўляецца працэс STET можа дасягнуць мэтавых прадуктаў пры зададзеных падачах. замест, сепаратар настольнага выкарыстоўваюцца, каб выключыць кандыдат матэрыялаў, якія наўрад ці будзе дэманстраваць істотнае падзел на ўзроўні пілотнага маштабу. Вынікі, атрыманыя на стэндавай маштабе будуць неоптимизированными, і падзел назіралася менш, якое назіралася б на STET памеру сепаратара камерцыйнага.
Тэставанне на пілотнай ўсталёўцы неабходна перад разгортваннем камерцыйнага маштабу, аднак, Тэставанне на стэндавай маштабе прапаноўваюцца ў якасці першага этапу працэсу рэалізацыі для любога дадзенага матэрыялу. акрамя таго, ў тых выпадках, у якіх наяўнасць матэрыялу абмежавана, настольны сепаратар ўяўляе сабой карысны інструмент для скрынінга патэнцыйных паспяховых праектаў (гэта значыць, праекты, у якіх кліент і прамысловыя мэтавыя паказчыкі якасці могуць быць выкананы з выкарыстаннем тэхналогіі Stet).
2.2.1 STET Triboelectrostatic пояс сепаратар
У Трыбой-электрастатычных істужачным сепаратары (фігура 1 і рыс 2), матэрыял падаецца ў вузкую шчыліну 0.9 - 1.5 гл паміж двума паралельнымі плоскімі электродамі. Часціцы трибоэлектрически спаганяемая межчастичным кантакт. Напрыклад, у выпадку ўзору баксітаў, якія з'яўляюцца асноўнымі складнікамі gibssite, каалін і кварцавыя мінеральныя часціцы, станоўча зараджаныя (gibssite) і адмоўна зараджаныя (каалін і кварц) прыцягваюцца да процілеглым электродаў. Затым часціцы прыкметны бесперапыннай рухаецца адкрытай сеткаватай стужкі і транспартуецца ў процілеглых кірунках. Стужка перамяшчае часціцы, сумежныя з кожным электродам ў напрамку процілеглых канцоў сепаратара. Электрычнае поле, неабходна толькі перамяшчаць часціцы малой долю сантыметра, каб перамясціць часціцу з левага пераходу да правага перамяшчэнню патоку. Противоточной паток падзяляюць часціц і пастаянны трибоэлектрический зарад ад сутыкненняў часціц забяспечвае падзел шматступеннага і прыводзіць да найвышэйшай чысціні і аднаўленню ў блоку однопроходная. Высокая хуткасць стужкі дазваляе вельмі высокую прапускную здольнасць, да 40 тон у гадзіну на адным сепаратары. Шляхам рэгулявання розных параметраў працэсу, прылада дазваляе аптымізаваць мінеральны клас і аднаўлення.
фігура 1. Схема трибоэлектрического істужачнага сепаратара
Канструкцыя сепаратара з'яўляецца адносна просты. Рэмень і звязаныя з імі ролікі з'яўляюцца толькі рухаюцца часткі. Электроды з'яўляюцца стацыянарнымі, і складаецца з адпаведнага трывалага матэрыялу. Стужка выканана з пластыкавага матэрыялу. Даўжыня сепаратара электрода складае прыблізна 6 метры (20 футаў.) і шырыня 1.25 метры (4 футаў.) для поўнага памеру камерцыйных адзінак. Спажыванне электраэнергіі менш, чым 2 кілават-гадзіна на тону апрацаванага матэрыялу з большай магутнасці, спажыванай двума рухавікамі прываднага рамяня.
фігура 2. Дэталь зоны падзелу
Працэс цалкам сухі, не патрабуе ніякіх дадатковых матэрыялаў і не вырабляе сцёкавых вод або выкідаў у атмасферу. Для мінеральных падзелаў сепаратар забяспечвае тэхналогію для таго каб паменшыць спажыванне вады, падоўжыць тэрмін службы рэзерваў і / або аднаўлення і перапрацоўкі хвостохранилищ.
Кампактнасць сістэмы забяспечвае гнуткасць у канструкцыі ўстаноўкі. Тэхналогіі падзелу стужкі Трыбой электрастатычнае з'яўляецца надзейнай і прамыслова даказана, і ўпершыню быў ужыты ў прамысловасці да апрацоўкі вугалю лятучай попелу згарання ў 1997. Тэхналогія эфектыўная пры падзеле часціц вугляроду ў выніку няпоўнага згарання вугалю, з шклопадобных алюмасілікаты мінеральных часціц у попеле,. Тэхналогія адыгрывае важную ролю ў забеспячэнні рэцыркуляцыі багатых карысных выкапняў лятучай попелу ў якасці замены цэменту ў вытворчасці бетону.
з 1995, па 20 мільён тон прадукту лятучай попелу былі апрацаваны з дапамогай Stet сепаратараў, устаноўленых у ЗША. Гісторыя прамысловасці падзелу лятучай попелу прыведзена ў табліцы 4.
Пры апрацоўцы мінералаў, трибоэлектрический тэхналогіі істужачнага сепаратара выкарыстоўваецца, каб аддзяліць шырокі спектр матэрыялаў, у тым ліку кальцыту / кварц, тальк / магнезіта, і барыт / кварц.
фігура 3. Камерцыйны Трыбой электрастатычнае істужачны сепаратар
табліца 4. Прамысловае прымяненне Трыбой-электрастатычнага падзелу пояса для лятучай попелу.
| ўтыліта / электрастанцыя | размяшчэнне | Пачатак камерцыйных аперацый | падрабязней Facility |
|---|---|---|---|
| Duke Energy - Roxboro станцыя | Паўночная Караліна ЗША | 1997 | 2 сепаратары |
| мовы энергіі- Brandon Shores | Мэрыленд ЗША | 1999 | 2 сепаратары |
| Scottish Power- Longannet станцыя | Шатландыя Велікабрытанія | 2002 | 1 сепаратар |
| Джексонвилл электра-St. Пауэр-парк Джонс-Рывер | Фларыда ЗША | 2003 | 2 сепаратары |
| Паўднёвая Місісіпі Electric Power -R.D. заўтра | Місісіпі ЗША | 2005 | 1 сепаратар |
| New Brunswick Power-Belledune | New Brunswick Канада | 2005 | 1 сепаратар |
| Аб Зваротныя-Дидкот станцыя | Англія Вялікабрытанія | 2005 | 1 сепаратар |
| Станцыя Talen Energy-Brunner Island | Пэнсыльванія ЗША | 2006 | 2 сепаратары |
| -Big Electric Bend Station Tampa | Фларыда ЗША | 2008 | 3 сепаратары |
| Аб Зваротнай Aberthaw-станцыі | уэльс Велікабрытанія | 2008 | 1 сепаратар |
| -Energy West Burton Station EDF | Англія Вялікабрытанія | 2008 | 1 сепаратар |
| ЗГП (Лафарж цэмент / Цэх Янікасода СП) | Польшча | 2010 | 1 сепаратар |
| Карэя Паўднёва харчаванне- Ёнхын | Паўднёвая Карэя | 2014 | 1 сепаратар |
| ПГНіГ Тэрміка-Серкіркі | Польшча | 2018 | 1 сепаратар |
| Taiheiyo Cement Company-Chichibu | Японія | 2018 | 1 сепаратар |
| Армстронг лятучы попел- Eagle Cement | Філіпіны | 2019 | 1 сепаратар |
| Карэя Паўднёва харчаванне- Самчхонпо | Паўднёвая Карэя | 2019 | 1 сепаратар |
2.2.2 Стэндавыя выпрабаванні шкалы
Стандартныя тэхналагічныя выпрабаванні праводзіліся вакол канкрэтнай мэты павысіць канцэнтрацыю Al_2 O_3 і знізіць канцэнтрацыю мінералаў. Выпрабаванні праводзіліся на стэндавы сепаратары пры пакетных умовах, з выпрабаваннямі, праведзеныя ў двух экземплярах для імітацыі стацыянарнага стану, і пераканайцеся, што любы магчымы эфект пераносу з папярэдняга стану не разглядалася. Перад кожным выпрабаваннем, невялікі корму подвыборка збіралі (пазначаны як «паток»). Пасля ўстаноўкі ўсіх зменных аперацыі, матэрыял падаюць у сепаратар стэндавага з дапамогай электрычнага прылады падачы вібрацыйнай праз цэнтр стэндавага сепаратара. Узоры былі сабраны ў канцы кожнага эксперыменту і вагі канчатковага прадукту 1 (пазначаны як «E1») і канчатковы прадукт 2 (пазначаецца як «E2») былі вызначаны з выкарыстаннем прававой для гандлю падліку шкалы. Для баксітаў узораў, «E2» адпавядае баксітаў багатых прадукту. Для кожнага набору подвыборок (гэта значыць, падача, E1 і E2) ЗАКАНАДАЎСТВА, Main аксідаў складу па РФУ, была вызначана рэактыўная дыяксід крэмнія і аксід алюмінія даступны. ДРЛА характарыстыкі праводзілі на выбраных подвыборках.
3.0 Вынікі і абмеркаванне
3.1. узоры мінералогіі
Вынікі колькаснага аналізу РФА для узораў корму ўключаны ў Табліцы 5. Большасць узораў былі ў асноўным складаецца з гиббсита і розныя колькасці гетита, гематыт, каалін, і кварц. Ільменіт і анатазный былі таксама відавочныя ў невялікіх колькасцях у большасці узораў.
Быў змена мінеральнага складу для S6 і S7, паколькі гэтыя ўзоры былі корму ў асноўным складаецца з дыяспар з нязначнымі колькасцямі кальцыту, гематыт, гетитом, бемит, каалін, Гібса, кварц, анатазный, і рутил выяўлення. Аморфная фаза была таксама выяўлена ў S1 і S4, і ў дыяпазоне ад прыкладна 1 у 2 адсоткаў. Гэта, верагодна, абумоўлена альбо наяўнасцю смектита мінерала, ці не крышталічны матэрыял. Бо гэты матэрыял не можа быць непасрэдна вымеранае, Вынікі для гэтых узораў варта лічыць набліжанымі.
3.2 Стэндавыя маштабныя эксперыменты
Серыя выпрабавальных прабегаў былі праведзены на кожным узоры мінеральнай накіраванай на максімальную Al2O3 і памяншэння ўтрымання SiO_2. Віды канцэнтруюцца ў баксітаў багатых прадукту будуць сведчыць аб станоўчым паводзінах зарадкі. Вынікі прыведзены ў табліцы 6
табліца 5. XRD-аналіз узораў корму.
табліца 6. зводныя вынікі.
Тэставанне з дапамогай СЭТ сепаратар прадэманстравалі настольны значнае перамяшчэннем Al2O3 для ўсіх узораў. Падзел Al2O3 назіралася для S1-5, якія былі ў асноўным Гібса, а таксама для S6-7, якія былі ў асноўным дыяспар. У дадатак, іншыя асноўныя элементы Fe2O3, SiO2 і TiO2, прадэманстраваў значнае рух у большасці выпадкаў. Для ўсіх узораў, рух страты пры гартаванні (ЗАКАНАДАЎСТВА) а затым рух Al2O3. З пункту гледжання рэактыўнага кремнезема і даступнага аксіду алюмінія, для S1-5, якія амаль усе Гібса (тригидрат алюмінію) значэнні павінны быць разгледжаны пры 145 ° С, а для S6-7, для якіх дамінуючай мінерал дыяспар (моногідрат алюмінія,) значэнні павінны быць ацэнены пры тэмпературы 235 ° C. Для ўсіх узораў тэставання з сут стендовых сепаратар прадэманстраваў значнае павелічэнне даступнага аксіду алюмінія і значнае памяншэнне рэактыўнага кремнезема да прадукту для абодвух тригидрата і моногідрат узораў баксітаў. Рух асноўных мінеральных відаў таксама назіралася і графічна паказана на малюнку 4.
З пункту гледжання мінералогіі, СЭТ сепаратар прадэманстраваў настольных канцэнтрацыі гліназёму відаў падшыпнікаў гиббсита і дыяспар да баксітаў багатых прадукту пры адначасовым адхіленні іншых відаў жыльных. фігуры 5 і 6 паказаць селектыўнасць мінеральных фаз ў баксітаў багатых прадукту для тригидрата і моногідрат узораў, адпаведна. Селектыўнасць разлічвалі як рознасць паміж масай выправай да прадукту для кожных мінеральных відаў і агульнае аднаўленне масы да прадукту. Станоўчая селектыўнасць сведчыць аб канцэнтрацыі мінеральных соляў у баксітаў багатых прадукту, і агульнага станоўчага паводзін зарадкі. насуперак, велічыня адмоўнай селектыўнасці з'яўляецца паказчыкам канцэнтрацыі ў баксітаў збедненага копроизведения, і агульнага негатыўнага паводзін зарадкі.
Для ўсіх узораў тригидрата нізкатэмпературных (гэта значыць, S1, S2 і S4) каалін выстаўлены адмоўнае паводзіны зарадкі і канцэнтруе да баксітаў збедненых пабочнага прадукту ў той час як Гібс канцэнтруе да баксітаў багатых прадукту (фігура 5). Для ўсіх узораў высокатэмпературных моногідрат (гэта значыць, S6 і S7) абодва рэактыўныя кремнезем мінералы, каалін і кварц, паказаў адмоўнае паводзіны зарадкі. для апошняга, дыяспары і бемят паведамілі баксіты багатага прадукту і паказалі станоўчае паводзіны зарадкі (фігура 6).
фігура 5. Выбіральнасць мінеральных фаз ў прадукце.
фігура 6. Выбіральнасць мінеральных фаз ў прадукце.
Вымярэння даступнага аксіду алюмінія і дыяксід крэмнія дэманструюць рэактыўны істотнае рух. Пры нізкіх тэмпературах баксітаў (S1-S5), колькасць реакционноспособного дыяксіду крэменяў, прысутныя ў разліку на адзінку даступнага аксіду алюмінія было зніжана з 10-50% на адноснай аснове (фігура 7). Падобнае зніжэнне назіралася ў высокатэмпературных баксітаў (S6-S7) як можна бачыць на дуль 7.
Баксіты да аксіду алюмінія разлічвалі як велічыню, зваротную даступнага аксіду алюмінія. Баксіты да аксіду алюмінія зменшылася на паміж 8 - 26% у адносным выражэнні для ўсіх выпрабаваных узораў (фігура 8). Гэта мае сэнс, паколькі ён уяўляе сабой эквівалентнае зніжэнне масавага расходу баксітаў, які павінен быць пададзены ў працэсе Байера.
фігура 7. Рэактыўны SiO 2 у разліку на адзінку паступлення Al2O3
фігура 8. Баксіт да аксіду алюмінія.
3.3 абмеркаванне
Эксперыментальныя дадзеныя дэманструюць, што СЭТ сепаратар павялічыўся даступны Al2O3 пры адначасовым зніжэнні ўтрымання SiO_2. фігура 9 ўяўляе сабой канцэптуальную схему чаканых пераваг, звязаных з скарачэннем рэактыўнага кремнезема і павелічэнне даступнага аксіду алюмінія да працэсу Байера. Аўтары падлічылі, што фінансавая выгада на пераплаўляць гліназёму будзе знаходзіцца ў дыяпазоне $15-30 Даляраў ЗША за тону гліназёмным прадукту. Гэта адлюстроўвае пазбягала кошту ад каўстычнай соды прайграла дэ-silicaton прадукт (DSP), Эканомія энергіі ад зніжэння ўкладу баксітаў на нафтаперапрацоўчы завод, памяншэнне чырвонага пакалення бруду і невялікі паток даход ад продажу нізкагатунковага баксітаў пабочнага прадукту вытворцаў цэменту. фігура 9 Контуры чаканыя выгады ад рэалізацыі STET triboelectrostatic тэхналогіі як сярэдняе для папярэдняга канцэнтрату баксітаў папярэдняга працэсу Байера.
Ўстаноўка працэсу падзелу STET для баксітаў папярэдняй апрацоўкі можа быць выканана альбо на гліназёмным або самога баксітавыя рудніка. аднак, працэс СЭТ патрабуе сухога драбнення баксітавыя руд перад падзелам, вызваліць жыльных, таму лагістыка драбнення і перапрацоўкі баксітаў на заводзе можа быць больш простым.
Як адзін з варыянтаў – сухія баксіты будуць зазямліць з выкарыстаннем добра адпрацаванай тэхналогіі памолу сухі, напрыклад вертыкальная валковым млын або ўдарная млын. Тонкоизмельченный баксіт быў бы аддзелены ад працэсу STET, з высокім гліназёму баксітаў прадукту адпраўляецца на гліназёмным. Ўстаноўка сухога памолу дазволіць ліквідацыі мокрага памолу традыцыйна выкарыстоўваецца ў працэсе Баер. Мяркуюцца, што эксплуатацыйныя выдаткі сухога памолу будуць прыкладна параўнальныя з эксплуатацыйнымі выдаткамі мокрага драбнення, асабліва ўлічваючы мокрае драбненне, які выконваецца сёння выконваецца на моцна шчолачны сумесі, што прыводзіць да значных выдатках на тэхнічным абслугоўванне.
Сухую нізкагатунковага баксітаў пабочны прадукт (хвасты) ад працэсу падзелу будзе прададзены вытворчасць цэменту ў якасці крыніцы аксіду алюмінія. Баксіт звычайна дадаюць у вытворчасці цэменту, і сухі пабочны прадукт, у адрозненне ад чырвонага шлама, не ўтрымлівае натрый, які б прадухіліць яго выкарыстанне пры вытворчасці цэменту. Гэта забяспечвае завод з метадам valorizing матэрыялу, які б у адваротным выпадку выхаду з працэсу ачысткі, як чырвоны шлам, і запатрабуе працяглага захоўвання, якая прадстаўляе кошт.
Разлік эксплуатацыйных выдаткаў ажыццяўляецца аўтарамі ацэньвае выгады праекта па $27 Даляраў ЗША за тону гліназёму, з асноўнымі уздзеянняў дасягаецца за кошт скарачэння каўстычнай соды, памяншэнне чырвонага шлама, валоризации з сумеснага прадукту і эканоміі паліва за кошт зніжэння аб'ёму баксітаў да нафтаперапрацоўчага завода. таму 800,000 тон у год завод можа разлічваць на фінансавую выгаду $21 M USD у год (глядзі малюнак 10). Гэты аналіз не ўлічвае патэнцыйную эканомію ад зніжэння імпартных або лагістычных выдаткаў баксітаў, які можа дадаткова павысіць аддачу праекта.
фігура 10. Перавагі Рэактыўная Silica Скарачэнне і даступнае павелічэнне гліназёмным.
4.0 высновы
У зняволенні, сухая апрацоўка з магчымасцямі STET Сепаратар прапануе ствараць каштоўнасці для баксітаў вытворцаў і перапрацоўшчыкаў. Папярэдняя апрацоўка баксітаў да перапрацоўкі дазволіць знізіць выдаткі на хімічныя, знізіць аб'ём генераванага чырвонага шлама і мінімізацыі збояў працэсу. STET тэхналогія можа дазволіць баксітаў працэсараў ператварыць неметаллургический клас у металургічны гатунку баксіты - якія маглі б паменшыць патрэба ў імпарце баксітаў і / або падоўжыць тэрмін выхаду з кар'ера рэсурсаў. Працэс СТЕТ таксама можа быць рэалізаваны, каб генераваць больш высокае якасць не-металургічнага гатунку і металургічнага гатункі баксітаў, і цэменту баксітаў пабочных прадуктаў да працэсу Байера.
Працэс СЭТ патрабуе мала папярэдняй апрацоўкі мінерала і працуе на высокай магутнасці - да 40 тон у гадзіну. Спажыванне энергіі менш 2 кілават-гадзін на тону апрацаванага матэрыялу. акрамя таго, працэс STET з'яўляецца поўнай камерцыялізацыі тэхналогіі ў абагачальнай, і, такім чынам, не патрабуе распрацоўкі новай тэхналогіі.
спасылкі
1. Bergsdalen, Havard, Anders H. Strømman, і Эдгар G. Hertwich (2004), “Галіне сярод алюмінія, Тэхналогія і вытворчасць”.
2. Гэта, Subodh K., і Weimin Інь (2007), “Ва ўсім свеце алюмініевай эканомікі: Сучасны стан галіны” давайце 59.11, стар. 57-63.
3. Vincent G. ўзвышша & Эррол D. Sehnke (2006), «Баксітаў», у Industrial Minerals & скалы: тавараў, рынкі, і выкарыстанню, Грамадства горназдабыўной прамысловасці, Металургія і Exploration Inc., Englewood, Каларада, стар. 227-261.
4. Эванс, кругагляд (2016), “гісторыя, праблемы, і новыя распрацоўкі ў галіне кіравання і выкарыстання рэшткаў баксітаў”, Часопіс ўстойлівага металургіі 2.4, стар. 316-331
5. Gendron, Robin S., дыванкі Ingulstad, і Эспен Storli (2013), «Алюмініевая руда: палітэканомія глабальных баксітаў прамысловасці », UBC Press.
6. шланг, H. R. (2016), “баксіты мінералогіі”, Эфірныя чытання ў лёгкіх металах, скакун, Чам, стар. 21-29.
7. Authier-Martin, Монік, і іншыя. (2001),”Мінералогіі баксітаў для атрымання металургічнага завода гліназёму », давайце 53.12, стар. 36-40.
8. ўзвышша, V. G., і R. J. Робсон (2016), “Класіфікацыя баксітаў з заводам пункту гледжання Bayer”, Эфірныя чытання ў лёгкіх металах, скакун, Чам, стар. 30-36.
9. Songqing, Gu (2016). “Кітайскія баксіты і яго ўплыў на вытворчасці гліназёму ў Кітаі”, Эфірныя чытання ў лёгкіх металах, скакун, Чам, стар. 43-47.
10. Habashi, Фатх (2016) “Сто гадоў працэсу Байера для вытворчасці гліназёму” Эфірныя чытання ў лёгкіх металах, скакун, Чам, стар. 85-93.
11. Адамсон, А. Н., Е. J. Bloore, і а. R. Карр (2016) “Асноўныя прынцыпы праектавання працэсу Байера”, Эфірныя чытання ў лёгкіх металах, скакун, Чам, стар. 100-117.
12. Anich, Іван, і іншыя. (2016), “Гліназёмным тэхналогіі дарожнай карты”, Эфірныя чытання ў лёгкіх металах. скакун, Чам, стар. 94-99.
13. лю, Wanchao, і іншыя. (2014), “ацэнка стану навакольнага асяроддзя, кіраванне і выкарыстанне чырвонага шлама ў Кітаі”, Часопіс чыстага вытворчасці 84, стар. 606-610.
14. Эванс, кругагляд (2016), “гісторыя, праблемы, і новыя распрацоўкі ў галіне кіравання і выкарыстання рэшткаў баксітаў”, Часопіс ўстойлівага металургіі 2.4, стар. 316-331.
15. лю, Yong, Chuxia Lin, і Yonggui У (2007), “Характарыстыка чырвонага шлама, атрыманы з камбінаванага працэсу Байера і баксітаў метадам гартавання”, Часопіс небяспечных матэрыялаў 146.1-2, стар. 255-261.
16. U.S. геалагічнае (USGS) (2018), «Баксітаў і глинозем», у баксітаў і гліназёму статыстыкі і інфармацыі.
17. Paramguru, R. K., P. З. рат, і V. N. Мишра (2004), “Тэндэнцыі выкарыстання чырвонага шлама-агляд”, Mineral Processing & якая здабывае Metall. абарот. 2, стар. 1-29.
18. Manouchehri, H, Hanumantha Роа, Да, & форс Mountain, Да (2000), «Агляд электрычных метадаў падзелу, частка 1: фундаментальныя аспекты, карысныя выкапні & Металургічная вытворчасць », аб. 17, няма. 1, С. 23-36.
19. Manouchehri, H, Hanumantha Роа, Да, & форс Mountain, Да (2000), «Агляд электрычных метадаў падзелу, частка 2: практычныя меркаванні, карысныя выкапні & Металургічная вытворчасць », аб. 17, няма. 1, С. 139-166.
20. Ролстон O. (1961), Электрастатычнае Падзел змешаных грануляваных цвёрдых тэл, Elsevier Publishing Company, з друку.
