Roghnaigh Teanga:
An Trealamh ST & Technology LLC (STET) deighilteoir crios tribo-leictreastatach oiriúnach go hidéalach chun tairbhiú an-bhreá (<1m) go measartha garbh (500m) cáithníní mianraí, le tréchur an-ard. Léirigh torthaí turgnamhacha cumas an deighilteora STET tairbhiú a dhéanamh ar shamplaí bauxite trí alúmana atá ar fáil a mhéadú agus silica imoibríoch agus iomlán a laghdú ag an am céanna. Cuirtear teicneolaíocht STET i láthair mar mhodh chun taiscí bauxite a uasghrádú agus a réamhchruinniú le húsáid i dtáirgeadh alúmana. Mar thoradh ar phróiseáil thirim leis an deighilteoir STET laghdófar costais oibriúcháin na scaglainne mar gheall ar thomhaltas níos ísle sóide loiscneach, coigilteas fuinnimh mar gheall ar mhéid níos ísle ocsaídí támha agus laghdú ar mhéid na n-iarmhar scaglainne alúmana (ARR nó láib dhearg). Freisin, féadfaidh an teicneolaíocht STET buntáistí eile a thabhairt do scagairí alúmana lena n-áirítear cúlchistí méadaithe cairéil, leathnú ar shaol an láithreáin diúscartha láibe rua, agus saol oibriúcháin leathnaithe na mianaigh bauxite atá ann cheana trí úsáid cairéil a fheabhsú agus aisghabháil a uasmhéadú. Tá an seachtháirge saor ó uisce agus saor ó cheimiceáin a tháirgtear leis an bpróiseas STET inúsáidte chun stroighin a mhonarú i méideanna ard gan réamhchóireáil, i gcodarsnacht le láib dhearg nach bhfuil ach athúsáid tairbhiúil teoranta aige.
1.0 Réamhrá
Tá táirgeadh alúmanaim ríthábhachtach don tionscal mianadóireachta agus miotalóireacht bunaidh don chomhdhaonnacht do réimse de thionscail [1-2]. Cé go bhfuil alúmanam an eilimint miotalach is coitianta le fáil ar domhan, i thart ar iomlán 8% de screamh an Domhain, mar ghné is imoibríoch agus dá bhrí sin ní tharlaíonn go nádúrtha [3]. Mar sin, alúmanam-saibhir riachtanais méine a scagadh do tháirgeadh alúmana agus alúmanam, mar thoradh air i nginiúint suntasach na n-iarmhar [4]. Mar an caighdeán na taiscí Báicsít bhonn domhanda meath, ghiniúint méaduithe iarmhair, dúshláin don tionscal alúmana agus déanamh alúmanam posing i dtéarmaí costas próiseála, costais a bhaineann le diúscairt agus an tionchar ar an gcomhshaol [3].
Is é an t-ábhar ag tosú phríomhfhreagracht maidir le scagadh alúmanam Báicsít, an domhain phríomhfhoinse tráchtála de alúmanam [5]. Is Bauxite an charraig hiodrocsaíd alúmanam saibhrithe dhríodair, a tháirgtear ón laterization agus síonchaitheamh na carraigeacha saibhir i ocsaídí iarainn, ocsaídí alúmanam, nó iad araon ina bhfuil go coitianta Grianchloch agus créanna cosúil le caoilín [3,6]. carraigeacha Báicsít éard is mó de na gibbsite mianraí alúmanam (Al(OH)3), boehmite (c-ALO(OH)) agus diaspore (a-ALO(OH)) (Tábla 1), agus tá sé measctha de ghnáth leis an dá ocsaídí iarainn goethite (Feo(OH)) agus hematite (Fe2O3), an kaolinite mianraí cré alúmanaim, méideanna beaga de anatase agus / nó Titania (TiO2), ilmenite (FeTiO3) agus neamhíonachtaí eile i bheag nó rian méideanna [3,6,7].
Na téarmaí trihydrate agus monohydrate a úsáidtear go coitianta de réir tionscail idirdhealú cineálacha éagsúla Báicsít. Bauxite atá go hiomlán nó a bhfuil beagnach gach gibbsite a dtugtar méine trihydrate; má tá boehmite nó diaspore na mianraí is mó tá sé dá dtagraítear mar monohydrate ore [3]. Tá Meascáin de gibbsite agus boehmite coitianta i ngach cineál bauxites, boehmite agus diaspore coitianta lú, agus gibbsite agus diaspore annamh. Gach cineál bronntanais méine Báicsít a dhúshláin féin ó thaobh próiseála mianraí agus beneficiation don chéad ghlúin alúmana [7,8].
Tábla 1. comhdhéanamh ceimiceach na gibbsite, Boehmite agus diaspore [3].
| Comhdhéanamh Cheimiceach | gibbsite AL(OH)3 nó Al2O3.3H2An | boehmite ALO(OH) nó Al2An3.H2An | diaspóraí ALO(OH) nó Al2An3.H2An |
|---|---|---|---|
| Al2An3 % wt | 65.35 | 84.97 | 84.98 |
| (OH) % wt | 34.65 | 15.03 | 15.02 |
Tá taiscí Báicsít leathadh ar fud an domhain, den chuid is mó a tharlaíonn i réigiúin trópaiceacha nó fothrópaiceacha [8]. Is mianadóireachta bauxite an dá mianta grád metallurgical agus neamh-metallurgical aon dul leis an mianadóireachta na mianraí tionsclaíoch eile. De ghnáth, Tá an beneficiation nó cóireáil Báicsít teoranta do bhrú, sieving, ag ní, agus a thriomú na méine amh [3]. Snámhachta bhí ar fostú uasghrádú mianta Báicsít áirithe de ghrád íseal, áfach, nach bhfuil sé cruthaithe go thar a bheith roghnach ag kaolinite níor ghlac sí, Is foinse mhór de shilice imoibríoch go háirithe i bauxites trihydrate [9].
Tá formhór an Báicsít a tháirgtear ar fud an domhain a úsáid mar bheatha le haghaidh monaraíochta alúmana trí phróiseas Bayer, modh láiste loiscneach ceimiceach fliuch ina ndéantar an Al_2 O_3 a thuaslagadh as an gcarraig bauxite trí thuaslagán saibhir sóid loiscneach a úsáid ag teocht agus brú ardaithe [3,10,11]. Ina dhiaidh sin, Tá an chuid is mó de alúmana úsáid mar bheatha do tháirgeadh miotail alúmanaim tríd an bpróiseas Hall-Héroult, atá i gceist a laghdú leictrealaíoch alúmana i ndabhach de gcrióilít (Na3AlF6). Tógann sé thart ar 4-6 tonna de bauxite triomaithe le táirgí 2 t na alúmana, a tháirgeacht casadh 1 t miotail alúmanam [3,11].
Tá an próiseas Bayer arna dtionscnamh ag meascadh nite agus Báicsít leis an réiteach Leach talamh mín. An sciodar mar thoradh ina 40-50% solaid atá brú ansin agus a théitear le gal. Ag an chéim é ar roinnt de na alúmana dhíscaoileadh agus foirmeacha aluminate sóidiam intuaslagtha (NaAlO2), ach mar gheall ar an láthair shilice imoibríoch, alúmanam sileacáit sóidiam casta freisin precipitates a léiríonn caillteanas de alúmana agus sóide araon. Is é an sciodar mar thoradh nite, agus an t-iarmhar a ghintear (i.e., láib dearg) tá scinceáil. Tá Sóidiam aluminate deasctha ansin amach mar trihydrate alúmanaim (Al(OH)3) trí phróiseas síolú. Is é an réiteach sóid loiscneach mar thoradh athfhillte isteach sa réiteach Leach. Ar deireadh, Tá an trihydrate alúmana soladach scagtha agus nite fired nó a cailcínithe go tháirgeadh alúmana [3,11].
Is féidir teocht láisteadh raon ó 105 ° C go 290 ° C agus brú comhfhreagracha raon ó 390 kPa go 1500 kPa. raonta teochtaí níos ísle a úsáidtear le haghaidh Báicsít ina bhfuil beagnach gach alúmana atá ar fáil faoi láthair mar gibbsite. Teastaíonn na teochtaí níos airde chun bauxite digedepositsst a bhfuil céatadán mór boehmite agus diaspore aige. Ag teochtaí 140 ° C nó níos lú níl ach grúpaí suíomh Gréasáin agus caoilín intuaslagtha sa deoch sóid loiscneach agus dá bhrí sin is fearr an teocht sin chun alúmana tríhiodráit a phróiseáil. . Ag teochtaí níos mó ná 180 ° C alúmana i láthair mar trihydrate agus monohydrate atá in-aisghabhála i réiteach agus dá créanna agus Grianchloch saor in aisce a bheith frithghníomhach [3]. coinníollacha oibriúcháin cosúil le teocht, brú agus dosage imoibrí Bíonn tionchar ag an gcineál Báicsít agus dá bhrí sin tá gach scaglann alúmana in oiriúint do chineál sonrach méine Báicsít. An caillteanas de sóid loiscneach daor (NaOH) agus giniúint láib dearg araon a bhaineann le cáilíocht na Báicsít a úsáidtear sa phróiseas scagtha. Go ginearálta, an níos ísle ar an t-ábhar Al_2 O_3 an Báicsít, an níos mó an líon na n-láib dearg go mbeidh a ghiniúint, mar na céimeanna nach Al_2 O_3 dhiúltaítear mar láib dearg. Freisin, an níos airde an kaolinite nó ábhar shilice imoibríoch de Báicsít, Beidh an láib níos dearg a ghiniúint [3,8].
Tá Ard-grád Báicsít suas go dtí 61% Al_2 O_3, agus go leor taiscí Báicsít oibriúcháin dá dtagraítear -typically mar ghrád neamh-metallurgical- Tá i bhfad níos ísle seo, ó am go chéile chomh híseal agus is 30-50% Al_2 O_3. Toisc go bhfuil an táirge atá ag teastáil a ardíonachta
Al_2 O_3, na hocsaídí atá fágtha sa Báicsít (Fe2O3, SiO2, TiO2, ábhar orgánach) scartha ón O_3 Al_2 agus dhiúltaigh mar alúmana hiarmhair scaglainne (ARR) nó láib dearg tríd an bpróiseas Bayer. Go ginearálta, an caighdeán níos ísle ar an Báicsít (i.e., ábhar Al_2 O_3 níos ísle) an láib níos dearg go bhfuil a ghintear in aghaidh an tonna de alúmana táirge. Freisin, fiú roinnt mianraí a bhfuil Al_2 O_3, go háirithe kaolinite, tháirgeadh frithghníomhartha taobh neamh-inmhianaithe i rith an phróiseas scagtha agus go dtiocfaidh astu méadú i nginiúint láib dearg, chomh maith le caillteanas de daor ceimiceach sóid loiscneach, costas athróg mór sa phróiseas scagtha Báicsít [3,6,8].
Is ionann láib dearg nó ARR mór agus leanúnach dúshlán don tionscal alúmanaim [12-14]. Tá láib dearg leftover suntasach loiscneach iarmharach cheimiceacha ó phróiseas scagtha, agus tá sé an-alcaileach, go minic le pH de 10 - 13 [15]. Tá sé a ghintear i líon mór ar fud an domhain - i gcomhréir leis na USGS, Bhí measta táirgeadh alúmana domhanda 121 milliún tonna i 2016 [16]. Mar thoradh air seo measta 150 milliún tonna de láib dearg ghintear le linn na tréimhse céanna [4]. In ainneoin taighde leanúnach, Tá cúpla cosáin inmharthana ó thaobh tráchtála go tairbhiúil athúsáid láib dearg faoi láthair. Tá sé measta go bhfuil an-beag de láib dearg is tairbhiúil ath-úsáidtear ar fud an domhain [13-14]. Ina áit sin, Tá an láib dearg pumped as an scaglann alúmana i gaibhnithe stórála nó líonta talún, áit a bhfuil sé stóráil agus déanfar monatóireacht ar chostas mór [3]. Mar sin, is féidir an dá argóint eacnamaíochta agus comhshaoil a dhéanamh chun cáilíocht an Báicsít roimh scagadh, go háirithe más féidir an feabhsú san a dhéanamh trí theicnící scaradh fisiciúil ísealfhuinnimh.
Cé stoic chruthaithe bauxite Táthar ag súil go deireanach ar feadh blianta fada, Tá an caighdeán na cúlchistí ar féidir rochtain heacnamaíoch laghdú [1,3]. Maidir le refiners, atá i ngnó na Báicsít phróiseáil go alúmana dhéanamh, agus miotail sa deireadh alúmanam, tá sé seo dúshlán le impleachtaí airgeadais agus comhshaoil araon
Féadfar modhanna Tirim cosúil le deighilt leictreastatach mbeadh suim ag an tionscail Báicsít do réamhrialú tiúchan bauxite roimh an bpróiseas Bayer. Modhanna deighilte leictreastatach go utilize teagmháil, nó tribo-leictreacha, Is mhuirearú suimiúil particularity de bharr a n-acmhainneacht a scaradh ar réimse leathan de meascáin ina bhfuil seoltaí, inslithe, agus cáithníní leath-seoltaí. Tarlaíonn mhuirearú Tribo-leictreacha nuair scoite, cáithníní neamhionanna collide lena chéile, nó le tríú dromchla, a eascraíonn i difríocht muirear dromchla idir an dá chineál na gcáithníní. Braitheann an comhartha agus méid an difríocht in aisce go páirteach ar an difríocht i cleamhnas leictreon (nó feidhm oibre) idir na cineálacha cáithnín. Is féidir le Scaradh a bhaint amach ansin ag baint úsáide réimse leictreach i bhfeidhm go seachtrach.
Tá an teicníocht ar baineadh úsáid as go tionsclaíoch i deighilteoirí cineál ingearach saor-titim. I deighilteoirí saor-titim, na cáithníní fháil ar dtús in aisce, ansin titim trí dhomhantarraingt trí gléas le leictreoidí lena gcuirtear i bhfeidhm réimse leictrigh láidir i gcoinne a deflect an trajectory na cáithníní de réir comhartha agus méid a n-muirear dromchla [18]. Is féidir le Deighilteoirí Saor-titim a bheith éifeachtach do cáithníní garbh ach nach bhfuil éifeachtach ag cáithníní a láimhseáil míne ná faoi 0.075 chun 0.1 mm [19-20]. Is é ceann de na forbairtí nua an chuid is mó gealladh i idirscarthaí mianrach tirim an deighilteoir crios tribo-leictreastatach. Tá an teicneolaíocht síneadh leis an raon méide cáithnín chun cáithníní ná teicneolaíochtaí scaradh leictreastatach traidisiúnta míne, isteach sa réimse i gcás ina bhfuil ach snámhachta éirigh leis san am atá caite.
Úsáideann scaradh Tribo-leictreastatach difríochtaí muirear leictreach idir ábhair a tháirgtear trí theagmháil dromchla nó a mhuirearú triboelectric. Ar bhealaí saonta, nuair a bhíonn dhá ábhar i dteagmháil, an t-ábhar a bhfuil cleamhnas níos airde le haghaidh electros gnóthachain leictreoin dá bhrí sin athruithe diúltach, cé muirir ábhartha leis cleamhnas leictreon ísle dearfach.
An Trealamh ST & teicneolaíocht (STET) tribo-leictreastatach tairiscintí deighilteoir crios bealach beneficiation úrscéal a réamh-díriú mianta Báicsít. Tugann an próiseas STET scaradh tirim Báicsít táirgeoirí nó na scagairí Báicsít deis a dhéanamh uasghrádú réamh-Bayer-próiseas méine Báicsít chun caighdeán. Tá an cur chuige seo go leor buntáistí, san áireamh: Laghdú ar chostais feidhmíochta de scaglann mar gheall ar thomhaltas níos ísle de sóid loiscneach trí laghdú ionchur shilice imoibríoch; coigiltis san fhuinneamh le linn scagadh mar gheall ar líon na n ocsaídí támh níos ísle (fe2An3, Tio2, Neamh-imoibríoch Sio2) dul isteach le Báicsít; sreabhadh mais níos lú de bauxite le scaglainne agus riachtanas fuinnimh, dá bhrí sin níos lú le teas agus brú; laghdú ar thoirt giniúna láib dearg (i.e., láib dearg le alúmana cóimheas) trí dheireadh shilice imoibríoch agus ocsaíd támh; agus, rialú níos déine ar chaighdeán Báicsít ionchuir a laghdaíonn upsets próiseas agus ceadaíonn scagairí do sprioc iontach leibhéal shilice imoibríoch chun diúltú eisíontas a uasmhéadú. rialú cáilíochta níos fearr thar beatha Báicsít le scaglann uasmhéadaíonn freisin Aga fónaimh agus táirgiúlacht. ina theannta sin, aistríonn laghdú ar thoirt láib dearg isteach cóireála agus diúscartha lúide costais agus úsáid níos fearr na n líonta talún atá ann faoi láthair.
Is féidir leis an preprocessing méine Báicsít roimh an bpróiseas Bayer thairiscint buntáistí suntasacha ó thaobh phróiseáil agus a dhíol fuíll. Murab ionann agus láib dearg, Go bhfuil sciotaí ó phróiseas leictreastatach tirim aon cheimiceán agus nach ionann dliteanas stórála comhshaoil fadtéarmacha. Murab ionann agus láib dearg, tirim fotháirgí / Is féidir le fuíll ó oibríocht réamh-próiseála Báicsít a úsáid i monarú stroighne mar nach bhfuil aon cheanglas a bhaint as an sóidiam, atá díobhálach do mhonarú stroighne. Go deimhin - tá Báicsít cheana féin ábhar coiteann amh le haghaidh déantúsaíocht stroighne Portland. Is féidir Leathnú an saol oibríochta mianaigh Báicsít atá ann a bheith bainte amach freisin trí fheabhas a úsáid chairéil agus a ghnóthú uasmhéadú.
2.0 Turgnamhach
2.1 ábhair
STET rinneadh staidéir réamh-féidearthachta i níos mó ná 15 samplaí Báicsít difriúil ó áiteanna éagsúla ar fud an domhain ag baint úsáide as deighilteoir forma-scála. Díobh seo, 7 Bhí samplaí éagsúla
Tábla 2. Toradh na samplaí Báicsít anailís cheimiceach.
2.2 modhanna
Rinneadh Turgnaimh ag baint úsáide as tribo-leictreastatach deighilteoir crios forma-scála, dá dtagrófar mar 'deighilteoir Benchtop'. Is tagarthástáil scála an chéad chéim de phróiseas feidhmiúcháin teicneolaíochta trí phas (Féach Tábla 3) lena n-áirítear meastóireacht ar forma-scála, Tástáil píolótach ar scála agus cur i bhfeidhm tráchtála ar scála.
Is é an deighilteoir Benchtop a úsáidtear le haghaidh scagadh le haghaidh fianaise tribo-leictreastatach mhuirearú agus a chinneadh an bhfuil ábhar ina iarrthóir maith le haghaidh beneficiation leictreastatach. Baineann na príomhdhifríochtaí idir gach píosa trealaimh i láthair i dTábla 3. Cé go bhfuil difríocht idir an trealamh a úsáidtear i ngach céim i méid, Is é an prionsabal oibríochta bunúsach mar an gcéanna.
Tábla 3. próiseas cur chun feidhme Trí phas ag baint úsáide as STET tribo-leictreastatach teicneolaíocht deighilteoir crios
| Céim | A úsáidtear le haghaidh: | leictreoidí Fad cm | Cineál Próiseas |
|---|---|---|---|
| 1- Bench Scála Meastóireacht | cáilíochtúil Meastóireacht | 250 | Baisc |
| 2- Píolótach Scála Tástáil | measúnú cainníochtúil | 610 | Baisc |
| 3- Cur i bhfeidhm Scála Tráchtála | Táirgeadh Tráchtála | 610 | Leanúnach |
Mar atá le feiceáil i dTábla 3, Is é an difríocht is mó idir an deighilteoir Benchtop agus píolótach ar scála agus deighilteoirí tráchtála ar scála go bhfuil an fad an deighilteoir Benchtop timpeall 0.4 huaire an fad na n-aonad phíolótacha ar scála agus tráchtála ar scála. Toisc go bhfuil an éifeachtúlacht deighilteoir Is feidhm de chuid an fad leictreoid, Ní féidir tagarthástáil scála a úsáid mar ionadach do thástáil phíolótach ar scála. Tá tástáil phíolótach ar scála riachtanach chun a chinneadh an méid an scaradh gur féidir leis an bpróiseas STET bhaint, agus chun a chinneadh an féidir le próiseas STET na spriocanna a táirge faoi rátaí beatha ar leith. Ina áit sin, Tá an deighilteoir Benchtop úsáidtear chun rialú a thabhairt amach ábhair iarrthóir nach móide a léiriú ar aon scaradh suntasach ar an leibhéal píolótach ar scála. Beidh torthaí a fhaightear ar an scála forma a neamh-uasmhéadú, agus is é an scaradh faoi deara faoi bhun a bheadh a chomhlíonadh ar deighilteoir STET meánmhéide tráchtála.
Tástáil ar an monarcha treorach is gá roimh imscaradh ar scála tráchtála, ach, Tá tástáil ag an scála binse spreagadh mar an chéad chéim de phróiseas forfheidhmithe d'aon ábhar ar leith. ina theannta sin, i gcásanna ina bhfuil ábhar ar fáil teoranta, Soláthraíonn an deighilteoir Benchtop uirlis úsáideach do scríneáil tionscadail ar éirigh leo féideartha (i.e., tionscadail inar féidir le spriocanna cáilíochta do chustaiméirí agus tionscal a chomhlíonadh ag baint úsáide as teicneolaíocht STET).
2.2.1 STET Triboelectrostatic Chreasa Deighilteoir
Sa deighilteoir crios tribo-leictreastatach (figiúr 1 agus Figiúr 2), Tá ábhar isteach i an bhearna tanaí 0.9 - 1.5 cm idir dhá leictreoidí comhphlánacha comhthreomhar. Na cáithníní Gearrtar triboelectrically trí theagmháil interparticle. Mar shampla, i gcás sampla Báicsít is mó atá comhábhair gibssite, kaolinite agus cáithníní mianraí Grianchloch, an dearfach a ghearrtar (gibssite) agus an lucht diúltach (kaolinite agus Grianchloch) á mealladh chun leictreoidí os coinne. Na cáithníní scuabtha ansin ar bun le crios oscailte-mogalra leanúnach ag gluaiseacht agus a chuirtear in i dtreonna os coinne. Gluaiseann an crios na cáithníní in aice le gach leictreoid i dtreo an taobh eile den deighilteoir. gá go mbeadh an réimse leictrigh amháin bogadh na cáithníní codán beag bídeach ar ceintiméadar a bhogadh cáithnín ó sruth chlé ag gluaiseacht le ceart-gluaiseacht. An gcuntar sreabhadh reatha na cáithníní scaradh agus leanúnach triboelectric muirir ag imbhuailtí na gcáithníní foráil do scaradh ilchéime agus torthaí i íonachta scoth agus a ghnóthú in aonad amháin-pas. Cuireann an luas crios ard freisin tréchur an-ard, suas go 40 tonna in aghaidh na huaire ar deighilteoir amháin. Trí rialú paraiméadair phróiseas éagsúla, ceadaíonn an gléas chun leas iomlán a bhaint de ghrád agus a ghnóthú mianraí.
figiúr 1. Scéimreach de deighilteoir crios triboelectric
Tá an dearadh deighilteoir réasúnta simplí. Is iad na crios agus rollóirí a bhaineann na codanna ach amháin ag gluaiseacht. Is iad na Leictreoidí stáiseanóireacht agus comhdhéanta d'ábhar durable go cuí. Is é an crios déanta as ábhar plaisteach. Is é an fad deighilteoir leictreoid timpeall 6 méadar (20 ft.) agus an leithead 1.25 méadar (4 ft.) d'aonaid méid iomlán tráchtála. Is é an tomhaltas cumhacht níos lú ná 2 cileavatuaire in aghaidh an tona d'ábhar próiseáilte leis an chuid is mó de na cumhachta arna gcaitheamh dhá mótair tiomáint an crios.
figiúr 2. Sonraí na chrios deighilte
Tá an próiseas go hiomlán tirim, éilíonn aon ábhar breise agus cuireann aon uisce dramhaíola nó astuithe aeir. Maidir le idirscarthaí mianraí soláthraíonn an deighilteoir teicneolaíochta chun úsáid uisce a laghdú, leathnú saol cúlchiste agus / nó a ghnóthú agus fuíll athphróiseáil.
Ceadaíonn an compactness an chórais solúbthacht i dearaí suiteáil. Is é an teicneolaíocht scaradh crios tribo-leictreastatach láidir agus industrially cruthaithe agus cuireadh i bhfeidhm ar dtús tionsclaíoch le próiseáil guail dócháin fuinseog eitilt i 1997. Tá an teicneolaíocht éifeachtach scaradh cáithníní carbóin ó dhóchán neamhiomlán de ghual, ó na cáithníní aluminosilicate mianraí glassy sa fuinseog eitilt. Tá an teicneolaíocht bhí lárnach i chumas athchúrsáil na fuinseoige eitilt mianraí-saibhir mar athsholáthair stroighne i dtáirgeadh coincréite.
Ós rud é 1995, níos mó 20 milliún tonna eitilt táirge fuinseog a próiseáladh ag na deighilteoirí STET suiteáilte i Stáit Aontaithe Mheiriceá. Is é an stair tionsclaíoch na scaradh fuinseog eitilt atá liostaithe i dTábla 4.
I bpróiseáil mianraí, Tá an teicneolaíocht deighilteoir crios triboelectric baineadh úsáid as a dheighilt le réimse leathan d'ábhair lena n-áirítear cailcít / Grianchloch, talc / maignéisít, agus barite / Grianchloch.
figiúr 3. tribo-leictreastatach deighilteoir crios Tráchtála
Tábla 4. iarratas tionsclaíoch idirscartha crios tribo-leictreastatach le haghaidh fuinseog eitilt.
| Utility / stáisiún cumhachta | suíomh | Tús leis na hoibríochtaí tráchtála | sonraí saoráid |
|---|---|---|---|
| Duke Energy - Roxboro Station | North Carolina USA | 1997 | 2 Deighilteoirí |
| teangacha Fuinneamh- Brandon Shores | Maryland USA | 1999 | 2 Deighilteoirí |
| Cumhacht na hAlban- Longannet Station | Scotland Ríocht Aontaithe | 2002 | 1 deighilteoir |
| Jacksonville Electric-St. Johns River Park Power | Florida SAM | 2003 | 2 Deighilteoirí |
| South Mississippi Electric Power -R.D. Morrow | Mississippi USA | 2005 | 1 deighilteoir |
| New Brunswick Cumhacht-Belledune | New Brunswick Ceanada | 2005 | 1 deighilteoir |
| DE npower-Didcot Station | england UK | 2005 | 1 deighilteoir |
| Talen Fuinneamh Brunner Island Station | Pennsylvania USA | 2006 | 2 Deighilteoirí |
| Tampa Electric-Big Bend Station | Florida SAM | 2008 | 3 Deighilteoirí |
| DE npower Aberthaw-Stáisiún | An Bhreatain Bheag UK | 2008 | 1 deighilteoir |
| EDF Energy-West Burton Station | england UK | 2008 | 1 deighilteoir |
| ZGP (Stroighne Lafarge / Ciech Janikosoda JV) | An Pholainn | 2010 | 1 deighilteoir |
| An Chóiré Southeast Power- Yeongheung | An Chóiré Theas | 2014 | 1 deighilteoir |
| PGNiG Termika-Sierkirki | An Pholainn | 2018 | 1 deighilteoir |
| Taiheiyo Stroighne Company-Chichibu | An tSeapáin | 2018 | 1 deighilteoir |
| Armstrong cuil Ash- Eagle Stroighne | Na hOileáin Fhilipíneacha | 2019 | 1 deighilteoir |
| An Chóiré Southeast Power- Samcheonpo | An Chóiré Theas | 2019 | 1 deighilteoir |
2.2.2 tagarthástáil scála
Rinneadh trialacha caighdeánacha próisis timpeall ar an gcuspóir sonrach tiúchan Al_2 O_3 a mhéadú agus tiúchan na mianraí gangue a laghdú. Rinneadh tástálacha ar an deighilteoir Benchtop faoi choinníollacha bhaisc, le an tástáil a dhéantar i ndúblach chun insamhail stát seasta, agus a chinntiú nach raibh aon éifeacht a tugadh ar aghaidh agus is féidir as an riocht roimhe sin a mheasfaidh. Roimh gach tástáil, Bailíodh foshampla beatha beag (ainmnithe mar 'Feed'). Ar a shocrú gach athróg a oibriú, Do biathadh an t-ábhar isteach sa deighilteoir Benchtop ag baint úsáide as friothálacha vibratory leictreach trí lár an deighilteoir Benchtop. Bailíodh samplaí ag deireadh gach turgnaimh agus na meáchain de dheireadh táirge 1 (dá ngairtear "E1") agus deireadh táirgí 2 (dá ngairtear "E2 ') a cinneadh ag baint úsáide as dlí-do-thrádáil scála comhaireamh. Maidir le samplaí Báicsít, Comhfhreagraíonn 'E2' leis an táirge Báicsít-saibhir. I gcás gach sraith de fo-samplaí (i.e., Feed, E1 agus E2) DLÍ, is mó d'ocsaídí comhdhéanamh ag XRF, Cinneadh shilice imoibríoch agus alúmana fáil. Rinneadh XRD thréithriú ar fhoshampla roghnaithe.
3.0 Torthaí agus Díospóireacht
3.1. Samplaí Mianreolaíocht
Torthaí na hanailíse cainníochtúla XRD do shamplaí beatha san áireamh i dTábla 5. An chuid is mó de na samplaí seo rinneadh comhdhéanta go príomha de gibbsite agus méideanna éagsúla de goethite, hematite, kaolinite, agus Grianchloch. Ba iad ilmenite agus anatase le feiceáil freisin i méideanna beaga i an chuid is mó de na samplaí.
Ní raibh aon athrú ar an comhdhéanamh mianraí do S6 agus S7 mar a bhí na samplaí bia comhdhéanta go príomha de diaspore le méideanna de mhionsáruithe ar cailcít, hematite, goethite, boehmite, kaolinite, gibbsite, Grianchloch, anatase, agus á n-aimsiú rutile. Cuireadh céim éagruthach Braitheadh chomh maith i S1 agus S4 agus sa raon ó thart ar 1 chun 2 faoin gcéad. Bhí sé seo is dócha mar gheall ar cheachtar an láthair mianra smectite, nó ábhar neamh-criostalach. Ós rud é nach bhféadfaí an t-ábhar a thomhas go díreach, Ba cheart torthaí na samplaí sin a chur san áireamh neas.
3.2 turgnaimh Bench-scála
Sraith tástálacha Rinneadh ar gach sampla mianraí atá dírithe ar uasmhéadú Al2O3 agus a laghdú ábhar SiO_2. Beidh Speiceas ag díriú ar an táirge Báicsít-saibhir a bheith ina tháscaire iompair muirearaithe dearfach. Torthaí ar taispeáint i dTábla 6
Tábla 5. Anailís XRD ar shamplaí beatha.
Tábla 6. achoimre Torthaí.
Tástáil leis an ngluaiseacht shuntasach deighilteoir STET Benchtop léirithe de Al2O3 do na samplaí. Tugadh faoi deara Idirdhealú idir Al2O3 do S1-5 a bhí den chuid is mó gibbsite, agus freisin le haghaidh S6-7 a bhí den chuid is mó diaspore. Freisin, na gnéithe móra eile de Fe2O3, SiO2 agus TiO2 léirigh gluaiseacht shuntasach i bhformhór na gcásanna. I gcás na samplaí, an ghluaiseacht an chaillteanais ar adhainte (DLÍ) gluaiseacht leanúint de Al2O3. Ó thaobh shilice imoibríoch agus alúmana fáil, do S1-5 atá beagnach gach gibbsite (alúmanam trihydrate) ba cheart luachanna a chur san áireamh ag 145 ° C agus le haghaidh S6-7 a bhfuil na mianraí is mó diaspore (alúmanam monohydrate) ba cheart luachanna a mheas ag 235 ° C. I gcás na samplaí tástála leis an deighilteoir STET Benchtop léirigh méadú suntasach ar alúmana ar fáil agus laghdú suntasach shilice imoibríoch le táirge chun an dá trihydrate agus monohydrate samplaí Báicsít. Gluaiseacht speiceas mianraí mhór Tugadh faoi deara chomh maith agus tá sé a léirítear thíos i bhFigiúr 4.
Ó thaobh mianreolaíocht, deighilteoir STET Benchtop léirithe tiúchan an alúmana speicis bhfuil gibbsite agus diaspore leis an táirge Báicsít-saibhir agus níor ghlac sí an am céanna speicis gangue eile. Figiúirí 5 agus 6 Léiríonn roghnaíocht céimeanna mianraí leis an táirge Báicsít-saibhir le haghaidh trihydrate agus monohydrate samplaí, faoi seach. ríomhadh Roghnaíocht mar an difríocht idir an deportment mais le táirge do gach speiceas mianraí agus aisghabháil mais foriomlán táirge. Tá roghnaíocht dearfach táscach de thiúchan mianraí leis an táirge Báicsít-saibhir, agus d'iompar muirearaithe foriomlán dearfach. Murab, tá súil roghnaíocht diúltach táscach de thiúchan don coproduct Báicsít-lean, agus d'iompar muirearaithe foriomlán diúltach.
I gcás na samplaí íseal-teocht trihydrate (i.e., S1, S2 agus S4) kaolinite taispeáint diúltach ar iompar a mhuirearú agus bunaithe ar an comh-táirgí Báicsít-lean agus tiubhaithe gibbsite leis an táirge Báicsít-saibhir (figiúr 5). I gcás na samplaí ard-teocht monohydrate (i.e., S6 agus S7) dá mianraí bhfuil shilice imoibríoch, kaolinite agus Grianchloch, taispeáint diúltach ar iompar a mhuirearú. Maidir leis an dara ceann, diaspore agus boehmite tuairiscíodh don táirge Báicsít-saibhir agus taispeáint iompar muirir dearfach (figiúr 6).
figiúr 5. Roghnaíocht céimeanna mianraí a táirge.
figiúr 6. Roghnaíocht céimeanna mianraí a táirge.
léiriú tomhas alúmana ar fáil agus shilice imoibríoch gluaiseacht mhór. Maidir le bauxites teocht íseal (S1-S5), laghdaíodh an méid imoibríoch shilice i láthair in aghaidh an aonaid alúmana fáil ó 10-50% ar bhonn coibhneasta (figiúr 7). Tugadh faoi deara laghdú den chineál céanna i bauxites teocht ard (S6-S7) Is féidir a fheiceáil i bhFigiúr 7.
Ríomhadh an Báicsít le alúmana cóimheas mar inbhéartú ar an alúmana atá ar fáil. laghdaíodh an t-Báicsít le alúmana cóimheas de réir idir 8 - 26% i dtéarmaí coibhneasta do na samplaí a tástáladh (figiúr 8). Tá sé seo brí mar a léiríonn sé laghdú comhionann sreabhadh mais Báicsít gur gá a bheith mar bheatha ar an bpróiseas Bayer.
figiúr 7. SiO2 Imoibríocha in aghaidh an aonaid de Al2O3 Fáil
figiúr 8. Bauxite go cóimheas Alumina.
3.3 Plé
Léiríonn na sonraí turgnamhacha go bhfuil méadú ar an deighilteoir STET Al2O3 fáil á laghdú ag an am céanna content SiO_2. figiúr 9 i láthair léaráid coincheapúil de na buntáistí ag súil leo baint leis an laghdú de shilice imoibríoch agus an méadú ar alúmana ar fáil roimh Phróiseas Bayer. Na húdair a ríomh go mbeadh an sochar airgeadais le refiner alúmana a bheith i raon na $15-30 USD in aghaidh an tonna de alúmana táirge. Léiríonn an costas sheachaint ó sóid loiscneach a cailleadh de-silicaton táirge (DSP), coigiltis fuinnimh ó ionchur Báicsít don scaglann laghdú, laghdú ar ghiniúint láib dearg agus sruth ioncaim beag a ghintear ó dhíol an Báicsít ghrád íseal fotháirge do tháirgeoirí stroighne. figiúr 9 imlínte na buntáistí a bhfuiltear ag súil STET teicneolaíochta triboelectrostatic a chur i bhfeidhm mar mheán méine Báicsít a réamh-díriú roimh ré leis an bpróiseas Bayer.
D'fhéadfadh Suiteáil an phróiseas deighilte STET haghaidh Báicsít réamh-próiseála a dhéanamh bíodh sé ar an scaglann alúmana nó an mianach Báicsít féin. ach, Éilíonn an próiseas STET tirim mheilt na mianta Báicsít roimh idirscaradh, a shaorann an gangue, Is féidir dá bhrí sin, na lóistíochta na mheilt agus a phróiseáil an Báicsít ag an scaglann a bheith níos simplí.
Mar rogha amháin – Bheadh an t-Báicsít tirim a talamh baint úsáide as teicneolaíocht meilt tirim dea-bhunaithe, mar shampla muileann sorcóir nó tionchar muileann ingearach. Ba mhaith leis an Báicsít talamh mín a scaradh ag an bpróiseas STET, leis an ard-alúmana táirge Báicsít sheoladh chuig an scaglann alúmana. Ba mhaith leis an suiteáil tirim mheilt cheadú chun deireadh a chur fliuch meilt a úsáidtear go traidisiúnta le linn an phróisis Bayer. Glactar leis go mbeadh an costas oibriúcháin tirim mheilt bheith thart ar inchomparáide leis an gcostas oibriúcháin meilt fliuch, go háirithe ag smaoineamh ar an meilt fliuch dhéantar sa lá atá inniu a dhéantar ar mheascán an-alcaileach, rud a costais chothabhála nach beag.
An tirim ghrád íseal Báicsít comh-táirgí (sciotaí) as go mbeadh an phróiseas scartha a dhíol le monarú stroighne mar fhoinse alúmana. Bauxite leanas go coitianta go déantóireachta stroighne, agus an tirim comh-táirgí, láib dearg murab ionann agus, níl sóidiam a choiscfeadh a úsáid i déantóireachta stroighne. Soláthraíonn sé seo an scaglann le modh d'ábhar valorizing bheadh scoir ar shlí eile ar an phróiseas scagtha mar láib dearg, agus theastódh stórála fadtéarmach, ionann é agus costas.
Measann an ríomh chostas oibriúcháin a dhéanann na húdair sochar tionscadal de $27 USD in aghaidh an tonna de alúmana, leis na tionchair mhóra amach trí laghdú sóid loiscneach, laghdú láib dearg, valorization an comh-táirge agus breosla coigiltis mar gheall ar líon níos ísle bauxite don scaglann. Dá bhrí sin, an 800,000 D'fhéadfadh tonna in aghaidh na bliana scaglainne ag súil le tairbhe airgeadais de $21 M USD in aghaidh na bliana (Féach Figiúr 10). Ní dhéanann an anailís a mheas coigiltis féideartha ó laghdú costais ar allmhairí nó loighistice de Báicsít, d'fhéadfadh fheabhsú tuilleadh tuairisceán tionscadail.
figiúr 10. Buntáistí a bhaineann le Imoibríocha Laghdú shilice agus méadú Alumina Fáil.
4.0 Conclúidí
Go hachomair, próiseáil tirim leis na deiseanna tairiscintí deighilteoir STET chun luach do tháirgeoirí Báicsít agus scagairí a ghiniúint. Beidh an réamh-phróiseáil bauxite roimh scagadh laghdú costais ceimiceacha, níos ísle ar an líon na n-láib dearg ghintear agus eagrais próisis a íoslaghdú. D'fhéadfadh teicneolaíocht STET cheadú próiseálaithe Báicsít dul grád neamh-metallurgical isteach Báicsít grád metallurgical - d'fhéadfadh a laghdaíonn gá le Báicsít allmhairithe agus / nó leathnú scor saol acmhainní chairéil. D'fhéadfaí an próiseas STET i bhfeidhm freisin a ghiniúint ar chaighdeán níos airde neamh-metallurgical Báicsít grád agus metallurgical grád, agus grád stroighin Báicsít fotháirgí roimh an bpróiseas Bayer.
Éilíonn an próiseas STET beag réamhchóireáil ar an mianraí agus oibríonn ar cumas ard - suas go dtí 40 tones in aghaidh na huaire. Is tomhaltas fuinnimh níos lú ná 2 kilowatt-uair an chloig in aghaidh an tonna d'ábhar próiseáilte. ina theannta sin, tá an próiseas STET teicneolaíocht commercialized go hiomlán i mianraí a phróiseáil, agus dá bhrí sin a cheangal ar an forbairt na teicneolaíochta nua.
tagairtí
1. Bergsdalen, Håvard, Anders H. Strømman, agus Edgar G. Hertwich (2004), “An alúmanam tionscal-chomhshaoil, teicneolaíocht agus táirgeadh”.
2. an, Subodh K., agus Weimin Ceann (2007), “An geilleagar alúmanam ar fud an domhain: Tá an staid reatha an tionscail” LET'S 59.11, pp. 57-63.
3. Vincent G. cnoc & Errol D. Sehnke (2006), "Bauxite", i Industrial Minerals & Rocks: Tráchtearraí, margaí, Úsáidí agus, Society for Mianadóireacht, Mhiotaleolaíocht agus Taiscéalaíochta Inc., Englewood, CO, pp. 227-261.
4. Evans, Ken (2016), “An stair, dúshláin, agus forbairtí nua i mbainistiú agus a úsáid iarmhar Báicsít”, Journal na Inbhuanaithe Miotalóireacht 2.4, pp. 316-331
5. Gendron, Robin S., Mats Ingulstad, agus Espen Storli (2013), "Alúmanam méine: an eacnamaíocht pholaitiúil ar an tionscal Báicsít domhanda ", UBC Press.
6. Hose, H. R. (2016), “Bauxite mianreolaíocht”, Léamh Riachtanach i Miotail Solas, Springer, Cham, pp. 21-29.
7. Authier-Martin, Monique, et al. (2001),”An mianreolaíocht an bauxite do tháirgeadh alúmana smelter-grád ", LET'S 53.12, pp. 36-40.
8. cnoc, V. G., agus R. J. Robson (2016), “An t-aicmiú na bauxites ó thaobh plandaí Bayer”, Léamh Riachtanach i Miotail Solas, Springer, Cham, pp. 30-36.
9. Songqing, gu (2016). “Sínis Báicsít agus A Tionchair ar Tháirgeadh Alumina sa tSín”, Léamh Riachtanach i Miotail Solas, Springer, Cham, pp. 43-47.
10. Habashi, Fathi (2016) “A céad blianta an Próiseas Bayer do Alumina Tháirgeadh” Léamh Riachtanach i Miotail Solas, Springer, Cham, pp. 85-93.
11. Adamson, A. N., E. J. Bloore, agus A. R. carr (2016) “Bunphrionsabail de dhearadh phróiseas Bayer”, Léamh Riachtanach i Miotail Solas, Springer, Cham, pp. 100-117.
12. Anich, Ivan, et al. (2016), “An Teicneolaíocht Alumina Treochlár”, Léamh Riachtanach i Miotail Solas. Springer, Cham, pp. 94-99.
13. Liu, Wanchao, et al. (2014), “measúnú comhshaoil, bainistiú agus úsáid láib dearg sa tSín”, Journal of Táirgthe Níos Glaine Níos 84, pp. 606-610.
14. Evans, Ken (2016), “An stair, dúshláin, agus forbairtí nua i mbainistiú agus a úsáid iarmhar Báicsít”, Journal na Inbhuanaithe Miotalóireacht 2.4, pp. 316-331.
15. Liu, Yong, Chuxia Lin, agus Yonggui Wu (2007), “Thréithriú láib dearg a dhíorthaítear ó Próiseas Bayer le chéile agus modh calcination Báicsít”, Journal na n-ábhar Guaiseacha 146.1-2, pp. 255-261.
16. U.S. Suirbhéireacht Gheolaíochta (USGS) (2018), "Báicsít agus Alumina", i Báicsít agus alúmana Staitisticí agus faisnéis.
17. Paramguru, R. K., P. C. ráth, agus V. N. Misra (2004), “Treochtaí i láib dearg úsáid-athbhreithniú”, Próiseáil Mianra & eastóscach Metall. rev. 2, pp. 1-29.
18. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Fors Mountain, K (2000), "Athbhreithniú ar Leictreach Modhanna Idirscartha, Cuid 1: ghnéithe bunúsacha, mianraí & Próiseáil metallurgical ", vol. 17, no. 1, pp 23-36.
19. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Fors Mountain, K (2000), "Athbhreithniú ar Leictreach Modhanna Idirscartha, Cuid 2: Breithnithe praiticiúla, mianraí & Próiseáil metallurgical ", vol. 17, no. 1, pp 139-166.
20. Ralston O. (1961), Scaradh leictreastatach Solaid Granular Measctha, Elsevier Publishing Company, as cló.
