Elekti lingvon:
La ST Equipment & Technology LLC (STET) tribo-elektrostatika zona apartigilo ideale taŭgas por profiti tre bone (<1μm) al modere kruda (500μm) mineralaj eroj, kun tre alta trairo. Eksperimentaj trovoj pruvis la kapablon de la STET-apartigilo profitigi baŭksitajn specimenojn per pliigo de disponebla alumino samtempe reduktante reaktivan kaj totalan silikon.. STET-teknologio estas prezentita kiel metodo por ĝisdatigi kaj antaŭ-koncentri baŭksitajn kuŝejojn por uzo en alumino-produktado. Seka prilaborado per la STET-apartigilo rezultigos redukton de operaciaj kostoj de rafinejo pro malpli granda konsumo de morda sodo., ŝparado de energio pro malpli alta volumo de inertaj oksidoj kaj redukto de volumo de restaĵoj de alumino-rafinejo (ARR aŭ ruĝa koto). Krome, la STET-teknologio povas oferti al alumino-rafinistojn aliajn avantaĝojn inkluzive de pliigitaj ŝtonminejaj rezervoj, etendo de ruĝa koto forĵeta vivo, kaj plilongigita funkcianta vivo de ekzistantaj bauxitaj minoj plibonigante ŝtonan uzadon kaj maksimumigante resaniĝon. La senakva kaj sen chemicalemia kromprodukto produktita per la STET-procezo estas uzebla por fabrikado de cemento en altaj volumoj sen antaŭtraktado, kontraste al ruĝa koto, kiu limigis utilan reuzadon.
1.0 Enkonduko
Aluminio produktado estas de centra graveco por la minado kaj metalurgio industrio kaj fundamenta por diversaj industrioj [1-2]. Dum aluminio estas la plej ofta metala elemento trovita en la mondo, en tuta ĉirkaŭ 8% de la tera krusto, kiel elemento estas reakciaj kaj tial ne okazas nature [3]. Tial, aluminio-riĉaj erco bezonoj esti rafinita por produkti alúmina kaj aluminio, rezultante en signifa generacio de restaĵoj [4]. Ĉar la kvalito de baŭksito deponejoj tutmonde malpliiĝo, la generacio de restaĵo pliiĝas, metante defiojn al la alúmina kaj aluminio-farado industrio en terminoj de prilaborado kostoj, kostoj de dispono kaj la efiko sur la medio [3].
La primara starta materialo por aluminio agordo estas baŭksito, la monda ĉefa komerca fonto de aluminio [5]. Bauxite estas riĉigita aluminio hidróxido sedimenta roko, produktitaj de la laterization kaj erozio de rokoj riĉaj je fero oksidoj, aluminio oksidoj, aŭ ambaŭ komune enhavantaj kvarco kaj argiloj kiel kaolinon [3,6]. Bauxite rokoj konsistas plejparte de la aluminio mineraloj gibbsite (Al(OH)3), boehmite (c-Alo(OH)) kaj diaspore (a-Alo(OH)) (tablo 1), kaj estas kutime miksita kun la du feraj oksidoj goethite (MALBELA(OH)) kaj hematito (Fido2Aŭ3), la aluminio argila mineralo kaolinite, malgrandaj kvantoj de anatase kaj / aŭ titania (TiO2), ilmenite (FeTiO3) kaj aliaj malpuraĵoj en plej malgranda aŭ spuron kvantoj [3,6,7].
La terminoj trihydrate kaj monohidrato estas komune uzita de industrio por diferenci diversajn tipojn de baŭksito. Bauxite kiu tute aŭ preskaŭ ĉiujn gibbsite kiuj semas nomiĝas trihydrate erco; se boehmite aŭ diaspore estas la dominanta mineraloj estas nomata kiel monohidrato erco [3]. Miksaĵoj de gibbsite kaj boehmite estas komuna en ĉiuj specoj de bauxites, boehmite kaj diaspore malpli ofta, kaj gibbsite kaj diaspore rara. Ĉiu tipo de bauxita erco donacojn propran defioj laŭ minerala prilaborado kaj Beneficiation por la generacio de alúmina [7,8].
tablo 1. Kemia komponado de Gibbsite, Boehmite kaj Diaspore [3].
| kemia Kunmetaĵo | Gibbsite AL(OH)3 or Al2O3.3H2la | Boehmite ALO(OH) or Al2la3.H2la | Diaspore ALO(OH) or Al2la3.H2la |
|---|---|---|---|
| Al2la3 wt% | 65.35 | 84.97 | 84.98 |
| (OH) wt% | 34.65 | 15.03 | 15.02 |
Bauxite deponejoj estas disvastiĝis tutmonde, plejparte okazas en tropikaj aŭ subtropikaj regionoj [8]. Bauxite minado de kaj metalurgia kaj ne-metalurgia grado menas estas analoga al la minería de aliaj industriaj mineraloj. kutime, la Beneficiation aŭ traktado de baŭksito estas limigita al disbatanta, kribrado, lavi, kaj sekigante de la kruda erco [3]. Flotation estis uzata por la modernigo de iuj malalta grado bauxita menas, tamen ĝi ne pruvita alte elektemaj ĉe malakcepti kaolinite, grava fonto de reactivos siliko speciale en trihydrate bauxites [9].
La plejparto de bauxita produktitaj en la mondo estas uzata kiel fonto por la fabrikado de alúmina per la Bayer procezo, malsek-kemia kaŭstika-lesiva metodo en kiu la Al_2 O_3 estas dissolvita el la baŭksitroko uzante kaŭstikan sodan riĉan solvon ĉe alta temperaturo kaj premo [3,10,11]. Sinsekve, la plejparto de alúmina estu uzataj kiel fonto por la produktado de aluminio metalo per la Hall-Héroult procezo, Kiu okupas elektroliza redukto de alúmina en bano de criolita (Na3AlF6). Ĝi prenas ĉirkaŭ 4-6 tunojn da sekigitaj baŭksito por produktajxoj 2 t de alúmina, kiu laŭvice rendimenta 1 t de aluminio metalo [3,11].
La Bayer procezo estas komencita de miksanta lavis kaj fajne muelitaj baŭksito kun la Leach solvo. La rezultanta slurry enhavantaj 40-50% solidoj estas poste deinterne kaj varmigita per vaporo. Je tiu paŝo kelkaj el la alúmina estas solvita kaj formas solvebla natrio alumino (NaAlO2), sed pro la ĉeesto de reactivos siliko, kompleksa natrio aluminio silicato ankaŭ precipitados kiu reprezentas perdon de kaj alúmina kaj sodo. La rezultanta slurry lavo, kaj la ceteran parton generita (tio estas:, ruĝa koto) estas transverŝita. Natrio alumino tiam estas precipitado eksteren kiel aluminio trihydrate (Al(OH)3) tra semante procezo. La rezulta acida sodo solvo estas recircula en la Leach solvo. fine, la filtrita kaj lavis solida alúmina trihydrate estas pafita aŭ calcinada por produkti alúmina [3,11].
Lixiviación temperaturoj povas intervali de 105 ° C al 290 ° C kaj responda premoj intervalas de 390 kPa al 1500 kPa. Pli malaltaj temperaturoj oscilas estas uzataj por baŭksito en kiu preskaŭ ĉiuj haveblaj alúmina ĉeestas kiel gibbsite. La pli altaj temperaturoj estas necesaj por fosi deponan baŭksiton havantan grandan procenton de boehmito kaj diasporo.. Je temperaturoj de 140 ° C aŭ malpli, nur grupoj de gibsito kaj kaolino estas solveblaj en la kaŭstika soda alkoholaĵo kaj tial tia temperaturo estas preferata por la prilaborado de trihidrata alumino . Ĉe temperaturoj pli grandaj ol 180 ° C alúmina ĉeestas kiel trihydrate kaj monohidrato estas reakirebla en solvo kaj ambaŭ argiloj kaj libera kvarco iĝi reactivos [3]. Operaciante kondiĉoj kiel ekzemple temperaturo, premo kaj reactivo dozon estas influitaj de la tipo de bauxita kaj tial ĉiu alúmina rafinejo estas adaptita al specifa tipo de bauxita erco. La perdo de multekostaj acida sodo (NaOH) kaj la generacio de ruĝa koto estas ambaŭ rilataj al la kvalito de bauxita uzata en la rafinado. Ĝenerale, la malaltigi la Al_2 O_3 enhavo de baŭksito, la pli granda la volumo de ruĝa koto kiu generos, kiel la ne-Al_2 O_3 fazoj estas malakceptitaj kiel ruĝa koto. Krome, La pli alta la kaolinite aŭ reactivos siliko enhavo de baŭksito, des pli ruĝa koto generos [3,8].
Alta grado bauxita enhavas ĝis 61% Al_2 O_3, kaj multaj mastruma baŭksito deponejoj -typically nomata kiel ne-metalurgia grado- estas bone sub tiu, foje tiel malaltaj kiel 30-50% Al_2 O_3. Pro la deziratan produkton estas alta pureco
Al_2 O_3, la ceteraj oksidoj en la baŭksito (Fido2Aŭ3, SiO2, TiO2, organika materialo) estas apartigitaj de la Al_2 O_3 kaj malakceptis kiel alúmina rafinejo restaĵoj (ARR) aŭ ruĝa koto per la Bayer procezo. Ĝenerale, la pli malalta kvalito la bauxita (tio estas:, malaltigi Al_2 O_3-enhavon) des pli ruĝa koto kiu generas por tuno de alúmina produkto. Krome, eĉ kelkaj Al_2 O_3 portanta mineralojn, precipe kaolinite, produkti nedezirindajn flanko reagoj dum la rafinado kaj konduki al pliigo de ruĝa koto generacio, kaj ankaŭ perdon de multekostaj acida sodo kemia, granda variablo kosto en la bauxita rafinado [3,6,8].
Ruĝa koto aŭ ARR reprezentas grandan kaj daŭranta defio por la aluminio industrio [12-14]. Ruĝa koto enhavas signifan postrestanta acida kemia postlasaĵo de la rafinado, kaj estas tre alkala, ofte kun pH de 10 - 13 [15]. Ĝi estas generita en grandaj volumoj tutmonde - laŭ la USGS, taksis tutmonda alúmina produktado estis 121 milionojn da tunoj en 2016 [16]. Tio rezultigis laŭtaksaj 150 milionojn da tunoj da ruĝa koto generita dum la sama periodo [4]. Malgraŭ daŭra esploro, ruĝa koto nuntempe havas malmultajn komerce farebla vojoj al utilaj re-uzo. Oni taksas, ke tre malmulte da ruĝa koto estas utile re-uzita tutmonde [13-14]. anstataŭe, la ruĝa koto estas pumpita de la alúmina rafinejo en stokado impoundments aŭ vertederos, kie ĝi estas stokita kaj monitoritaj ĝenerale kosto [3]. sekve, ambaŭ ekonomia kaj ekologia argumento povas esti farita por plibonigi la kvaliton de bauxita antaŭ rafinado, precipe se tia plibonigo povas esti farita tra malalta energio fizika disiĝo teknikoj.
Dum pruvita rezervojn de bauxita antaŭvideble lasta dum multaj jaroj, la kvalito de la rezervoj kiuj povas esti ekonomie Montrita malpliiĝas [1,3]. por rafinerioj, kiuj estas en la negoco de procesante bauxita fari alúmina, kaj finfine aluminio metalo, tio estas defio kun ambaŭ financaj kaj ekologiaj implicoj
Sekaj metodoj kiel ekzemple elektrostatika disiĝo eblas de intereso de la bauxita industrio por la antaŭ-koncentriĝo de bauxita antaŭ la Bayer procezo. Electrostatic apartigo metodoj kiuj uzas kontakton, aŭ tribo-elektra, ŝargado estas particularidad interesa pro sia potencialo por apartigi vasta gamo de miksaĵoj enhavantaj konduktiva, izola, kaj duone konduktiva partikloj. Tribo-elektra ŝarĝo okazas kiam diskreta, malsimilaj partikloj kolizias kun unu la alian, aŭ kun tria surfaco, rezultante en surfaco zorge diferenco inter la du partiklo tipoj. La signo kaj grando de la akuzo diferenco dependas en parto de la diferenco en elektronika afineco (aŭ verkon funkcio) inter la partiklo tipoj. Apartigo povas tiam esti atingita uzanta ekstere aplikita elektra kampo.
La tekniko estis uzita industrie en vertikala libera-falo tipo apartigiloj. En libera-falo apartigiloj, la partikloj unua akiri zorge, tiam falos de gravito tra aparato kun kontraŭaj elektrodoj kiuj aplikas fortan elektran kampon por deturni la trajektorion de la eroj laŭ signo kaj grandon de ilia surfaco zorge [18]. Liberaj-falo apartigiloj povas esti efikaj por kruda partikloj sed ne efika ĉe uzado partikloj fajna ol ĉirkaŭ 0.075 al 0.1 mm [19-20]. Unu el la plej promesante novaj evoluoj en seka minerala disiĝoj estas la tribo-elektrostatikaj zono apartigilon. Ĉi tiu teknologio etendis la eron grandeco gamo al pli fajna partikloj ol konvencia elektrostatika disiĝo teknologioj, en la gamo kie nur flosado sukcesis en la pasinteco.
Tribo-elektrostatikaj apartiga uzas elektran ŝarĝon diferencoj inter materialoj produktitaj de surfaco kontakton aŭ triboelectric ŝargado. En simplista manieroj, kiam du materialoj estas en kontakto, la materialon kun pli altan afinecon por electros gajnojn elektronoj tiel ŝanĝas negativa, dum materialon kun suba elektrona afinecon enspezas pozitiva.
La ST Equipment & teknologio (STET) tribo-elektrostatikaj zono separador proponoj romano Beneficiation vojo al pre-koncentrita bauxita menas. La STET seka apartiga procezo proponoj Bauxite produktistoj aŭ bauxita rafinerioj ŝancon plenumi antaŭ-Bayer-procezo modernigo de bauxita erco por plibonigi la kvaliton. Tiu aliro havas multajn avantaĝojn, inkludante tiuj: Redukto en operacii kosto de rafinejo pro plej malgranda konsumo de acida sodo per redukto enigo reactivo siliko; ŝparadoj en energio dum rafinado pro malaltigi volumo de inertaj oksidoj (Fido2la3, TiO2, Ne-reaktiva SiO2) eniri kun baŭksito; pli malgranda maso fluo de bauxita al rafinejo kaj tial malpli energio postulo por varmo kaj pressurize; redukto en ruĝa koto generacio volumo (tio estas:, ruĝa koto al alúmina rilatumo) forigante reactivo siliko kaj inerta oksido; kaj, pli strikta kontrolo super enigo bauxita kvalito kiu reduktas procezo maltrankviliĝoj kaj permesas rafinerioj al celo ideala reactivo siliko nivelo maksimumigi malpureco malakcepto. Plibonigita kvalito kontrolo super bauxita feed rafinejo ankaŭ maksimumigas uptime kaj produktiveco. Cetere, redukto en ruĝa koto volumo tradukas en malpli traktado kaj dispono kostoj kaj pli bona uzado de ekzistantaj vertederos.
La preprocesamiento de bauxita erco antaŭ la Bayer procezo povas proponi signifan avantaĝojn en terminoj de prilaborado kaj vendoj de tailings. Kontraste ruĝa koto, tailings de seka elektrostatika procezo enhavas neniun kemiaĵoj kaj ne reprezentas longtempa media stokado respondeco. Kontraste ruĝa koto, seka kromproduktoj / tailings de bauxita antaŭ-prilaborado operacio povas esti utiligita en cemento fabrikado kiel ekzistas neniu postulo por forigi la natrio, kiu estas malutila al cemento fabrikado. Fakte - baŭksito estas jam komunaj krudmaterialon por Portland cemento fabrikado. Etendante mastruma vivo de ekzistantaj bauxita minoj ankaŭ povas esti atingita per plibonigo de ŝtonminejo utiligo kaj maksimumigante reakiro.
2.0 eksperimentaj
2.1 Materialoj
STET kondukita antaŭ-farebleco studoj en super 15 malsamaj bauxita specimenoj el diversaj lokoj ĉirkaŭ la mondo uzante benko-skala apartigilon. De ĉi tiuj, 7 malsamaj specimenoj estis
tablo 2. Rezulto de kemia analizo bauxita specimenoj.
2.2 metodoj
Eksperimentoj estis faritaj uzante benko-skala tribo-elektrostatikaj zono apartigilon, poste nomata kiel 'benchtop apartigilon'. Benko-skalo testado estas la unua fazo de tri-fazo teknologio efektivigo procezo (Vidu Tablo 3) inkluzive benko-skala taksado, piloto-skalo testado kaj komerca-skalo efektivigo.
La benchtop apartigilon estas uzata por kribranta por pruvo de tribo-elektrostatika ŝarĝo kaj por kontroli ĉu materialo estas bona kandidato por elektrostatika Beneficiation. La ĉefaj diferencoj inter ĉiu peco de ekipaĵo estas prezentitaj en Tabelo 3. Dum la teamo uzita en ĉiu fazo diferencas en grandeco, la operacio principo estas fundamente la sama.
tablo 3. Tri-fazo efektivigo procezo uzante STET tribo-elektrostatikaj zono separador teknologio
| Phase | Used for: | Electrode Length cm | Type of Process |
|---|---|---|---|
| 1- Bench Scale Evaluation | Qualitative Evaluation | 250 | Batch |
| 2- Pilot Scale testado | Quantitative evaluation | 610 | Batch |
| 3- Commercial Scale Implementation | Commercial Production | 610 | Continuous |
Kiel povas vidi en Tablo 3, la ĉefa diferenco inter la benchtop separador kaj piloto-skalo kaj komercaj-skala apartigiloj estas ke la longo de la benchtop apartigilon estas proksimume 0.4 fojoj la longitudo de piloto-skalo kaj komercaj-skala unuoj. Kiel la apartigosigno efikeco estas funkcio de la elektrodo longo, benko-skalo testado povas esti uzata kiel anstataŭanto por piloto-skalo testado. Piloto-skalo testado estas necesa por determini la amplekson de la disiĝo, ke la STET procezo povas atingi, kaj determini se STET procezo povas renkonti la produkto celoj sub donita manĝas impostoj. anstataŭe, la benchtop apartigilon estas uzata por aŭtomate forigi kandidato materialoj kiuj estas neverŝajna por montri ajnan signifan disiĝo je la piloto-skalo nivelo. Rezultoj akiris sur la benko-skalo estos ne-optimumigita, kaj la disiĝo observita estas malpli ol kio estus observita sur komerca grandeco STET apartigilon.
Testado ĉe la piloto planto necesas antaŭ komerca skalo deplojo, tamen, testado ĉe la benko-skalo estas kuraĝigita kiel la unua fazo de la efektivigo procezo por ajna donita materialo. Plue, en kazoj en kiuj materialo havebleco estas limigita, la benchtop separador provizas utilan ilon por la projekcio de potenciala sukcesaj projektoj (tio estas:, projektoj en kiu la kliento kaj industrio kvalito celoj povas esti renkontita uzante STET teknologio).
2.2.1 STET Triboelectrostatic Zonon Apartigilo
En la tribo-elektrostatikaj zono apartigilon (figuro 1 kaj Figuro 2), materialo estas manĝita en la maldika breĉo 0.9 - 1.5 cm inter du paralelaj ebenaj elektrodoj. La eroj triboelectrically ŝargita fare interparticle kontakton. Ekzemple, en la kazo de bauxita specimeno kiun ĉefaj eroj estas gibssite, kaolinite kaj kvarco mineralaj eroj, la pozitive ŝargita (gibssite) kaj la negative ŝargita (kaolinite kaj kvarco) altiras al kontraŭa elektrodoj. La eroj tiam blovis per kontinuan moviĝas libera maŝo zono kaj transdonita en kontraŭaj direktoj. La zono movas la partikloj apud ĉiu elektrodo al ekstremaj kontraŭaj de la apartigilon. La elektra kampo devas nur movi la partikloj eta frakcio de centimetro movi partiklo de maldekstra-movanta al dekstra-movanta rivereto. La vendotablo nuna fluo de la disigante partikloj kaj konstanta triboelectric ŝargado de partiklo kolizioj provizas por multi-stadio apartiga kaj rezultigas bonega pureco kaj reakiro en unu-pass unuo. La alta zono rapido ankaŭ ebligas tre alta throughputs, ĝis 40 tunoj por horo sur sola disigilo. Kontrolante diversaj procezo parametroj, la aparato enkalkulas optimización de mineralaj grado kaj reakiro.
figuro 1. Skema de triboelectric zono apartigilon
La separador dezajno estas relative simpla. La zono kaj rilataj ruloj estas la solaj partoj móviles. La elektrodoj estas senmova kaj kunmetita de konvene durable materialo. La zono estas farita el mola materialo. La separador elektrodo longo estas proksimume 6 metroj (20 ft.) kaj la larĝo 1.25 metroj (4 ft.) por plena grandeco komercaj unuoj. La konsumo de energio estas malpli ol 2 kilovato-horo po tuno de materialo procesita kun la plejparto de la potenco konsumita de du motoroj veturanta la zono.
figuro 2. Detalo de apartiga zono
La procezo estas tute seka, postulas neniun plian materialoj kaj produktas neniun malŝparo akvo aŭ aero emisiones. Por minerala disiĝoj la separador provizas teknologion por redukti akvon uzado, etendi rezervo vivo kaj / aŭ reakiri kaj retrakti tailings.
La kompakteco de la sistemo enkalkulas flekseblecon en instalado dezajnoj. La tribo-elektrostatikaj zono apartiga teknologio estas fortika kaj industrie provita kaj estis unue aplikita industrie por la prilaborado de karbo brulado muŝo cindro en 1997. La teknologio estas efika en disigi karbono partikloj de la nekompleta brulado de karbo, de la vitra aluminosilicate mineralaj eroj en la muŝo cindro. La teknologio estis instrumenta en ebliganta recikli de la mineralo-riĉaj muŝo cindro kiel cemento anstataŭigo en konkreta produktado.
ekde 1995, super 20 milionoj da tunoj da produkto muŝo cindro estis traktitaj per la STET apartigiloj instalita en Usono. La industria historio de muŝo cindro apartiga estas listigita en Tablo 4.
En mineraloj rivelado, la triboelectric zono separador teknologio estis uzita por apartigi vasta gamo de materialoj inkluzive de kalcito / kvarco, talko / magnesita, kaj Barite / kvarco.
figuro 3. Komerca tribo-elektrostatikaj zono apartigilon
tablo 4. Industria apliko de tribo-elektrostatikaj zono monatajxa muŝo cindro.
| utileco / centralo | Loko | Komenco de komercaj operacioj | instalaĵo detaloj |
|---|---|---|---|
| Duko Energio - Roxboro Stacio | Norda Karolino Usono | 1997 | 2 Apartigiloj |
| energio lingvoj- Brandon Shores | Marilando Usono | 1999 | 2 Apartigiloj |
| skota Potenco- Longannet Stacio | Skotlando UK | 2002 | 1 Apartigilo |
| Jacksonville Electric-St. Johns River Power Park | Florido Usono | 2003 | 2 Apartigiloj |
| Suda Misisipa Elektra Energio -R.D. morgaŭ | Misisipio Usono | 2005 | 1 Apartigilo |
| New Brunswick Potenco-Belledune | New Brunswick Kanado | 2005 | 1 Apartigilo |
| DE npower-Didcot Stacio | Anglio Britio | 2005 | 1 Apartigilo |
| Talen Energy-Brunner Island Station | Pensilvanio Usono | 2006 | 2 Apartigiloj |
| Tampa Electric-Big Bend Stacio | Florido Usono | 2008 | 3 Apartigiloj |
| DE npower Aberthaw-Stacio | Kimrio UK | 2008 | 1 Apartigilo |
| EDF Energio-Okcidenta Burton Stacio | Anglio Britio | 2008 | 1 Apartigilo |
| ZGP (Lafarge Cement / Ciech Janikosoda JV) | Pollando | 2010 | 1 Apartigilo |
| Koreio Sudorienta Potenco- Yeongheung | Sudkoreio | 2014 | 1 Apartigilo |
| PGNiG Termika-Sierkirki | Pollando | 2018 | 1 Apartigilo |
| Taiheiyo Cement Company-Chichibu | Japanio | 2018 | 1 Apartigilo |
| Armstrong Muŝa Cindro- Aglo Cemento | Filipinoj | 2019 | 1 Apartigilo |
| Koreio Sudorienta Potenco- Samcheonpo | Sudkoreio | 2019 | 1 Apartigilo |
2.2.2 Benko-skalo testado
Normaj procezaj provoj estis faritaj ĉirkaŭ la specifa celo por pliigi la koncentriĝon de Al_2 O_3 kaj redukti la koncentriĝon de gangaj mineraloj. Testoj estis faritaj sur la benchtop apartigilon sub batch kondiĉoj, kun testado farita en duplikato simuli neŝanĝiĝema stato, kaj certigi ke iu ajn ebla transprenado efiko de la antaŭa kondiĉo estis rigardata. Antaŭ ĉiu testo, malgranda-servo sub-specimeno estis kolektita (nomita kiel 'Paŝtaĵo'). Sur subiranta tuta operacio variabloj, la materialo estis nutrita en la benchtop separador uzante elektra vibratorios manĝanto tra la centro de la benchtop apartigilon. Specimenoj estis kolektitaj en la fino de ĉiu eksperimento kaj la pezoj de produkto fino 1 (nomita kiel 'E1') kaj produkto fino 2 (nomita kiel 'Kaj2') estis determinitaj uzante jura-por-komerco kalkula skalo. Por bauxita specimenoj, 'Kaj2' respondas al la baŭksito-riĉaj produkto. Por ĉiu aro de sub-specimenoj (tio estas:, paŝtaĵo, Kaj1 kaj Kaj2) LEĜO, ĉefa oksidoj komponaĵo de XRF, reactivo siliko kaj disponeblaj alúmina estis decidita. XRD karakterizado estis realigita en elektita sub-specimenoj.
3.0 Rezultoj kaj diskuto
3.1. specimenoj Mineralogio
Rezultoj de la kvanta XRD analizoj por feed specimenoj estas inkluzivita en Tablo 5. La plimulto de la specimenoj estis ĉefe kunmetita de gibbsite kaj varianta kvantojn de goethite, hematito, kaolinite, kaj kvarco. Ilmenite kaj anatase estis ankaŭ evidenta en negrava kvantoj en la plimulto de la specimenoj.
Estis ŝanĝo en la minerala konsisto de S6 kaj S7 ĉar tiuj manĝas specimenoj estis ĉefe kunmetita de diaspore kun negrava kvantoj de kalcito, hematito, goethite, boehmite, kaolinite, gibbsite, kvarco, anatase, kaj rutile esti detektita. Amorfa fazo ankaŭ detektitaj en S1 kaj S4 kaj intervalis de proksimume 1 al 2 procento. Tio estis verŝajne pro aŭ la ĉeesto de smectite minerala, aŭ ne-kristala materialo. Ekde tiu materialo ne estis rekte mezurita, rezultoj por ĉi tiuj specimenoj devus esti konsiderata proksimuma.
3.2 Benko-skala eksperimentoj
Serio de provo runs estis farita sur ĉiu minerala specimeno celanta maksimumigante Al2O3 kaj malpliiĝas SiO_2 enhavo. Specioj koncentrante la baŭksito-riĉaj produkto estos indika de pozitiva ŝarĝo konduto. Rezultoj estas montrita en Tablo 6
tablo 5. XRD analizo de nutrado specimenoj.
tablo 6. resumo Rezultoj.
Testado kun la STET benchtop separador montris signifan movadon de Al2O3 por ĉiuj specimenoj. Disiĝo de Al2O3 estis observita por S1-5 kiuj estis ĉefe gibbsite, kaj ankaŭ por S6-7 kiuj estis ĉefe diaspore. Krome, la aliaj gravaj elementoj de Fido2Aŭ3, SiO2 kaj TiO2 montris signifan movadon plejparte. Por ĉiuj specimenoj, la movado de perdo sur sparkado (LEĜO) sekvita movado de Al2O3. Laŭ reactivo siliko kaj disponeblaj alúmina, por S1-5 kiuj estas preskaŭ ĉiujn gibbsite (aluminio trihydrate) valoroj devus esti konsiderata je 145 ° C dum por S6-7 por kiu la dominanta mineralo estas diaspore (aluminio monohidrato) valoroj devus esti taksita je 235 ° C. Por ĉiuj specimenoj testado kun la STET benchtop separador montris gravan pligrandiĝon havebla alúmina kaj signifa redukto en reakciaj silikon al produkto por kaj trihydrate kaj monohidrato bauxita specimenoj. Movado de grava minerala specio ankaŭ observis kaj estas grafike montrita sube en Figuro 4.
Laŭ mineralogio, STET benchtop separador montris koncentriĝo de la alúmina kiuj semas specioj gibbsite kaj diaspore la baŭksito-riĉaj produkto dum samtempe malakcepti aliaj gangue specioj. figuroj 5 kaj 6 montru selectividad de mineralaj fazoj al la baŭksito-riĉaj produkto por trihydrate kaj monohidrato specimenoj, respektive. Selectividad estis kalkulita kiel la diferenco inter la maso sintenado al produkto por ĉiu minerala specio kaj la entuta maso reakiro al produkto. Pozitiva selectividad estas indika de mineralaj koncentriĝo al la baŭksito-riĉaj produkto, kaj de totala pozitiva ŝarĝo konduto. kontraŭe, negativan selectividad valoro estas indika de koncentriĝo por la baŭksito-maldika _coproduct_, kaj de totala negativa ŝarĝo konduto.
Por ĉiuj trihydrate malalta temperaturo specimenoj (tio estas:, S1, S2 kaj S4) kaolinite elmetis negativa akuzanta konduto kaj koncentrita al la baŭksito-maldika kun-produkto dum gibbsite koncentrita al la baŭksito-riĉaj produkto (figuro 5). Por ĉiuj monohidrato alta temperaturo specimenoj (tio estas:, S6 kaj S7) ambaŭ reactivos siliko kiuj semas mineraloj, kaolinite kaj kvarco, elmetis negativa akuzanta konduto. Por la lasta, diaspore kaj boehmite raportis al la baŭksito-riĉaj produkto kaj ekspoziciis pozitiva ŝarĝo konduto (figuro 6).
figuro 5. Selectividad de mineralaj fazoj al produkto.
figuro 6. Selectividad de mineralaj fazoj al produkto.
Mezuradoj de disponeblaj alúmina kaj reakciaj siliko montri substanca movado. Por malalta temperaturo bauxites (S1-S5), la kvanto de reactivo siliko nuna po unuo de disponeblaj alúmina estis reduktita de 10-50% sur relativa bazo (figuro 7). Simila redukto estis observita en la alta temperaturo bauxites (S6-S7) kiel ĝi povas vidi en Figuro 7.
La bauxita al alúmina rilatumo estis kalkulita kiel la inverso de la disponeblaj alúmina. La bauxita al alúmina rilatumo estis malpliigita je inter 8 - 26% en relativaj terminoj por ĉiuj specimenoj provitaj (figuro 8). Tio estas signifoplenan kiel reprezentas ekvivalenta redukto en maso fluo de bauxita kiu bezonu esti nutrita al la Bayer procezo.
figuro 7. Reactive SiO2 po unuo de Disponebla Al2O3
figuro 8. Bauxite al Alumina rilatumo.
3.3 diskuto
La eksperimentaj datumoj pruvas ke la STET separador pliigis havebla Al2O3 dum samtempe reduktante SiO_2 enhavo. figuro 9 donacojn conceptual diagramo de la atendita avantaĝoj asociitaj al la redukto de reactivos siliko kaj la pliigo de disponebla alúmina antaŭ la Bayer Procezo. La aŭtoroj kalkulas ke la financa profito al alúmina refandi estus en la gamo de $15-30 USD por tuno de alúmina produkto. Ĉi reflektas evitita kosto de acida sodo perdita al de-silicaton produkto (DSP), energidona ŝparado de redukti la enigo de baŭksito al la rafinejo, redukto en ruĝa koto generacio kaj malgranda enspezoj generitaj de la vendo de la malalta grado bauxita kromprodukto por cemento produktantoj. figuro 9 konturoj la atendita profitoj de efektivigi STET triboelectrostatic teknologio kiel meznombro por antaŭ-koncentrita bauxita erco antaŭ la Bayer procezo.
Instalado de la STET apartiga procezo por baŭksito antaŭ-prilaborado povus esti realigita aŭ ĉe la alúmina rafinejo aŭ la baŭksito mino mem. Tamen, la STET procezo postulas sekan muelantaj de la bauxita ercojn antaŭ disiĝo, liberigi la gangue, tial la loĝistiko mueli kaj procesante la bauxita en la rafinejo Eble pli simplaj.
Kiel unu opcion – la seka bauxita estus muelita uzante firme establita seka muelantaj teknologio, ekzemple vertikala rulila muelejo aŭ efiko muelilo. La fajne muelitaj bauxita estus disigitaj de la STET procezo, kun la alta alúmina bauxita produkto sendita al la alúmina rafinejo. La instalado de seka muelanta permesus por la elimino de muelita tradicie uzita dum la Bayer procezo. Ĝi supozas ke la mastruma kosto de seka muelanta estus krude komparebla al la mastruma kosto de muelita, speciale konsiderante la muelita prezentis hodiaŭ estas plenumita sur tre alkalaj miksaĵo, provokante granda vivtenado kostoj.
La seka malalta grado bauxita kun-produkto (tailings) de la procezo de disiĝo estus venditaj al cemento fabrikado kiel alúmina fonto. Bauxite estas kutime aldonita al cemento fabrikado, kaj la seka kun-produkto, malkiel ruĝa koto, ne enhavas natrio kiu malhelpus lia uzo en cemento fabrikado. Ĉi provizas la rafinejo per metodo de valorizing materialo kiu devus alie eliri la rafinado kiel ruĝa koto, kaj postulus longtempe stokado, reprezentanta kosto.
Mastruma kosto kalkulo farita per la aŭtoroj taksas projekton bono de $27 USD por tuno de alúmina, kun la gravaj efikoj atingita per redukto en acida sodo, redukto en ruĝa koto, valorigo de la kun-produkto kaj brulaĵo ŝparadoj pro pli malalta volumo de baŭksito al la rafinejo. sekve de 800,000 Tuno por jaro rafinejo povus atendi financa profito de $21 M USD jare (Vidu Figuro 10). Tiu analizo ne konsideras potencialan ŝparadoj de reduktante importado aŭ loĝistiko kostoj de baŭksito, kiuj povas plu plibonigi la projekto reveno.
figuro 10. Profitoj de Reactive Silica Redukto kaj Disponebla Alumina kresko.
4.0 konkludoj
En resumo, seka prilaborado kun la STET separador proponoj ŝancoj por generi valoro por baŭksito produktantoj kaj rafinerioj. La antaŭ-prilaborado de bauxita antaŭ rafinado reduktos kemiaj kostoj, malaltigi la volumo de ruĝa koto generita kaj minimumigi procezo maltrankviliĝoj. STET teknologio povus permesi bauxita procesoroj turni ne-metalurgia grado en metalurgia grado bauxita - kiu povus redukti neceso importitaj bauxita kaj / aŭ plilongigi eliranta ŝtonminejo rimedo vivo. STET procezo povus ankaŭ esti efektivigita por generi pli alta kvalito ne-metalurgia grado kaj metalurgia grado baŭksito, kaj cemento grado bauxita kromproduktoj antaŭ la Bayer procezo.
La STET procezo postulas iom antaŭ-traktadon de la mineralo kaj funkciigas ĉe alta kapacito - ĝis 40 tonojn por horo. Energio konsumado estas malpli ol 2 kilovato-horojn por tuno de materialo procesis. Plue, la STET procezo estas plene comercializado teknologio en mineraloj procesante, kaj tial ne postulas la disvolviĝo de nova teknologio.
Referencoj
1. Bergsdalen, Havard, Anders H. Strømman, kaj Edgar G. Hertwich (2004), “La aluminio industrio-medio, teknologio kaj produktado”.
2. la, Subodh K., kaj Weimin Yin (2007), “La tutmonda aluminio ekonomio: La aktuala stato de la industrio” LET'S 59.11, pp. 57-63.
3. Vincento G. monteto & Errol D. Sehnke (2006), "Bauxita", en Industria Mineraloj & rokoj: varoj, merkatoj, kaj Uzoj, Socio por Mining, Metalurgio kaj Esplorado Inc., Englewood, CO, pp. 227-261.
4. Evans, Ken (2016), “la historio, defioj, kaj novaj evoluoj en la administrado kaj uzo de bauxita restaĵo”, Ĵurnalo de Daŭrigebla Metalurgio 2.4, pp. 316-331
5. Gendron, Robin S., matoj Ingulstad, kaj Espen Storli (2013), "Aluminio erco: la politika ekonomio de la tutmonda bauxita industrio ", UBC Gazetaro.
6. Hose, H. R. (2016), “Bauxite mineralogio”, Esencaj Legadoj en Lumo Metaloj, Springer, Cham, pp. 21-29.
7. Authier-Martin, Monique, et al. (2001),”La mineralogio de baŭksito por produktado fundición-grado alúmina ", LET'S 53.12, pp. 36-40.
8. monteto, V. G., kaj R. J. Robson (2016), “La klasifiko de bauxites de la Bayer planto starpunkto”, Esencaj Legadoj en Lumo Metaloj, Springer, Cham, pp. 30-36.
9. Songqing, gu (2016). “Ĉina bauxita kaj Pli Influoj sur Alumina Produktado en Ĉinio”, Esencaj Legadoj en Lumo Metaloj, Springer, Cham, pp. 43-47.
10. Habashi, Fathi (2016) “Al Cent Jaroj de la Bayer Procezo por Alumina Produktado” Esencaj Legadoj en Lumo Metaloj, Springer, Cham, pp. 85-93.
11. Adamson, A. N., E. J. Bloore, kaj A. R. Carr (2016) “Bazaj principoj de Bayer procezo dezajno”, Esencaj Legadoj en Lumo Metaloj, Springer, Cham, pp. 100-117.
12. Anich, Ivan, et al. (2016), “La Alumina Teknologio Roadmap”, Esencaj Legadoj en Lumo Metaloj. Springer, Cham, pp. 94-99.
13. Liu, Wanchao, et al. (2014), “Ekologia takso, administrado kaj utiligo de ruĝa koto en Ĉinio”, Ĵurnalo de Pli Pura Produktado 84, pp. 606-610.
14. Evans, Ken (2016), “la historio, defioj, kaj novaj evoluoj en la administrado kaj uzo de bauxita restaĵo”, Ĵurnalo de Daŭrigebla Metalurgio 2.4, pp. 316-331.
15. Liu, Yong, Chuxia Lin, kaj Yonggui Wu (2007), “Karakterizado de ruĝa koto devenas de kombinita Bayer Procezo kaj baŭksito calcinación metodo”, Ĵurnalo de Hazardous materialoj 146.1-2, pp. 255-261.
16. U.S. Geological Survey (USGS) (2018), "Bauxita kaj Alumina", en bauxita kaj Alumina Statistiko kaj informo.
17. Paramguru, R. K., P. C. Rath, kaj V. N. Misra (2004), “Tendencoj en ruĝa koto utiligo-recenzon”, Mineral Processing & extractivas Metall. Rev. 2, pp. 1-29.
18. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Fors Monto, K (2000), "Revizio de Elektra Apartigo Metodoj, parto 1: fundamentaj aspektoj, mineraloj & Metallurgical Processing ", vol. 17, neniu. 1, pp 23-36.
19. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Fors Monto, K (2000), "Revizio de Elektra Apartigo Metodoj, parto 2: praktikaj Konsideroj, mineraloj & Metallurgical Processing ", vol. 17, neniu. 1, pp 139-166.
20. Ralston O. (1961), Electrostatic apartigo de Miksita Granular Solidoj, Elsevier Publishing Company, ne presas.
