ST 装置 & 技術 LLC (イキ) トライボ静電ベルト分離器 非常に細かいのに理想的に適しています (<1μ m) やや粗 (500μ m) 鉱物粒子, 非常に高いスループットを持つ. 実験結果は、利用可能なアルミナを増加させながら反応性および総シリカを減らすことによってボーキサイトサンプルをベネフィケートするSTETセパレータの能力を実証した. STET技術はアルミナ生産で使用するためにボーキサイト鉱床をアップグレードし、事前濃縮する方法として提示される. STETセパレータによるドライ加工は、苛性ソーダの消費量が少ないため、製油所の運用コストを削減します, 不活性酸化物の量が少なく、アルミナ精製残渣の量が減少するため、エネルギーの節約 (ARR または赤泥). さらに, STET技術は、アルミナ精製業者に採石場の埋蔵量の増加を含む他の利点を提供するかもしれない, 赤泥処分場の寿命の延長, 採石場の利用率を向上させ、回復を最大化することにより、既存のボーキサイト鉱山の稼働寿命を延ばします. STETプロセスによって製造される水を含まない、化学を含まない副産物は、前処理なしで大量のセメントの製造に使用できる, 有益な再利用が限られている赤泥とは対照的に.
1.0 導入
アルミニウム生産は、鉱業および冶金産業にとって中心的な重要性を持ち、さまざまな産業にとって基本です。 [1-2]. アルミニウムは地球上で最も一般的な金属元素であるが、, 合計で約 8% 地球の地殻の, 要素として、それは反応的であり、したがって自然に起こらない [3]. したがって, アルミナとアルミを生産するために、アルミニウムが豊富な鉄鉱石を精製する必要がある, 有意な残留物の生成をもたらす [4]. ボーキサイト預金の質が世界的に低下する中で, 残留物の生成が増加する, 処理コストの観点からアルミナおよびアルミ製造業界に課題を提起, 廃棄コストと環境への影響 [3].
アルミニウム精製の主要な出発材料はボーキサイトである, 世界の主要な商業用アルミニウム源 [5]. ボーキサイトは、水酸化アルミニウム堆積岩, 酸化鉄が豊富な岩石の横化と風化から生じる, アルミニウム酸化物, カオリンのような石英と粘土を一般的に含む、あるいは両方 [3,6]. ボーキサイト岩は主にアルミニウム鉱物のギブサイトで構成されています (アル(ああ)3), ベーマイト (γ-アルー(ああ)) そしてジアスポア (α-アル(ああ)) (テーブル 1), そして通常、2つの酸化鉄ゲーサイトと混合される (フェオ(ああ)) そしてヘマタイト (Fe2O3), アルミニウム粘土鉱物カオリニエート, 少量のアナターゼおよび/またはチタニア (ティオ2), イルメナイト (フェティオ3) および軽微または微量の他の不純物 [3,6,7].
三水和物と一水和物という用語は、さまざまなタイプのボーキサイトを区別するために業界で一般的に使用されています. 完全またはほぼすべてのギブサイトベアリングであるボーキサイトは、三水和物の小物と呼ばれています; ベーマイトまたはジアスポアが支配的な鉱物である場合、それは一水和鉱石と呼ばれる [3]. すべてのタイプのボーキサイトで一般的なギブサイトとベーマイトの混合物, ベーマイトとジアスポアはあまり一般的ではない, そして、ギブサイトとディアスポアはまれ. ボーキサイト鉱石の各タイプは、アルミナの生成のための鉱物処理と慈悲の面で独自の課題を提示します [7,8].
テーブル 1. ギブサイトの化学組成, ベーマイトとディアスポア [3].
| 化学組成 | ギブサイト アル(ああ)3 またはアル2O3.3H2O | ベーマイト ALO(ああ) またはアル2O3.H2O | ディアスポア ALO(ああ) またはアル2O3.H2O |
|---|---|---|---|
| アル2O3 重量% | 65.35 | 84.97 | 84.98 |
| (ああ) 重量% | 34.65 | 15.03 | 15.02 |
ボーキサイト預金は世界中に広がっている, 主に熱帯または亜熱帯地域で発生する [8]. 冶金および非冶金等級鉱石のボーキサイト採掘は、他の工業鉱物の採掘に類似している. 通常であれば, ボーキサイトの慈悲または治療は破砕に限定される, ふるい, 洗浄, そして、粗鉱の乾燥 [3]. 浮揚は、特定の低グレードボーキサイト鉱鉱のアップグレードのために採用されています, しかし、それはカオリニトを拒絶する際に非常に選択的であることが証明されていない, 特に三水和物ボーキサイトにおける反応性シリカの主要な供給源 [9].
世界で生産されるボーキサイトの大部分は、バイエルプロセスを介してアルミナの製造のための飼料として使用されています, 高温と圧力で苛性ソーダ豊富な溶液を使用して、Al_2 O_3がボーキサイト岩から溶解する湿った化学的腐食性浸出法 [3,10,11]. 続いて, アルミナの大部分は、ホール・エルールプロセスを介してアルミニウム金属の製造のための飼料として利用される, クライオライトの浴中のアルミナの電解還元を伴う (ナ3アルフ6). それは約かかります 4-6 製造する乾燥ボーキサイトのトン 2 アルミナのt, ターンで利回り 1 アルミニウム金属のt [3,11].
バイエルプロセスは、洗浄され、細かく接地ボーキサイトを浸出液と混合することによって開始されます. 得られたスラリーを含む 40-50% 固体は加圧され、蒸気で加熱される. このステップでは、アルミナの一部が溶解し、可溶性アルミン酸ナトリウムを形成する (ナアロ2), しかし反応性シリカの存在のために, 複雑な珪酸アルミニウムナトリウムも、アルミナとソーダの両方の損失を表す沈殿物. 得られたスラリーを洗浄する, 生成された残基 (すなわち。, 赤泥) デカンドされる. アルミン酸ナトリウムはアルミニウム三水和物として析出する (アル(ああ)3) シード処理を通して. 得られた苛性ソーダ溶液を浸出液に再循環させる. 最終的に, ろ過され、洗浄された固体アルミナ三水和物は、アルミナを生成するために焼成または焼成される [3,11].
浸出温度は105°Cから290°Cの範囲であり、対応する圧力は 390 kPa へ 1500 Kpa. 低い温度の範囲は、ほぼすべての利用可能なアルミナがギブサイトとして存在するボーキサイトに使用されます. より高い温度はベーマイトおよびジアスポアの大部分を有するデゲデポジットボーキサイトに必要である. 140°C以下の温度では、ギブサイトおよびカオリン基のみが苛性ソーダ液に可溶性であるため、このような温度は三水和アルミナの処理に好ましい . トリハイドレートと一水和物として存在する180°Cを超える温度で、溶液中で回収可能であり、粘土とフリークォーツの両方が反応性を持つ [3]. 温度などの動作条件, 圧力および試薬の投与量はボーキサイトの種類によって影響を受けるので、各アルミナ精製所は、ボーキサイトの鉄鉱石の特定のタイプに合わせて調整される. 高価な苛性ソーダの損失 (Naoh) そして、赤泥の生成は、両方とも精製プロセスで使用されるボーキサイトの品質に関連しています. 一般に, ボーキサイトのAl_2O_3内容を低くする, 生成される赤泥の量が大きいほど, 非Al_2O_3相が赤泥として拒否されるように. さらに, ボーキサイトのカオリニートまたは反応性シリカ含有量が高いほど, より多くの赤い泥が生成されます [3,8].
ハイグレードボーキサイトは、最大 61% Al_2O_3, 多くの作動ボーキサイト鉱床 -典型的には非冶金グレードと呼ばれる- この下は大きく, 時折低い 30-50% Al_2O_3. 所望の製品は高純度であるので
Al_2O_3, ボーキサイトの残りの酸化物 (Fe2O3, SiO2, ティオ2, 有機材料) O_3Al_2から分離され、アルミナ製油所の残渣として拒否される (Arr) またはバイエルプロセスを介して赤泥. 一般に, ボーキサイトの品質が低い (すなわち。, Al_2 O_3コンテンツの低下) アルミナ製品のトン当たりに生成されるより多くの赤い泥. さらに, 一部のAl_2O_3はミネラルを持つ, 特にカオリニト, 精製プロセス中に望ましくない副反応を生じ、赤泥発生の増加につながる, 高価な苛性ソーダ薬品の損失と同様に, ボーキサイト精製プロセスにおける大きな変動コスト [3,6,8].
赤泥またはARRは、アルミニウム産業にとって大きな課題を表しています [12-14]. 赤泥は精製プロセスからの有意な残留腐食性化学残存物を含む, そして非常にアルカリ性である, 多くの場合、pH を持つ 10 – 13 [15]. USGSによると、世界中の大量に生成されています, 世界のアルミナ生産量の推定は、 121 百万トンで 2016 [16]. その結果、推定 150 同じ期間に発生した赤泥の百万トン [4]. 進行中の研究にもかかわらず, 赤い泥は現在、有益な再利用への商業的に実行可能なパスをほとんど持たない. 赤い泥はほとんど、有益に世界的に再利用されると推定される [13-14]. その代わりに, 赤い泥はアルミナ製油所から貯蔵用の埋め立て地または埋め立て地に送り込む, 大きなコストで保存および監視される場所 [3]. そこで, 精製前にボーキサイトの品質を向上させるために、経済的にも環境的にも議論ができる, 特に、このような改善が低エネルギーの物理的分離技術によって行える場合.
ボーキサイトの実績のある埋蔵量は長年続くと予想されていますが, 経済的にアクセスできる埋蔵量の質は低下している [1,3]. 絞り込み条件の場合, アルミナを作るためにボーキサイトを処理するビジネスをしている人, そして最終的にはアルミニウム金属, これは、財務と環境の両方に影響を及ぼす課題です
静電分離などのドライ法は、バイエルプロセス前のボーキサイトの事前濃度に関するボーキサイト産業の関心を持つ可能性がある. 接触を利用する静電気分離法, またはトライボ電気, 電導性を含む多種多様な混合物を分離する可能性があるため、充電は特に興味深い, 絶縁, 半導電性粒子. トリボ充電は離散時に発生します, 異種粒子が互いに衝突する, または第三の表面を有する, 2 つのパーティクル タイプ間の表面電荷差が生じる. 電荷差の符号と大きさは、電子親和性の違いに部分的に依存する (または仕事機能) 粒子タイプ間. 分離は、外部に適用された電界を使用して達成することができます.
この技術は、垂直自由落下型のセパレータで工業的に利用されてきた. 自由落下区切り記号, 粒子が最初に電荷を獲得する, その後、強い電界を適用する対向電極を持つ装置を通して重力によって落下し、表面電荷の徴候と大きさに従って粒子の軌道を偏向させる [18]. 自由落下分離器は粗い粒子に有効であるが、約より微粒子を扱う上では効果がない 0.075 宛先 0.1 mm [19-20]. 乾燥鉱物分離における最も有望な新しい開発の1つは、トライボ静電ベルト分離器です. この技術は従来の静電分離技術よりも細かい粒子を粒径範囲を拡張します。, 浮選のみが過去に成功されている範囲に.
トライボ静電分離は、表面接触またはトリボ電帯電によって生成される材料間の電荷差を利用する. 単純な方法で, 2つの材料が接触している場合, エレクトロに対する親和性が高い材料は電子を得て、したがって負を変える, 肯定的な電子親和性料が安い材料中.
ST 装置 & 技術 (イキ) トリボ静電ベルト分離器は、ボーキサイト鉱石を事前濃縮するための新しい受入経路を提供する. STETドライ分離プロセスは、ボーキサイト生産者またはボーキサイト精製業者に、品質を向上させるためにボーキサイトの前のバイエルプロセスアップグレードを実行する機会を提供します. このアプローチには多くの利点があります, 含む: 入力反応性シリカの削減による苛性ソーダの消費低減による製油所の操業コスト削減; 不活性酸化物の量が少ないため、精製時のエネルギーの節約 (Fe2O3, ティオ2, 非反応性 SiO2) ボーキサイトで入る; 製油所へのボーキサイトの小さな大量流れ、したがって、熱と加圧に必要なエネルギー量が少ない; 赤泥発生量の減少 (すなわち。, 赤泥対アルミナ比) 反応性シリカと不活性酸化物を除去することによって; と, プロセスの不調を減らし、精製業者が不純物拒絶反応を最大化するために理想的な反応性シリカレベルをターゲットにすることを可能にする入力ボーキサイト品質に対するより厳しい制御. 製油所へのボーキサイトフィードの品質管理の改善も稼働時間と生産性を最大化します. さらに, 赤泥量の減少は、より少ない処理および処分費用および既存の埋め立て地のよりよい利用に変換する.
バイエルプロセス前のボーキサイトオレの前処理は、テーリングの処理と販売の面で大きな利点を提供するかもしれない. 赤い泥とは異なり, 乾式静電プロセスからのテーリングは化学物質を含まないし、長期の環境貯蔵責任を表さない. 赤い泥とは異なり, ボーキサイト前処理操作からの乾燥副産物/尾翼は、ナトリウムを除去する必要がないのでセメント製造で利用することができる, セメント製造に有害である. 実際には - ボーキサイトはすでにポートランドセメント製造のための共通原料です. 既存のボーキサイト鉱山の操業寿命を延ばし、採石場の利用率を向上させ、回復を最大化することでも到達する可能性がある.
2.0 実験
2.1 材料
STETはオーバーで事前実現可能性調査を実施しました 15 ベンチスケールのセパレータを使用して、世界中のさまざまな場所から異なるボーキサイトサンプル. これらのうち, 7 異なるサンプルは
テーブル 2. 化学分析ボーキサイトサンプルの結果.
2.2 メソッド
ベンチスケールのトライボ静電ベルトセパレータを用いて実験を行った, 以下、「ベンチトップセパレータ」と呼ばれる. ベンチスケールテストは、3段階のテクノロジー実装プロセスの第1段階です。 (表を参照します。 3) ベンチスケール評価を含む, パイロットスケールテストと商業規模の実装.
ベンチトップセパレータは、トライボ静電充電の証拠のスクリーニングと、材料が静電殺菌の候補であるかどうかを判断するために使用されます. 各機器の主な違いは、表に示されています 3. 各フェーズ内で使用される機器はサイズが異なりますが、, 操作原理は基本的に同じである.
テーブル 3. STETトライボ静電ベルト分離器技術を用いた三相実装プロセス
| フェーズ | に使用: | 電極 長さcm | プロセスのタイプ |
|---|---|---|---|
| 1- ベンチスケール評価 | 定性的評価 | 250 | バッチ |
| 2- パイロットスケール テスト | 定量的評価 | 610 | バッチ |
| 3- 商業規模の実装 | 商業生産 | 610 | 連続 |
表に示されているように 3, ベンチトップセパレータとパイロットスケールと商業スケールのセパレータの主な違いは、ベンチトップセパレータの長さがおよそ 0.4 パイロットスケールおよび商業規模のユニットの長さの倍. セパレータの効率としては、電極長の関数, ベンチスケールテストはパイロットスケールテストの代替として使用できません. STETプロセスが達成できる分離の範囲を決定するには、パイロットスケールテストが必要です, また、STETプロセスが特定のフィードレートの下で製品目標を達成できるかどうかを判断する. その代わりに, ベンチトップセパレータは、パイロットスケールレベルで有意な分離を示す可能性が低い候補材料を除外するために使用されます. ベンチスケールで得られた結果は最適化されない, そして、観察された分離は、商用サイズのSTETセパレータで観察されるよりも少ない.
商業規模の展開前に試験工場での試験が必要, しかし, ベンチスケールでのテストは、任意の特定の材料の実装プロセスの第一段階として奨励されています. さらに, 材料の利用が限られている場合, ベンチトップセパレータは、潜在的な成功したプロジェクトのスクリーニングに有用なツールを提供します (すなわち。, STET技術を用いて顧客と業界の品質目標を達成できるプロジェクト).
2.2.1 STETの三圧静電ベルトのセパレータ
トライボ静電ベルト分離器で (図 1 と図 2), 細い隙間に材料を供給します。 0.9 – 1.5 2つの平行な平面電極間のcm. 粒子は、粒子間の接触によって充電 triboelectrically. 例えば, 主成分がジブサイトであるボーキサイトサンプルの場合, カオリニトと石英鉱物粒子, 積極的に充電される (ギブサイト) そして負の電荷 (カオリニトとクォーツ) 反対の電極に引き付けられる. パーティクルは、連続的に移動するオープンメッシュベルトによって掃引され、反対方向に搬送されます。. ベルトの区切り記号の反対の端に各電極に隣接する粒子を動き. 電界は、パーティクルを左移動から右に移動するストリームにパーティクルを移動するために、パーティクルをわずか数センチメートルの割合で移動するだけで済みます。. 粒子衝突による分離粒子の逆電流流と連続的なトライボ電帯は、多段分離を提供し、シングルパスユニットで優れた純度と回復をもたらす. 高いベルトの速度も非常に高いスループットを有効に, まで 40 1 つの区切りの時間あたりトン. さまざまなプロセス ・ パラメーターを制御することにより, 装置は鉱物の等級および回復の最適化を可能にする.
図 1. 摩擦ベルト区切りの模式図
セパレーターの設計は比較的シンプル. 関連するローラーおよびベルトが唯一の可動部分です。. 電極は、適切な耐久性のある材料で構成され、固定. ベルトはプラスチック素材でできています。. 区切り記号の電極の長さは約 6 メートル (20 ft。) 幅 1.25 メートル (4 ft。) 商業ユニットは完全なサイズの. 消費電力が以下の場合 2 ベルトを運転する 2 つのモーターの消費電力のほとんどを加工材料のトン当たりキロワット時.
図 2. 分離帯の詳細
プロセスは完全に乾燥させて, その他の材料を必要とせず、廃棄物の水や空気の排出量を生成します。. ミネラル分離のために分離器は水の使用量を減らす技術を提供する, 予備寿命を延長する、または尾翼を回復して再処理する.
システムの小型化によりデザイン施工で柔軟. トリボ静電ベルト分離技術は堅牢で工業的に証明されており、最初に石炭燃焼フライアッシュの処理に工業的に適用されました。 1997. この技術は、石炭の不完全燃焼から炭素粒子を分離するのに有効である, 飛灰中のガラス質のアルミノケイ酸塩鉱物粒子から. この技術は、コンクリート生産におけるセメント交換として、ミネラル豊富なフライアッシュのリサイクルを可能にする上で役立っています。.
以来 1995, 以上 20 製品フライアッシュの百万トンは、米国に設置されたSTETセパレータによって処理されています. フライアッシュ分離の産業の歴史は、表に記載されて 4.
鉱物加工, 三圧電帯分離器技術は、方解石/石英を含む幅広い材料を分離するために使用されています, タルク ・ マグネサイト, 重晶石/水晶.
図 3. 商用トライボ静電ベルト分離器
テーブル 4. フライアッシュ用トライボ静電ベルト分離の産業応用.
| ユーティリティ / 発電所 | 場所 | 営業運転を開始 | 施設詳細 |
|---|---|---|---|
| デューク エネルギー-ロックスボロ駅 | ノースカロライナ州アメリカ合衆国 | 1997 | 2 区切り記号 |
| Talen エネルギー- ブランドン海岸 | メリーランド州アメリカ合衆国 | 1999 | 2 区切り記号 |
| スコティッシュ ・ パワー- Longannet 駅 | イギリス、スコットランド、 | 2002 | 1 区切り記号 |
| ジャクソンビル・エレクトリック・セント. ジョンズ リバー パワー パーク | 米国フロリダ州 | 2003 | 2 区切り記号 |
| サウスミシシッピ電力 -R.D.. モロー | アメリカ合衆国ミシシッピ州 | 2005 | 1 区切り記号 |
| ニューブランズウィック パワー ベルデューン | ニューブランズウィック州カナダ | 2005 | 1 区切り記号 |
| RWE npower-Didcot駅 | イギリス | 2005 | 1 区切り記号 |
| タレン・エナジー・ブルナー島駅 | ペンシルバニア州アメリカ合衆国 | 2006 | 2 区切り記号 |
| タンパ電気ビッグベンド駅 | 米国フロリダ州 | 2008 | 3 区切り記号 |
| RWE npower-Aberthaw駅 | ウェールズ イギリス | 2008 | 1 区切り記号 |
| EDFエナジー・ウェスト・バートン駅 | イギリス | 2008 | 1 区切り記号 |
| :ZGP (ラファージュセメント/チェエチジャニコソーダ) | ポーランド | 2010 | 1 区切り記号 |
| 韓国南東電力- ヨンフン | 韓国 | 2014 | 1 区切り記号 |
| PGNiG テルミカ-シエルキルキ | ポーランド | 2018 | 1 区切り記号 |
| 太陽平洋セメント会社-秩及 | 日本 | 2018 | 1 区切り記号 |
| アームストロングフライアッシュ- イーグルセメント | フィリピン | 2019 | 1 区切り記号 |
| 韓国南東電力- 三川浦 | 韓国 | 2019 | 1 区切り記号 |
2.2.2 ベンチスケールテスト
Al_2 O_3濃度を高め、ガンゲ鉱物の濃度を低減するという特定の目標を中心に、標準的なプロセス試験を実施しました。. テストはバッチ条件の下でベンチトップの分離器で行われた, テストが重複して実行され、定常状態をシミュレートする, 前の条件から起こりうる持ち越し効果が考慮されていないことを確認する. 各テストの前に, 小さなフィードサブサンプルが収集された (「フィード」として指定). すべての操作変数の設定時, 材料は、ベンチトップセパレータの中央を通って電気振動フィーダーを使用してベンチトップセパレータに供給された. 各実験の最後にサンプルを収集し、製品の終わりの重み 1 (「E1」に指定) と製品の終わり 2 (「E2」に指定) 法的取引のカウントスケールを使用して決定された. ボーキサイトサンプル用, 'E2' はボーキサイト豊富な製品に対応します。. サブサンプルの各セットについて (すなわち。, フィード, E1 および E2) KO します。, XRFによる主酸化物組成物, 反応性シリカと利用可能なアルミナが決定されました. 選択したサブサンプルに対して XRD 特性評価が実行されました.
3.0 結果と議論
3.1. サンプル鉱物学
フィードサンプルの定量XRD分析の結果を表に含める 5. サンプルの大部分は主にギブサイトとゲーサイトの様々な量で構成されていました, ヘマタイト, カオリナイト, とクォーツ. イルメネートとアナターゼもサンプルの大部分で少量で明らかであった.
これらの飼料サンプルは主に少量の方解石を持つジアスポアで構成されていたため、S6とS7のミネラル組成に変化がありました, ヘマタイト, ゲーテテ, ベーマイト, カオリナイト, ギブサイト, 石英, アナターゼ, そしてルチルが検出される. 非晶質相はS1とS4でも検出され、およそ範囲 1 宛先 2 パーセント. これはおそらく、スメクテ鉱物の存在によるもの, または非結晶性材料. この材料は直接測定できなかったので, これらのサンプルの結果は、近似的に考慮する必要があります.
3.2 ベンチスケール実験
Al2O3を最大化し、コンテンツを減少させることを目的とした各鉱物サンプルに対して一連のテストランSiO_2実施しました。. ボーキサイトが豊富な製品に集中する種は、正の充電行動を示すものになります. 結果は表に示されています 6
テーブル 5. フィードサンプルのXRD分析.
テーブル 6. 概要結果.
STETベンチトップセパレータでのテストは、すべてのサンプルのためのAl2O3の有意な動きを実証しました. Al2O3の分離は、主にギブサイトであったS1-5について観察された, また、主にジアスポアだったS6-7のために. さらに, Fe2O3の他の主要な要素, SiO2とTiO2は、ほとんどの場合に有意な動きを示した. すべてのサンプルについて, 点火における損失の動き (KO します。) Al2O3の動きに続いて. 反応性シリカおよび利用可能なアルミナの点で, ほぼすべてのギブサイトであるS1-5用 (アルミニウム三水和物) 値は145°Cで考慮されるべきであり、S6-7の場合は優勢な鉱物がダイアスポアである (アルミニウム一水和物) 値は235°Cで評価されるべきです. STETベンチトップ分離器を用いたすべてのサンプル試験で、利用可能なアルミナの大幅な増加と、三水和物および一水和物ボーキサイトサンプルの両方に対する製品に対する反応性シリカの大幅な減少を実証した. 主要な鉱物種の動きも観察され、図に図示されています 4.
鉱物学の面では, STETベンチトップセパレータは、他のガング種を同時に拒絶しながら、ボーキサイトが豊富な製品にアルミナベアリング種のギブサイトとジアスポアの濃度を実証しました. 数字 5 と 6 三水和物および一水和物サンプルのボーキサイトを豊富に含む製品に鉱物相の選択性を示す, それぞれ. 選択性は、各鉱物種の製品への大量移送と製品全体の質量回収との差として計算した. 正の選択性はボーキサイトが豊富な製品に対する鉱物濃度を示す, 全体的な正の充電動作. 逆, 負の選択性値はボーキサイト・リーンコクプロダクトへの集中を示す, 全体的な負の充電動作.
すべての三水和物低温サンプル用 (すなわち。, S1, S2 および S4) カオリニサイトは負の充電行動を示し、ボーキサイトが豊富な製品に集中している間、ボーキサイトリーンの共同製品に集中しました (図 5). すべての一水和物高温サンプル用 (すなわち。, S6 および S7) 両方の反応性シリカ耐用ミネラル, カオリニトとクォーツ, 負の充電行動を示した. 後者の場合, ダイアスポアとベーマイトはボーキサイトが豊富な製品に報告され、正の充電行動を示した (図 6).
図 5. 鉱物相の製品への選択性.
図 6. 鉱物相の製品への選択性.
利用可能なアルミナと反応性シリカの測定は、実質的な動きを示す. 低温ボーキサイト用 (S1-S5), 利用可能なアルミナの単位当たりの反応性シリカの量は、以下の 10-50% 相対的に (図 7). 同様の還元が高温ボーキサイトで観察された (S6-S7) 図に示すように 7.
ボーキサイト対アルミナ比は、利用可能なアルミナの逆数として計算した. ボーキサイト対アルミナ比は、その間で減少した 8 – 26% テストされたすべてのサンプルに対する相対項 (図 8). これは、バイエルプロセスに供給する必要があるボーキサイトの質量流量の同等の減少を表すため、意味があります.
図 7. 利用可能な Al2O3 の単位あたりの反応性 SiO2
図 8. ボーキサイト対アルミナ比.
3.3 ディスカッション
実験データは、STETセパレータが利用可能なAl2O3を増加させ、同時にSiO_2コンテンツを減らすことを示しています. 図 9 反応性シリカの削減とバイエルプロセス前の利用可能なアルミナの増加に関連する期待される利点の概念図を提示します。. 著者らは、アルミナ精製業者に対する財政的利益は、以下の範囲内であると計算している。 $15-30 アルミナ製品1トン当たり米ドル. これは、デシリカトン製品に失われた苛性ソーダからの回避コストを反映しています (Dsp), 製油所へのボーキサイトの入力を減らすことによる省エネ, 低グレードのボーキサイト副産物をセメント生産者に販売することで生じる、赤泥発生の減少と小さな収入源. 図 9 バイエルプロセスの前にボーキサイト鉱石を事前濃縮する平均としてSTETトライボ電電技術を実装することの期待される利点を概説する.
ボーキサイト前処理のためのSTET分離プロセスのインストールは、アルミナ製油所またはボーキサイト鉱山自体のいずれかで行うことができます. しかし, STETプロセスは分離の前にボーキサイトのオレの乾燥粉砕を要求する, ガングを解放するために, したがって、製油所でボーキサイトを粉砕し、処理する物流はより簡単かもしれません.
1つの選択肢として – 乾燥ボーキサイトは、確立されたドライ粉砕技術を使用して粉砕されるだろう, 例えば垂直ローラーミルやインパクトミル. 細かく接地されたボーキサイトはSTETプロセスによって分離されるだろう, アルミナ製油所に送られた高アルミナボーキサイト製品と. ドライ研削の設置により、バイエルプロセスで従来使用される湿式研削の除去が可能になります。. ドライ研削の運用コストは、湿式研削の運用コストとほぼ同等であると仮定されます。, 特に今日行われている湿式粉砕を考慮すると、高アルカリ性混合物で行われる, かなりのメンテナンスコストを引き起こし.
ドライ低級ボーキサイトの共同製品 (残滓) 分離プロセスからアルミナ源としてセメント製造に販売されます. ボーキサイトは、一般的にセメント製造に追加されます, そして、ドライ連産品, 赤い泥とは違って, セメント製造における使用を妨げるナトリウムが含まれていない. これは、そうでなければ赤い泥として精製プロセスを終了する材料を評価する方法を製油所に提供します, 長期保存が必要です, コストを表す.
著者が実行する運用コスト計算は、プロジェクトの利益を見積もります。 $27 アルミナ1トン当たり米ドル, 苛性ソーダの減少によって達成される大きな影響を伴う, 赤泥の減少, 製油所へのボーキサイトの量が少ないため、共産品と燃料節約の評価. したがって、 800,000 年間トン製油所は、財政的利益を期待することができます $21 年間 M USD (図を参照します。 10). この分析では、ボーキサイトの輸入コストや物流コストの削減による潜在的な節約は考慮されません。, プロジェクトのリターンをさらに高める可能性があります.
図 10. 反応性シリカ還元と利用可能なアルミナ増加の利点.
4.0 結論
要約すると, STET セパレータを使用したドライ処理は、ボーキサイトの生産者と絞り込み条件に価値を生み出す機会を提供します。. 精製前のボーキサイトの前処理は化学コストを削減する, 生成された赤泥の量を下げ、プロセスの不調を最小限に抑える. STET技術により、ボーキサイトプロセッサは非冶金グレードを冶金グレードのボーキサイトに変えることができ、輸入ボーキサイトの必要性を減らし、採石場の資源寿命を延ばす可能性があります。. STETプロセスは、より高品質の非冶金グレードおよび冶金グレードボーキサイトを生成するために実装することもできます, そしてバイエルプロセスの前にセメント等級ボーキサイト副産物.
STETプロセスはミネラルのほとんど前処理を必要とし、高容量で動作する 40 1 時間あたりのトーン. エネルギー消費量が以下 2 処理された材料のトン当たりのキロワット時. さらに, STETプロセスは鉱物処理の完全に商業化された技術である, したがって、新しい技術の開発を必要としません.
参照
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