Piliin ang Wika:
Ang ST Equipment & Technology LLC (STET) separator ng tribo-electrostatic belt ay angkop na angkop para sa beneficiating napakahusay (<1microns) sa moderately magaspang (500microns) mga particle ng mineral, na may napakataas na throughput. Ipinakita ng mga pang-eksperimentong kakayahan ang kakayahang maghihiwalay ng STET upang makinabang ang mga sample ng bauxite sa pamamagitan ng pagtaas ng magagamit na alumina habang sabay na binabawasan ang reaktibo at kabuuang silica.. Ang teknolohiya ng STET ay ipinakita bilang isang pamamaraan upang mag-upgrade at paunang pag-isiping mabuti ang mga deposito ng bauxite para magamit sa paggawa ng alumina. Ang dry processing kasama ang separator ng STET ay magreresulta sa pagbawas sa mga gastos sa pagpapatakbo ng refinery dahil sa mas mababang paggamit ng caustic soda, pagtipid sa enerhiya dahil sa mas mababang dami ng mga inert oxide at isang pagbawas sa dami ng mga residu ng alumina refinery (ARR o pulang putik). At saka, ang teknolohiyang STET ay maaaring mag-alok ng mga alumina refiners ng iba pang mga benepisyo kabilang ang nadagdagan na mga reserbang quarry, extension ng pamumuhay ng pulang putik na site, at pinalawak na buhay ng operating ng umiiral na mga bauxite mine sa pamamagitan ng pagpapabuti ng paggamit ng quarry at pag-maximize ng pagbawi. Ang by-product na walang tubig at walang kemikal na ginawa ng proseso ng STET ay magagamit para sa paggawa ng semento sa mataas na dami nang walang paunang paggamot., sa kaibahan sa pulang putik na kung saan ay may limitadong kapaki-pakinabang na muling paggamit.
1.0 pagpapakilala
Aluminum produksyon ay ng central kahalagahan para sa pagmimina at metalurhiya industriya at pangunahing para sa iba't ibang mga industriya [1-2]. Habang aluminum ay ang pinaka-karaniwang metal sangkap na natagpuan sa lupa, sa kabuuang tungkol sa 8% ng crust ng Earth, bilang isang elemento ng ito ay reaktibo at sa gayon ay hindi mangyari nang natural [3]. kaya, aluminum-rich pangangailangan mineral upang maging pino sa ani alumina at aluminyo, na nagreresulta sa makabuluhang henerasyon ng mga residues [4]. Tulad ng ang kalidad ng bauxite deposito globally pagtanggi, ang pagbuo ng mga residue pagtaas, pagpapanggap hamon sa alumina at aluminyo-paggawa ng industriya sa mga tuntunin ng pagpoproseso ng mga gastos, mga gastos ng pagtatapon at ang epekto sa kapaligiran [3].
Ang pangunahing panimulang materyal para sa aluminum pagpipino ay Bauxite, pangunahing komersyal na pinagmulan ng mundo ng aluminum [5]. Bauxite ay isang enriched aluminyo haydroksayd sedimentary rock, na ginawa mula sa laterization at pagbabago dulot ng panahon ng bato mayaman sa iron oxides, aluminum oxides, o pareho na karaniwang naglalaman ng kuwarts at clays tulad ng kaolin [3,6]. Bauxite bato ay binubuo halos ng aluminum mineral gibbsite (Al(OH)3), boehmite (c-Ålö(OH)) at diaspore (a-Ålö(OH)) (mesa 1), at ay karaniwang halo-halong may dalawang bakal oxides goethite (FeO(OH)) at hematite (Fe2O3), ang aluminum clay mineral kaolinite, maliit na halaga ng anatase at / o titania (TiO2), ilmenite (FeTiO3) at iba pang mga impurities sa menor de edad o trace ng mga halaga [3,6,7].
Ang mga tuntunin trihydrate at monohydrate ay karaniwang ginagamit ng mga industriya upang ibahin ang iba't ibang uri ng bauxite. Bauxite na ganap o halos lahat ng gibbsite tindig ay tinatawag na isang trihydrate ore; kung boehmite o diaspore ay ang mga nangingibabaw mineral ng ito ay tinutukoy bilang monohydrate ore [3]. Mixtures ng gibbsite at boehmite ay pangkaraniwan sa lahat ng mga uri ng bauxites, boehmite at diaspore mas karaniwan, at gibbsite at diaspore bihirang. Ang bawat uri ng bauxite mineral nagtatanghal ng sarili nitong mga hamon sa mga tuntunin ng mineral processing at beneficiation para sa mga henerasyon ng alumina [7,8].
mesa 1. Kemikal komposisyon ng Gibbsite, Boehmite at diaspore [3].
| Komposisyong kemikal | Gibbsite AL(OH)3 o si Al2O3.3H2ang | Boehmite ALO(OH) o si Al2ang3.H2ang | Diaspora ALO(OH) o si Al2ang3.H2ang |
|---|---|---|---|
| Al2ang3 wt% | 65.35 | 84.97 | 84.98 |
| (OH) wt% | 34.65 | 15.03 | 15.02 |
Bauxite deposits ay kumalat sa buong mundo, karamihan ay nagaganap sa tropiko o subtropiko rehiyon [8]. Bauxite mining ng parehong metalurhiko at non-metalurhiko grade ores ay kahalintulad sa pagmimina ng iba pang mga pang-industriya mineral. normal, beneficiation o paggamot ng bauxite ay limitado sa pagdurog, sieving, paghuhugas, at pagpapatayo ng krudo mineral [3]. Lutang ay nagtatrabaho para sa pag-upgrade ng ilang mga mababang-grade bauxite ores, gayunpaman ito ay hindi napatunayan mataas na pumipili sa pagtanggi kaolinite, isang pangunahing pinagkukunan ng reactive silica lalo na sa trihydrate bauxites [9].
Ang bulk ng bauxite na ginawa sa mundo ay ginagamit bilang feed para sa pagmamanupaktura ng alumina sa pamamagitan ng proseso ng Bayer, isang basang-kemikal na caustic-leach na pamamaraan kung saan ang Al_2 O_3 ay natunaw mula sa bato ng bauxite sa pamamagitan ng paggamit ng isang caustic soda rich solution sa mataas na temperatura at presyon [3,10,11]. pagkatapos, ang bulk ng alumina ay utilized bilang feed para sa produksyon ng aluminyo metal sa pamamagitan ng proseso Hall-Héroult, na kung saan ay nagsasangkot ng electrolytic pagbabawas ng alumina sa isang paliguan ng krayolayt (Na3AlF6). Tatagal tungkol sa 4-6 tons ng mga pinatuyong bauxite na ani 2 t ng alumina, na bilang resulta ay magbubunga 1 t ng aluminyo metal [3,11].
Ang Bayer proseso ay pinasimulan sa pamamagitan ng paghahalo hugasan at makinis lupa bauxite sa pagpapatak solusyon. Ang resultang slurry na naglalaman ng 40-50% solids ay pagkatapos ay may presyon at pinainitan sa steam. Sa hakbang na ito ang ilan sa mga alumina ay dissolved at bumubuo natutunaw sosa aluminate (NaAlO2), ngunit dahil sa pagkakaroon ng reaktibo silica, isang kumplikadong sosa aluminyo silicate din precipitates na kung saan ay kumakatawan sa isang pagkawala ng parehong alumina at soda. Ang resultang slurry ay hugasan, at ang nalalabi ay nakabuo ng (hal, pulang putik) ay decanted. Sosa aluminate ay pagkatapos ay precipitated sa labas ng aluminyo trihydrate (Al(OH)3) sa pamamagitan ng isang seeding proseso. Ang resultang sosa solusyon ay recirculated sa pagpapatak solusyon. sa wakas, na-filter at hugasan solid alumina trihydrate ay fired o calcined sa ani alumina [3,11].
Leaching temperatura ay maaaring saklaw mula 105 ° C sa 290 ° C at kaukulang pressures saklaw mula 390 kPa na 1500 kPa. Mas mababang mga temperatura saklaw ay ginagamit para sa bauxite kung saan halos lahat ng mga magagamit na alumina ay kasalukuyan bilang gibbsite. Ang mas mataas na temperatura ay kinakailangan upang digedepositsst bauxite pagkakaroon ng isang malaking porsyento ng boehmite at diaspore. Sa temperatura na 140 ° C o mas kaunti lamang ang mga gibbsite at kaolin na grupo ang natutunaw sa caustic soda na alak at samakatuwid ang naturang temperatura ay ginustong para sa pagproseso ng trihydrate alumina . Sa mga temperatura sa mas malaki kaysa sa 180 ° C alumina kasalukuyan bilang trihydrate at monohydrate ay maaaring makuha sa solusyon at parehong clays at libreng kuwarts maging reaktibo [3]. Operating kondisyon tulad ng temperatura, presyon at pantauli dosis ay naiimpluwensyahan sa pamamagitan ng ang uri ng bauxite at sa gayon ang bawat alumina pagdalisayan ng petrolyo ay iniayon sa isang tiyak na uri ng bauxite mineral. Ang pagkawala ng mahal sosa (NaOH) at ang henerasyon ng mga pulang putik ay parehong may kaugnayan sa ang kalidad ng bauxite na ginagamit sa proseso ng pagpipino. Sa pangkalahatan, ang babaan ang Al_2 O_3 nilalaman ng bauxite, ang mas malaki ang dami ng pulang putik na mabubuo, bilang ang non-Al_2 O_3 phase ay tinanggihan ng pulang putik. At saka, mas mataas ang kaolinite o reaktibo kwats nilalaman ng bauxite, ang mas maraming mga pulang putik mabubuo [3,8].
High-grade bauxite naglalaman ng hanggang sa 61% Al_2 O_3, at marami operating bauxite deposito -typically tinutukoy bilang non-metalurhiko grado- Isasama makabuluhang mas mababa na ito, paminsan-minsan ay kasing baba ng 30-50% Al_2 O_3. Dahil ang ninanais na produkto ay isang mataas na kadalisayan
Al_2 O_3, ang mga natitirang mga oxides sa bauxite (Fe2O3, SiO2, TiO2, organikong materyal) ay pinaghihiwalay mula sa Al_2 O_3 at tinanggihan bilang alumina pagdalisayan ng residues (ARR) o pulang putik sa pamamagitan ng proseso ng Bayer. Sa pangkalahatan, ang mas mababang Kalidad Bauxite (hal, babaan ang nilalaman na Al_2 O_3) ang mas maraming mga pulang putik na nabuo sa bawat tonelada ng alumina produkto. At saka, kahit ilang Al_2 O_3 tindig mineral, kapansin-pansin kaolinite, makagawa ng hindi kanais-nais side reaksyon sa panahon ng proseso ng pagpipino at humahantong sa isang pagtaas sa pulang putik na henerasyon, pati na rin ang isang pagkawala ng mahal sosa kemikal, isang malaking variable gastos sa bauxite proseso ng pagpipino [3,6,8].
Red putik o ARR ay kumakatawan sa isang malaki at on-pagpunta na hamon para sa industriya aluminyo [12-14]. Red putik ay naglalaman ng makabuluhang mga natitirang mga mapang-uyam kemikal tira mula sa proseso ng pagpipino, at ito ay mataas na alkalina, madalas na may isang ph ng 10 - 13 [15]. Ito ay binuo sa mga malalaking volume sa buong mundo - ayon sa USGS, tinatayang global alumina produksyon ay 121 milyong tons in 2016 [16]. Ito nagresulta sa isang tinantyang 150 milyong tons ng pulang putik na nabuo sa panahon ng parehong panahon [4]. Sa kabila ng patuloy na pananaliksik, pulang putik ay kasalukuyang may ilang mga praktikal na pangkomersyo mga landas sa kapaki-pakinabang muling paggamit. Ito ay tinatayang na napakaliit na ng pulang putik ay beneficially muling ginagamit sa buong mundo [13-14]. sa halip, ang pulang putik ay pumped mula sa alumina pagdalisayan ng petrolyo sa storage impoundments o landfills, kung saan ito ay naka-imbak at binabantayan sa malaking gastos [3]. kaya, parehong isang pang-ekonomiya at kapaligiran argument ay maaaring gawin para sa pagpapabuti ng kalidad ng bauxite bago ang pagpipino, sa mga partikular na kung ang naturang mga pagpapabuti ay maaaring gawin sa pamamagitan ng mababang-enerhiya diskarte pisikal na paghihiwalay.
Habang napatunayan na taglay ng bauxite ay inaasahan na huling para sa maraming mga taon, ang kalidad ng mga reserbang na maaaring matipid na-access ay pagtanggi [1,3]. para sa refiners, na nasa negosyo ng processing Bauxite upang gumawa ng alumina, at sa huli ay aluminum metal, ito ay isang hamon sa parehong pananalapi at kapaligiran implikasyon
Dry pamamaraan tulad ng electrostatic paghihiwalay maaaring maka-akit ng bauxite industriya para sa mga pre-konsentrasyon ng bauxite bago ang proseso ng Bayer. Electrostatic pamamaraan paghihiwalay na magamit contact, o tribo-kuryenteng, pag-charge ay partikularidad kagiliw-giliw na dahil sa kanilang mga potensyal na upang paghiwalayin ang iba't ibang uri ng halo na naglalaman ng kondaktibo, insulating, at semi-kondaktibo particle. Tribo-electric charging nangyayari kapag discrete, hindi magkapareho particle nagbanggaan sa bawat isa, o sa isang third ng ibabaw, na nagreresulta sa isang ibabaw na singil pagkakaiba sa pagitan ng dalawang uri ng maliit na butil. Ang pag-sign at magnitude ng singil pagkakaiba ay depende bahagyang sa ang pagkakaiba sa electron affinity (o pantrabahong okasyon) sa pagitan ng mga uri ng maliit na butil. Paghihiwalay ay maaaring pagkatapos ay nakakamit gamit ang isang panlabas na inilapat electric field.
Ang diskarteng ito ay utilized sa industrya in vertical libreng-pagkahulog-type ang mga panghiwalay. Sa libreng-pagkahulog panghiwalay, ang mga particle unang kumuha ng bayad, pagkatapos ay mahulog sa pamamagitan ng gravity sa pamamagitan ng isang aparato sa paghadlang electrodes na mag-aplay ng isang malakas na electric field upang magpalihis ang tilapon ng mga particle ayon sa pag-sign at kalakhan ng kanilang ibabaw bayad [18]. Free-fall panghiwalay ay maaaring maging mabisa para sa magaspang particle ngunit hindi epektibo sa paghawak ng mga particle mas pinong kaysa sa tungkol 0.075 sa 0.1 mm [19-20]. Isa sa mga pinaka promising bagong developments sa dry separations mineral ay ang tribo-electrostatic belt separator. Ang teknolohiyang ito ay may palugit na ang maliit na butil laki hanay upang mas pinong particle kaysa sa maginoo electrostatic paghihiwalay teknolohiya, sa hanay kung saan tanging lutang ay naging matagumpay sa nakaraan.
Tribo-electrostatic paghihiwalay gumagamit electrical charge pagkakaiba sa pagitan ng mga materyales na ginawa ng ibabaw ng contact o triboelectric charging. Sa simplistic paraan, kapag ang dalawang mga materyales ay sa contact, ang materyal na may isang mas mataas na kaugnayan para sa electros ang makakakuha ng mga electron sa gayon ay nagbabago negatibong, habang materyal na may mas mababang mga electron affinity naniningil ang positibong.
Ang ST Equipment & Teknolohiya (STET) tribo-electrostatic belt separator ay nag-aalok ng isang nobelang beneficiation ruta sa pre-concentrate bauxite ores. Ang STET dry proseso ng paghihiwalay ay nag-aalok bauxite producer o Bauxite refiners isang pagkakataon upang magsagawa ng pre-Bayer-proseso pag-upgrade ng bauxite mineral upang mapabuti ang kalidad. diskarte na ito ay maraming mga benepisyo, kabilang ang: Pagbaba sa operating gastos ng pagdalisayan ng petrolyo dahil sa mas mababang pagkonsumo ng sosa sa pamamagitan ng pagbabawas ng pag-input reactive silica; pagtitipid sa enerhiya sa panahon pagpipino dahil sa mas mababang dami ng mga hindi gumagalaw oxides (Fe2ang3, TiO2, Di-reaktibo SiO2) pagpasok sa bauxite; mas maliit na mass daloy ng bauxite na pagdalisayan ng petrolyo at samakatuwid ay mas mababa enerhiya na kinakailangan upang init at pressurize; pagbawas sa red putik dami generation (hal, pulang putik na alumina ratio) sa pamamagitan ng pagtanggal reactive silica at hindi gumagalaw oxide; at, mas mahigpit na kontrol sa input bauxite na kalidad na binabawasan proseso upsets at nagbibigay-daan sa refiners sa target na mainam reactive antas ng silica upang i-maximize kahalayan pagtanggi. Pinahusay na kalidad na kontrol sa bauxite feed upang pagdalisayan din magpapakinabang uptime at pagiging produktibo. higit sa rito, pagbawas sa red dami ng putik-translate sa mas mababa paggamot at pagtatapon ng mga gastos at mas mahusay na paggamit ng mga umiiral na mga landfills.
Ang preprocessing ng bauxite mineral bago ang proseso Bayer maaaring mag-alok ng makabuluhang bentahe sa mga tuntunin ng pagpoproseso at mga benta ng tailings. Hindi tulad ng pulang putik, tailings mula sa isang dry electrostatic proseso hindi naglalaman ng mga kemikal at hindi kumakatawan sa isang pang-matagalang kapaligiran imbakan liability. Hindi tulad ng pulang putik, dry by-produkto / tailings mula sa isang bauxite pre-processing operasyon ay maaaring utilized sa semento paggawa bilang walang kinakailangan upang alisin ang sodium, na kung saan ay pumipinsala sa semento paggawa. Sa katunayan - bauxite ay isang karaniwang raw materyal para sa Portland cement manufacturing. Pagpapalawak operating buhay ng mga umiiral na mga mina bauxite ay maaari ring maabot sa pamamagitan ng pagpapabuti quarry paggamit at pag-maximize recovery.
2.0 pagsubok
2.1 kagamitan
STET isinasagawa pre-pagiging posible pag-aaral sa paglipas ng 15 iba't ibang bauxite samples mula sa iba't ibang lokasyon sa buong mundo gamit ang isang bench-scale separator. sa mga ito, 7 iba't ibang mga halimbawa ay
mesa 2. Resulta ng chemical analysis bauxite samples.
2.2 Paraan
Mga eksperimento ay isinasagawa gamit ang isang bench-scale tribo-electrostatic belt separator, mula ngayon ay tatawagin bilang 'benchtop separator'. Bench-scale na pagsubok ay ang unang yugto ng isang tatlong-phase proseso ng teknolohiya pagpapatupad (Tingnan ang Table 3) kabilang bench-scale pagsusuri, pilot-scale pagsubok at komersyal na-scale pagpapatupad.
Ang benchtop separator ay ginagamit para sa pag-screen para sa katibayan ng tribo-electrostatic charge at upang matukoy kung ang isang materyal ay isang mahusay na kandidato para electrostatic beneficiation. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng bawat piraso ng kagamitan ay itinanghal sa Table 3. Habang ang mga kagamitan na ginagamit sa loob ng bawat yugto ay naiiba sa laki, ang operasyon prinsipyo ay panimula ang parehong.
mesa 3. Three-phase pagpapatupad proseso gamit STET tribo-electrostatic belt separator teknolohiya
| bahagi | Ginagamit para sa: | elektrod Haba cm | Uri ng Proseso |
|---|---|---|---|
| 1- Pagsusuri sa Bench Scale | Qualitative Evaluation | 250 | pangkat |
| 2- pilot Scale pagsubok | Dami ng pagsusuri | 610 | pangkat |
| 3- Pagpapatupad ng Skala ng Komersyal | Produksyong Komersyal | 610 | Tuloy-tuloy |
Bilang ay makikita sa Table 3, ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng benchtop separator at pilot-scale at komersyal na-scale panghiwalay ay na ang haba ng benchtop separator ay humigit-kumulang 0.4 beses ang haba ng pilot-scale at komersyal na-scale mga yunit. Bilang ang separator kahusayan ay isang katangian ng ang elektrod haba, bench-scale na pagsubok ay hindi maaaring gamitin bilang isang kapalit para sa mga pilot-scale na pagsubok. Pilot-scale na pagsubok ay kinakailangan upang matukoy ang lawak ng paghihiwalay na ang STET proseso ay maaaring makamit, at upang matukoy kung STET proseso ay maaaring matugunan ang mga target ng produkto sa ilalim ng ibinigay na mga rate ng feed. sa halip, benchtop separator ay ginagamit upang mamuno out na kandidato materyales na ay malamang na hindi ipakita ang anumang makabuluhang paghihiwalay sa antas ng pilot-scale. Resulta na nakuha sa bench-scale ay di-optimize, at ang paghihiwalay sinusunod ay mas mababa kaysa na kung saan ay na-obserbahan sa isang commercial sized STET separator.
Pagsubok sa pilot plant ay kinakailangan bago ang commercial scale deployment, gayunman, testing sa bench-scale ay hinihikayat bilang ang unang yugto ng proseso ng pagpapatupad para sa anumang naibigay na materyal. at saka, sa mga kaso kung saan mga materyal availability ay limitado, benchtop separator ay nagbibigay ng isang kapaki-pakinabang na tool para sa screening ng mga potensyal na matagumpay na proyekto (hal, mga proyekto na kung saan ang customer at industriya ng kalidad target ay maaaring nakilala gamit STET technology).
2.2.1 STET Triboelectrostatic Belt Separator
Sa tribo-electrostatic belt separator (pigura 1 at Figure 2), materyal ay fed sa ang manipis na agwat sa 0.9 - 1.5 cm sa pagitan ng dalawang parallel planar electrodes. Ang mga particle ay triboelectrically sisingilin ng interparticle contact. Halimbawa, sa kaso ng isang bauxite sample na pangunahing mga nasasakupan ay gibssite, kaolinite at kuwarts mineral particle, positibong sisingilin (gibssite) at ang negatibong sisingilin (kaolinite at kuwarts) ay akit sa kabaligtaran electrodes. Ang mga particle ay pagkatapos ay swept up sa pamamagitan ng isang tuloy-tuloy na paglipat ng open-mesh belt at conveyed sa kabaligtaran direksyon. belt ay gumagalaw ang mga particle sa tabi ng bawat elektrod papunta sa magkabilang dulo ng separator. Ang electric field kailangan lamang ilipat ang mga particle ng isang maliit na maliit maliit na bahagi ng isang sentimetro ilipat ang isang maliit na butil mula sa isang kaliwa-paglipat sa isang right-gumagalaw na stream. Ang counter kasalukuyang daloy ng paghihiwalay ng mga particle at patuloy na triboelectric singilin ang sa pamamagitan ng maliit na butil banggaan ay nagbibigay ng para sa isang multi-stage paghihiwalay at nagreresulta sa mahusay na kadalisayan at pagbawi sa isang single-pass unit. Ang mataas na bilis ng belt Nagbibigay-daan din mataas na throughputs, hanggang 40 tonelada kada oras sa isang solong separator. Sa pamamagitan ng pagkontrol ng iba't-ibang mga parameter ng proseso, ang aparato ay nagbibigay-daan para sa pag-optimize ng mineral na grade at pagbawi.
pigura 1. Eskematiko ng triboelectric belt separator
Ang separator disenyo ay relatibong simpleng. Ang belt at nauugnay na mga rollers ay ang tanging gumagalaw na bahagi. Ang electrodes ay nakatigil at binubuo ng isang naaangkop na matibay na materyal. belt ay gawa sa plastic na materyal. Ang separator elektrod haba ay humigit-kumulang na 6 metro (20 ft.) at ang lapad 1.25 metro (4 ft.) para sa buong laki ng komersyal na mga yunit. Ang paggamit ng kuryente ay mas mababa sa 2 kilowatt-hour bawat tonelada ng materyal na naproseso nang may karamihan ng kapangyarihan natupok sa pamamagitan ng dalawang motors nagtutulak ng belt.
pigura 2. Detalye ng paghihiwalay zone
Ang proseso ay ganap na dry, hindi nangangailangan ng mga karagdagang materyal at naglalabas ng walang pag-aaksaya ng tubig o air emissions. Para mineral separations ang separator ay nagbibigay ng isang teknolohiya upang mabawasan ang paggamit ng tubig, extend reserve buhay at / o mabawi at reprocess tailings.
Ang limit ng sistema ay nagbibigay-daan para sa flexibility sa disenyo ng pag-install. Ang tribo-electrostatic belt paghihiwalay teknolohiya ay matatag at tungkol sa industrya napatunayan at ay unang inilapat sa industrya sa pagproseso ng karbon pagkasunog fly ash in 1997. Ang teknolohiya ay epektibo sa paghihiwalay carbon particle mula sa hindi kumpleto pagkasunog ng karbon, mula sa malasalamin particle aluminosilicate mineral sa fly ash. Ang teknolohiya ay naging kasangkapan sa pagpapagana recycle ng mineral-rich fly ash bilang kapalit semento sa kongkreto produksyon.
mula noon 1995, sa ibabaw 20 milyong tonelada ng produktong fly ash ay na-proseso sa pamamagitan ng STET panghiwalay na naka-install sa USA. Ang pang-industriya kasaysayan ng fly ash paghihiwalay ay nakalista sa Table 4.
Sa mineral processing, sa triboelectric belt separator teknolohiya ay ginagamit upang paghiwalayin ang isang malawak na hanay ng mga materyales kabilang ang calcite / kuwarts, talc / magnesite, at barite / kuwarts.
pigura 3. Komersyal na tribo-electrostatic belt separator
mesa 4. Pang-industriya na application ng tribo-electrostatic belt paghihiwalay ng fly ash.
| Kagamitan / estasyon ng enerhiya | lugar | Simula ng komersyal na operasyon | mga detalye pasilidad |
|---|---|---|---|
| Duke Enerhiya - Roxboro Station | North Carolina USA | 1997 | 2 panghiwalay |
| enerhiya mga wika- Brandon Shores | Maryland USA | 1999 | 2 panghiwalay |
| Scottish Power- Longannet Station | Scotland UK | 2002 | 1 panghiwalay |
| Jacksonville Electric-St. Johns River Power Park | Florida USA | 2003 | 2 panghiwalay |
| Lakas ng Elektronikong Timog Mississippi -R.D. kinabukasan | Mississippi USA | 2005 | 1 panghiwalay |
| New Brunswick Power-Belledune | New Brunswick Canada | 2005 | 1 panghiwalay |
| OF npower-Didcot Station | England UK | 2005 | 1 panghiwalay |
| Talen Energy-Brunner Island Station | Pennsylvania USA | 2006 | 2 panghiwalay |
| Tampa Electric-Big Bend Station | Florida USA | 2008 | 3 panghiwalay |
| OF npower Aberthaw-Station | Wales UK | 2008 | 1 panghiwalay |
| EDF Energy-West Burton Station | England UK | 2008 | 1 panghiwalay |
| zgp (Lafarge Cement / Ciech Janikosoda JV) | Poland | 2010 | 1 panghiwalay |
| Korea Southeast Power- Yeongheung | Timog Korea | 2014 | 1 panghiwalay |
| PGNiG Termika-Sierkirki | Poland | 2018 | 1 panghiwalay |
| Taiheiyo Cement Company-Chichibu | Hapon | 2018 | 1 panghiwalay |
| Armstrong Fly Ash- Eagle Cement | Pilipinas | 2019 | 1 panghiwalay |
| Korea Southeast Power- Samcheonpo | Timog Korea | 2019 | 1 panghiwalay |
2.2.2 Bench-scale na pagsubok
Ang mga karaniwang proseso ng pagsubok ay isinagawa sa paligid ng tiyak na layunin upang madagdagan ang konsentrasyon ng Al_2 O_3 at mabawasan ang konsentrasyon ng mga gangue mineral. Pagsusulit ay isinasagawa sa benchtop separator ilalim batch kondisyon, na may pagsubok na gumanap sa mga duplicate na gayahin matatag na estado, at tiyakin na ang anumang posibleng carryover epekto mula sa nakaraang kondisyon ay hindi itinuturing. Bago ang bawat test, isang maliit na feed sub-sample ay nakolekta (itinalaga bilang 'Feed'). Sa pagtatakda ng lahat ng mga variable na operasyon, ang materyal ay fed sa benchtop separator ng paggamit ng isang electric panginig tagapagpakain sa pamamagitan ng gitna ng benchtop separator. Halimbawa ay tinipon sa dulo ng bawat eksperimento at ang mga timbang ng produkto end 1 (itinalaga bilang 'E1') at produkto end 2 (itinalaga bilang 'E2') Determinado ang paggamit ng isang legal na-para-sa kalakalan pagbibilang scale. Para sa bauxite samples, 'E2' tumutugon sa bauxite-rich produkto. Para sa bawat hanay ng mga sub-sample (hal, Magpakain, E1 at E2) IKAW AT ANG BATAS, pangunahing oxides komposisyon sa pamamagitan ng XRF, reactive silica at magagamit alumina Determinado. XRD characterization ay ginanap sa mga napiling sub-sample.
3.0 Resulta at diskusyon
3.1. sample mineralohiya
Resulta ng nabibilang na pagsusuri XRD para sa mga feed sample ay kasama sa Table 5. Ang karamihan ng mga halimbawa ay lalo na binubuo ng gibbsite at iba-ibang halaga ng goethite, hematite, kaolinite, at kuwarts. Ilmenite at anatase ay makikita rin sa menor de edad na halaga sa karamihan ng mga samples.
Nagkaroon ng pagbabago sa mineral komposisyon para sa S6 at S7 dahil ang mga ito feed halimbawa ay lalo na binubuo ng diaspore na may menor de edad na halaga ng calcite, hematite, goethite, boehmite, kaolinite, gibbsite, kuwarts, anatase, at rutile pagiging napansin. Isang walang hugis phase din napansin sa S1 at S4 at ranged mula sa humigit-kumulang 1 sa 2 porsiyento. Ito ay marahil dahil sa alinman sa presensya ng isang smectite mineral, o non-mala-kristal na materyal. Dahil ang materyal na ito ay maaaring hindi direkta sinusukat, mga resulta para sa mga halimbawa ay dapat na itinuturing na tinatayang.
3.2 Bench-scale eksperimento
Isang serye ng mga Nagpapatakbo ng pagsubok ay ginanap sa bawat mineral sample na naglalayong pag-maximize Al2O3 at nagpapababa SiO_2 nilalaman. Species sa pagtuon sa bauxite-rich produkto ay maaaring nagpapahiwatig ng positibong pag-charge na pag-uugali. Ang mga resulta ay ipinapakita sa Table 6
mesa 5. XRD pagtatasa ng feed sample.
mesa 6. Buod ng Resulta.
Pagsubok sa STET benchtop separator nagpakita makabuluhang kilusan ng Al2O3 para sa lahat ng samples. Paghihiwalay ng Al2O3 na-obserbahan para sa S1-5 na kung saan ay higit sa lahat gibbsite, at din para sa S6-7 na kung saan ay higit sa lahat diaspore. At saka, ang iba pang mga pangunahing elemento ng Fe2O3, SiO2 at TiO2 nagpakita makabuluhang kilusan sa karamihan ng mga kaso. Para sa lahat ng samples, sa paggalaw ng timbang sa pag-aapoy (IKAW AT ANG BATAS) Sinundan paggalaw ng Al2O3. Sa mga tuntunin ng reactive silica at magagamit alumina, para S1-5 na kung saan ay halos lahat ng mga gibbsite (aluminum trihydrate) mga halaga ay dapat na itinuturing na sa 145 ° C habang para S6-7 kung saan ang dominanteng mineral ay diaspore (aluminum monohydrate) mga halaga ay dapat na tasahin sa 235 ° C. Para sa lahat ng mga sample testing sa mga STET benchtop separator nagpakita ng isang makabuluhang pagtaas sa na magagamit alumina at isang makabuluhang pagbaba sa reactive silica na produkto para sa parehong trihydrate at monohydrate bauxite samples. Movement ng mga pangunahing species mineral ay din siniyasat at ay graphically ipinapakita sa ibaba sa Figure 4.
Sa mga tuntunin ng mineralohiya, STET benchtop separator nagpakita konsentrasyon ng alumina tindig species gibbsite at diaspore sa bauxite-rich produkto habang sabay na pagtanggi iba pang mga species gangue. figure 5 at 6 ipakita selectivity ng phase mineral sa bauxite-rich produkto para trihydrate at monohydrate samples, buong galang. Selectivity ay kinakalkula bilang ang pagkakaiba sa pagitan ng mga mass deportment na produkto para sa bawat uri ng hayop mineral at ang kabuuang mass pagbawi sa produkto. Ang positibong selectivity ay nagpapakilala ng mineral na konsentrasyon sa bauxite-rich produkto, at ng isang pangkalahatang positibong charge na pag-uugali. salungat, isang negatibong selectivity halaga ay nagpapahiwatig ng konsentrasyon sa bauxite-lean coproduct, at ng isang pangkalahatang negatibong charge na pag-uugali.
Para sa lahat ng trihydrate mababang-temperatura samples (hal, S1, S2 at S4) kaolinite exhibited isang negatibong charge pag-uugali at puro sa bauxite-lean co-produkto habang gibbsite puro sa bauxite-rich produkto (pigura 5). Para sa lahat ng monohydrate mataas na temperatura samples (hal, S6 at S7) parehong reactive silica tindig mineral, kaolinite at kuwarts, exhibited isang negatibong charge na pag-uugali. Para sa huli, diaspore at boehmite iniulat sa bauxite-rich produkto at exhibited isang positibong charge na pag-uugali (pigura 6).
pigura 5. Selectivity ng mineral phase sa produkto.
pigura 6. Selectivity ng mineral phase sa produkto.
Sukat ng mga magagamit na alumina at reactive silica ipakita makabuluhang kilusan. Para sa mababang temperatura bauxites (S1-S5), ang halaga ng reaktibo silica kasalukuyan bawat yunit ng magagamit alumina ay nabawasan mula sa 10-50% sa isang kamag-anak na batayan (pigura 7). Ang isang katulad na pagbabawas na-obserbahan sa bauxites mataas na temperatura (S6-S7) bilang ay makikita sa Figure 7.
Ang bauxite na alumina ratio ay kinakalkula bilang ang kabaligtaran ng mga magagamit na alumina. Ang bauxite na alumina ratio ay nabawasan sa pamamagitan ng sa pagitan ng 8 - 26% sa kamag-anak term para sa lahat ng mga nasuring sample (pigura 8). Ito ay makabuluhang dahil ito ay kumakatawan sa isang katumbas na pagbawas sa mass daloy ng bauxite na kailangang fed sa proseso ng Bayer.
pigura 7. Reactive SiO2 bawat yunit ng mga Magagamit na Al2O3
pigura 8. Bauxite upang Alumina ratio.
3.3 pagtalakay
Ang pang-eksperimentong data ay nagpapakita na ang STET separator nadagdagan available Al2O3 habang sabay na pagbabawas SiO_2 nilalaman. pigura 9 nagtatanghal ng isang pangkonseptong diagram ng inaasahang benepisyo na kaugnay sa pagbabawas ng reactive silica at ang pagtaas ng mga magagamit na alumina bago ang Proseso Bayer. Ang mga may-akda makalkula na ang mga pinansiyal na benepisyo sa isang alumina refiner magiging sa hanay ng mga $15-30 USD bawat tonelada ng alumina produkto. Ito ay sumasalamin iwasan gastos mula sa sosa nawala na de-silicaton produkto (DSP), savings enerhiya mula sa pagbabawas ng input ng bauxite sa pagdalisayan ng petrolyo, pagbawas sa red putik generation at isang maliit na stream ng kita na nabuo mula sa pagbebenta ng mababang-grade bauxite by-produkto upang producer semento. pigura 9 balangkas ang inaasahang mga benepisyo ng pagpapatupad ng STET triboelectrostatic teknolohiya bilang isang ibig sabihin sa pre-concentrate bauxite mineral bago ang proseso Bayer.
Pag-install ng proseso STET paghihiwalay ng bauxite pre-processing maisagawa alinman sa alumina pagdalisayan ng petrolyo o ang bauxite mina mismo. gayunman, ang STET proseso ay nangangailangan ng dry paggiling ng bauxite ores bago ang paghihiwalay, upang palayain ang gangue, samakatuwid ang logistik ng paggiling at pagproseso ng bauxite sa pagdalisayan ng petrolyo ay maaaring mas prangka.
Bilang isa sa option – ang dry bauxite ay lupa gamit well-itinatag dry paggiling teknolohiya, halimbawa isang vertical roller kiskisan o epekto mill. Ang pino ang lupa bauxite ay pinaghiwalay sa pamamagitan ng proseso STET, may mga high-alumina Bauxite produkto na ipinadala sa mga alumina pagdalisayan. Ang pag-install ng tuyo paggiling ay magpapahintulot sa para sa pag-aalis ng wet paggiling ayon sa kaugalian na ginagamit sa panahon ng proseso Bayer. Ito ay ipinapalagay na ang mga operating gastos ng tuyo paggiling ay magiging humigit-kumulang na maihahambing sa mga operating gastos ng wet nakakagiling, lalo na isinasaalang-alang ang basa paggiling ginanap sa araw na ito ay ginanap sa isang mataas na alkalina pinaghalong, na humahantong sa mumunti gastos maintenance.
Ang dry mababang-grade bauxite co-produkto (tailings) mula sa proseso ng paghihiwalay ay ibinebenta sa semento paggawa bilang isang alumina mapagkukunan. Bauxite ay karaniwang idinagdag sa semento paggawa, at ang tuyong co-produkto, hindi tulad ng pulang putik, ay hindi naglalaman ng sosa na pipigil paggamit nito sa semento paggawa. Ito ay nagbibigay pagdalisayan ng petrolyo na may isang paraan ng valorizing materyal na kung hindi man lumabas sa pagdadalisay ng pulang putik, at mangangailangan ng matagal na kataga ng imbakan, na kumakatawan sa isang cost.
Isang operating gastos pagkalkula ginanap sa pamamagitan ng mga may-akda estima isang proyekto kapakinabangan ng $27 USD bawat tonelada ng alumina, na may mga pangunahing epekto nakamit sa pamamagitan ng pagbabawas sa sosa, pagbawas sa red putik, pagpapagiting ng co-produkto at fuel savings dahil sa mas mababang dami ng bauxite sa pagdalisayan ng petrolyo. Samakatuwid isang 800,000 tonelada bawat taon rapinado maaaring asahan ng isang pinansiyal na benepisyo ng $21 M USD bawat taon (Tingnan ang Figure 10). analysis na ito ay hindi isaalang-alang ang mga potensyal na savings mula sa pagbabawas ng pag-import o i logistik gastos ng bauxite, na maaaring higit pang mapahusay ang proyekto return.
pigura 10. Mga Pakinabang ng Reactive Kwats Reduction and Available Alumina pagtaas.
4.0 konklusyon
Sa buod, dry processing sa mga STET separator nag-aalok ng pagkakataon upang bumuo ng halaga para sa mga producer Bauxite at refiners. Ang pre-processing ng bauxite bago ang pagpipino babawasan kemikal gastos, babaan ang lakas ng tunog ng pulang putik na nabuo at i-minimize proseso upsets. STET teknolohiya ay maaaring payagan ang bauxite processors upang i-on non-metalurhiko grade sa metalurhiko grado Bauxite - na kung saan ay maaaring mabawasan ang kailangan para sa import bauxite at / o pahabain exiting quarry resource buhay. STET proseso ay maaari ring ipinatupad upang makabuo ng mas mataas na kalidad non-metalurhiko grade at metalurhiko grado Bauxite, at latagan ng simento grado Bauxite by-produkto bago ang proseso ng Bayer.
Ang STET proseso ay nangangailangan ng maliit na pre-paggamot ng mineral at nagpapatakbo sa mataas na kapasidad - hanggang sa 40 tones per hour. Enerhiya consumption ay mas mababa sa 2 kilowat-oras bawat tonelada ng materyal na naproseso. at saka, ang STET proseso ay isang ganap na commercialized teknolohiya sa mineral pagpoproseso ng, at samakatuwid ay hindi nangangailangan ng pag-unlad ng mga bagong teknolohiya.
Mga sanggunian
1. Bergsdalen, Havard, Anders H. Strømman, at Edgar G. Hertwich (2004), “Ang aluminum industry-kapaligiran, teknolohiya at produksyon”.
2. ang, Subodh K., at Weimin Yin (2007), “Ang pandaigdigang aluminum ekonomiya: Ang kasalukuyang estado ng industriya” LET'S 59.11, pp. 57-63.
3. Vincent G. burol & Errol D. Sehnke (2006), "Bauxite", in Industrial Mineral & Rocks: mga kailanganin, markets, at Paggamit, Society para sa Pagmimina, Metalurhiya at Exploration Inc., Englewood, CO, pp. 227-261.
4. Evans, Ken (2016), “Ang kasaysayan, hamon, at mga bagong developments sa pamamahala at paggamit ng bauxite residue”, Journal ng Sustainable Metalurhiya 2.4, pp. 316-331
5. Gendron, Robin S., mats Ingulstad, at Espen Storli (2013), "Aluminum ore: ang pulitikal na ekonomiya ng pandaigdigang Bauxite industry ", UBC Press.
6. diligan, H. R. (2016), “bauxite mineralohiya”, Essential Readings in Light Metal, pampang-aso, Cham, pp. 21-29.
7. Authier-Martin, Monique, et al. (2001),”Ang mineralohiya ng bauxite para sa paggawa smelter-grade alumina ", LET'S 53.12, pp. 36-40.
8. burol, V. G., at R. J. Robson (2016), “Ang pag-uuri ng bauxites mula sa Bayer plant kinatatayuan”, Essential Readings in Light Metal, pampang-aso, Cham, pp. 30-36.
9. Songqing, Gu (2016). “Chinese Bauxite at nito Impluwensya sa Alumina Production sa Tsina”, Essential Readings in Light Metal, pampang-aso, Cham, pp. 43-47.
10. Habashi, Fathi (2016) “Isang Daang Taon ng Proseso Bayer para Alumina Production” Essential Readings in Light Metal, pampang-aso, Cham, pp. 85-93.
11. Adamson, A. N., E. J. Bloore, at A. R. Carr (2016) “Basic prinsipyo ng Bayer proseso ng disenyo”, Essential Readings in Light Metal, pampang-aso, Cham, pp. 100-117.
12. Anich, Ivan, et al. (2016), “Ang Alumina Teknolohiya Roadmap”, Essential Readings in Light Metal. pampang-aso, Cham, pp. 94-99.
13. Liu, Wanchao, et al. (2014), “Environmental pagtatasa, pamamahala at paggamit ng mga pulang putik sa Tsina”, Journal of Cleaner Production 84, pp. 606-610.
14. Evans, Ken (2016), “Ang kasaysayan, hamon, at mga bagong developments sa pamamahala at paggamit ng bauxite residue”, Journal ng Sustainable Metalurhiya 2.4, pp. 316-331.
15. Liu, Yong, Chuxia Lin, at Yonggui Wu (2007), “Paglalarawan ng pulang putik na nakuha mula sa isang pinagsamang Bayer Proseso at bauxite calcination paraan”, Journal of Mapanganib materyales 146.1-2, pp. 255-261.
16. U.S. geological Survey (USGS) (2018), "Bauxite at Alumina", in Bauxite at Alumina Statistics at impormasyon.
17. Paramguru, R. K., P. C. maaga, at V. N. Misra (2004), “Trends sa pulang putik paggamit-ng review”, mineral Processing & extractive Metall. magpatulin. 2, pp. 1-29.
18. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Fors Mountain, K (2000), "Review of Electrical Paraan Paghihiwalay, bahagi 1: pundamental na aspeto, mineral & Metallurgical Processing ", vol. 17, hindi. 1, pp 23-36.
19. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Fors Mountain, K (2000), "Review of Electrical Paraan Paghihiwalay, bahagi 2: praktikal Pagsasaalang-alang, mineral & Metallurgical Processing ", vol. 17, hindi. 1, pp 139-166.
20. Ralston O. (1961), Electrostatic Paghiwalay ng Mixed Butil-butil Solids, Elsevier Publishing Company, sa labas ng print.
