Dil seçin:
ST ekipman & Technology LLC (STET) tribo-elektrostatik kayış ayırıcısı çok iyi bir şekilde demiş olmak için idealdir (<1µm) Orta kaba (500µm) mineral parçacıkları, çok yüksek verimle. Deneysel bulgular, STET ayırıcının mevcut alüminayı artırarak ve aynı zamanda reaktif ve toplam silikayı azaltarak boksit örneklerini deneksit örneklerini denete yeteneğini göstermiştir.. STET teknolojisi, alümina üretiminde kullanılmak üzere boksit yataklarını yükseltmek ve önceden konsantre etmek için bir yöntem olarak sunulmaktadır.. STET ayırıcı ile kuru işleme, daha düşük kostik soda tüketimi nedeniyle rafineri işletme maliyetlerinde bir azalmaya neden olacaktır., daha düşük hacimli inert oksitler ve alümina rafineri kalıntılarının hacmindeki azalma nedeniyle enerji tasarrufu (ARR veya kırmızı çamur). Ayrıca, STET teknolojisi alümina rafinerilerine artan taş ocağı rezervleri de dahil olmak üzere başka avantajlar sunabilir, kırmızı çamur bertaraf sitesi ömrünün uzatılması, ve mevcut boksit madenlerinin çalışma ömrünün uzatılması, taş ocağı kullanımını geliştirerek ve geri kazanımı en üst düzeye çıkararak. STET prosesi tarafından üretilen su içermeyen ve kimyasal içermeyen yan ürün, çimentonun ön işlemden önce yüksek hacimlerde üretilmesi için kullanılabilir, sınırlı yararlı yeniden kullanıma sahip kırmızı çamur aksine.
1.0 Giriş
Alüminyum üretimi madencilik ve metalurji endüstrisi için merkezi öneme sahiptir ve çeşitli endüstriler için temel [1-2]. Alüminyum yeryüzünde bulunan en yaygın metalik element iken, hakkında toplam 8% yerkabuğunun, bir element olarak reaktiftir ve bu nedenle doğal olarak oluşmaz [3]. Dolayı -sıyla, alüminyum açısından zengin cevher alüminyum ve alüminyum üretmek için rafine edilmesi gerekir, önemli kalıntı üretimiile sonuçlanır [4]. Boksit yataklarının kalitesi küresel olarak azaldıkça, kalıntı üretimi artar, alümina ve alüminyum yapım endüstrisi için işleme maliyetleri açısından zorluklar teşkil, bertaraf maliyetleri ve çevre üzerindeki etkisi [3].
Alüminyum arıtma için birincil başlangıç malzemesi boksit, alüminyum dünyanın ana ticari kaynağı [5]. Boksit zenginleştirilmiş alüminyum hidroksit tortul kayaçtır, demir oksitler açısından zengin kayaçların laterizasyon ve yıpranma üretilen, alüminyum oksitler, veya her ikisi de yaygın kuvars ve kaolin gibi kil içeren [3,6]. Boksit kayaçlar çoğunlukla alüminyum mineralleri gibbsite oluşur (Al(Oh)3), boehmite (γ-AlO(Oh)) ve diaspore (α-AlO(Oh)) (Tablo 1), ve genellikle iki demir oksitgoethite ile karıştırılır (Feo(Oh)) ve hematit (Fe2O3), alüminyum kil mineral kaolinite, az miktarda anataz ve/veya titania (TiO2), Ilmenit (Fetio3) ve diğer yabancı maddeleri küçük veya eser miktarlarda [3,6,7].
Trihidrat ve monohidrat terimleri, endüstri tarafından çeşitli boksit türlerini ayırt etmek için yaygın olarak kullanılır.. Tamamen veya hemen hemen tüm gibbsite yatak olan boksit bir trihidrat cevheri denir; boehmite veya diaspore monohidrat cevheri olarak adlandırılır baskın mineraller ise [3]. Gibbsite ve boehmite karışımları boksitlerin her türlü yaygındır, boehmite ve diaspore daha az yaygın, ve gibbsite ve diaspore nadir. Boksit cevheri her tür alümina üretimi için mineral işleme ve denfesyon açısından kendi zorlukları sunar [7,8].
Tablo 1. Gibbsite kimyasal bileşimi, Boehmite ve Diaspore [3].
| Kimyasal Bileşimi | Gibbsite AL(Oh)3 veya Al2O3.3H2O | Boehmite ALO(Oh) veya Al2O3.H2O | Diaspore ALO(Oh) veya Al2O3.H2O |
|---|---|---|---|
| Al2O3 wt% | 65.35 | 84.97 | 84.98 |
| (Oh) wt% | 34.65 | 15.03 | 15.02 |
Boksit yatakları dünya çapında yayılır, çoğunlukla tropikal veya subtropikal bölgelerde meydana [8]. Metalürjik ve metalürjik olmayan cevherlerin boksit madenciliği diğer endüstriyel minerallerin madenciliğine benzer. Normal, boksitin iyimuamelesi veya tedavisi, Eleme, Yık -ama, ve ham cevherin kurutularak [3]. Yüzdürme bazı düşük dereceli boksit cevherlerinin yükseltilmesi için istihdam edilmiştir, ancak kaolinit reddederek son derece seçici kanıtlanmamıştır, özellikle trihidrat boksitlerinde önemli bir reaktif silika kaynağı [9].
Dünyada üretilen boksitin büyük bir kısmı Bayer prosesi ile alümina üretimi için yem olarak kullanılır., Al_2 O_3 yüksek sıcaklık ve basınçta kostik soda bakımından zengin bir çözelti kullanılarak boksit kayadan çözüldüğü ıslak-kimyasal kostik-liç yöntemi [3,10,11]. Sonradan, alümina toplu Hall-Héroult süreci ile alüminyum metal üretimi için yem olarak kullanılmaktadır, hangi kriyolit bir banyoda alümina elektrolitik azalma içerir (Na3AlF6). Bu alır 4-6 üretmek için kurutulmuş boksit ton 2 alümina t, hangi sırayla verimleri 1 alüminyum metal t [3,11].
Bayer işlemi, yıkanmış ve ince zeminli boksitile yıkama çözeltisi karıştırılarak başlatılır.. Elde edilen bulamaç içeren 40-50% katılar daha sonra basınçlı ve buhar ile ısıtılır. Bu aşamada bazı alümina çözünür ve çözünür sodyum alümina oluşturur (Naalo2), ama reaktif silika varlığı nedeniyle, karmaşık bir sodyum alüminyum silikat da hem alümina ve soda kaybı temsil çökelti. Elde edilen bulamaç yıkanır, ve üretilen kalıntı (Yani., kırmızı çamur) decanted olduğunu. Sodyum alüminat sonra alüminyum trihidrat olarak çöktürülür (Al(Oh)3) bir tohumlama işlemi ile. Elde edilen kostik soda çözeltisi leach çözeltisi içine sirküle edilir. Son olarak, süzülen ve yıkanmış katı alümina trihidrat ateşlenir veya alümina üretmek için kalsined [3,11].
Yıkama sıcaklıkları 105°C ile 290°C arasında olabilir ve buna karşılık gelen basınçlar 390 kPa için 1500 Kpa. Düşük sıcaklık aralıkları boksit için kullanılır hangi hemen hemen tüm mevcut alümina gibbsite olarak mevcut. Yüksek sıcaklıklar boehmite ve diaspore büyük bir yüzdesi olan digedepositsst boksit için gereklidir. 140°C veya daha az sıcaklıklarda sadece gibbsite ve kaolin grupları kostik soda liköründe çözünür ve bu nedenle trihidrat alüminanın işlenmesi için bu sıcaklık tercih edilir. . Trihidrat ve monohidrat olarak 180°C'den büyük sıcaklıklarda çözelti de geri kazanılabilir ve hem kil hem de serbest kuvars reaktif hale gelir [3]. Sıcaklık gibi çalışma koşulları, basınç ve reaktif dozajı boksit türünden etkilenir ve bu nedenle her alümina rafinerisi belirli bir boksit cevheri türüne uyarlanmıştır. Pahalı kostik soda kaybı (Naoh) ve kırmızı çamur üretimi hem rafine sürecinde kullanılan boksit kalitesi ile ilgilidir. Genel olarak, boksit içeriği Al_2 O_3 düşük, üretilecek kırmızı çamurun hacmi ne kadar büyükse, Al_2 olmayan O_3 aşamaları kırmızı çamur olarak reddedilir gibi. Ayrıca, boksitin kaolit veya reaktif silika içeriği yüksek, daha fazla kırmızı çamur üretilecek [3,8].
Yüksek dereceli boksit, 61% Al_2 O_3, ve birçok işletme boksit mevduat -genellikle non-metalürjik sınıf olarak anılacaktır- bunun çok altında, zaman zaman kadar düşük 30-50% Al_2 O_3. Çünkü istenilen ürün yüksek saflıkta
Al_2 O_3, boksit kalan oksitler (Fe2O3, SiO2, TiO2, organik madde) Al_2 O_3 ayrılır ve alüminyum rafineri kalıntısı olarak reddedilir (Arr) veya Bayer süreci ile kırmızı çamur. Genel olarak, düşük kalite boksit (Yani., düşük Al_2 O_3 içeriği) alümina ürün ton başına üretilen daha fazla kırmızı çamur. Ayrıca, hatta bazı Al_2 O_3 mineralleri, özellikle kaolit, arıtma işlemi sırasında istenmeyen yan reaksiyonlar üretmek ve kırmızı çamur üretiminde bir artışa yol, yanı sıra pahalı kostik soda kimyasal kaybı, boksit arıtma sürecinde büyük bir değişken maliyet [3,6,8].
Kırmızı çamur veya ARR alüminyum endüstrisi için büyük ve devam eden bir meydan okuma temsil eder [12-14]. Kırmızı çamur arıtma işleminden arta kalan önemli kostik kimyasal içerir, ve son derece alkali, genellikle bir pH ile 10 – 13 [15]. Bu dünya çapında büyük hacimlerde üretilir - USGS göre, tahmini küresel alümina üretimi 121 milyon ton içinde 2016 [16]. Bu, tahmini bir 150 aynı dönemde üretilen milyon ton kırmızı çamur [4]. Devam eden araştırmalara rağmen, kırmızı çamur şu anda yararlı yeniden kullanmak için birkaç ticari açıdan uygun yolları vardır. Bu kırmızı çamur çok az yararlı dünya çapında yeniden kullanıldığı tahmin edilmektedir [13-14]. Yer -ine, kırmızı çamur depolama haciz veya depolama içine alümina rafinerisinden pompalanır, büyük maliyetle depolandığı ve izlendiği [3]. Bu nedenle, rafine önce boksit kalitesini artırmak için hem ekonomik hem de çevresel bir argüman yapılabilir, özellikle düşük enerjili fiziksel ayırma teknikleri ile bu tür bir iyileşme yapılabilir.
Kanıtlanmış boksit rezervlerinin uzun yıllar sürmesi beklenirken, ekonomik olarak erişilebilen rezervlerin kalitesi azalmaktadır [1,3]. Rafineriler için, kim alümina yapmak için boksit işleme işinde olan, ve sonunda alüminyum metal, bu hem finansal hem de çevresel etkileri ile bir sorundur
Elektrostatik ayırma gibi kuru yöntemler Bayer süreci öncesinde boksit ön konsantrasyonu için boksit endüstrisinin ilgi olabilir. Temas kullanan elektrostatik ayırma yöntemleri, veya tribo-elektrik, iletim içeren karışımları geniş bir yelpazede ayırmak için potansiyelleri nedeniyle şarj özelliği ilginçtir, Yalıtım, ve yarı iletken parçacıklar. Tribo-elektrik şarj ı ayrık, farklı parçacıklar birbirleriyle çarpışır, veya üçüncü bir yüzeyle, iki parçacık tipi arasında yüzey yükü farkı ile sonuçlanan. Yük farkının işareti ve büyüklüğü kısmen elektron afinitesi arasındaki farka bağlıdır. (veya iş fonksiyonu) parçacık türleri arasında. Ayırma daha sonra harici olarak uygulanan bir elektrik alanı kullanılarak elde edilebilir.
Bu teknik, dikey serbest düşüş tipi ayırıcılarda endüstriyel olarak kullanılmıştır.. Serbest düşüş ayırıcılarında, parçacıklar ilk yük elde, daha sonra kütleçekimi ile kütleçekimi ile kütleçekim tarafından düşen karşıt elektrotlar ile güçlü bir elektrik alanı uygulayarak parçacıkların yörüngesini yüzey yüklerinin işaret ve büyüklüğüne göre saptırmak için [18]. Serbest düşme ayırıcıları kaba parçacıklar için etkili olabilir, ancak parçacıkları niçin olduğundan daha ince işlemede etkili değildir 0.075 Hedef 0.1 mm [19-20]. Kuru mineral ayrıştırmalarında en umut verici yeni gelişmelerden biri tribo-elektrostatik kayış ayırıcısi. Bu teknoloji parçacık boyutu aralığını geleneksel elektrostatik ayırma teknolojilerine göre daha ince parçacıklara genişletti, geçmişte sadece yüzdürme başarılı olduğu aralıkiçine.
Tribo-elektrostatik ayırma, yüzey teması veya triboelektrik şarj ile üretilen malzemeler arasındaki elektrik yükü farklarını kullanır. Basit yollarla, iki malzeme temas halinde olduğunda, elektrolar için daha yüksek bir yakınlık ile malzeme elektron lar kazançlar böylece negatif değişiklikler, düşük elektron yakınlığı olan malzeme pozitif yükler.
ST ekipman & Teknoloji (STET) tribo-elektrostatik kayış ayırıcı pre-konsantre boksit cevherleri için yeni bir yardımcılık yolu sunuyor. STET kuru ayırma işlemi boksit üreticileri veya boksit rafinerileri kalitesini artırmak için boksit cevheri öncesi Bayer-süreç yükseltme gerçekleştirmek için bir fırsat sunuyor. Bu yaklaşımın birçok faydası vardır, Dahil: Girdi reaktif silika azaltarak kostik soda tüketiminin düşmesi nedeniyle rafinerinin işletme maliyetinde azalma; daha düşük inert oksit hacmi nedeniyle rafineri sırasında enerji tasarrufu (Fe2O3, Tio2, Reaktif olmayan SiO2) boksit ile girme; rafineri için boksit daha küçük kütle akışı ve bu nedenle ısıtmak ve basınç landırmak için daha az enerji gereksinimi; kırmızı çamur üretim hacminde azalma (Yani., alüminyum oranı kırmızı çamur) reaktif silika ve inert oksit kaldırarak; ve, süreç arızalarını azaltan ve rafinerilerin kirlilik reddini en üst düzeye çıkarmak için ideal reaktif silika seviyesini hedeflemesini sağlayan giriş boksit kalitesi üzerinde daha sıkı kontrol. Rafineriye boksit yemi üzerinde geliştirilmiş kalite kontrolü aynı zamanda çalışma süresini ve üretkenliği en üst düzeye çıkarır. Ayrıca, kırmızı çamur hacmindeki azalma, daha az arıtma ve bertaraf maliyetleri ve mevcut atık sahaların daha iyi kullanılması anlamına gelir.
Bayer sürecinden önce boksit cevherinin önceden işlenmesi, atıkların işlenmesi ve satışı açısından önemli avantajlar sağlayabilir.. Kırmızı çamurdan farklı olarak, kuru bir elektrostatik prosesten kaynaklanan atıklar hiçbir kimyasal içermez ve uzun vadeli bir çevresel depolama yükümlülüğü nü temsil etmez. Kırmızı çamurdan farklı olarak, sodyum kaldırmak için herhangi bir gereklilik olmadığı gibi bir boksit ön işleme işlemi kuru yan ürünler / atıklar çimento üretiminde kullanılabilir, çimento üretimiiçin zararlı olan. Aslında - boksit zaten Portland çimento üretimi için ortak bir hammadde. Mevcut boksit madenlerinin çalışma ömrünün uzatılması, taş ocağı kullanımının iyileştirilmesi ve geri kazanımın maksimize edilmesi yle de ulaşılabilir..
2.0 Deneysel
2.1 Malzeme
STET, fizibilite öncesi çalışmalar 15 tezgah ölçekli ayırıcı kullanarak dünyanın farklı yerlerinden farklı boksit örnekleri. Bunlardan, 7 farklı örnekler vardı
Tablo 2. Kimyasal analiz boksit örneklerinin sonucu.
2.2 Yöntemler
Deneyler tezgah ölçekli tribo-elektrostatik kayış ayırıcıkullanılarak yapılmıştır, bundan sonra 'benchtop ayırıcı' olarak anılacaktır. Tezgah ölçekli test üç aşamalı teknoloji uygulama sürecinin ilk aşamasıdır (Tabloya bakın 3) tezgah ölçekli değerlendirme dahil, pilot ölçekli test ve ticari ölçekli uygulama.
Benchtop ayırıcıtribo-elektrostatik şarj kanıtı için tarama ve bir malzeme elektrostatik yarar için iyi bir aday olup olmadığını belirlemek için kullanılır. Her bir ekipman parçası arasındaki temel farklar Tablo'da sunulmuştur 3. Her fazda kullanılan ekipmanın boyutları farklılık gösterirken, çalışma prensibi temelde aynıdır.
Tablo 3. STET tribo-elektrostatik kayış ayırıcı teknolojisini kullanarak üç fazlı uygulama süreci
| Aşama | Için kullanılır: | Elektrot Uzunluk cm | İşlem Türü |
|---|---|---|---|
| 1- Tezgah Ölçeği Değerlendirmesi | Nitel Değerlendirme | 250 | Toplu iş |
| 2- Pilot Ölçeği Test | Nicel değerlendirme | 610 | Toplu iş |
| 3- Ticari Ölçek Uygulaması | Ticari Üretim | 610 | Sürekli |
Tablo'da görülebileceği gibi 3, tezgah üstü ayırıcısı ile pilot ölçekli ve ticari ölçekli ayırıcılar arasındaki temel fark, tezgah üstü ayırıcısının uzunluğunun yaklaşık olarak 0.4 pilot ölçekli ve ticari ölçekli birimlerin uzunluğu kez. Ayırıcı verimlilik elektrot uzunluğunun bir fonksiyonu olduğu için, tezgah ölçekli test pilot ölçekli test için bir yedek olarak kullanılamaz. STET sürecinin elde edebileceği ayrımın kapsamını belirlemek için pilot ölçekli testler gereklidir, ve STET işleminin verilen yem oranları altında ürün hedeflerini karşılayıp karşılamadığını belirlemek. Yer -ine, benchtop ayırıcı pilot ölçeği düzeyinde herhangi bir önemli ayrım göstermek olası değildir aday malzemeleri ekarte etmek için kullanılır. Tezgah ölçeğinde elde edilen sonuçlar optimize edilmeyecek, ve gözlenen ayırma, ticari boyuttaki bir STET ayırıcıda gözlenenden daha az.
Pilot tesiste test, ticari ölçekli dağıtımdan önce gereklidir, Ancak, herhangi bir malzeme için uygulama sürecinin ilk aşaması olarak tezgah ölçeğinde test. Ayrıca, malzeme bulunabilirliğinin sınırlı olduğu durumlarda, benchtop ayırıcı potansiyel başarılı projelerin taranması için yararlı bir araç sağlar (Yani., STET teknolojisi kullanılarak müşteri ve endüstri kalite hedeflerinin karşılanabileceği projeler).
2.2.1 STET Triboelektrostatik Kayış Ayırıcı
Tribo-elektrostatik kayış ayırıcısında (Şekil 1 ve Şekil 2), malzeme ince boşluğa beslenir 0.9 – 1.5 iki paralel düzlemsel elektrot arasında cm. Parçacıklar triboelectrically interparticle temas ile uygulanır. Örneğin,, ana bileşenleri gibssite olan bir boksit örnek durumunda, kaolinit ve kuvars mineral parçacıkları, pozitif yüklü (gibssite) ve negatif yüklü (kaolit ve kuvars) elektrotlar çekici. Parçacıklar daha sonra sürekli hareket eden açık kafes kayışı tarafından süpürülür ve zıt yönlere iletilir. Kemer parçacıklar bitişik elektroda ayırıcı ters ucuna doğru hareket eder.. Elektrik alanı, parçacıkları sadece bir santimetrenin küçük bir kısmını hareket ettirimi ve bir parçacığı sol hareket eden bir akıştan sağa doğru hareket ettirmeleri gerekir.. Parçacık çarpışmaları ile ayıran parçacıkların sayaç akım akışı ve sürekli triboelektrik şarj çok aşamalı bir ayırma sağlar ve tek geçişli bir birimde mükemmel saflık ve geri kazanım sağlar. Yüksek bant hızı da çok yüksek throughputs sağlayan, ilâ 40 tek bir ayırıcı üzerinde saatte ton. Çeşitli işlem parametrelerini kontrol ederek, cihaz mineral sınıfı ve kurtarma optimizasyonu sağlar.
Şekil 1. Triboelektrik kayış ayırıcısının şeması
Ayırıcı tasarımı nispeten basittir. Kemer ve ilişkili Silindirler tek hareketli parçalar vardır. Sabit ve uygun şekilde dayanıklı bir malzemeden oluşmaktadır elektrotlar. Kemer plastik malzemeden yapılmıştır. Ayırıcı elektrot uzunluğu yaklaşık olarak 6 metre (20 ft.) ve genişlik 1.25 metre (4 ft.) tam boyutlu ticari birimler için. Güç tüketimi daha az 2 kemer sürüş iki motors tarafından tüketilen güç çoğu ile işlenmiş malzeme ton başına Kilowatt-Hour.
Şekil 2. Ayırma bölgesinin detayı
Süreci tamamen kurudur, hiçbir ek malzeme gerektirir ve hiçbir atık su veya hava emisyonu üretir. Mineral ayırmalar için ayırıcı su kullanımını azaltmak için bir teknoloji sağlar, rezerv ömrünü uzatmak ve/veya atıkları kurtarmak ve yeniden işlemek.
Sistemin kompaktlığı, kurulum tasarımlarında esneklik sağlar. Tribo-elektrostatik kayış ayırma teknolojisi sağlam ve endüstriyel kanıtlanmış ve ilk endüstriyel kömür yanma sinek kül işleme uygulandı 1997. Teknoloji, karbon parçacıklarını kömürün eksik yanmalarından ayırmada etkilidir., sinek kül camsı alüsiosilicate mineral parçacıkları. Teknoloji beton üretiminde çimento yerine mineral açısından zengin sinek kül geri dönüşüm sağlayan vesile olmuştur.
Beri 1995, üzerinde 20 abd'de kurulan STET ayırıcılar tarafından milyon ton ürün sinek kül işlenmiş. Sinek külü ayrımının sanayi tarihi Tablo'da listelenmiştir 4.
Mineral işlemede, triboelektrik kayış ayırıcı teknolojisi kalsit/kuvars dahil olmak üzere çok çeşitli malzemeleri ayırmak için kullanılmıştır, Talk/magnezit, ve barit/kuvars.
Şekil 3. Ticari tribo-elektrostatik kayış ayırıcı
Tablo 4. Sinek külü için tribo-elektrostatik kayış ayrımının endüstriyel uygulaması.
| Yardımcı programı / güç istasyonu | Konumu | Ticari faaliyetlerin başlaması | Tesis detayları |
|---|---|---|---|
| Duke Enerji - Roxboro İstasyonu | Kuzey Carolina ABD | 1997 | 2 Ayırıcılar |
| Talen enerji- Brandon Kıyıları | Maryland ABD | 1999 | 2 Ayırıcılar |
| İskoç Güç- Longannet istasyonu | İskoçya İngiltere | 2002 | 1 Ayırıcı |
| Jacksonville Elektrik-St. Johns Nehri Güç Parkı | Florida ABD | 2003 | 2 Ayırıcılar |
| Güney Mississippi Elektrik Enerjisi -R.D. Morrow | Mississippi ABD | 2005 | 1 Ayırıcı |
| Yeni Brunswick Güç Belledune | Yeni Brunswick Kanada | 2005 | 1 Ayırıcı |
| RWE npower-Didcot İstasyonu | İngiltere | 2005 | 1 Ayırıcı |
| Talen Enerji-Brunner Adası İstasyonu | Pensilvanya ABD | 2006 | 2 Ayırıcılar |
| Tampa Elektrik-Big Bend İstasyonu | Florida ABD | 2008 | 3 Ayırıcılar |
| RWE npower-Aberthaw İstasyonu | Galler İngiltere'de | 2008 | 1 Ayırıcı |
| EDF Enerji-Batı Burton İstasyonu | İngiltere | 2008 | 1 Ayırıcı |
| ZGP (Lafarge Çimento / Ciech Janikosoda JV) | Polonya | 2010 | 1 Ayırıcı |
| Kore Güneydoğu Güç- Yeongheung | Güney Kore | 2014 | 1 Ayırıcı |
| PGNiG Termika-Sierkirki | Polonya | 2018 | 1 Ayırıcı |
| Taiheiyo Çimento Şirketi-Chichibu | Japonya | 2018 | 1 Ayırıcı |
| Armstrong Sinek Kül- Kartal Çimento | Filipinler | 2019 | 1 Ayırıcı |
| Kore Güneydoğu Güç- Samcheonpo | Güney Kore | 2019 | 1 Ayırıcı |
2.2.2 Tezgah ölçekli test
Al_2 O_3 konsantrasyonu artırmak ve gangue minerallerinin konsantrasyonlarını azaltmak için özel amaç etrafında standart proses denemeleri yapıldı.. Testler toplu koşullar altında tezgah üstü ayırıcı üzerinde yapılmıştır, kararlı durumu simüle etmek için yinelenen olarak gerçekleştirilen test ile, ve önceki durumdan herhangi bir olası taşıma etkisi dikkate alınmadığından emin olun. Her testöncesinde, küçük bir besleme alt örneği toplandı ('Feed' olarak belirlenmiştir). Tüm işlem değişkenlerini ayarladıktan sonra, malzeme tezgah üstü ayırıcının merkezinden bir elektrikli titreşimli besleyici kullanılarak tezgah üstü ayırıcısına beslendi. Numuneler her deneyin sonunda toplanmıştır ve ürün sonu ağırlıkları 1 ('E1' olarak belirlenmiştir.) ve ürün sonu 2 ('E2' olarak belirlenmiştir.) yasal-ticaret sayım ölçeği kullanılarak belirlenmiştir. Boksit örnekleri için, 'E2' boksit açısından zengin ürüne karşılık gelir. Her alt örnek kümesi için (Yani., Besleme, E1 ve E2) LOI, XRF tarafından ana oksitbileşimi, reaktif silika ve mevcut alümina belirlendi. XRD karakterizasyonu seçili alt örneklerde gerçekleştirildi.
3.0 Sonuçlar ve Tartışma
3.1. Örnekler Mineraloji
Yem örnekleri için nicel XRD analizlerinin sonuçları Tablo'da 5. Örneklerin çoğunluğu öncelikle gibbsite ve goethite değişen miktarlarda oluşan, Hematit, kaolit, ve kuvars. İlmit ve anataz da örneklerin çoğunda küçük miktarlarda belirgindi.
Bu yem örnekleri öncelikle az miktarda kalsit içeren diasporlardan oluştuğuiçin S6 ve S7'nin mineral bileşiminde bir değişiklik oldu., Hematit, goethite, boehmite, kaolit, gibbsite, Kuvars, Anatase, ve rutil tespit ediliyor. S1 ve S4'te de amorf bir faz saptandı ve yaklaşık 1 Hedef 2 Yüzde. Bu muhtemelen ya bir smectite mineral varlığı nedeniyle oldu, veya kristal olmayan malzeme. Bu malzeme doğrudan ölçülemediğinden, bu örnekleriçin sonuçlar yaklaşık olarak kabul edilmelidir.
3.2 Tezgah ölçekli deneyler
Al2O3'ün maksimize edilmesi ve SiO_2 içeriğinin azaltılması nı amaçlayan her mineral numuneüzerinde bir dizi test çalışması yapıldı.. Boksit açısından zengin ürüne yoğunlaşan türler, pozitif şarj davranışının göstergesi olacaktır.. Sonuçlar Tablo'da gösterilir 6
Tablo 5. Yem örneklerinin XRD analizi.
Tablo 6. Özet Sonuçlar.
STET tezgah üstü ayırıcıile yapılan testler, tüm numuneler için Al2O3'ün önemli bir hareketini gösterdi. Al2O3'ün ayrılması s1-5 için gözlendi., ve ayrıca ağırlıklı olarak diaspore olan S6-7 için. Ayrıca, Fe2O3'ün diğer önemli unsurları, SiO2 ve TiO2 çoğu durumda önemli bir hareket gösterdi. Tüm numuneler için, ateşleme de kayıp hareketi (LOI) Al2O3 hareketini takip. Reaktif silika ve mevcut alümina açısından, neredeyse tüm gibbsite olan S1-5 için (alüminyum trihidrat) değerleri 145°C'de, baskın mineraldiaspore olan S6-7 için ise dikkate alınmalıdır. (alüminyum monohidrat) değerler 235°C'de değerlendirilmelidir. STET tezgah üstü ayırıcısı ile yapılan tüm numuneler için mevcut alüminada önemli bir artış ve hem trihidrat hem de monohidrat boksit numuneleri için ürüne reaktif silikada önemli bir azalma gösterilmiştir.. Büyük mineral türlerinin hareketi de gözlendi ve şekil'de aşağıda grafiksel olarak gösterilmiştir. 4.
Mineraloji açısından, STET tezgah üstü ayırıcı, boksit açısından zengin ürüne alümina taşıyan jisite ve diasporların konsantrasyonunu gösterirken aynı zamanda diğer gangue türlerini de reddetti.. Rakam 5 ve 6 trihidrat ve monohidrat numuneleri için boksit açısından zengin ürünmineral fazlarının seçiciliğini göstermek, Sıra -sıyla. Seçicilik, her mineral türü için ürüne kitlesel sınır dışı etme ile ürüne genel kütle geri kazanımı arasındaki fark olarak hesaplanmıştır.. Pozitif seçicilik boksit açısından zengin ürün mineral konsantrasyonunun göstergesidir, ve genel bir pozitif şarj davranışı. Aksine, negatif seçicilik değeri boksit-yalın coproduct konsantrasyon göstergesidir, ve genel bir negatif şarj davranışı.
Tüm trihidrat düşük sıcaklık örnekleri için (Yani., S1, S2 ve S4) kaolinit negatif bir şarj davranışı sergiledi ve boksit-yalın co-ürün konsantre iken gibbsite boksit açısından zengin ürün konsantre (Şekil 5). Tüm monohidrat yüksek sıcaklık örnekleri için (Yani., S6 ve S7) her iki reaktif silika taşıyan mineraller, kaolit ve kuvars, olumsuz bir şarj davranışı sergiledi. İkincisi için, diaspor ve boehmite boksit açısından zengin ürün rapor ve olumlu bir şarj davranışı sergiledi (Şekil 6).
Şekil 5. Mineral fazlarının ürüne seçiciliği.
Şekil 6. Mineral fazlarının ürüne seçiciliği.
Mevcut alümina ve reaktif silika ölçümleri önemli bir hareket olduğunu göstermektedir. Düşük sıcaklık boksitleri için (S1-S5), mevcut alüminanın birim başına mevcut reaktif silika miktarı azaltılmıştır 10-50% göreceli olarak (Şekil 7). Benzer bir azalma yüksek sıcaklık boksitlerde gözlendi (S6-S7) Şekil'de görülebileceği gibi 7.
Alümina oranına boksit mevcut alümina ters olarak hesaplanmıştır. Alümina için boksit oranı arasında azalmıştır 8 – 26% test edilen tüm numuneler için göreceli olarak (Şekil 8). Bu, Bayer sürecine yedirilmesi gereken boksit inciletinde eşdeğer bir azalma olduğu için anlamlıdır..
Şekil 7. Mevcut Al2O3'ün birim başına reaktif SiO2
Şekil 8. Alümina oranı için boksit.
3.3 Tartışma
Deneysel veriler, STET ayırıcısının kullanılabilir Al2O3'ü artırdığını ve aynı zamanda SiO_2 içeriğini azalttığını göstermektedir.. Şekil 9 Bayer Süreci öncesinde reaktif silikanın azaltılması ve mevcut alüminaartışı ile ilgili beklenen faydaların kavramsal bir diyagramını sunar. Yazarlar bir alüminyum rafineriiçin mali yarar aralığında olacağını hesaplamak $15-30 Alümina ürününün ton başına USD. Bu de-silikat ürün kayıp kostik soda kaçınılan maliyeti yansıtır (Dsp), rafineri için boksit girdisini azaltarak enerji tasarrufu, kırmızı çamur üretiminde azalma ve çimento üreticilerine düşük dereceli boksit yan ürün satışından elde edilen küçük bir gelir akışı. Şekil 9 Bayer sürecinden önce boksit cevherini önceden konsantre etmek için bir ortalama olarak STET triboelektrostatik teknolojinin uygulanmasının beklenen faydalarını özetler.
Boksit ön işleme için STET ayırma işleminin montajı alümina rafinerisinde veya boksit madeninin kendisinde gerçekleştirilebilir.. Ancak, STET işlemi, ayrılmadan önce boksit cevherlerinin kuru öğütülmesini gerektirir, gangue kurtarmak için, bu nedenle rafineride boksit taşlama ve işleme lojistiği daha basit olabilir.
Tek bir seçenek olarak – kuru boksit iyi kurulmuş kuru taşlama teknolojisi kullanılarak zemin olacaktır, örneğin dikey bir makara değirmeni veya darbe değirmeni. İnce zemin boksitSTET işlemi ile ayrılır, alümina rafinerisine gönderilen yüksek alümina boksit ürünü ile. Kuru taşlamanın montajı, Bayer işlemi sırasında geleneksel olarak kullanılan ıslak taşlamanın ortadan kaldırılmasına olanak sağlayacaktır.. Bu kuru taşlama işletim maliyeti kabaca ıslak taşlama işletim maliyeti ile karşılaştırılabilir olacağı varsayılır, özellikle bugün yapılan ıslak taşlama dikkate alınarak son derece alkali bir karışım üzerinde yapılır, önemli bakım maliyetlerine yol.
Kuru düşük dereceli boksit co-product (kuyruklar) ayırma sürecinden bir alüminyum kaynağı olarak çimento üretimine satılacak. Boksit genellikle çimento üretimine eklenir, ve kuru co-ürün, kırmızı çamur aksine, çimento üretiminde kullanımını engelleyecek sodyum içermez. Bu, rafineriye, aksi takdirde kırmızı çamur olarak rafineri işleminden çıkacak bir malzeme değerleme yöntemi sağlar, ve uzun vadeli depolama gerektirir, bir maliyeti temsil eden.
Yazarlar tarafından gerçekleştirilen bir işletme maliyeti hesaplaması, bir proje avantajı $27 Alümina ton başına USD, kostik soda azalma yoluyla elde edilen büyük etkileri ile, kırmızı çamurda azalma, rafineriye daha düşük boksit hacmi nedeniyle ortak ürünün ve yakıt tasarrufunun değerlenmesi. Bu nedenle bir 800,000 yılda bir ton rafineri bir mali yarar bekleyebilirsiniz $21 M USD yılda (Bkz: şekil 10). Bu analiz, boksit in ithalat veya lojistik maliyetlerini azaltmaktan potansiyel tasarruf dikkate almaz, proje getirisini daha da artırabilecek.
Şekil 10. Reaktif Silika Azaltma ve Mevcut Alümina Artışının Faydaları.
4.0 Sonuçlar
Özetle, STET ayırıcıile kuru işleme boksit üreticileri ve rafinerileri için değer üretmek için fırsatlar sunuyor. Rafineri öncesi boksitin ön işlenmesi kimyasal maliyetleri azaltacaktır, üretilen kırmızı çamurun hacmini düşürmek ve işlem rahatsızlıklarını en aza indirmek. STET teknolojisi, boksit işlemcilerin metalürjik olmayan kaliteyi metalürjik sınıf boksite dönüştürmesine izin verebilir – bu da ithal boksit ihtiyacını azaltabilir ve/veya çıkan taş ocağı kaynak ömrünü uzatabilir. STET süreci de yüksek kaliteli olmayan metalürjik sınıf ve metalürjik sınıf boksit üretmek için uygulanabilir, ve Bayer sürecinden önce çimento sınıfı boksit yan ürünleri.
STET süreci mineralin çok az ön arıtmasını gerektirir ve yüksek kapasitede çalışır – 40 saatte tonları. Enerji tüketimi daha az 2 işlenmiş malzeme ton başına kilowatt-saat. Ayrıca, STET süreci mineral işleme de tamamen ticari bir teknolojidir, ve bu nedenle yeni teknolojinin geliştirilmesi gerektirmez.
Referanslar
1. Bergsdal, Håvard, Anders H. Strømman, ve Edgar G. Hertwich (2004), “Alüminyum sanayi-çevre, teknoloji ve üretim”.
2. Demir, Subodh K., ve Weimin Yin (2007), “Dünya çapında alüminyum ekonomisi: Endüstrinin mevcut durumu” JOM 59.11, PP. 57-63.
3. Vincent G. Hill & Errol D. Sehnke (2006), "Boksit", in Endüstriyel Mineraller & Kaya: Mal, Piyasa, ve Kullanım Alanları, Madencilik Derneği, Metalurji ve Arama A.Ş., Englewood, Co, PP. 227-261.
4. Evans, Ken (2016), “Tarihçe, Zorluklar, ve boksit kalıntısının yönetimi ve kullanımındaki yeni gelişmeler”, Sürdürülebilir Metalurji Dergisi 2.4, PP. 316-331
5. Güler, Robin S., Paspaslar Ingulstad, ve Espen Storli (2013), "Alüminyum cevheri: küresel boksit endüstrisinin siyasi ekonomisi", UBC Basın.
6. Hortum, H. R. (2016), “Boksit mineraloji”, Işık Metallerinde Temel Okumalar, Springer, Cham, PP. 21-29.
7. Authier-Martin, Monique, ve ark. (2001),”Haddehane sınıfı alümina üretimi için boksit mineralojisi", JOM 53.12, PP. 36-40.
8. Hill, V. G., ve R. J. Robson (2016), “Bayer bitki açısından boksitlerin sınıflandırılması”, Işık Metallerinde Temel Okumalar, Springer, Cham, PP. 30-36.
9. Songqing, Gu (2016). “Çin Boksit ve Çin'de Alümina Üretimi Üzerindeki Etkileri”, Işık Metallerinde Temel Okumalar, Springer, Cham, PP. 43-47.
10. Han, Fathi (2016) “Alumina Üretimi için Bayer Sürecinin Yüz Yılı” Işık Metallerinde Temel Okumalar, Springer, Cham, PP. 85-93.
11. Akman, A. N., E. J. Bloore, ve A. R. Can (2016) “Bayer süreç tasarımının temel ilkeleri”, Işık Metallerinde Temel Okumalar, Springer, Cham, PP. 100-117.
12. Anich, İvan, ve ark. (2016), “Alumina Teknoloji Yol Haritası”, Işık Metallerinde Temel Okumalar. Springer, Cham, PP. 94-99.
13. Liu, Wanchao, ve ark. (2014), “Çevresel değerlendirme, Yönetimi ve Çin'de kırmızı çamur kullanımı”, Temiz Üretim Dergisi 84, PP. 606-610.
14. Evans, Ken (2016), “Tarihçe, Zorluklar, ve boksit kalıntısının yönetimi ve kullanımındaki yeni gelişmeler”, Sürdürülebilir Metalurji Dergisi 2.4, PP. 316-331.
15. Liu, Yong, Chuxia Lin, ve Yonggui Wu (2007), “Kombine Bayer Süreci ve boksit kalsinasyon yönteminden elde edilen kırmızı çamurun karakterizasyonu”, Tehlikeli maddeler Dergisi 146.1-2, PP. 255-261.
16. ABD. Jeolojik Etüt (Usgs) (2018), "Boksit ve Alümina", Boksit ve Alümina İstatistikleri ve bilgi.
17. Paramguru, R. Kahraman., P. C. Rath, ve V. N. Misra (2004), “Kırmızı çamur kullanımıeğilimleri-bir inceleme”, Mineral İşleme & Ekstraktif Metall. Rev. 2, PP. 1-29.
18. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Forssberg, K (2000), "Elektriksel Ayırma Yöntemlerinin İncelenmesi, Bölümü 1: Temel yönleri, Mineraller & Metalurjik İşleme", Vol. 17, yok. 1, s. 23-36.
19. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Forssberg, K (2000), "Elektriksel Ayırma Yöntemlerinin İncelenmesi, Bölümü 2: Pratik Hususlar, Mineraller & Metalurjik İşleme", Vol. 17, yok. 1, s. 139-166.
20. Ralston O. (1961), Karışık Taneli Katıların Elektrostatik Ayrılması, Elsevier Yayınevi, baskı dan.
