Pilih bahasa:
Peralatan ST & Teknologi LLC (STET) pemisah sabuk tribo-elektrostatik Sangat cocok untuk beneficiating sangat baik (<1µm) untuk cukup kasar (500µm) partikel mineral, dengan throughput yang sangat tinggi. Temuan eksperimental menunjukkan kemampuan pemisah STET untuk mempertandikan sampel bauksit dengan meningkatkan alumina yang tersedia sekaligus mengurangi silika reaktif dan total.. Teknologi STET disajikan sebagai metode untuk meningkatkan dan pra-konsentrat deposito bauksit untuk digunakan dalam produksi alumina.. Pengolahan kering dengan pemisah STET akan menghasilkan pengurangan biaya operasi kilang karena konsumsi soda kaustik yang lebih rendah., penghematan energi karena volume oksida inert yang lebih rendah dan pengurangan volume residu kilang alumina (ARR atau lumpur merah). Sebagai tambahan, Teknologi STET dapat menawarkan penyuling alumina manfaat lain termasuk peningkatan cadangan tambang, perluasan kehidupan tempat pembuangan Lumpur merah, dan memperpanjang masa pakai tambang bauksit yang ada dengan meningkatkan pemanfaatan tambang dan memaksimalkan pemulihan. Produk sampingan bebas air dan bebas bahan kimia yang dihasilkan oleh proses STET dapat digunakan untuk pembuatan semen dalam volume tinggi tanpa pra-perawatan., Berbeda dengan lumpur merah yang memiliki penggunaan kembali yang bermanfaat terbatas.
1.0 Pengenalan
Produksi aluminium adalah pusat penting bagi industri pertambangan dan metalurgi dan fundamental untuk berbagai industri [1-2]. Sementara aluminium adalah elemen logam yang paling umum ditemukan di bumi, Total tentang 8% kerak bumi, sebagai elemen itu adalah reaktif dan karena itu tidak terjadi secara alami [3]. Maka, bijih aluminium-kaya perlu disempurnakan untuk menghasilkan alumina dan aluminium, menghasilkan generasi signifikan residu [4]. Sebagai kualitas deposito bauksit menurun secara global, generasi residu meningkat, berpose tantangan untuk alumina dan pembuatan aluminium industri dalam hal biaya pengolahan, biaya pembuangan dan dampak terhadap lingkungan [3].
Bahan awal utama untuk pemurnian aluminium adalah bauksit, sumber komersial utama dunia aluminium [5]. Bauksit adalah batuan sedimen aluminium hidroksida yang diperkaya, dihasilkan dari laterisasi dan pelapukan batuan yang kaya akan oksida besi, aluminium oksida, atau keduanya umumnya mengandung kuarsa dan tanah liat seperti Kaolin [3,6]. Batuan bauksit sebagian besar terdiri dari gibbsite mineral aluminium (Al(Oh)3), boehmit (γ-AlO(Oh)) dan diaspore (α-AlO(Oh)) (Meja 1), dan biasanya dicampur dengan dua oksida besi goetit (FeO(Oh)) dan hematit (Fe2O3), tanah liat mineral Kaolin aluminium, dalam jumlah kecil Anatase dan/atau Titania (TiO2), ilmenit (FeTiO3) dan kotoran lain dalam jumlah kecil atau jejak [3,6,7].
Istilah trihydrate dan Monohydrate umumnya digunakan oleh industri untuk membedakan berbagai jenis bauksit. Bauksit yang seluruhnya atau hampir semua Bearing gibbsite disebut bijih trihydrate; Jika boehmit atau diaspore adalah mineral dominan itu disebut sebagai Monohydrate bijih [3]. Campuran dari gibbsite dan boehmit adalah umum dalam semua jenis bauxites, boehmit dan diaspore kurang umum, dan gibbsite dan diaspore langka. Setiap jenis bijih bauksit menghadirkan tantangannya sendiri dalam hal pengolahan mineral dan Benefisiasi untuk generasi alumina [7,8].
Meja 1. Komposisi kimia Gibbsite, Boehmite dan Diaspore [3].
| Komposisi kimia | Situs web Hotel(Oh)3 atau Al2O 3.3 H2O | Boehmite ALO(Oh) atau Al2O3.H2O | Diaspore ALO(Oh) atau Al2O3.H2O |
|---|---|---|---|
| Al2O3 WT | 65.35 | 84.97 | 84.98 |
| (Oh) WT | 34.65 | 15.03 | 15.02 |
Deposito bauxite tersebar di seluruh dunia, sebagian besar terjadi di daerah tropis atau subtropis [8]. Penambangan bauksit untuk bijih metalurgi dan non-metalurgi bersifat analog dengan penambangan mineral industri lainnya.. Biasanya, Benefisiasi atau pengobatan bauksit dibatasi untuk menghancurkan, penyaringan, Cuci, dan pengeringan dari bijih kasar [3]. Flotation telah digunakan untuk peningkatan dari bijih bauksit kelas rendah tertentu, Namun tidak terbukti sangat selektif menolak Kaolin, sumber utama silika reaktif terutama pada bauktit trihydrate [9].
Sebagian besar bauksit diproduksi di dunia digunakan sebagai pakan untuk pembuatan alumina melalui proses Bayer, Metode kaustik-leach basah-kimia di mana Al_2 O_3 dilarutkan dari batu bauksit dengan menggunakan larutan kaya soda kaustik pada suhu tinggi dan tekanan [3,10,11]. Kemudian, sebagian besar alumina digunakan sebagai pakan untuk produksi logam aluminium melalui proses Hall-Héroult, yang melibatkan penurunan elektrolit alumina dalam penangas Cryolite (Na3AlF6). Dibutuhkan sekitar 4-6 ton bauksit kering untuk menghasilkan 2 t dari alumina, yang bergantian menghasilkan 1 t dari logam aluminium [3,11].
Proses Bayer diawali dengan mencampur bauksit yang dicuci dan ditumbuk halus dengan larutan Leach. Bubur yang dihasilkan 40-50% padatan kemudian bertekanan dan dipanaskan dengan Uap. Pada langkah ini beberapa alumina dibubarkan dan membentuk natrium aluminate (NaAlO2), tetapi karena adanya silika reaktif, sebuah siliat natrium yang kompleks juga diendapkan yang mewakili hilangnya alumina dan soda. Bubur yang dihasilkan dicuci, dan residu yang dihasilkan (Yaitu., Lumpur merah) adalah tertuang. Natrium aluminate kemudian diendapkan sebagai aluminium trihydrate (Al(Oh)3) melalui proses penyemaian. Solusi Soda kaustik yang dihasilkan adalah resirkulasi ke larutan Leach. Akhirnya, alumina trihydrate padat yang disaring dan dicuci dibakar atau dikalsinasi untuk menghasilkan alumina [3,11].
Suhu leaching dapat berkisar dari 105 ° c hingga 290 ° c dan tekanan yang sesuai berkisar dari 390 kPa untuk 1500 Kpa. Rentang temperatur yang lebih rendah digunakan untuk bauksit dimana hampir semua alumina yang tersedia hadir sebagai gibbsite. Suhu yang lebih tinggi diperlukan untuk digedepositsst bauksit memiliki persentase besar boehmite dan diaspora. Pada suhu 140 ° C atau kurang hanya gibbsite dan kaolin kelompok larut dalam minuman keras soda kaustik dan karena itu suhu tersebut lebih disukai untuk pengolahan alumina trihidrat . Pada suhu yang lebih besar dari 180 ° c alumina hadir sebagai trihydrate dan Monohydrate dapat dipulihkan dalam larutan dan tanah liat dan kuarsa bebas menjadi reaktif [3]. Kondisi pengoperasian seperti suhu, tekanan dan dosis reagen dipengaruhi oleh jenis bauksit dan oleh karena itu setiap kilang alumina disesuaikan dengan jenis tertentu dari bijih bauksit. Hilangnya Soda kaustik mahal (Naoh) dan pembentukan Lumpur merah keduanya terkait dengan kualitas bauksit yang digunakan dalam proses pemurnian. Secara umum, semakin rendah Al_2 O_3 kandungan bauksit, semakin besar volume Lumpur merah yang akan dihasilkan, sebagai non-Al_2 O_3 fase ditolak sebagai Lumpur merah. Sebagai tambahan, semakin tinggi kandungan silika Kaolin atau reaktif bauksit, Lumpur merah akan dihasilkan [3,8].
Bauksit bermutu tinggi berisi hingga 61% Al_2 O_3, dan banyak yang beroperasi deposito bauksit-biasanya disebut sebagai non-metalurgi kelas- jauh di bawah ini, sesekali serendah 30-50% Al_2 O_3. Karena produk yang diinginkan adalah kemurnian tinggi
Al_2 O_3, sisa oksida dalam bauksit (Fe2O3, SiO2, TiO2, bahan organik) dipisahkan dari Al_2 O_3 dan ditolak sebagai residu kilang alumina (Arr) atau Lumpur merah melalui proses Bayer. Secara umum, kualitas yang lebih rendah bauksit (Yaitu., konten Al_2 O_3 lebih rendah) Lumpur merah yang dihasilkan per ton produk alumina. Sebagai tambahan, bahkan beberapa Al_2 O_3 bantalan mineral, terutama Kaolin, menghasilkan reaksi samping yang tidak diinginkan selama proses pemurnian dan menyebabkan peningkatan generasi Lumpur merah, serta hilangnya mahal Kaustik Soda kimia, biaya variabel yang besar dalam proses pemurnian bauksit [3,6,8].
Lumpur merah atau ARR mewakili besar dan on-akan tantangan untuk industri aluminium [12-14]. Lumpur merah mengandung sisa bahan kimia kaustik yang signifikan dari proses pemurnian., dan sangat basa, sering dengan pH 10 – 13 [15]. Hal ini dihasilkan dalam volume besar di seluruh dunia-menurut USGS, diperkirakan produksi alumina global 121 juta ton dalam 2016 [16]. Hal ini mengakibatkan perkiraan 150 juta ton Lumpur merah yang dihasilkan selama periode yang sama [4]. Meskipun penelitian berkelanjutan, Lumpur merah saat ini memiliki beberapa jalur komersial yang layak untuk penggunaan kembali yang bermanfaat. Diperkirakan bahwa sangat sedikit Lumpur merah yang menguntungkan digunakan kembali di seluruh dunia [13-14]. Sebaliknya, Lumpur merah dipompa dari kilang alumina ke impoundments penyimpanan atau tempat pembuangan sampah, disimpan dan dipantau dengan biaya besar [3]. Oleh karena itu, baik sebuah argumen ekonomi dan lingkungan dapat dibuat untuk meningkatkan kualitas bauksit sebelum menyempurnakan, khususnya jika perbaikan tersebut dapat dilakukan melalui teknik pemisahan fisik dengan energi rendah.
Sementara terbukti cadangan bauksit diperkirakan akan berlangsung selama bertahun-tahun, kualitas cadangan yang dapat diakses secara ekonomis menurun [1,3]. Untuk penyor, yang berada di bisnis pengolahan bauksit untuk membuat alumina, dan akhirnya logam aluminium, ini adalah tantangan dengan implikasi keuangan dan lingkungan
Metode kering seperti pemisahan elektrostatik mungkin menarik dari industri bauksit untuk pra-konsentrasi bauksit sebelum proses Bayer. Metode pemisahan elektrostatik yang memanfaatkan kontak, atau tribo-listrik, pengisian adalah kekhususan menarik karena potensi mereka untuk memisahkan berbagai campuran yang mengandung konduktif, isolasi, dan semi konduktif partikel. Tribo-listrik pengisian terjadi ketika diskrit, partikel-partikel yang berbeda berbenturan dengan satu sama lain, atau dengan ketiga permukaan, mengakibatkan perbedaan permukaan muatan antara dua partikel jenis. Menandatangani dan besarnya perbedaan biaya tergantung sebagian pada perbedaan afinitas elektron (atau fungsi kerja) antara jenis partikel. Pemisahan kemudian dapat dicapai dengan menggunakan medan listrik secara eksternal diterapkan.
Teknik telah digunakan oleh industri dalam terjun bebas vertikal jenis pemisah. Dalam terjun bebas pemisah, partikel pertama memperoleh biaya, kemudian jatuh oleh gravitasi melalui sebuah perangkat yang menentang elektroda yang menerapkan medan listrik yang kuat untuk menangkis lintasan partikel sesuai dengan tanda dan besarnya muatan permukaan mereka [18]. Pemisah jatuh bebas dapat efektif untuk partikel kasar tetapi tidak efektif dalam menangani partikel lebih halus daripada sekitar 0.075 untuk 0.1 mm [19-20]. Salah satu perkembangan baru yang paling menjanjikan dalam pemisahan mineral kering adalah pemisah sabuk tribo-elektrostatik. Teknologi ini telah memperluas kisaran ukuran partikel partikel halus daripada teknologi konvensional elektrostatik pemisahan, ke kisaran yang mana hanya flotasi telah sukses di masa lalu.
Pemisahan tribo-elektrostatik memanfaatkan perbedaan muatan listrik antara bahan yang dihasilkan oleh kontak permukaan atau pengisian triboelektrik. Dengan cara sederhana, Ketika dua bahan bersentuhan, bahan dengan afinitas yang lebih tinggi untuk elektros keuntungan elektron sehingga perubahan negatif, Sementara bahan dengan elektron afinitas biaya yang lebih rendah positif.
Peralatan ST & Teknologi (STET) tribo-elektrostatik sabuk pemisah menawarkan sebuah novel Benefisiasi rute untuk pra-berkonsentrasi bijih bauksit. Proses pemisahan kering STET menawarkan produsen bauksit atau penghiasan bauksit untuk meningkatkan kesempatan melakukan proses pra-Bayer dalam meningkatkan kualitas bijih bauksit untuk memperbaiki mutu. Pendekatan ini memiliki banyak manfaat, termasuk: Pengurangan biaya operasi kilang karena konsumsi yang lebih rendah dari Soda kaustik dengan mengurangi masukan silika reaktif; penghematan energi selama penyulingan karena volume yang lebih rendah dari inert oksida (Fe2O3, Tio2, SiO non-reaktif2) masuk dengan bauksit; aliran massa yang lebih kecil dari bauksit ke kilang dan oleh karena itu persyaratan energi kurang untuk memanaskan dan menekan; pengurangan Lumpur merah volume generasi (Yaitu., Lumpur merah untuk rasio alumina) dengan menghilangkan silika reaktif dan inert oksida; dan, kontrol yang lebih ketat atas masukan kualitas bauksit yang mengurangi gangguan proses dan memungkinkan penyuling untuk menargetkan tingkat silika reaktif yang ideal untuk memaksimalkan penolakan ketidakjelasan. Peningkatan kualitas kontrol atas pakan bauksit untuk kilang juga memaksimalkan uptime dan produktivitas. Selain itu, pengurangan dalam volume Lumpur merah diterjemahkan menjadi kurang pengobatan dan biaya pembuangan dan pemanfaatan yang lebih baik dari tempat pembuangan sampah yang ada.
Preprocessing bijih bauksit sebelum proses Bayer dapat memberikan keuntungan yang signifikan dalam hal pengolahan dan penjualan limbah tailing. Tidak seperti Lumpur merah, tailing dari proses elektrostatik kering tidak mengandung bahan kimia dan tidak mewakili kewajiban penyimpanan lingkungan jangka panjang. Tidak seperti Lumpur merah, kering oleh-produk/tailing dari operasi pra-pemrosesan bauksit dapat dimanfaatkan dalam pembuatan semen karena tidak ada persyaratan untuk menghilangkan natrium, yang merugikan pembuatan semen. Bahkan – bauksit sudah menjadi bahan baku umum untuk manufaktur semen Portland. Memperpanjang masa operasi tambang bauksit yang ada juga dapat dicapai dengan meningkatkan pemanfaatan tambang dan memaksimalkan pemulihan.
2.0 Eksperimental
2.1 Bahan
STET melakukan studi pra-kelayakan di lebih dari 15 sampel bauksit yang berbeda dari lokasi yang berbeda di seluruh dunia menggunakan pemisah Skala Bench. Ini, 7 sampel yang berbeda
Meja 2. Hasil analisa kimia sampel bauksit.
2.2 Metode
Eksperimen dilakukan menggunakan pemisah sabuk tribo-elektrostatik Skala Bench, selanjutnya disebut sebagai ' pemisah Benchtop '. Pengujian Skala Bench adalah tahap pertama dari proses implementasi teknologi tiga fase (Lihat tabel 3) termasuk evaluasi Skala Bench, pengujian skala pilot dan implementasi skala komersial.
Pemisah Benchtop digunakan untuk skrining untuk bukti pengisian tribo-elektrostatik dan untuk menentukan apakah bahan adalah kandidat yang baik untuk elektrostatik Benefisiasi. Perbedaan utama antara setiap bagian peralatan disajikan dalam tabel 3. Sementara peralatan yang digunakan dalam setiap fase berbeda dalam ukuran, Prinsip operasi pada dasarnya sama dengan.
Meja 3. Tiga fase proses implementasi menggunakan STET tribo-elektrostatik sabuk pemisah teknologi
| Fase | Digunakan untuk: | Elektroda Panjang cm | Jenis proses |
|---|---|---|---|
| 1- Evaluasi Skala Bench | Evaluasi kualitatif | 250 | Batch |
| 2- Skala pilot Pengujian | Evaluasi kuantitatif | 610 | Batch |
| 3- Implementasi skala komersial | Produksi komersial | 610 | Terus menerus |
Seperti dapat dilihat pada tabel 3, perbedaan utama antara pemisah Benchtop dengan skala pilot dan pemisah skala komersial adalah bahwa panjang pemisah Benchtop adalah sekitar 0.4 kali panjang pilot-skala dan skala komersial unit. Sebagai efisiensi pemisah adalah fungsi dari panjang elektroda, pengujian Skala Bench tidak dapat digunakan sebagai pengganti pengujian skala pilot. Pengujian skala pilot diperlukan untuk menentukan tingkat pemisahan bahwa proses STET dapat mencapai, dan untuk menentukan apakah proses STET dapat memenuhi target produk di bawah tingkat pakan yang diberikan. Sebaliknya, pemisah Benchtop digunakan untuk menyingkirkan bahan kandidat yang tidak mungkin menunjukkan pemisahan yang signifikan pada tingkat skala pilot. Hasil yang diperoleh pada Skala Bench akan menjadi tidak dioptimalkan, dan pemisahan yang diamati kurang dari yang akan diamati pada pemisah STET berukuran komersial.
Pengujian di pabrik percontohan diperlukan sebelum penyebaran skala komersial, Namun, pengujian di bangku-skala didorong sebagai tahap pertama dari proses pelaksanaan untuk setiap materi yang diberikan. Selanjutnya, dalam kasus dimana ketersediaan material terbatas, pemisah Benchtop menyediakan alat yang berguna untuk pemutaran potensial proyek yang sukses (Yaitu., proyek di mana pelanggan dan target kualitas industri dapat dipenuhi dengan menggunakan teknologi STET).
2.2.1 STET Triboelectrostatic sabuk pemisah
Di pemisah elektrostatik tribo sabuk (Gambar 1 dan gambar 2), bahan dimasukkan ke kesenjangan tipis 0.9 – 1.5 cm antara dua elektroda planar paralel. Partikel triboelectrically dibebankan oleh interparticle kontak. Misalnya, dalam kasus sampel bauksit yang konstituen utama adalah gibssite, Kaolin dan partikel mineral kuarsa, yang bermuatan positif (situs web Hotel) dan yang bermuatan negatif (Kaolin dan kuarsa) tertarik ke seberang elektroda. Partikel kemudian disapu oleh sabuk terbuka-mesh terus-menerus bergerak dan disampaikan dalam arah yang berlawanan. Bergerak sabuk partikel-partikel yang berdekatan dengan setiap elektroda ke arah berlawanan ujung pemisah. Medan listrik hanya perlu bergerak partikel sebagian kecil dari sentimeter untuk memindahkan partikel dari bergerak kiri ke aliran bergerak kanan. Arus counter partikel pemisah dan pengisian triboelektrik terus-menerus oleh tumbukan partikel menyediakan pemisahan multi-tahap dan menghasilkan kemurnian dan pemulihan yang sangat baik dalam unit Single-Pass. Kecepatan tinggi sabuk juga memungkinkan sangat tinggi throughputs, hingga 40 ton per jam pada satu pemisah. Dengan mengendalikan berbagai parameter proses, perangkat memungkinkan untuk optimalisasi kelas mineral dan pemulihan.
Gambar 1. Skematis dari tribokelistrikan sabuk pemisah
Desain pemisah ini relatif sederhana. Sabuk dan rol terkait adalah hanya bagian yang bergerak. Elektroda stasioner dan terdiri dari bahan yang tepat tahan lama. Sabuk ini terbuat dari bahan plastik. Pemisah elektroda panjang adalah sekitar 6 meter (20 kaki.) dan lebar 1.25 meter (4 kaki.) untuk unit komersial ukuran penuh. Konsumsi daya kurang dari 2 kilowatt-Hour per ton bahan diproses dengan sebagian besar kekuasaan dikonsumsi oleh dua motor mengemudi sabuk.
Gambar 2. Detail dari pemisahan zona
Proses ini sepenuhnya kering, memerlukan tidak ada bahan tambahan dan menghasilkan tidak ada limbah air atau udara emisi. Untuk pemisahan mineral, pemisah menyediakan teknologi untuk mengurangi penggunaan air, memperpanjang hidup cadangan dan/atau memulihkan dan memproses ulang limbah tailing.
Kekompakan sistem memungkinkan untuk fleksibilitas dalam instalasi desain. Teknologi pemisahan sabuk tribo-elektrostatik sangat kuat dan terbukti secara industri dan pertama kali diterapkan secara industri untuk pengolahan fly ash pembakaran batubara di 1997. Teknologi efektif dalam memisahkan partikel karbon dari pembakaran yang tidak sempurna batubara, dari kaca aluminosilicate partikel-partikel mineral di fly ash. Teknologi telah berperan dalam memungkinkan recycle kaya mineral fly ash sebagai pengganti semen Beton produksi.
Sejak 1995, atas 20 juta ton abu terbang produk telah diproses oleh pemisah STET yang dipasang di Amerika Serikat.. Sejarah industri fly ash pemisahan tercantum dalam tabel 4.
Dalam pengolahan mineral, teknologi pemisah sabuk triboelektrik telah digunakan untuk memisahkan berbagai bahan termasuk kalsit/kuarsa, bedak misalnya, dan barit kuarsa.
Gambar 3. Komersial tribo-elektrostatik sabuk pemisah
Meja 4. Aplikasi industri pemisahan sabuk tribo-elektrostatik untuk fly ash.
| Utilitas / pembangkit listrik | Lokasi | Dimulainya operasi komersial | Selengkapnya mengenai fasilitas |
|---|---|---|---|
| Duke Energy – Stasiun Roxboro | North Carolina USA | 1997 | 2 Pemisah |
| Lampiran energi- Brandon Shores | Maryland Amerika Serikat | 1999 | 2 Pemisah |
| Scottish Power- Stasiun Longannet | Inggris Skotlandia | 2002 | 1 Pemisah |
| Jacksonville Electric-St. Johns River Power Park | Florida USA | 2003 | 2 Pemisah |
| Daya listrik Mississippi Selatan-R. D. Morrow | Mississippi USA | 2005 | 1 Pemisah |
| New Brunswick Power-Belledune | New Brunswick Kanada | 2005 | 1 Pemisah |
| Stasiun RWE npower-Didcot | Inggris UK | 2005 | 1 Pemisah |
| Stasiun talen Energy-Brunner Island | Pennsylvania Amerika Serikat | 2006 | 2 Pemisah |
| Tampa Electric-Big Bend Stasiun | Florida USA | 2008 | 3 Pemisah |
| RWE npower-Aberthaw Stasiun | Wales Inggris | 2008 | 1 Pemisah |
| Stasiun EDF Energy-West Burton | Inggris UK | 2008 | 1 Pemisah |
| ZGP (Lafarge semen/ciech Janikosoda JV) | Polandia | 2010 | 1 Pemisah |
| Korea Tenggara Power- Pulau yeongheung | Korea Selatan | 2014 | 1 Pemisah |
| PGNiG Termika-Sierkirki | Polandia | 2018 | 1 Pemisah |
| Perusahaan semen Taiheiyo-Chichibu | Jepang | 2018 | 1 Pemisah |
| Abu terbang Armstrong- Semen elang | Filipina | 2019 | 1 Pemisah |
| Korea Tenggara Power- Pulau samcheonpo | Korea Selatan | 2019 | 1 Pemisah |
2.2.2 Pengujian Skala Bench
Uji coba proses standar dilakukan di sekitar tujuan spesifik untuk meningkatkan konsentrasi Al_2 O_3 dan untuk mengurangi konsentrasi mineral gangue.. Pengujian dilakukan pada pemisah Benchtop di bawah kondisi batch, dengan pengujian dilakukan dalam duplikasi untuk mensimulasikan Steady State, dan memastikan bahwa setiap efek yang mungkin dari kondisi sebelumnya tidak dianggap. Sebelum setiap tes, sub-sampel pakan kecil dikumpulkan (ditetapkan sebagai ' Feed '). Setelah mengatur semua variabel operasi, bahan itu dimasukkan ke dalam pemisah Benchtop menggunakan pengumpan getaran listrik melalui pusat pemisah Benchtop. Sampel dikumpulkan pada akhir setiap eksperimen dan bobot akhir produk 1 (ditetapkan sebagai ' E1 ') dan akhir produk 2 (ditetapkan sebagai ' E2 ') ditentukan menggunakan hukum-untuk-perdagangan skala menghitung. Untuk sampel bauksit, ' E2 ' sesuai dengan produk kaya bauksit. Untuk setiap set sub-sampel (Yaitu., Feed, E1 dan E2) LOI, oksida utama komposisi oleh XRF, silika reaktif dan alumina tersedia ditentukan. Karakterisasi XRD dilakukan pada sub-sampel yang dipilih.
3.0 Hasil dan diskusi
3.1. Sampel mineralogi
Hasil analisis XRD kuantitatif untuk sampel pakan disertakan dalam tabel 5. Mayoritas sampel terutama terdiri dari gibbsite dan berbagai jumlah goetit, Hematit, kaolinite, dan kuarsa. Ilmenite dan Anatase juga terbukti dalam jumlah kecil di sebagian besar sampel.
Ada perubahan dalam komposisi mineral untuk S6 dan S7 sebagai sampel pakan ini terutama terdiri dari diaspore dengan jumlah kecil kalsit, Hematit, goetit, boehmit, kaolinite, gibbsite, Kuarsa, Anatase, dan Rutile terdeteksi. Sebuah fase amorf juga terdeteksi di S1 dan S4 dan berkisar dari sekitar 1 untuk 2 Persen. Ini mungkin karena baik adanya mineral dioktahedral, atau bahan non-kristalin. Karena bahan ini tidak dapat diukur secara langsung, hasil untuk sampel ini harus dianggap perkiraan.
3.2 Eksperimen Skala Bench
Serangkaian uji coba dilakukan pada setiap sampel mineral yang ditujukan untuk memaksimalkan Al2O3 dan mengurangi konten SiO_2. Spesies yang berkonsentrasi pada produk yang kaya bauxit akan menunjukkan perilaku pengisian yang positif. Hasil ditampilkan dalam tabel 6
Meja 5. Analisis XRD sampel pakan.
Meja 6. Ringkasan hasil.
Pengujian dengan pemisah Benchtop STET menunjukkan gerakan yang signifikan dari Al2O3 untuk semua sampel. Pemisahan Al2O3 diamati untuk S1-5 yang terutama gibbsite, dan juga untuk S6-7 yang terutama diaspore. Sebagai tambahan, elemen utama lainnya dari Fe2O3, SiO2 dan TiO2 menunjukkan gerakan yang signifikan dalam banyak kasus. Untuk semua sampel, gerakan kehilangan pada pengapian (LOI) diikuti gerakan Al2O3. Dalam hal silika reaktif dan tersedia alumina, untuk S1-5 yang hampir semua gibbsite (aluminium trihydrate) nilai harus dipertimbangkan pada 145 ° c sedangkan untuk S6-7 yang merupakan mineral dominan diaspore (aluminium Monohydrate) nilai harus dinilai pada 235 ° c. Untuk semua sampel pengujian dengan pemisah Benchtop STET menunjukkan peningkatan substansial alumina tersedia dan penurunan yang signifikan dari silika reaktif untuk produk untuk kedua trihydrate dan Monohydrate sampel bauksit. Pergerakan spesies mineral utama juga diamati dan secara grafis ditunjukkan di bawah pada gambar 4.
Dalam hal mineralogi, Pemisah Benchtop STET menunjukkan konsentrasi alumina bantalan spesies gibbsite dan diaspore ke produk yang kaya bauxit sekaligus menolak spesies lain gangue. Angka-angka 5 dan 6 menunjukkan selektivitas fasa mineral ke produk yang kaya bauxit untuk trihydrate dan Monohydrate sampel, masing-masing. Selektivitas dihitung sebagai perbedaan antara deportasi massal ke produk untuk setiap spesies mineral dan keseluruhan pemulihan massa untuk produk. Selektivitas positif menunjukkan konsentrasi mineral pada produk yang kaya bauksit, dan perilaku pengisian daya positif secara keseluruhan. Sebaliknya, nilai selektivitas negatif adalah indikasi konsentrasi untuk coproduct bauxite-ramping, dan secara keseluruhan perilaku pengisian negatif.
Untuk semua sampel suhu rendah trihydrate (Yaitu., S1, S2 dan S4) Kaolin menunjukkan perilaku pengisian negatif dan terkonsentrasi pada produk Co-ramping bauksit sementara gibbsite terkonsentrasi ke produk kaya bauksit (Gambar 5). Untuk semua Monohydrate sampel suhu tinggi (Yaitu., S6 dan S7) kedua silika reaktif bantalan mineral, Kaolin dan kuarsa, menunjukkan perilaku pengisian negatif. Untuk yang terakhir, diaspore dan boehmit dilaporkan ke produk yang kaya bauxit dan dipamerkan perilaku pengisian positif (Gambar 6).
Gambar 5. Selektivitas fasa mineral ke dalam produk.
Gambar 6. Selektivitas fasa mineral ke dalam produk.
Pengukuran alumina yang tersedia dan silika reaktif menunjukkan gerakan substansial. Untuk baukites suhu rendah (S1-S5), jumlah silika reaktif hadir per unit alumina tersedia dikurangi dari 10-50% secara relatif (Gambar 7). Penurunan serupa diamati pada bauktit suhu tinggi (S6-S7) seperti dapat dilihat pada gambar 7.
The bauksit untuk rasio alumina dihitung sebagai kebalikan dari alumina tersedia. The bauksit untuk rasio alumina menurun oleh antara 8 – 26% dalam hal relatif untuk semua sampel yang diuji (Gambar 8). Hal ini bermakna karena merupakan pengurangan yang setara dalam aliran massal bauksit yang perlu diberi makan pada proses Bayer..
Gambar 7. Reaktif SiO2 per unit tersedia Al2O3
Gambar 8. Rasio bauksit terhadap alumina.
3.3 Diskusi
Data eksperimental menunjukkan bahwa pemisah STET meningkat tersedia Al2O3 sementara secara bersamaan mengurangi konten SiO_2. Gambar 9 menyajikan diagram konseptual dari manfaat yang diharapkan terkait dengan pengurangan silika reaktif dan peningkatan alumina yang tersedia sebelum proses Bayer. Para penulis menghitung bahwa manfaat keuangan alumina teliti akan berada dalam kisaran $15-30 USD per ton produk alumina. Ini mencerminkan dihindari biaya dari Soda kaustik hilang ke produk de-silicaton (Dsp), penghematan energi dari mengurangi masukan bauksit ke kilang, penurunan generasi Lumpur merah dan aliran pendapatan kecil yang dihasilkan dari penjualan produk bauksit kelas rendah kepada produsen semen. Gambar 9 menguraikan manfaat yang diharapkan dari penerapan teknologi STET triboelektrostatik sebagai sarana untuk pra-berkonsentrasi bijih bauksit sebelum proses Bayer.
Pemasangan proses pemisahan STET untuk pra-pemrosesan bauksit dapat dilakukan baik pada kilang alumina maupun tambang bauksit sendiri. Namun, proses STET memerlukan penggilingan kering bijih bauksit sebelum pemisahan, untuk membebaskan gangue, oleh karena itu logistik penggilingan dan pengolahan bauksit di kilang mungkin lebih mudah.
Sebagai salah satu pilihan – bauksit kering akan digiling menggunakan teknologi penggilingan kering yang mapan, misalnya Roller Mill vertikal atau pabrik dampak. Bauksit tanah yang halus akan dipisahkan oleh proses STET, dengan produk bauksit alumina tinggi dikirim ke kilang alumina. Pemasangan penggilingan kering akan memungkinkan penghapusan penggilingan basah yang secara tradisional digunakan selama proses Bayer. Hal ini diasumsikan bahwa biaya operasi penggilingan kering akan kurang lebih sebanding dengan biaya operasi penggilingan basah, terutama mengingat penggilingan basah dilakukan hari ini dilakukan pada campuran sangat basa, menyebabkan biaya perawatan yang cukup.
Co-produk bauksit kelas rendah kering (Tailings) dari proses pemisahan akan dijual ke pembuatan semen sebagai sumber alumina. Bauksit umumnya ditambahkan ke dalam pembuatan semen, dan kering Co-produk, tidak seperti Lumpur merah, tidak mengandung natrium yang akan mencegah penggunaannya dalam pembuatan semen. Ini menyediakan kilang dengan metode valorizing materi yang sebaliknya akan keluar dari proses penyulingan sebagai Lumpur merah, dan akan memerlukan penyimpanan jangka panjang, mewakili biaya.
Perhitungan biaya operasi yang dilakukan oleh penulis memperkirakan manfaat proyek dari $27 USD per ton alumina, dengan dampak utama yang dicapai melalui penurunan Soda kaustik, pengurangan Lumpur merah, valorization dari Co-product dan penghematan bahan bakar karena volume yang lebih rendah dari bauksit ke kilang. Oleh karena itu 800,000 ton per tahun kilang dapat mengharapkan manfaat keuangan dari $21 M USD per tahun (Lihat gambar 10). Analisis ini tidak mempertimbangkan penghematan potensial dari pengurangan biaya impor atau logistik bauksit, yang dapat meningkatkan kembali proyek.
Gambar 10. Manfaat dari pengurangan silika reaktif dan tersedia alumina peningkatan.
4.0 Kesimpulan
Dalam ringkasan, pengolahan kering dengan pemisah stet menawarkan kesempatan untuk menghasilkan nilai bagi produsen bauksit dan penyuling. Pra-pengolahan bauksit sebelum penyulingan akan mengurangi biaya kimia, menurunkan volume Lumpur merah yang dihasilkan dan meminimalkan gangguan proses. Teknologi STET dapat memungkinkan prosesor bauxit untuk mengubah kelas non-metalurgi menjadi bauxit kelas metalurgi – yang dapat mengurangi kebutuhan untuk bauksit yang diimpor dan/atau memperpanjang masa pakai sumber daya tambang yang keluar. Proses STET juga dapat diimplementasikan untuk menghasilkan kualitas yang lebih tinggi non-metalurgi kelas dan bauksit kelas metalurgi, dan produk bauxit kelas semen sebelum proses Bayer.
Proses STET memerlukan sedikit pra-pengobatan mineral dan beroperasi pada kapasitas tinggi-hingga 40 nada per jam. Konsumsi energi kurang dari 2 kilowatt-jam per ton bahan diproses. Selanjutnya, proses STET adalah teknologi yang sepenuhnya dikomersialkan dalam pengolahan mineral, dan karena itu tidak memerlukan pengembangan teknologi baru.
Referensi
1. Taman, Yang, Dari Selandia Baru. Oleh strømman, dan Edgar G. Oleh-oleh (2004), “Lingkungan industri aluminium, teknologi dan produksi”.
2. Das, Sudi K., dan Weimin Yin (2007), “Ekonomi aluminium di seluruh dunia: Keadaan industri saat ini” JOM 59.11, PP. 57-63.
3. Dan s. Hill & Errol D. Sehnke (2006), Bauksit, dalam industri mineral & Batu: Komoditas, Pasar, dan kegunaan, Masyarakat untuk pertambangan, Metalurgi dan eksplorasi Inc, Englewood, Co, PP. 227-261.
4. Evans, Ken (2016), “Sejarah, Tantangan, dan perkembangan baru dalam pengelolaan dan penggunaan residu bauksit”, Jurnal metalurgi berkelanjutan 2.4, PP. 316-331
5. Gendron, Dan S., Tikar Ingulstad, dan Espen Storli (2013), "Bijih aluminium: ekonomi politik dari industri bauksit global ", UBC tekan.
6. Selang, H. R. (2016), “Mineralogi bauksit”, Bacaan penting dalam logam ringan, Springer, Cham, PP. 21-29.
7. Authier-Martin, Monique, Al-qul. (2001),”Mineralogi bauksit untuk memproduksi alumina kelas smelter ", JOM 53.12, PP. 36-40.
8. Hill, V. G., dan R. J. Robson (2016), “Klasifikasi baukites dari sudut pandang Pabrik Bayer”, Bacaan penting dalam logam ringan, Springer, Cham, PP. 30-36.
9. Dinasti songqing, Gu (2016). “Bauksit Cina dan pengaruhnya pada produksi alumina di Cina”, Bacaan penting dalam logam ringan, Springer, Cham, PP. 43-47.
10. Habsyi, Fathi (2016) “Seratus tahun proses Bayer untuk produksi alumina” Bacaan penting dalam logam ringan, Springer, Cham, PP. 85-93.
11. Adamson, A. N., E. J. Yang bloore, dan A. R. Carr (2016) “Prinsip dasar desain proses Bayer”, Bacaan penting dalam logam ringan, Springer, Cham, PP. 100-117.
12. Anich, Ivan, Al-qul. (2016), “Roadmap teknologi alumina”, Bacaan penting dalam logam ringan. Springer, Cham, PP. 94-99.
13. Liu, Wanchao, Al-qul. (2014), “Penilaian lingkungan, pengelolaan dan pemanfaatan Lumpur merah di Cina”, Jurnal produksi bersih 84, PP. 606-610.
14. Evans, Ken (2016), “Sejarah, Tantangan, dan perkembangan baru dalam pengelolaan dan penggunaan residu bauksit”, Jurnal metalurgi berkelanjutan 2.4, PP. 316-331.
15. Liu, Yong, Oleh chuxia Lin, dan Yonggui Wu (2007), “Karakterisasi Lumpur merah yang berasal dari proses Bayer gabungan dan metode laju kalsinasi bauksit”, Jurnal bahan berbahaya 146.1-2, PP. 255-261.
16. AMERIKA SERIKAT. Survey Geologi (Usgs) (2018), "Bauksit dan alumina", di Bauxite dan alumina Statistik dan informasi.
17. Paramguru, R. K., P. C. Rath, dan V. N. Oleh misra (2004), “Tren pemanfaatan Lumpur merah-review”, Pengolahan mineral & Metall ekstraktif. Wahyu. 2, PP. 1-29.
18. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Forssberg, K (2000), "Tinjauan metode pemisahan listrik, Bagian 1: Aspek-aspek mendasar, Mineral & Pengolahan metalurgi ", Vol. 17, Tidak. 1, hlm. 23 – 36.
19. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Forssberg, K (2000), "Tinjauan metode pemisahan listrik, Bagian 2: Pertimbangan-pertimbangan praktis, Mineral & Pengolahan metalurgi ", Vol. 17, Tidak. 1, PP 139 – 166.
20. Dan p. (1961), Pemisahan elektrostatik padatan butiran campuran, Perusahaan penerbitan Elsevier, keluar dari cetak.
