Válasszon nyelvet:
A ST-berendezés & Technology LLC (MEGHAGY) tribo-elektrosztatikus övleválasztó ideális a nagyon finom (<1µm) a közepesen durva (500µm) ásványi részecskék, Nagyon nagy átviteli sebességgel. A kísérleti eredmények azt mutatták, hogy az STET szeparátor képes bauxitmintákat beneficiálni a rendelkezésre álló timföld növelésével, miközben egyidejűleg csökkenti a reaktív és teljes szilícium-dioxidot.. Az STET technológiát a timföldgyártásban használt bauxitlerakódások korszerűsítésének és előkoncentrátumának módszereként mutatják be. Az STET szeparátorral történő száraz feldolgozás a finomító működési költségeinek csökkenését eredményezi a maró szóda alacsonyabb fogyasztása miatt, energiamegtakarítás az inert oxidok kisebb mennyisége és a timföldfinomítói maradékok mennyiségének csökkenése miatt (ARR vagy vörösiszap). ráadásul, az STET technológia a timföldfinomítók számára egyéb előnyöket is kínálhat, beleértve a megnövekedett kőfejtői tartalékokat, a vörösiszap-lerakóhely élettartamának meghosszabbítása, a meglévő bauxitbányák meghosszabbított élettartama a kőbánya kihasználtságának javításával és a hasznosítás maximalizálásával. Az STET eljárással előállított vízmentes és vegyszermentes melléktermék előkezelés nélkül használható nagy mennyiségben történő cementgyártásra., ellentétben a vörösiszappal, amely korlátozottan hasznos.
1.0 Bevezetés
Az alumíniumgyártás központi jelentőségű a bányászati és kohászati ipar számára, és alapvető fontosságú a különböző iparágak számára [1-2]. Míg az alumínium a leggyakoribb fémes elem található a földön, összesen körülbelül 8% a földkéreg, elemként reaktív, és ezért nem fordul elő természetben [3]. Ezért, alumíniumban gazdag ércet finomítani kell, hogy timföld és alumínium, ami a maradékanyagok jelentős generációját eredményezi [4]. Mivel a bauxit betétek minősége világszerte csökken, a maradékanyag keletkezése növekszik, a timföld- és alumíniumgyártó ipar számára a feldolgozási költségek tekintetében kihívást jelent, az ártalmatlanítás költségei és a környezetre gyakorolt hatás [3].
Alumínium finomításra szánt kiinduló alapanyag a bauxit, a világ fő kereskedelmi forrásból alumínium [5]. A bauxit egy dúsított alumínium-hidroxid üledékes kőzet, vas-oxidokban gazdag kőzetek laterizációjából és időjárásából állítják elő, alumínium-oxidok, vagy mindkettő gyakran tartalmazó kvarc és agyag, mint a kaolin [3,6]. Bauxit sziklák áll többnyire az alumínium ásványi anyagok gibbsite (Al(Ó)3), boehmite (Γ-AlO(Ó)) és diaspore (Α-AlO(Ó)) (Táblázat 1), és általában keverik a két vas-oxid goethite (FeO(Ó)) és hematit (Fe2O3), az alumínium agyag ásványi kaolinit, kis mennyiségű anatáz és/vagy titán (TiO2), ilmenite (FeTiO3) és egyéb szennyeződések kisebb vagy nyomösszegekben [3,6,7].
A trihidrát és a monohidrát kifejezéseket az ipar gyakran használja a bauxit különböző típusainak megkülönböztetésére. Bauxit, hogy teljesen vagy szinte minden gibbsite csapágy hívják a trihidratált érc; ha a boehmite vagy a diaszpóra a domináns ásványi anyag, amelyet monohidrátérnak neveznek [3]. Keverékek gibbsite és boehmite gyakoriak minden típusú bauxit, boehmite és diaszpóra kevésbé gyakori, és gibbsite és diaszpóra ritka. A bauxitérc minden típusa saját kihívást jelent az ásványi feldolgozás és a timföld keletkezése tekintetében [7,8].
Táblázat 1. Gibbsite kémiai összetétele, Boehmite és diaszpóra [3].
| Kémiai összetétel | Gibbsite AL(Ó)3 vagy Al2O3.3H2O | Boehmite ALO(Ó) vagy Al2O3.H2O | Diaszpóra ALO(Ó) vagy Al2O3.H2O |
|---|---|---|---|
| Al2O3 WT % | 65.35 | 84.97 | 84.98 |
| (Ó) WT % | 34.65 | 15.03 | 15.02 |
Bauxit betétek is elterjedt az egész világon, Többnyire trópusi vagy szubtrópusi területeken előforduló [8]. A kohászati és nem kohászati minőségű ércek bauxitbányászata hasonló más ipari ásványok bányászatához. Általában, a bauxit jótékonysága vagy kezelése a zúzásra korlátozódik, szitálás, Mosás, és a nyers érc szárítása [3]. Flotációt alkalmaztak egyes gyenge minőségű bauxitérák korszerűsítésére, azonban nem bizonyult rendkívül szelektívnek a kaolinit, a reaktív szilícium-dioxid egyik fő forrása, különösen a trihidratált bauxitokban [9].
A világon előállított bauxit nagy részét a bayeri folyamaton keresztül a timföld gyártásához használják., nedves-kémiai maró-csótány módszer, amelyben a Al_2 O_3 feloldódik a bauxit kőzetből maró szóda gazdag oldattal emelkedett hőmérsékleten és nyomáson [3,10,11]. Ezt követően, a timföld nagy részét alumíniumfém előállítására használják a Hall-Héroult folyamaton keresztül, amely magában foglalja az alumínium-timföld elektrolitikus csökkentését kriorolitfürdőben (Na3AlF6). Ez körülbelül 4-6 tonna szárított bauxit termelni 2 t timföld, ami viszont hozamok 1 t alumínium fém [3,11].
A Bayer-folyamatot a mosott és finomra őrölt bauxit és a kimosódási oldat keverésével kezdeményezik. Az így kapott hígtrágya, amely 40-50% szilárd anyagokat ezután nyomás alatt és gőzzel melegítik. Ebben a lépésben a timföld egy része feloldódik, és oldható nátrium-timluminátot képez (NaAlO2 között), de jelenléte miatt a reaktív szilícium-dioxid, komplex nátrium-alumínium-szilikát is kicsapódik, ami mind a timföld, mind a szóda elvesztését jelenti. A kapott hígtrágya mosása, és a keletkező maradék (azaz, vörös iszap) dekantált. A nátrium-timitim átlegfeljebb alumínium-trihidrátot (Al(Ó)3) vetési folyamaton keresztül. A kapott maró szódaoldatot visszaforgatják a kimosóoldatba. Végül, a szűrt és mosott szilárd timföld-trihidrátot timföld termelésére vagy kalcinálására tüzelik vagy kalcinálják [3,11].
A kioldódás hőmérséklete 105°C és 290°C között lehet, és a megfelelő 390 kPa-tól 1500 Kpa. Alacsonyabb hőmérséklet-tartományokat használnak bauxit, amelyben szinte az összes rendelkezésre álló timföld jelen van gibbsite. A magasabb hőmérséklet van szükség, hogy digedepositsst bauxit, amelynek nagy százaléka boehmite és a diaszpóra. 140 °C vagy annál alacsonyabb hőmérsékleten csak a gibbsite és a kaolin csoportok oldódnak a maró szódafolyadékban, ezért az ilyen hőmérséklet előnyös a trihidrát timföld feldolgozásához . 180°C-nál nagyobb hőmérsékleten a trihidrát és a monohidrát formájában jelen lévő alumínium-visszanyerhető, és mind az agyag, mind a szabad kvarc reaktívvá válik [3]. Üzemi körülmények, mint például a hőmérséklet, a nyomás- és reagensadagolást befolyásolja a bauxit típusa, ezért minden timföldfinomítót a bauxitéra egy bizonyos típusához igazítanak. A veszteség a drága maró nátron (NaOH) és a vörös iszap keletkezése egyaránt kapcsolódik a finomítási folyamatban használt bauxit minőségéhez. Általánosságban., annál alacsonyabb a Al_2 O_3 tartalmát bauxit, Minél nagyobb mennyiségű vörösiszapot fog generálni, mivel a nem Al_2 O_3 fázisokat vörösiszapként utasítják el. ráadásul, minél magasabb a bauxit kaolinit- vagy reaktív szilícium-dioxid-tartalma, a több vörösiszap keletkezik [3,8].
A kiváló minőségű bauxit akár 61% Al_2 O_3, és számos működő bauxit lelőhely - jellemzően nem kohászati minőségű- jóval ez alatt a, alkalmanként olyan alacsony, mint 30-50% Al_2 O_3. Mivel a kívánt termék nagy tisztaságú
Al_2 O_3, a többi oxidot a bauxitban (Fe2O3, SiO2, TiO2, szerves anyag) elválasztják a O_3 Al_2, és timföldfinomítói maradékként elutasítják (ARR) vagy vörösiszap a Bayer-folyamaton keresztül. Általánosságban., az alacsonyabb minőséget a bauxit (azaz, alacsonyabb Al_2 O_3 tartalom) a több vörös iszap, hogy keletkezik egy tonna timföld termék. ráadásul, még néhány Al_2 O_3 ásványi anyagok, Kiss Lajosné, nemkívánatos mellékhatásokat okozhatnak a finomítási folyamat során, és a vörösiszap keletkezésének növekedéséhez, valamint a veszteség a drága maró nátron kémiai, nagy változó költség a bauxitfinomítási folyamatban [3,6,8].
Vörösiszap vagy ARR jelent nagy és folyamatos kihívást jelent az alumínium ipar [12-14]. A vörösiszap a finomítási eljárásból visszamaradt, jelentős maradék maró hatású anyagot tartalmaz, és erősen lúgos, gyakran a pH-érték 10 – 13 [15]. Nagy mennyiségben termelik világszerte – az USGS szerint, a becslések szerint a globális TIMA-termelés 121 millió tonna 2016 [16]. Ez azt eredményezte, hogy a 150 ugyanazon időszak alatt keletkezett, több millió tonna vörösiszap [4]. A folyamatban lévı kutatások ellenére, vörösiszap jelenleg kevés kereskedelmileg életképes utakat hasznos újrafelhasználás. A becslések szerint nagyon kevés a vörösiszapot előnyösen újra használják világszerte [13-14]. Ehelyett, a vörösiszapot a timföldfinomítóból raktárba vagy hulladéklerakókba szivattyúzzák, ahol azt nagy költséggel tárolják és ellenőrzik [3]. Ezért, mind gazdasági, mind környezetvédelmi érv lehet a bauxit minőségének javítása mellett a finomítás előtt, különösen akkor, ha ez a javulás alacsony energiájú fizikai szétválasztási technikák.
Míg a bevált bauxittartalékok várhatóan sok évig tartanak, a tartalékok gazdaságilag elérhető minősége csökken [1,3]. A finomítók, Kik az üzleti bauxit, timföld hogy feldolgozás, és végül alumínium fém, Ez egy olyan kihívás, a pénzügyi és a környezetvédelmi vonatkozású
A száraz módszerek, mint például az elektrosztatikus szétválasztás, a bauxitipar számára érdekesek lehetnek a bauxit nak a Bayer-folyamat előtti előkoncentrációja szempontjából.. Érintést alkalmazó elektrosztatikus szétválasztási módszerek, vagy tribo elektromos, a töltés azért érdekes, mert képesek a vezetőképes keverékeket tartalmazó keverékek széles skáláját, szigetelő, és félig vezetőképes részecskék. TRIBO elektromos töltés akkor jelentkezik, ha diszkrét, eltérő részecskék ütköznek egy másik, vagy a harmadik, ami a felülete különbség a két részecske között. A jel és a nagysága a töltés különbség attól függ, részben a különbséget az elektron affinitás (vagy kilépési munka) a részecske-típusok között. Szétválasztás majd alkalmazásával lehet elérni egy külsőleg alkalmazott elektromos mező.
A technika felhasználta iparilag függőleges szabadon eső típusú elválasztók. A szabadon eső elválasztók, a részecskék először szerezni díj, majd a gravitáció egy olyan, ellentétes elektródákkal rendelkező eszközön keresztül esik, amely erős elektromos mezőt alkalmaz, hogy eltérítse a részecskék röppályáját a felületi töltés jelének és nagyságának megfelelően [18]. A szabadesésű szeparátorok hatékonyak lehetnek a durva részecskék esetében, de nem hatékonyak a részecskék finomabb kezelésében, mint 0.075 a 0.1 mm [19-20]. A száraz ásványelválasztók egyik legígéretesebb új fejleménye a tribo-elektrosztatikus övszeparátor. Ez a technológia birtokol kiterjedt-a részecskék mérete collban finomabb részecskék, mint a hagyományos elektrosztatikus leválasztó technológiák, a tartományba, ahol csak a flotációs már sikeres az elmúlt.
A tribo-elektrosztatikus szétválasztás elektromos töltési különbségeket használ a felületi érintkezés vagy a triboelektromos töltés által előállított anyagok között. Egyszerű módon, amikor két anyag érintkezik, az elektroiránt nagyobb affinitással rendelkező anyag elektronokat nyer, így negatív, míg az alacsonyabb elektronaffinitással rendelkező anyag pozitív.
A ST-berendezés & Technológia (MEGHAGY) a tribo-elektrosztatikus övszeparátor új, jósút a bauxitércok előkoncentrátumához. A STET száraz szétválasztása lehetőséget nyújt a bauxit gyártók és a finomítók bauxit elvégzésére Bayer folyamat előtti korszerűsítése bauxit érc minőségének javítása. Ez a megközelítés számos előnye van., Beleértve: Működési költségei veszteségekA alacsonyabb fogyasztás a nátrium-hidroxid, azáltal, hogy csökkenti a bemeneti reaktív szilika csökkenése; energiamegtakarítás a finomítás során az inert-oxidok alacsonyabb térfogata miatt (FE2O3, Tio2, Nem reaktív SiO2) belépő a bauxit; kisebb mennyiségű bauxit a finomítóba, és így kevesebb energiaszükséglet a hő- és nyomásnyomáshoz; a vörösiszap keletkezési térfogatának csökkentése (azaz, vörösiszap alumina arány) a reaktív szilícium-dioxid és az inert-oxid eltávolításával; és, szorosabb ellenőrzés a bemeneti bauxit minősége felett, ami csökkenti a folyamat felfordulását, és lehetővé teszi a finomítók számára, hogy az ideális reaktív szilícium-dioxid szintet célozzák meg a szennyeződések elutasításának maximalizálása érdekében. A finomítóba irányuló bauxittakarmány jobb minőségellenőrzése az uptime-ot és a termelékenységet is maximalizálja. Továbbá, a vörösiszap mennyiségének csökkentése kevesebb kezelési és ártalmatlanítási költséget, valamint a meglévő hulladéklerakók jobb kihasználását eredményezi.
A bauxitérc bayer-folyamat előtti előfeldolgozása jelentős előnyökkel járhat a búzsa feldolgozása és értékesítése tekintetében.. Ellentétben a vörösiszap, száraz elektrosztatikus eljárásból származó meddő olyan nem vegyi anyagokat tartalmaznak, és nem jelentenek egy hosszú távú környezeti tárolási kötelezettséget. Ellentétben a vörösiszap, száraz fly-by-termékeiben/dúsítási a bauxit előre feldolgozásával művelet cement előállítása során felhasználható, mint nincs olyan követelmény, hogy távolítsa el a nátrium, Ez káros a cement gyártása. Valójában - bauxit már egy közös nyersanyag portlandcement gyártás. A meglévő bauxitbányák élettartamának meghosszabbítása a kőbányai hasznosítás javításával és a hasznosítás maximalizálásával is elérhető.
2.0 Kísérleti
2.1 Anyagok
A STET megvalósíthatósági tanulmányokat végzett több mint 15 különböző bauxit minták at különböző helyeken szerte a világon egy asztali skála elválasztó. Ezek, 7 különböző mintákat
Táblázat 2. A kémiai elemzés eredménye bauxitminták.
2.2 Módszerek
Kísérleteket végeztek egy asztali mérleg tribo elektrosztatikus öv szeparátor segítségével, a továbbiakban mint "asztali elválasztó". Asztali mérleg vizsgálat egy háromfázisú technológia végrehajtási folyamat első fázisának (Lásd a táblázatot 3) beleértve az asztali mérleg értékelése, kísérleti léptékű vizsgálat és kereskedelmi méretű végrehajtásához.
Az asztali elválasztó karaktereket kell használni, a szűrés bizonyítékot tribo-feltöltődés, és annak megállapítása, hogy egy anyag egy jó jelölt elektrosztatikus dúsítása. A fő különbség a berendezés minden részét táblázat mutatja be 3. Míg a berendezés minden egyes fázisában mérete különbözik, a működés alapelve alapvetően ugyanaz.
Táblázat 3. Háromfázisú végrehajtási folyamat STET tribo elektrosztatikus öv elválasztó technológia
| Fázis | Használt: | Elektróda Hossz cm | A folyamat típusa |
|---|---|---|---|
| 1- Padskála kiértékelése | Kvalitatív értékelés | 250 | Egy tétel |
| 2- Teszt Vizsgálat | Mennyiségi értékelés | 610 | Egy tétel |
| 3- Kereskedelmi méretű megvalósítás | Kereskedelmi termelés | 610 | Folyamatos |
Mint látható a táblázatban 3, a fő különbség az asztali elválasztó és a pilóta és kereskedelmi skála elválasztó, hogy az asztali elválasztó hossza körülbelül 0.4 idők hossza pilóta és kereskedelmi skála egységek. Az elválasztó hatásfokát az elektróda hossza függvényében, Asztali mérleg vizsgálat nem használható helyettesíti a kísérleti léptékű vizsgálat. Kísérleti léptékű vizsgálat elvégzésére szükség, az elkülönítés, amit a STET folyamat tud elér mértékének meghatározásához, és hogy ha STET folyamat tud eleget a termék célok alapján adott takarmány árak. Ehelyett, az asztali elválasztó karaktereket kell használni, hogy kizárják a jelölt anyagok, amelyek nem valószínű, hogy bizonyítani a kísérleti léptékű szinten jelentős elválasztás nélküli. A pad-skálán elért eredmények lesznek, nem optimalizált, és az elkülönítés megfigyelt kevesebb, mint ami megfigyelhető a kereskedelmi méretű STET elválasztó.
Vizsgálat, a kísérleti üzemben szükség, mielőtt kereskedelmi skála, azonban, mint az adott anyagot a végrehajtási folyamat első fázisának javasolt vizsgálat az asztali mérleg. Továbbá, olyan esetekben, amelyben olyan anyagot elérhetősége korlátozott, az asztali elválasztó egy hasznos eszköz biztosít az esetleges sikeres projektek átvilágítása (azaz, mely vásárlók és a ipar a minőségi célok teljesíthetők segítségével projektek MEGHAGY technológia).
2.2.1 STET triboelektrosztatikus övszeparátor
A a tribo elektrosztatikus öv elválasztó (Ábra 1 és ábra 2), anyag táplálják be a vékony rés 0.9 – 1.5 két párhuzamos sík elektródák között cm. A részecskék triboelectrically terheli a interparticle kapcsolat. Például, bauxitminta esetében, mely fő összetevők a gibssite, kaolinit és kvarc ásványi részecskék, a pozitív töltésű (gibssite (sz. hely)) és a negatív töltésű (kaolinit és kvarc) vonzza a szemben elektródák. A részecskék majd elsöpri a folyamatosan mozgó nyílt háló öv, és tolmácsolta az ellenkező irányba. A biztonsági öv mozog a részecskék a szomszédos egyes elektróda felé ellentétes pólusát az elválasztó. Az elektromos mezőt kell csak mozog a részecskék egy apró töredéke egy centiméteres áthelyezése egy részecske egy bal-mozgó jobb mozgó patak. Az elválasztó részecskék ellenáramáramlása és a részecskeütközések általi folyamatos triboelektromos töltés többlépcsős szétválasztást tesz lehetővé, és kiváló tisztaságot és visszanyerést eredményez egyegymenetes egységben. A magas biztonsági öv sebességet is lehetővé teszi, hogy nagyon nagy teljesítmények, akár 40 tonna / óra a egy elválasztó. Különböző technológiai paraméterek ellenőrzése, a készülék lehetővé teszi az ásványi minőségű és hasznosítási.
Ábra 1. Sematikus triboelectric öv elválasztó
Egy viszonylag egyszerű az elválasztó design. A biztonsági öv és kapcsolódó görgők, az egyetlen mozgó alkatrészek. Az elektródákat a helyhez kötött és megfelelően tartós anyagból áll. A biztonsági öv műanyagból készült. Elválasztó elektróda hossza kb 6 méter (20 Ft.) és a szélesség 1.25 méter (4 Ft.) a teljes méretű kereskedelmi egységek. A erő fogyasztás van kevesebb, mint 2 a legtöbb a vezetés a biztonsági öv két motorok által felhasznált energia feldolgozott anyag tonnánként kilowattóra.
Ábra 2. Szétválasztás zóna részlete
A folyamat teljesen száraz, nincs további anyagok igényel, és nem termel hulladékot víz vagy levegő kibocsátás. Az ásványi elválasztáshoz a szeparátor olyan technológiát biztosít, amely csökkenti a vízfelhasználást, tartalék élettartamának és/vagy visszaszerez és újra feldolgozni a méreten aluli burgonya.
A tömörség, a rendszer lehetővé teszi, hogy rugalmasan tervek készítése. A tribo-elektrosztatikus övszeválasztás technológia robusztus és iparilag bizonyított, és először iparilag alkalmazzák a széntüzelésű pernye feldolgozására 1997. A technológia a hatékony elválasztására szén-dioxid részecskék, a szén a tökéletlen égés, a az üveges-alumínium-szilikát ásványi részecskék a pernye. A technológia már instrumentális abban, hogy az ásványi anyagokban gazdag pernye újra feldolgoz, a cement helyett a konkrét termelés.
Óta 1995, több mint 20 millió tonna pernye-t dolgoztak fel az USA-ban telepített STET-szeparátorok. A pernyeelválasztó ipari története a táblázatban található 4.
Az ásványi anyagok feldolgozása, a triboelektromos övszeparátor technológiát sokféle anyag szétválasztására használták, beleértve a kalcitot/kvarcot, talkum/magnezit, és barit/quartz.
Ábra 3. Kereskedelmi tribo-elektrosztatikus övszeparátor
Táblázat 4. Ipari alkalmazásának tribo elektrosztatikus öv elkülönítését pernye.
| Segédprogram / erőmű | Hely | A kereskedelmi tevékenység megkezdése | Létesítmény-részletek |
|---|---|---|---|
| Duke Energy-Roxboro Station | North Carolina Amerikai Egyesült Államok | 1997 | 2 Elválasztó |
| Talen energia- Brandon Shores | Maryland, USA | 1999 | 2 Elválasztó |
| Scottish Power- Longannet állomás | Scotland UK | 2002 | 1 Elválasztó |
| Jacksonville elektromos-St. Johns folyó erő Park | Florida Amerikai Egyesült Államok | 2003 | 2 Elválasztó |
| Déli Mississippi Electric Power - Rudó Magdolna. Holnap | Mississippi-USA | 2005 | 1 Elválasztó |
| Új-Brunswick hatalom-Belledune | Új-Brunswick Kanada | 2005 | 1 Elválasztó |
| RWE npower-Didcot Station | Anglia Egyesült Királyság | 2005 | 1 Elválasztó |
| Talen energia-Brunner Island Station | Pennsylvania USA | 2006 | 2 Elválasztó |
| Tampa elektromos Big Bend Station | Florida Amerikai Egyesült Államok | 2008 | 3 Elválasztó |
| RWE npower Aberthaw Station | Wales UK | 2008 | 1 Elválasztó |
| EDF energia-West Burton Station | Anglia Egyesült Királyság | 2008 | 1 Elválasztó |
| ZGP (A Lafarge Cement Ciech Janikosoda JV) | Lengyelország | 2010 | 1 Elválasztó |
| Korea dél-keleti hatalom- Yeongheung | Dél-Korea | 2014 | 1 Elválasztó |
| PGNiG Termika-Sierkirki | Lengyelország | 2018 | 1 Elválasztó |
| Taiheiyo Cement vállalat-Chichibu | Japán | 2018 | 1 Elválasztó |
| Armstrong pernye- Sas Cement | Fülöp-szigetek | 2019 | 1 Elválasztó |
| Korea dél-keleti hatalom- Samcheonpo | Dél-Korea | 2019 | 1 Elválasztó |
2.2.2 Asztali mérleg vizsgálata
A standard eljárásokat a Al_2 O_3 koncentráció növelésére és a gangue ásványi anyagok koncentrációjának csökkentésére irányuló konkrét cél körül végezték.. Vizsgálatokat végeztek a kötegelt feltételek asztali elválasztó, párhuzamosan végzett vizsgálattal az állandósult állapot szimulálása érdekében, és annak biztosítása, hogy az előző feltételből származó esetleges átviteli hatást ne vegyék figyelembe. Minden egyes vizsgálat előtt, kis takarmány-részmintát gyűjtöttek ("Takarmány" kijelölt). Után minden művelet változóinak beállítása, az anyag volt táplálni az asztali elválasztó egy elektromos vibrációs adagoló segítségével az asztali elválasztó középpontja. Minden egyes kísérlet végén és a végtermék tömegének került sor mintagyűjtésre 1 (kijelölt "E1") és a végtermék 2 (kijelölt "E2") a jogi, a kereskedelmi számláló mérleg alkalmazásával határoztak meg. Bauxitmintákhoz, Az "E2" a bauxitban gazdag terméknek felel meg. Minden egyes részminta készlet (azaz, Feed, Az E1 és E2) LOI, fő oxidok összetétele XRF, reaktív szilícium-dioxid és a rendelkezésre álló timföld. Az XRD-jellemzés a kiválasztott almintákon történt.
3.0 Eredmények és a megbeszélés
3.1. Ásványtan minták
A takarmánymintákra vonatkozó mennyiségi XRD-elemzések eredményeit a 5. A minták többsége elsősorban gibbsite és változó mennyiségű goethite, Hematit, kaolinit, és kvarc. Az ilmenit és az anatáz kisebb mennyiségben is nyilvánvaló volt a minták többségében.
Az S6 és S7 ásványi összetételében változás történt, mivel ezek a takarmányminták elsősorban kis mennyiségű kalcitból álló diaszpóra voltak., Hematit, goethit, boehmite, kaolinit, gibbsite, Kvarc, anatáz, és rutile észlelése. Az S1 és S4-ben amorf fázist is észleltek, és a 1 a 2 Százalék. Ez valószínűleg annak köszönhető, hogy a jelenléte egy smectite ásványi, vagy nem kristályos anyag. Mivel ezt az anyagot nem lehetett közvetlenül mérni, az e mintákra vonatkozó eredményeket hozzávetőlegesnek kell tekinteni.
3.2 Pad-léptékű kísérletek
Minden egyes ásványi mintán tesztsorozatot végeztek, amelynek célja az Al2O3 maximalizálása és SiO_2 tartalom csökkentése. A bauxitban gazdag termékre koncentráló fajok pozitív töltési viselkedést jeleznek. Az eredmények a táblázatban jelennek meg 6
Táblázat 5. A takarmányminták XRD-elemzése.
Táblázat 6. Összesített eredmények.
Az STET asztali szeparátorral végzett vizsgálat az Al2O3 jelentős mozgását mutatta ki az összes minta. Az Al2O3 szétválasztását figyelték meg az S1-5 esetében, amelyek főként gibbsite, és az S6-7 esetében is, amelyek főként diaszpóra. ráadásul, a másik fő eleme az Fe2O3, SiO2 és TiO2 bizonyította, a legtöbb esetben jelentős mozgalom. Minden mintára vonatkozóan, a mozgalom izzítási veszteség (LOI) ellenőrzött mozgása Al2O3. A reaktív szilícium-dioxid és a rendelkezésre álló timföld, Az S1-5, amelyek szinte minden gibbsite (alumínium trihidrát) 145°C-on kell figyelembe venni, míg az S6-7 esetében, ahol a domináns ásványi anyag a diaszpóra (alumínium monohidrát) az értékeket 235°C-on kell értékelni. Az STET asztali szeparátorral végzett valamennyi minta esetében a rendelkezésre álló timföld jelentősen megnőtt, és a reaktív szilícium-dioxid jelentősen csökkent a termékkel kapcsolatban mind a trihidrát, mind a monohidrát bauxit minták esetében.. A főbb ásványi fajok mozgását is megfigyelték, és grafikusan az alábbi ábrán 4.
Ami a ásványtan, Az STET asztali szeparátor kimutatta, hogy a gibbsite és a diaszpóra timföldcsapus- és diaszpóra koncentrációja a bauxitban gazdag termékhez, miközben egyidejűleg kilöki a többi gangue fajt. Számadatok 5 és 6 az ásványi fázisok szelektivitásának a bauxitban gazdag termékkel való kitérése a trihidrát- és monohidrátminták esetében, illetve. A szelektivitást az egyes ásványi fajok termékhez való tömeges deportálása és a termékből való teljes tömegvisszanyerés közötti különbségként számították ki.. A pozitív szelektivitás a bauxitban gazdag termék ásványi koncentrációját jelzi, és az általános pozitív töltési viselkedés. Ezzel szemben, negatív szelektivitási érték a bauxit-sovány kotermék koncentrációját jelzi, és az általános negatív töltési viselkedés.
Minden trihidrát alacsony hőmérsékletű mintához (azaz, S1, S2 és S4) a kaolinit negatív töltési viselkedést mutatott, és a bauxit-lean társtermékre koncentrált, míg a gibbsite a bauxitban gazdag termékre koncentrálódott (Ábra 5). Minden monohidrát magas hőmérsékletű mintához (azaz, S6 és S7) mindkét reaktív szilícium-dioxid tartalmú ásványi anyagok, kaolinit és kvarc, negatív töltési viselkedést mutatott. Az utóbbi, diaszpóra és boehmit jelentett a bauxit-gazdag termék és mutatott pozitív töltési viselkedés (Ábra 6).
Ábra 5. Az ásványi fázisok szelektivitása a termékhez.
Ábra 6. Az ásványi fázisok szelektivitása a termékhez.
A rendelkezésre álló timföld és reaktív szilícium-dioxid mérései jelentős mozgást mutatnak. Alacsony hőmérsékletű bauxitok esetén (S1-S5), a rendelkezésre álló timföld egységenként jelen lévő reaktív szilícium-dioxid mennyisége a 10-50% relatív alapon (Ábra 7). Hasonló csökkenést figyeltek meg a magas hőmérsékletű bauxitokban (S6-S7) amint az ábra 7.
A bauxit és timföld arányát a rendelkezésre álló timföld inverzének. A bauxit-timföld arány csökkent a 8 – 26% relatív értelemben az összes vizsgált mintára (Ábra 8). Ez azért van értelme, mert a bauxit tömegáramlásának egyenértékű csökkenését jelenti, amelyet a Bayer-folyamatba kell táplálni..
Ábra 7. Reaktív SiO2 egységenként elérhető Al2O3
Ábra 8. Bauxit-timföld arány.
3.3 Vita
A kísérleti adatok azt mutatják, hogy az STET szeparátor növelte a rendelkezésre álló Al2O3-at, miközben csökkentette SiO_2. Ábra 9 a reaktív szilícium-dioxid csökkentésével és a rendelkezésre álló timföld növekedésével kapcsolatos várható előnyök koncepcionális ábráját mutatja be a Bayer-folyamat ot megelőzően. A szerzők számításai szerint egy timföldfinomító pénzügyi előnye a $15-30 USD /tonna timföldtermék. Ez tükrözi a de-szilícium-dioxid-termék miatt elvesztett maró szóda elkerült költségét (Dsp), energiamegtakarítást a bauxit nak a finomítóba történő bevitelének csökkentéséből, a vörösiszap-termelés csökkentése és az alacsony minőségű bauxit melléktermék cementgyártóknak történő értékesítéséből származó kis bevételi forrás. Ábra 9 felvázolja a STET triboelektrosztatikus technológia bevezetésének várható előnyeit, mint a bauxit érc előzetes koncentrálásának módját a Bayer-folyamat előtt.
A bauxit előfeldolgozásra szolgáló STET szétválasztási eljárás beszerelése történhet az alumínium-oxid finomítóban vagy magán a bauxitbányában. Azonban, a STET-eljárás a bauxitércszáraz őrlését igényli az elválasztás előtt, hogy felszabadítsa a gangue, ezért a finomítóban a bauxit őrlésének és feldolgozásának logisztikája egyszerűbb lehet.
Mint egy lehetőség – a száraz bauxit lenne őrölt segítségével jól bevált száraz köszörülés technológia, például egy függőleges görgős malom vagy. A finomra őrölt bauxitot az STET-folyamat választaná el egymástól, a timföldfinomítónak küldött magas timföld-bauxit termékkel. A száraz köszörülés beszerelése lehetővé tenné a Bayer-folyamat során hagyományosan használt nedves köszörülés megszüntetését. Feltételezhető, hogy a száraz őrlés működési költsége nagyjából összehasonlítható lenne a nedves őrlés működési költségével, különösen figyelembe véve a nedves köszörülés végzett ma végzik egy erősen lúg keverék, jelentős karbantartási költségeket eredményezve.
A száraz, gyenge minőségű bauxit társtermék (zagyfej) a szétválasztási folyamatból a cementgyártásba atimátus. Bauxit gyakran hozzá cementgyártás, és a száraz társtermék, ellentétben a vörös iszap, nem tartalmaz olyan nátriumot, amely megakadályozná annak használatát a cementgyártásban. Ez biztosítja a finomító egy módszert a valorizing anyag, amely egyébként kilép a finomítási folyamat, mint a vörös iszap, és hosszú távú tárolást igényelne, ami egy költség.
A szerzők által végzett működési költségszámítás becslése szerint a projekt $27 USD/tonna timföld, a maró szóda számának csökkentése révén elért főbb hatásokkal, a vörösiszap csökkenése, a társtermék és az üzemanyag-megtakarítás értékelése a finomítóba történő kisebb mennyiségű bauxit miatt. Ezért a 800,000 évente tonna finomító pénzügyi előnyre számíthat, $21 M USD évente (Ábra 10). Ez az elemzés nem veszi figyelembe a bauxit import- vagy logisztikai költségeinek csökkentéséből származó potenciális megtakarításokat, amelyek tovább javíthatják a projekt.
Ábra 10. Előnyei Reaktív szilícium-dioxid csökkentése és a rendelkezésre álló timföld növekedése.
4.0 Következtetések
Összefoglaló, száraz feldolgozási STET leválasztóval kínál lehetőséget, hogy értékteremtő, bauxit és finomítók számára. A előtti-feldolgozás előtt finomítás bauxit kémiai költségcsökkentés, alacsonyabb a vörösiszap mennyiségének generált, és minimálisra csökkenti a folyamat felborítja. A STET technológia lehetővé tenné a bauxit processzorok számára, hogy a nem kohászati minőséget kohászati minőségű bauxittá alakítsák , ami csökkentheti az importált bauxit iránti igényt és/vagy meghosszabbíthatja a kilépő kőbányai erőforrás élettartamát. A STET-folyamatot jobb minőségű, nem kohászati minőségű és kohászati minőségű bauxit előállítására is végre lehetne hajtani, és cementminőségű bauxit melléktermékek a Bayer-folyamat előtt.
A STET-folyamat kevés előkezelést igényel az ásványi anyagon, és nagy kapacitással működik – akár 40 hangok óránként. Az energiafogyasztás kevesebb, mint 2 kilowattóra tonnánként a feldolgozott anyag. Továbbá, a STET-folyamat egy teljesen kereskedelmi forgalomba hozott technológia az ásványi anyagok feldolgozásában, ezért nem követeli meg új technológiák kifejlesztését,.
Referenciák
1. Bergsdal között, Håvard között, Anders H. Strømman között, és Edgar G. Hertwich között (2004), “Az alumíniumipar-környezetvédelem, technológia és a termelés”.
2. Das, Subodh K., és Weimin Yin (2007), “A világ alumínium gazdasága: Az iparág jelenlegi állapota” JOM 59.11, PP. 57-63.
3. Vincent G. Hill & Errol D. Sehnke között (2006), "Bauxit", ipari ásványokban & Sziklák: Áruk, Piacok, és felhasználás, Bányászati Társaság, Kohászat és FeltárásI Kft., Englewood, CO, PP. 227-261.
4. Evans, Ken (2016), “A történelem, Kihívások, valamint a bauxitmaradványok kezelésének és használatának új fejleményei”, Lapja fenntartható kohászat 2.4, PP. 316-331
5. Gendron között, Vörösbegy S., Mats Ingulstad, és Espen Storli (2013), "Alumínium érc: a globális bauxitipar politikai gazdasága", UBC Sajtó.
6. Tömlő, H. R. (2016), “Bauxit ásványtan”, Alapvető értékek a könnyűfémekben, Springer, Cham, PP. 21-29.
7. Authier-Márton, Monique, és mtsai. (2001),”A bauxit ásványtana kohóminőségű timföld előállítására", JOM 53.12, PP. 36-40.
8. Hill, V. G., és R. J. Robson (2016), “A bauxitok besorolása a Bayer növény szempontjából”, Alapvető értékek a könnyűfémekben, Springer, Cham, PP. 30-36.
9. Songqing között, Gu (2016). “Kínai bauxit és hatása a timföld termelés Kínában”, Alapvető értékek a könnyűfémekben, Springer, Cham, PP. 43-47.
10. Habashi között, Fathi között (2016) “Száz éves a Bayer folyamat timföld termelés” Alapvető értékek a könnyűfémekben, Springer, Cham, PP. 85-93.
11. Adamson, A. N., E. J. Bloore között, és A. R. Carr (2016) “A Bayer-folyamat tervezésének alapelvei”, Alapvető értékek a könnyűfémekben, Springer, Cham, PP. 100-117.
12. Anich között, Ivan, és mtsai. (2016), “Az Alumina technológiai ütemterv”, Alapvető értékek a könnyűfémekben. Springer, Cham, PP. 94-99.
13. Liu, Wanchao között, és mtsai. (2014), “Környezeti vizsgálat, kezelése és hasznosítása vörösiszap Kínában”, A tisztább termelési napló 84, PP. 606-610.
14. Evans, Ken (2016), “A történelem, Kihívások, valamint a bauxitmaradványok kezelésének és használatának új fejleményei”, Lapja fenntartható kohászat 2.4, PP. 316-331.
15. Liu, Yong, Chuxia Lin, és Yonggui Wu (2007), “A kombinált Bayer-eljárásból és bauxitkalcinálási módszerből származó vörösiszap jellemzése”, Veszélyes anyagok lapja 146.1-2, PP. 255-261.
16. USA-BAN. Geológiai felmérés (Usgs) (2018), "Bauxit és Timföld", Bauxit és Alumina statisztikája és információi.
17. Paramguru között, R. K., P. C. Rath, és V. N. Misra között (2004), “Trendek a vörösiszap hasznosítás-felülvizsgálat”, Ásványi feldolgozás & Kitermelő Metall. Rev. 2, PP. 1-29.
18. Manouchehri, H, Rak Roa, K, & Forssberg, K (2000), "Felülvizsgálata elektromos szétválasztási módszerek, Rész 1: Alapvető szempontok, Ásványi anyagok & Kohászati feldolgozás", Vol. 17, nem. 1, PP 23 – 36.
19. Manouchehri, H, Rak Roa, K, & Forssberg, K (2000), "Felülvizsgálata elektromos szétválasztási módszerek, Rész 2: Gyakorlati szempontok, Ásványi anyagok & Kohászati feldolgozás", Vol. 17, nem. 1, PP 139 – 166.
20. Ralston O. (1961), Elektrosztatikus vegyes szemcsés szilárd anyagok szétválasztására, Elsevier kiadó, elfogyott.
