Seleccione Idioma da:
O Equipo ST & Technology LLC (STET) separador de cinta tribo-electrostático é ideal para beneficiarse moi ben (<1? m) a moderadamente groseira (500? m) partículas minerais, cun rendemento moi alto. Os descubrimentos experimentais demostraron a capacidade do separador STET para beneficiar mostras de bauxita aumentando a alúmina dispoñible ao mesmo tempo que reduce a sílice reactiva e total. A tecnoloxía STET preséntase como un método para actualizar e preconcentrar depósitos de bauxita para o seu uso na produción de alúmina. O procesamento en seco co separador STET producirá unha redución dos custos operativos da refinería debido ao menor consumo de sosa cáustica, aforro de enerxía debido ao menor volume de óxidos inertes e á redución do volume de residuos da refinaría de alúmina (ARR ou barro vermello). Ademáis, a tecnoloxía STET pode ofrecer aos refinadores de alúmina outros beneficios, incluído o aumento de reservas de canteira, extensión da vida do sitio de eliminación de barro vermello, e unha maior vida útil das minas de bauxita existentes, mellorando a utilización das canteiras e maximizando a recuperación. O subproduto sen auga e sen produtos químicos producido polo proceso STET é utilizable para a fabricación de cemento en grandes cantidades sen pretratamento, en contraste co barro vermello que ten unha reutilización beneficiosa limitada.
1.0 introdución
A produción de aluminio é de importancia central para a industria de minería e metalurxia e fundamental para unha variedade de industrias [1-2]. Aínda que o aluminio é o elemento metálico máis común atopar en terra, en total uns 8% da codia da Terra, como un elemento que é reactivo e, polo tanto, non ocorre naturalmente [3]. aquí, necesidades de mineral rico en aluminio sendo refinar para producir alúmina e aluminio, resultando na xeración significativa de residuos [4]. Como a calidade de descenso depósitos de bauxita en todo o mundo, a xeración de aumentos de residuos, Levantamento retos á industria da alúmina e da toma de aluminio, en termos de custos de procesamento, custos de eliminación e do impacto sobre o medio ambiente [3].
O material de partida principal para a refinación de aluminio é a bauxite, principal fonte comercial do mundo de aluminio [5]. Bauxite é unha rocha sedimentaria hidróxido de aluminio reforzado, producido a partir da laterization e ás condicións atmosféricas de rochas ricas en óxidos de ferro, óxidos de aluminio, ou ambos vulgarmente conteñen cuarzo e arxilas como Caolín [3,6]. rochas de bauxita consiste principalmente de gibbsita minerais aluminio (Al(OH)3), boemita (C-alo(OH)) e diaspore (un-alo(OH)) (mesa 1), e é xeralmente mesturado cos dous óxidos de ferro goethite (feo(OH)) e hematita (Fe2O3), a caulinite da arxila mineral aluminio, pequenas cantidades de anatase e / ou óxido de titanio (TiO2), ilmenite (FeTiO3) e outras impurezas, en menores ou vestixios [3,6,7].
As palabras trihidrato mono-hidrato e son comunmente utilizados na industria para diferenciar os distintos tipos de bauxita. Bauxita, que está totalmente ou case todos rolamento gibsite chámase un mineral de tri-hidrato de; se boemita ou diaspore son os minerais dominantes se refire como mono-hidrato de mineral [3]. Mesturas de gibbsita e boemita son comúns en todo tipo de bauxita, boemita e diaspore menos común, e gibbsita e diaspore rara. Cada tipo de agasallos de mineral de bauxita seus propios retos en termos de procesamento mineral e de beneficiamento para a xeración de alúmina [7,8].
mesa 1. Composición química de Gibbsita, Boemita e diaspore [3].
| Chemical Composition | Gibbsite AL(OH)3 or Al2O3.3H2O | Boehmite ALO(OH) or Al2O3.H2O | Diaspore ALO(OH) or Al2O3.H2O |
|---|---|---|---|
| Al2O3 wt% | 65.35 | 84.97 | 84.98 |
| (OH) wt% | 34.65 | 15.03 | 15.02 |
depósitos de bauxita están espallados en todo o mundo, que se produce principalmente en rexións tropicais ou subtropicais [8]. minería de bauxita de ambos minerais de grao metalúrxico e non metalúrxicos é análoga coa extracción dos outros minerais industriais. Xeralmente, a beneficiação ou tratamento de bauxita está limitada ao esmagamento, peneirando, lavado, e secado do mineral en bruto [3]. Flotación foi empregado para a modernización de minerais de bauxita seguro baixo grao, Con todo, non ten mostrado moi selectiva fin rexeitar caulinita, unha importante fonte de sílice reactivo especialmente en Bauxitas trihidrato [9].
A masa de bauxita producida no mundo é utilizado como alimento para animais para a fabricación de alúmina por medio do proceso Bayer, un método de lixiviación cáustica químico húmido no que o Al_2 O_3 disólvese da rocha de bauxita usando unha solución rica en sosa cáustica a temperatura e presión elevadas [3,10,11]. posteriormente, a masa de alúmina é utilizada como alimentación para a produción de metal de aluminio por medio do proceso de Hall-Héroult, que implica a redución electrolítica de alúmina en un baño de criolite (Na3AlF6). Leva preto de 4-6 toneladas de bauxita seca para producir 2 t de alúmina, que á súa vez produce 1 t de metal de aluminio [3,11].
O proceso Bayer é iniciada mesturando lavado e finamente moído bauxita coa solución de lixiviación. O cartafol resultante contén 40-50% sólidos é entón presurizado e Calefacción con vapor. Neste paso algunha da alúmina é disolto e forma de aluminato de sodio soluble (NaAlO2), pero, debido á presenza de sílice reactivo, un silicato de aluminio e sodio complexos tamén precipitados que representa unha perda de ambos alúmina e sosa. O cartafol resultante é lavada, eo residuo xerado (i.e., lama vermella) é decantado. O aluminato de sodio é, a continuación, precipitouse como tri-hidrato de aluminio (Al(OH)3) a través dun proceso de sementeira. A solución de sosa cáustica resultante é recirculado para a solución de lixiviación. finalmente, o trihidrato de alúmina sólido filtrado e lavado é disparado ou calcinado para producir alúmina [3,11].
temperaturas de lixiviación pode variar desde 105 ° C a 290 ° C e presións correspondentes varían entre 390 kPa a 1500 kPa. Temperaturas máis baixas son utilizados intervalos para a bauxite en que practicamente toda a alúmina está presente como gibsite. As temperaturas máis altas son necesarias para escavar a bauxita cunha gran porcentaxe de boehmita e diáspora. A temperaturas de 140 ° C ou menos, só os grupos gibbsite e caolín son solubles no licor de sosa cáustica e, polo tanto, prefírese esa temperatura para o procesamento de alúmina trihidrato . A temperaturas superiores a 180 ° C de alúmina presente en forma de tri-hidrato de mono-hidrato e son recuperable en solución e ambas arxilas e cuarzo libre converterse reactiva [3]. As condicións operatórias tales como a temperatura, presión e dosificación de reactivo son influenciados polo tipo de bauxita e, polo tanto, cada unha refinaría de alúmina está adaptado para un tipo específico de mineral de bauxite. A perda de caro sosa cáustica (NaOH) ea xeración de lama vermella son ambos relacionados coa calidade da bauxita utilizada no proceso de refino. En xeral, Canto menor o contido de Al_2 O_3 de bauxita, canto maior sexa o volume de lama vermella que será xerado, como as fases non Al_2 O_3 son rexeitados como lama vermella. Ademáis, canto maior sexa a caulinite ou contido de sílice reactivo de bauxita, a lama máis vermello xerarase [3,8].
bauxita de alta calidade contén ata 61% Al_2 O_3, e moitos depósitos de bauxita operativo -typically chamada grao non metalúrxico- están ben por baixo dese, en ocasións, tan baixo como 30-50% Al_2 O_3. Xa que o produto desexado é un alto grao de pureza
Al_2 O_3, os óxidos remanentes na bauxita (Fe2O3, SiO2, TiO2, material orgánico) son separados do Al_2 O_3 e rexeitada como alúmina residuos de refinería (ARR) ou lama vermella a través do proceso Bayer. En xeral, a calidade inferior da bauxita (i.e., menor contido de Al_2 O_3) a lama máis vermello que se xera por tonelada de produto de alúmina. Ademáis, mesmo algúns minerais rolamento Al_2 O_3, nomeadamente caulinita, producir reaccións secundarias indesexables durante o proceso de refino, e levar a un aumento na produción de lama vermella, así como unha perda de caro química sosa cáustica, un gran custo variable no proceso de refino de bauxita [3,6,8].
barro ou ARR vermello representa unha grande e permanente desafío para a industria de aluminio [12-14]. A Lama vermella contén cáustica residual resto química significativa do proceso de refino, e é altamente alcalino, moitas veces con un pH 10 - 13 [15]. É xerado en grandes volumes en todo o mundo - de acordo co USGS, estimou a produción mundial de alúmina foi 121 millóns de toneladas en 2016 [16]. Isto deu lugar a unha estimación de 150 millóns de toneladas de lodo vermello xerada durante o mesmo período [4]. Aínda investigación en curso, lama vermella ten actualmente uns camiños comercialmente viables para re-utilización benéfica. Estímase que moi pouco de barro vermello é beneficiosa reutilizados en todo o mundo [13-14]. en vez, a lama vermella é bombeado dende a refinaría de alúmina en presas de almacenamento ou recheos, onde se garda e monitor polo gran custo [3]. polo tanto, tanto un argumento económico e ambiental se pode facer para mellorar a calidade da bauxita antes da refinación, en particular, se esa mellora se pode facer a través de técnicas de separación física de baixa enerxía.
Mentres as reservas comprobadas de bauxita son esperamos para durar por moitos anos, a calidade das reservas que poden ser economicamente accesibles está en declive [1,3]. para as refinerías, que están na empresa de procesamento de bauxita ata make alúmina, e, finalmente, de metal de aluminio, este é un reto con ambas as implicacións financeiras e ambientais
métodos de secado, como a separación electrostática pode ser de interese da industria da bauxita para a pre-concentración de bauxita antes do proceso Bayer. métodos de separación que utilizan electrostáticas contacto, ou tribo-eléctrico, carga é particularidade interesante debido ao seu potencial para separar unha gran variedade de mesturas que conteñen condutora, illante, e partículas semi-condutoras. carga tribo-eléctrico ocorre cando discreta, partículas desiguais chocan entre si, ou cunha terceira superficie, resultando nunha diferenza de carga superficial entre os dous tipos de partículas. O sinal ea magnitude da diferenza de carga depende en parte da diferenza na afinidade electrónica (ou función de traballo) entre tipo de partícula. A separación pode entón ser alcanzada mediante un campo eléctrico aplicado externamente.
A técnica foi utilizada industrialmente de tipo separadores de caída libre verticais. En separadores de caída libre, as partículas adquiren carga primeiro, logo caen por gravidade a través dun dispositivo con electrodos opostos que se aplican un campo eléctrico forte para desviar a traxectoria das partículas segundo o sinal ea magnitude da súa carga superficial [18]. Separadores de caída libre pode ser eficaz para partículas grosas, pero non son eficaces en partículas de manipular máis fina que sobre 0.075 para 0.1 mm [19-20]. Un dos máis prometedores novos desenvolvementos en separacións mineral seco o separador de correa de triboeléctrica electrostática-. Esta tecnoloxía estendeuse a gama de tamaño de partícula de partículas máis finas que as tecnoloxías de separación electrostáticas convencionais, á pista onde só flotación foi un éxito no pasado.
separación triboeléctrica electrostática-utiliza diferenzas de carga eléctrica entre os materiais producidos en contacto coa superficie ou a carga triboeléctricas. En formas simplistas, cando dous materiais están en contacto, o material cunha maior afinidade para Eletros gaña electróns cambia así negativo, mentres que o material con menor afinidade de electróns cargas positivas.
O Equipo ST & tecnoloxía (STET) tribo-electrostáticas cinto separador ofrece unha nova ruta para beneficiação de minerais de bauxita-concentrado de pre. As ofertas de proceso STET seco separación bauxita produtores ou refinados de bauxita unha oportunidade para realizar a actualización de pre-Bayer proceso de mineral de bauxita para mellorar a calidade. Esta visión ten moitos beneficios, incluíndo: Redución no custo de funcionamento de refinaría debido ao menor consumo de sosa cáustica, reducindo a entrada de sílice reactivo; aforros en enerxía durante a refinación debido ao menor volume de óxidos áridos (Fe2O3, TiO2, SiO non reactivo2) entrando con bauxita; fluxo de masa menor de bauxita ata a refinaría e, polo tanto, menos necesidade de enerxía para quentar e pressurizar; redución no volume de lama vermella xeración (i.e., lama vermella para alúmina proporción) a través da eliminación de sílice reactivo e óxido inerte; e, máis axustado control sobre a calidade da bauxita entrada que reduce trastornos do proceso e permite que os refinados a nivel de sílice reactivo obxectivo ideal para dar o rexeitamento de impureza. control de calidade mellorado ao longo de alimentación de bauxita ata a refinaría tamén maximiza o tempo de actividade e produtividade. ademais, redución no volume de lama vermella traduce en menos tratamento e eliminación de custos e unha mellor utilización dos vertedoiros existentes.
O pre-procesamento de mineral de bauxita antes do proceso Bayer pode ofrecer vantaxes significativas en termos de procesamento e vendas de residuos. A diferenza de barro vermello, residuos dun proceso electrostático seco non conteñen produtos químicos e non representan un pasivo de almacenamento ambiental a longo prazo. A diferenza de barro vermello, seco subprodutos / residuos dunha operación de bauxita pre-procesamento poden ser utilizados na fabricación de cemento, como non é ningunha esixencia para eliminar o SiO, o que é prexudicial para a fabricación de cemento. En realidade - bauxita é xa unha materia prima común para fabricación de cemento Portland. Prolongando a vida útil de operación de minas de bauxita existentes poden ser alcanzado por mellorar a utilización canteira e dar a recuperación.
2.0 experimental
2.1 materiais
STET conducidos estudos de viabilidade en máis 15 mostras de bauxita diferentes de diferentes lugares de todo o mundo a usar un separador en escala de banca. destes, 7 As mostras foron diferentes
mesa 2. Resultado de mostras de bauxita análise química.
2.2 Métodos
As experiencias foron conducidas mediante un separador de correa de tribo-electrostática en escala de banca, adiante refire como 'separador de banca'. Ensaios a escala de laboratorio, é a primeira fase dun proceso de aplicación de tecnoloxía trifásica (ver Táboa 3) incluíndo a avaliación a escala de banca, probas en escala piloto e implementación en escala comercial.
O separador de banca é usado para o seguimento como a evidencia de carga tribo-electrostática e para determinar se un material é un bo candidato para a beneficiação electrostática. As principais diferenzas entre cada peza de equipos son presentados na Táboa 3. Mentres que o equipo utilizado dentro de cada fase difire en tamaño, o principio de funcionamento é fundamentalmente o mesmo.
mesa 3. proceso de aplicación de tres fases utilizando tecnoloxía STET ficha de correa de triboeléctrica electrostática-
| Fase | Used for: | Electrode Length cm | Tipo de Proceso |
|---|---|---|---|
| 1- Bench Scale Evaluation | Qualitative Evaluation | 250 | Lote |
| 2- Escala piloto Probando | Quantitative evaluation | 610 | Lote |
| 3- Commercial Scale Implementation | Commercial Production | 610 | Continuo |
Como se pode ver na táboa 3, A principal diferenza entre o separador de banca e escala piloto e separadores na escala comercial é que a lonxitude do separador de banca é aproximadamente 0.4 veces a lonxitude de unidades en escala piloto e en escala comercial. Como a eficiencia de separación é unha función da lonxitude do electrodo, probas en escala de banca non pode ser usado como un substituto para probas en escala piloto. probas en escala piloto é necesario para determinar a extensión da separación do proceso que pode acadar STET, e para determinar se o proceso STET pode cumprir os obxectivos de produtos en determinadas taxas de alimentación. en vez, a ficha de banca é usada para descartar materiais candidatos que non son susceptibles de demostrar calquera separación significativa no nivel de escala piloto. Os resultados obtidos na escala de base serán non optimizado, ea separación observada é menos que o que sería observado nun separador STET tamaño comercial.
Probando na planta piloto é necesario antes da implantación a escala comercial, con todo, probas atópanse na escala de banca é estimulado como a primeira fase do proceso de execución por calquera material dado. ademais, nos casos en que a dispoñibilidade de material está limitada, a ficha de banca ofrece unha ferramenta útil para a selección de potenciais proxectos de éxito (i.e., proxectos en que clientes e da industria obxectivos de calidade poden ser atendidas mediante a tecnoloxía STET).
2.2.1 STET Triboelectrostatic veciños Separator
Na ficha de correa de triboeléctrica electrostática- (figura 1 ea figura 2), material é introducida no intervalo fina 0.9 - 1.5 cm entre dous electrodos planos paralelos. As partículas son cargadas por vía triboeléctrica por contacto interpartículas. Por exemplo, no caso dunha mostra de bauxita que principais constituíntes son gibssite, caulinite e as partículas minerais de cuarzo, do cargado positivamente (gibssite) ea carga negativa (caulinita e cuarzo) están unidas para os electrodos opostos. As partículas son entón arrastrados cara arriba por unha correa de malla aberta en movemento continuo e transmitida en direccións opostas. O cinto move-se as partículas adxacentes de cada un dos electrodos para extremidades opostas do separador. O campo eléctrico necesita só de mover as partículas dunha pequena fracción dun centímetro para mover unha partícula dun fluxo en movemento esquerda-a-un movemento dereito. O fluxo en contra-corrente das partículas de separación e carga continuo triboeléctricas por colisións de partículas proporciona unha separación de multi-fase e resulta excelente pureza e recuperación dunha unidade de paso única. A elevada velocidade de correa tamén permite moi altas taxas de transferencia, ata 40 toneladas por hora nun único separador. Ao controlar varios parámetros do proceso, o dispositivo permite a optimización do grao de mineral e recuperación.
figura 1. Esquemático ficha de correa de triboeléctricas
O proxecto separador é relativamente simple. A correa e de rolos asociados son as únicas partes móbiles. Os electrodos son estacionarios e composta dun material adecuadamente resistente. O cinto está feito de material plástico. A lonxitude do electrodo é aproximadamente a ficha 6 metros (20 ft.) ea anchura 1.25 metros (4 ft.) para unidades comerciais en tamaño grande. O consumo de enerxía é menor que 2 quilowatts-hora por tonelada de material procesado coa maior parte da enerxía consumida por dous motores de accionar a correa.
figura 2. Detalle da zona de separación
O proceso é completamente seco, non require materiais adicionais e non produce augas residuais ou emisións atmosféricas. Para separacións minerais a pestana ofrece unha tecnoloxía para reducir o consumo de auga, prolongar a vida reserva e / ou recuperación e reprocesando de residuos.
A compacidade do sistema permite flexibilidade en proxectos de instalación. A tecnoloxía de separación por correa tribo-electrostático é robusto e industrialmente comprobada e foi aplicado industrialmente en primeiro lugar para o tratamento de cinzas de carbón de combustión na mosca 1997. A tecnoloxía é eficiente na separación de partículas de carbón desde a combustión incompleta do carbón, a partir das partículas de aluminossilicato minerais vítreas en cinzas volantes. A tecnoloxía foi fundamental na viabilidade de reciclaxe das cinzas volantes rica en minerais como un substituto de cemento na produción de formigón.
desde 1995, sobre 20 millóns de toneladas de cinzas produto mosca foron procesadas polos separadores STET instalados nos EUA. A historia industrial de separación de cinzas volantes aparece na Táboa 4.
No procesamento de minerais, a tecnoloxía de separador de correa de triboeléctricas foi utilizado para separar unha gran variedade de materiais, incluíndo calcita / cuarzo, talco / magnesita, e Barita / cuarzo.
figura 3. separador de correa de tribo-electrostática comercial
mesa 4. Aplicación industrial de separación correa tribo-electrostático para cinzas volantes.
| utilidade / estación de enerxía | Localización | Inicio das operacións comerciais | detalles Facility |
|---|---|---|---|
| Duke Energy - Estación Roxboro | Carolina do Norte Estados Unidos | 1997 | 2 separadores |
| linguaxes de enerxía- Brandon Shores | Maryland EUA | 1999 | 2 separadores |
| Scottish Power- estación Longannet | Scotland Reino Unido | 2002 | 1 separador |
| Jacksonville Eléctrico-St. Parque de enerxía do río Johns | Florida USA | 2003 | 2 separadores |
| South Mississippi Electric Power -R.D. día seguinte | Mississippi Estados Unidos | 2005 | 1 separador |
| New Brunswick Power-Belledune | New Brunswick Canadá | 2005 | 1 separador |
| DE npower-Didcot Station | Reino Unido | 2005 | 1 separador |
| Estación Talen Energy-Brunner Island | Pensilvania EUA | 2006 | 2 separadores |
| -Electric Big Station Dobre Tapa | Florida USA | 2008 | 3 separadores |
| DE npower Aberthaw-Station | Wales Reino Unido | 2008 | 1 separador |
| -Energy Estación West Burton FED | Reino Unido | 2008 | 1 separador |
| ZGP (Lafarge Cement / Ciech Janikosoda JV) | Polonia | 2010 | 1 separador |
| Corea do sueste Poder- Yeongheung | Corea do sur | 2014 | 1 separador |
| PGNiG Termika-Sierkirki | Polonia | 2018 | 1 separador |
| Taiheiyo Cement Company-Chichibu | Xapón | 2018 | 1 separador |
| Cinza Mosca Armstrong- Cemento Eagle | Filipinas | 2019 | 1 separador |
| Corea do sueste Poder- Samcheonpo | Corea do sur | 2019 | 1 separador |
2.2.2 probas en escala de banca
Realizáronse ensaios de proceso estándar en torno ao obxectivo específico de aumentar a concentración de Al_2 O_3 e reducir a concentración de minerais de ganga. As probas foron realizadas no separador bancada en condicións de lote, Con as probas realizadas por duplicado para simular o estado estacionario, e asegurar que calquera efecto de transporte dende o estado anterior non foi considerado. Antes de cada proba, unha sub-mostra pequena de alimentación foi recollido (designada como 'alimentación'). Tras a definición de todas as variables de operación, o material alimentado para dentro do separador de banca utilizando un alimentador vibrante eléctrica a través do centro do separador de banca. As mostras foron recollidas ao final de cada experiencia e os pesos de produto final 1 (designado como 'E1') e ao final de produtos 2 (designado como 'E2') foron determinadas mediante unha escala de conta para legal comercio. Para as mostras de bauxita, corresponde 'E2' para o produto rico en bauxita. Para cada conxunto de sub-mostras (i.e., alimentación, E1 e E2) LEI, Composición principal óxidos por FRX, Determinouse se sílice e alúmina reactivas dispoñibles. DRX caracterización realizouse en sub-mostras seleccionadas.
3.0 Resultados e discusión
3.1. mostras Mineraloxía
Os resultados das análises XRD cuantitativos para mostras de alimentos están incluídos na táboa 5. A maioría das mostras foron compostas principalmente de gibsite e cantidades variables de goetite, hematita, caulinita, e cuarzo. Ilmenite e anatase tamén foron evidentes en menores cantidades, na maioría das mostras.
Houbo un cambio na composición mineral para S6 e S7 como estas mostras de alimentos eran compostas principalmente de diásporo con pequenas cantidades de calcita, hematita, goethite, boemita, caulinita, gibbsita, cuarzo, anatase, e rutilo sendo detectada. Unha fase amorfa foi tamén detectou en S1 e S4 e varía de aproximadamente 1 para 2 por cento. Isto foi probabelmente debido ou a presenza dun mineral esmectite, ou material non cristalino. Desde este material non pode ser medida directamente, os resultados a estas mostras deben ser consideradas aproximadas.
3.2 experimentos en escala de banca
Unha serie de ensaios foron realizados en cada mostra mineral destinada a dar Al2O3 e diminuíndo o contido SiO_2. Especies de concentración para o produto rico en bauxita vai ser un indicativo de comportamento de carga positiva. Os resultados preséntanse na Táboa 6
mesa 5. A análise de XRD das mostras de pensos.
mesa 6. Resumo dos resultados.
Probas co movemento significativo pestana STET bancada demostrada de Al2O3 para todas as mostras. Separación de Al2O3 foi observado para S1-5 que foron principalmente gibsite, e tamén para S6-7 que foron principalmente diásporo. Ademáis, os outros elementos principais de Fe2O3, SiO2 e de TiO2 demostrado movemento significativo na maioría dos casos. Para todas as mostras, o movemento de perda de ignición (LEI) movemento seguido Al2O3. En termos de sílice e alúmina reactivas dispoñibles, para S1-5 que son case todos gibsite (TRI-hidrato de aluminio) os valores deben ser considerados a 145 ° C, mentres que para S6-7 para que o mineral é dominante diásporo (mono-hidrato de aluminio) os valores deben ser avaliados a 235 ° C. Para todas as mostras de ensaio co separador STET bancada demostrou un aumento substancial en alúmina dispoñible e unha redución significativa no sílice reactiva ao produto para ambas as mostras de bauxita trihidrato e mono-hidrato de. Movemento de especies minerais principais tamén foi observado e gráficamente o seguinte na Figura 4.
En termos de mineraloxía, separador STET bancada demostrado concentración da alúmina especies rolamento gibbsite e diásporo para o produto rico en bauxita mentres simultaneamente rexeitando outras especies de ganga. figuras 5 e 6 mostran selectividade de fases minerais para o produto rico en bauxita para mostras de tri-hidrato e mono-hidrato, respectivamente. A selectividade foi calculado como a diferenza entre o comportamento de masa de produto para cada unha das especies minerais ea recuperación global de masa para o produto. Unha selectividade positiva é indicativa da concentración de minerais para o produto rico en bauxita, e dun comportamento global de carga positiva. contrario, un valor negativo selectividade é indicativo da concentración para o co-produto bauxita-delgada, e dun comportamento global de carga negativa.
Para todas as mostras de temperatura baixa de tri-hidrato (i.e., S1, S2 e S4) caulinite exhibiu un comportamento negativo carga e concentrou-se para o co-produto bauxita-delgada mentres gibsite concentrado para o produto rico en bauxita (figura 5). Para todas as mostras de alta temperatura de monohidrato (i.e., S6 e S7) ambos os minerais de rolamento de sílice reactivas, caulinita e cuarzo, exhibiu un comportamento negativo carga. Para esta última, diásporo e boemite informar para o produto rico en bauxita e exhibiron un comportamento de carga positiva (figura 6).
figura 5. Selectividade de fases minerais para o produto.
figura 6. Selectividade de fases minerais para o produto.
Medicións de alúmina e sílice reactivo demostrar movemento substancial. Para Bauxitas baixa temperatura (S1-S5), a cantidade de sílice presente reactivo por unidade de alúmina dispoñible reduciuse de 10-50% nunha base relativa (figura 7). Observouse unha redución similar nos Bauxitas temperatura elevada (S6-S7) como se pode ver na figura 7.
A bauxite para alúmina relación foi calculada como a inversa da alúmina dispoñibles. A bauxite a alúmina foi proporción diminuíu entre 8 - 26% en termos relativos, a todas as mostras examinadas (figura 8). Isto é significativo, xa que representa unha redución equivalente de fluxo de masa de bauxita, que ten que ser alimentado ao proceso Bayer.
figura 7. SiO2 reactiva por unidade de Al2O3 Dispoñible
figura 8. Bauxite para alúmina.
3.3 discusión
Os datos experimentais que demostran a ficha STET aumentada dispoñible Al2O3, reducindo ao mesmo tempo os contidos SiO_2. figura 9 presenta un diagrama conceptual dos beneficios esperados asociados á redución de sílice reactivo eo aumento de alúmina dispoñible antes do proceso Bayer. Os autores calculan que o beneficio financeiro para un refinado de alúmina sería na franxa de $15-30 USD por tonelada de produto de alúmina. Isto reflicte o custo evitado de sosa cáustica perdeu de-silicaton produto (DSP), aforro de enerxía de redución da entrada da bauxita ata a refinaría, redución na xeración de barro vermello e un pequeno fluxo de ingresos xerada coa venda da bauxita baixo grao subproduto aos produtores de cemento. figura 9 describe os beneficios esperados da aplicación STET tecnoloxía triboelectrostatic como unha media do mineral de bauxite para pre-concentrado antes do proceso Bayer.
A instalación do proceso de separación STET para pre-procesamento de bauxite pode realizarse tanto na refinaría de alúmina ou o propio mina de bauxita. con todo, o proceso require STET seco de moenda dos minerais de bauxita antes da separación, para liberar a ganga, polo tanto, a loxística de moenda e procesamento da bauxite na refinaría pode ser máis simple.
Como unha opción – a bauxita seca sería moído utilizando tecnoloxía de moenda seca ben establecida, por exemplo, un muíño vertical, rodillo ou muíños de impacto. A bauxite finamente moído serían separados polo proceso STET, co alto-alúmina de bauxita produto enviado á refinaría de alúmina. A instalación de moenda en seco permitiría a eliminación de moenda húmida tradicionalmente utilizado durante o proceso de Bayer. Suponse que o custo de operación de moenda en seco sería máis ou menos comparable co custo de operación de moenda húmida, especialmente tendo en conta a moenda por vía húmida realizada hoxe se realiza nunha mestura altamente alcalino, levando a custos de mantemento considerables.
O co-produto de bauxita de baixo grao seco (residuos) dende o proceso de separación podería ser vendida para a fabricación de cemento como fonte de alúmina. Bauxite é vulgarmente engadido á fabricación de cemento, eo co-produto seco, lama vermella ao contrario, non contén sodio, que ía impedir o seu uso na fabricación de cemento. Isto proporciona a refinaría cun método de material valorar que doutro xeito saír do proceso de refino como lama vermella, e esixe almacenamento a longo prazo, representando un custo.
Un cálculo de custo operativo realizada polos autores estima un beneficio proxecto de $27 USD por tonelada de alumina, coas grandes impactos obtidos a través de redución en sosa cáustica, redución na lama vermella, valoración dos co-produtos e aforro de combustible debido ao menor volume de bauxita ata a refinaría. polo tanto, un 800,000 tonelada anuais refinaría podería esperar un beneficio financeiro de $21 M USD por ano (vexa a Figura 10). Esta análise non considera o potencial de aforro de reducir os custos de importación ou de loxística de bauxita, o que pode aumentar aínda máis o retorno do proxecto.
figura 10. Beneficios da Reactive sílice redución e aumento alúmina Dispoñible.
4.0 conclusións
En resumo, procesamento en seco coas oportunidades ofertas de separación STET para xerar valor para os produtores e refinados de bauxita. O pre-procesamento de bauxita antes da refinación vai reducir os custos químicos, diminuír o volume de lama vermella xerada e minimizar trastornos do proceso. tecnoloxía STET podería permitir procesadores de bauxita para virar grao non metalúrxico en bauxita grao metalúrxico - o que podería reducir necesidade de bauxita importado e / ou ampliar saír vida recurso canteira. proceso STET tamén podería ser aplicado para xerar maior calidade de bauxita grao grao e metalurxia non metalúrxico, e grao de cemento de bauxita por-produtos antes do proceso Bayer.
O proceso STET require algo de pretratamento do mineral e opera a elevada capacidade - ata 40 toneladas por hora. O consumo de enerxía é menor que 2 kilowatt-hora por tonelada de material procesado. ademais, o proceso STET é unha tecnoloxía totalmente comercializado en procesamento de minerais, e, polo tanto, non require o desenvolvemento de novas tecnoloxías.
Referencias
1. Bergsdalen, Håvard, Anders H. Strømman, e Edgar L. Hertwich (2004), “A industria ambiente aluminio, tecnoloxía e produción”.
2. o, Subodh K., e Weimin Yin (2007), “A economía de aluminio en todo o mundo: O estado actual da industria” deixe 59.11, PP. 57-63.
3. Vincent G. Outeiro & Errol D. Sehnke (2006), "Bauxite", en minerais industriais & rochas: commodities, mercados, e Usos, Society for Mining, Metalurxia e Exploration Inc, Englewood, CO, PP. 227-261.
4. Evans, Ken (2016), “a historia, retos, e novos desenvolvementos na xestión e uso de residuo de bauxita”, Journal of Sustainable Metalurxia 2.4, PP. 316-331
5. Gendron, Robin S., Mats Ingulstad, e Espen Storli (2013), "O mineral de aluminio: a economía política da industria de bauxita global ", UBC Prensa.
6. mangueira, H. R. (2016), “Bauxite mineraloxía”, Lecturas esenciais en metais lixeiros, Springer, Cham, PP. 21-29.
7. Authier-Martin, Monique, et al. (2001),”A mineraloxía da bauxita para a produción de alúmina para fundición ", deixe 53.12, PP. 36-40.
8. Outeiro, V. G., e R. J. Robson (2016), “A clasificación de bauxites do punto de vista da planta Bayer”, Lecturas esenciais en metais lixeiros, Springer, Cham, PP. 30-36.
9. Songqing, gu (2016). “Bauxite chinés e as súas influencias na produción de alúmina en China”, Lecturas esenciais en metais lixeiros, Springer, Cham, PP. 43-47.
10. Habashi, Fathi (2016) “Cen anos do proceso Bayer para produción de alúmina” Lecturas esenciais en metais lixeiros, Springer, Cham, PP. 85-93.
11. Adamson, A. N., E. J. Bloore, e A. R. Carr (2016) “principios básicos de deseño do proceso Bayer”, Lecturas esenciais en metais lixeiros, Springer, Cham, PP. 100-117.
12. Anich, Ivan, et al. (2016), “O Rueiro Tecnoloxía alúmina”, Lecturas esenciais en metais lixeiros. Springer, Cham, PP. 94-99.
13. Liu, Wanchao, et al. (2014), “avaliación ambiental, xestión e utilización de barro vermello en China”, Journal of Cleaner Production 84, PP. 606-610.
14. Evans, Ken (2016), “a historia, retos, e novos desenvolvementos na xestión e uso de residuo de bauxita”, Journal of Sustainable Metalurxia 2.4, PP. 316-331.
15. Liu, Yong, Chuxia Lin, e Yonggui Wu (2007), “Caracterización de lama vermella derivada dun proceso Bayer combinadas e método de calcinación de bauxita”, Journal of Hazardous Materiais 146.1-2, PP. 255-261.
16. U.S. Geological Survey (USGS) (2018), "Bauxita e alúmina", en bauxita e alúmina Estatística e información.
17. Paramguru, R. K., P. C. temperán, e V. N. Misra (2004), “Tendencias na lama vermella uso-un comentario”, transformación mineral & extractivas Metall. rotación. 2, PP. 1-29.
18. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Fors Montaña, K (2000), "Review of Electrical métodos de separación, Parte 1: aspectos fundamentais, minerais & Procesamento metalúrxico ", vol. 17, non. 1, PP 23-36.
19. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Fors Montaña, K (2000), "Review of Electrical métodos de separación, Parte 2: consideracións prácticas, minerais & Procesamento metalúrxico ", vol. 17, non. 1, PP 139-166.
20. Ralston O. (1961), Separación Electrostática de sólidos granulares mixtos, Elsevier Publishing Company, fóra de catálogo.
