Виберіть мову:
ST обладнання & Технології ТОВ (ЗАЛИШИТИ ЯК БУЛО) трибоелектростатичний ремінний сепаратор ідеально підходить для зневижування дуже добре (<1µ м) для помірно грубої (500µ м) мінеральні частинки, з дуже високою пропускною спроможністю. Експериментальні результати продемонстрували здатність сепаратора STET знефікувати зразки бокситів, збільшуючи доступний глинозем, одночасно зменшуючи реактивний і загальний кремнезем.. Технологія STET представлена як метод модернізації та попереднього концентрату бокситних родовищ для використання у виробництві глинозему. Суха обробка сепаратором STET призведе до зниження експлуатаційних витрат НПЗ за рахунок зниження споживання каустичної соди, економія енергії за рахунок меншого обсягу інертних оксидів і зменшення обсягу залишків глиноземного НПЗ (ARR або червоний бруд). Крім цього, технологія STET може запропонувати глиноземним нафтопереробникам інші переваги, включаючи збільшення запасів кар'єрів, продовження терміну служби ділянки утилізації червоних грязей, та подовжений термін експлуатації існуючих бокситових шахт шляхом покращення використання кар'єрів та максимального відновлення. Безводний і безхімічний безхімічний продукт, вироблений процесом STET, використовується для виробництва цементу у високих обсягах без попередньої обробки, на відміну від червоного бруду, який має обмежене корисне повторне використання.
1.0 Введення
Виробництво алюмінію має центральне значення для гірничодобувної та металургійної промисловості та фундаментальне для різних галузей промисловості [1-2]. Хоча алюміній є найбільш поширеним металевим елементом, знайденим на землі, загалом близько 8% земної кори, як елемент, який він реактивний і тому не відбувається природно [3]. Отже, алюмінієву руду потрібно уточнювати для виробництва алюмінію та алюмінію, в результаті значного генерації залишків [4]. Як якість бокситних родовищ в усьому світі знижується, генерація залишків збільшується, виклики для алюмінієвої та алюмінієвої промисловості з точки зору витрат на обробку, витрат на утилізацію та вплив на навколишнє середовище [3].
Основним стартовим матеріалом для алюмінієвого переробки є боксити, основним комерційним джерелом алюмінію у світі [5]. Боксити — збагачений алюмінієвий гідроксидний осадковий камінь, виробляється з еризація і вивітрювання гірських порід, багатих оксидами заліза, оксиди алюмінію, або обидва зазвичай містять кварц і глини, як каолін [3,6]. Бокситні породи складаються в основному з алюмінієвих мінералів гіббіте (Аль(Ах)3), (у 201 за 300) (γ-Ело(Ах)) і діаспору (Α-AlO(Ах)) (Таблиця 1), і зазвичай змішується з двома оксидами заліза гоетіту (Фео (Е)(Ах)) і гематит (Fe2O3), алюмінієва глиняна мінеральна каолініт, невелика кількість анатази та/або титанії (TiO2), Ільменіт (Елюм'я) ((у 201 за 300 00) та інші дошки в незначній або трасі суми [3,6,7].
Терміни тригідратні і моногідратні зазвичай використовуються промисловістю для диференціації різних видів бокситів. Боксити, що повністю або майже всі гіббіти підшипники називають тригідратні руди; якщо boehmite або діаспори є домінуючими мінералами, він називається моногідратною рудою [3]. Суміші гіббітів і boehmite поширені у всіх видах бокситів, boehmite і діаспори менш поширені, і гіббіте і діаспори рідкісні. Кожен тип бокситної руди представляє свої проблеми з точки зору переробки корисних копалин і благочестя для генерації алюмінію [7,8].
Таблиця 1. Хімічний склад Гіббсите, Боемміт і Діаспора [3].
| Хімічний склад | Гіббсіт АЛЬ(Ах)3 або Al2(У 201 за 108 році)2О | БоммітЕ АЛО(Ах) або Al2О3.H2О | Діаспора АЛО(Ах) або Al2О3.H2О |
|---|---|---|---|
| Аль2О3 (у 201 за 600 | 65.35 | 84.97 | 84.98 |
| (Ах) (у 201 за 600 | 34.65 | 15.03 | 15.02 |
Бокситні родовища поширюються по всьому світу, здебільшого відбуваються в тропічних або субтропічних регіонах [8]. Бокситний видобуток як металургійних, так і не металургійних сортів руд аналогічний видобутку інших промислових корисних копалин. Зазвичай, бенефіціація або лікування бокситів обмежується дробленням, просякання, Пральна, і сушіння сирої руди [3]. Флотація була використана для модернізації деяких низькорівневих бокситів руд, однак він не довів дуже вибірковий при відхиленні каолініту, основним джерелом реактивного кремнезему особливо в тригідратних бокситів [9].
Основна маса бокситів, вироблених у світі, використовується в якості корму для виробництва алюмінію через процес Байєра, мокро-хімічний їдко-вилуговий метод, при якому Al_2 O_3 розчиняється з бокситової породи за допомогою багатого каустичної соди розчину при підвищеній температурі і тиску [3,10,11]. Згодом, основна маса алюмінію використовується в якості корму для виробництва алюмінієвого металу через процес Hall-Héroult, що включає електролітичне зниження алюмінію в лазні кріоліта ((У 2012 році) з'яст). Це займе близько 4-6 тонн сушеного бокситу для виробництва 2 т алюмінію, що в свою чергу врожайність 1 т алюмінієвого металу [3,11].
Процес Байєра ініціюється змішуванням мити і дрібно грунтом бокситом з розчином для вививки. Отриманий шлам, що містить 40-50% тверді тверді облиси потім пресується і нагрівається парою. На цьому кроці частина алюмінію розчиняється і утворює розчинний алюміній натрію (Наало2 (Е)), але через наявність реактивного кремнезему, комплексний натрієвий силікат також опадів, що являє собою втрату як алюмінію, так і соди. Отриманий рідкий шлам омивається, та залишки, що генеруються (Тобто., червоний бруд) декаванований. Алюміній натрію потім випереджується як алюмінієвий тригідрат (Аль(Ах)3) через процес посіву. Отримане розчин каустичної соди рецирулюється в розчин для вихушування. Нарешті, фільтроване і промите тверду алюмінієву тригідрату, що схиблено або кальцинується для виробництва алюмінію [3,11].
Температура вивиху може варіюватися від 105°C до 290°C і відповідного діапазону тиску від 390 kPa до 1500 Кпа. Для бокситів використовуються більш низькі температури, в яких майже всі доступні алюмінієві присутні як гіббсит. Більш високі температури необхідні для копанняепозитивного бакситу, що має великий відсоток богміту і діаспору. При температурі 140°C або менше тільки групи гіббситу і каоліну розчиняють в їдкому содово-лікеро-горілчаному напої і тому така температура віддає перевагу обробці тригідратного алюмінію . При температурі, що перевищує 180°С, алюміній присутній як тригідрат і моногідрат відновлюються в розчині, і глини і вільні кварцу стають реактивними [3]. Умови експлуатації, такі як температура, тиск і дозування реагентів під впливом типу бокситів і, отже, кожен алюмінієвий завод пристосований до певного виду бокситної руди. Втрата дорогої каустичної соди (Naoh) і генерація червоної бруду обидва пов'язані з якістю бокситів, що використовуються в процесі переробки. Загалом, нижня Al_2 O_3 вміст бокситу, більший обсяг червоної бруду, який буде генеруватися, як не Al_2 O_3 фази відхиляються як червоний бруд. Крім цього, чим вище каолініт або реактивний кремнезему вміст бокситів, більше червоний бруд буде генеруватися [3,8].
Боксити високого сорту містять до 61% Al_2 O_3, і багато діючих бокситних родовищ - як правило, називають неметелевротичним класом- нижче цього, іноді настільки ж низько, як 30-50% Al_2 O_3. Тому що бажаний продукт є високою чистотою
Al_2 O_3, решта оксидів в бокситах (Fe2O3, SiO2, TiO2, органічний матеріал) відокремлені від Al_2 O_3 відхиляються як алюмінієві відходи ((У 201 за) або червоний бруд через процес Байєр. Загалом, нижчої якості бокситів (Тобто., низький вміст Al_2 O_3) більше червоний бруд, який генерується на тонну алюмінієвого виробу. Крім цього, навіть деякі Al_2 O_3 несуть мінерали, зокрема, каолініт, виробляти небажані побічні реакції в процесі переробки і призвести до збільшення червоного генерації бруду, а також втрата дорогих хімічних каустичних соїв, велика змінна вартість в процесі переробки бокситів [3,6,8].
Червоний бруд або ARR представляє великий і триває виклик для алюмінієвої промисловості [12-14]. Червона бруд містить значний залишковий залишки хімічного залишку від процесу переробки, і дуже лужна, часто з рМ 10 - 13 [15]. Він генерується у великих обсягах по всьому світу - за даними USGS, світового виробництва алюмінію було 121 млн т у 2016 [16]. Це призвело до 150 млн т червоної грязі, що генерується за той же період [4]. Незважаючи на поточні дослідження, червоний бруд в даний час має кілька комерційно життєздатних шляхів для корисного повторного використання. Вважається, що дуже мало червоної бруду вигідно повторно використовується в усьому світі [13-14]. Замість цього, червона грязь перекачується з алюмінієвого нафтопереробного заводу в накопичувачі або полігони, де він зберігається і контролюється за великими витратами [3]. Тому, економічний та екологічний аргумент може бути зроблений для поліпшення якості бокситів до, зокрема, якщо таке поліпшення можна зробити за допомогою методів низької енергії фізичного поділу.
Хоча доведені запаси бокситів, як очікується, тривають протягом багатьох років, якості резервів, які можуть бути економічно доступними, знижується [1,3]. Для уточнюває, які знаходяться в бізнесі обробки бокситів, щоб зробити алюміній, і в кінцевому підсумку алюмінієвий метал, це виклик як з фінансовими, так і екологічними наслідками
Сухі методи, такі як електростатичний поділ, можуть бути зацікавлені в бокситній промисловості для попередньої концентрації бокситів до процесу Байєра. Електростатичні методи розділення, які використовують контакт, або tribo-електричні, особливо цікава через їх потенціал для відокремлення широкого спектру сумішей, що містять провідні, Ізоляційні, і напівпровідні частинки. Tribo-електрична зарядка відбувається при дискретному, різнорідні частинки стикаються один з одним, або з третьою поверхнею, в результаті різниця в поверхневій заряду між двома типами частинок. Знак і величина різниці заряду залежить частково від різниці в електронному спорідненості (або функції роботи) між типами частинок. Розділення може бути досягнуто за допомогою зовнішньо застосовується електричне поле.
Техніка була використана промислово промислового у вертикальному вільному падінні сепаратори типу. У вільному падінні сепараторів, частинки спочатку отримують заряд, потім потрапляють через тяжкості через пристрій з протилежними електродами, які застосовують сильне електричне поле, щоб відвести траєкторію частинок відповідно до знака і величини їх поверхневого заряду [18]. Вільно падіння сепаратори можуть бути ефективними для грубих частинок, але не ефективні при обробці частинок краще, ніж про 0.075 щоб 0.1 мм [19-20]. Одним з найбільш перспективних нових розробок у сухих мінеральних поділах є сепаратор трибо-електростатичного ременя. Ця технологія розширила діапазон розмірів частинок на тонкі частинки, ніж звичайні електростатичні технології поділу, в діапазоні, де тільки флотація була успішною в минулому.
Трибо-електростатичний поділ використовує електричні заряди між матеріалами, виробленими поверхневим контактом або трибоелектричним заряджанням. Спрощено, коли два матеріали знаходяться в контакті, матеріал з більш високою спорідненістю електронів набуває електронів, таким чином змінює негативні, в той час як матеріал з меншою спорідненістю електронів заряду позитивний.
ST обладнання & Технологія (ЗАЛИШИТИ ЯК БУЛО) сепаратор трибо-електростатичного пояса пропонує новий шлях благополучної до концентрату бокситних руд. Процес сухого розділення STET пропонує бокситних виробників або бокситних переробників можливість виконати попереднє оновлення байєра для підвищення якості бокситів. Такий підхід має багато переваг, Включаючи: Зниження експлуатаційної вартості нафтопереробного заводу за рахунок зниження споживання каустичної соди за рахунок зменшення вхідної реактивної кремнію; економія енергії при переробці за рахунок зниження обсягів інертних оксидів (Фе2О3, Тво2, Нереактивний Сіо2) вхід з бокситом; менший масовий потік бокситів до нафтопереробного заводу і, отже, менша енергетична вимога до нагрівання і пресування; зменшення об'єму червоної грязьової генерації (Тобто., червоний бруд до співвідношення алюмінію) шляхом видалення реактивного кремнезему та інертного оксиду; і, більш жорсткий контроль над вхідною бокситною якістю, що знижує процес засмучує і дозволяє переробляти ідеальний рівень реактивного кремнезему, щоб максимізувати відмову від недоумку. Покращений контроль якості над бокситним кормом для нафтопереробного заводу також максимізує час безвідмовної роботи та продуктивність. Крім того, зменшення обсягу червоних грязей переводить на менші витрати на лікування та утилізацію та краще використання існуючих полігонів.
Попередня обробка бокситної руди до процесу Байєра може запропонувати значні переваги з точки зору обробки та продажу хвостів. На відміну від червоної бруду, хвостовики з сухого електростатичного процесу не містять хімічних речовин і не являють собою довгострокову відповідальність зберігання навколишнього середовища. На відміну від червоної бруду, сухі по-продуктах/полоти з бокситної попередньої обробки можуть бути використані у виробництві цементу, оскільки немає вимог щодо видалення натрію, що згубно для виробництва цементу. Насправді – боксити вже є поширеною сировиною для виробництва цементу Портленд. Розширення терміну експлуатації існуючих бокситних шахт також може бути досягнуто шляхом поліпшення використання кар'єру і максимізації відновлення.
2.0 Експериментальних
2.1 Матеріали
СТЕТ провела передмовнівні дослідження в більш ніж 15 різних зразків бокситів з різних місць по всьому світу за допомогою сепаратора на лавці. З них, 7 різних зразків були
Таблиця 2. Результат хімічного аналізу зразків бокситів.
2.2 Методи
Експерименти проводилися за допомогою лавочно-масштабного трибо-електростатичного сепаратора пояса, На цьому ж таки називають «сепаратором лавок». Тестування на лавці – це перша фаза трифазного процесу впровадження технології (Рис. 3) включаючи оцінку лавок, пілотно-масштабне тестування та впровадження комерційних масштабів.
Використовується для відбору для перевірки доказів Трібо-електростатичного заряджання та визначення, чи є матеріал хорошим кандидатом для електростатичних збагачення. Основні відмінності між кожним обладнанням представлені в таблиці 3. Хоча обладнання, що використовується в межах кожного етапу, відрізняється за розміром, принципу роботи принципово однаковий.
Таблиця 3. Трифазний процес впровадження за допомогою технології сепаратора трибо-електростатичного ременя STET
| Фаза | Використовується для: | Електрод Довжина см | Тип процесу |
|---|---|---|---|
| 1- Оцінка шкали лавок | Якісна оцінка | 250 | Пакетний |
| 2- Масштаб пілота Тестування | Кількісна оцінка | 610 | Пакетний |
| 3- Впровадження комерційного масштабу | Комерційне виробництво | 610 | Безперервний |
Як видно в таблиці 3, основна відмінність сепаратора лавочки та пілотно-масштабних сепараторів полягає в тому, що довжина сепаратора лавочки приблизно 0.4 разів довжина експериментальних і торгово-масштабних одиниць. Як ККД сепаратора є функція довжини електрода, Стендове тестування не можна використовувати як заміну для експериментального тестування. Пілотне тестування необхідне для визначення ступеня поділу, який процес STET може досягти, і визначити, якщо STET процес може відповідати цілям продукту в рамках даної ціни кормів. Замість цього, використовується для виключення матеріалів кандидата, які навряд чи мають продемонструвати значне розділення на пілотному рівні. Результати, отримані на лавці масштабу будуть не оптимізовані, і поділ спостерігається менше, ніж які будуть спостерігатися на комерційних розмірів STET роздільник.
Тестування на пілотному заводі необхідне до розгортання комерційного масштабу, Однак, тестування на лавці масштабу заохочується як перший етап процесу впровадження будь-якого даного матеріалу. Крім того, у випадках, коли доступність матеріалу обмежена, сепаратор лавочки забезпечує корисний інструмент для скринінгу потенційних успішних проектів (Тобто., проекти, в яких цілі якості клієнтів і промисловості можуть бути виконані за допомогою технології STET).
2.2.1 Сепаратор трибоелектростатичного пояса STET
В Трібо-сепаратор Електростатичний ремінь (Фігура 1 і малюнок 2), матеріал подається в тонку щілину 0.9 - 1.5 см між двома паралельними планарними електродами. Частинки трибоелектрично заряджені міжчастинкових контактів. Наприклад, у разі бокситного зразка, основними складовими є гібсайт, каолініт і кварцові мінеральні частинки, позитивно заряджений (Гібсайт (сайт)) і негативно заряджений (каолініте і кварц) залучили до протилежної електроди. Частинки потім змішані шляхом безперервного переміщення відкритих сітчастих ременів і передав у протилежних напрямках. Ремінь рухається частинок примикає до кожного електрода на протилежних кінцях розділювач. Електричне поле потрібно тільки перемістити частинок крихітної фракції сантиметра, щоб перемістити частинку від лівого переїзду до правого рухомого потоку. Лічильник струму відокремлення частинок і безперервне трибоелектричне заряджання зіткненнями частинок забезпечує багатоступне відділення і призводить до відмінної чистоти і відновлення в однопроході. Швидкість Паса висока також дає дуже висока throughputs, до 40 тонн на годину на одному сепаратор. Контролюючи різних параметрів процесу, прилад дозволяє оптимізувати мінеральну град і відновлення.
Фігура 1. Схема сепаратора трибоелектричного ременя
Конструкція сепаратора відносно проста. До пояса пов'язано ролики можна тільки рухомі частини. Електроди мають стаціонарні і складається з відповідним чином міцного матеріалу. Ремінь виготовлений з пластикового матеріалу. Довжина сепаратора електрода приблизно 6 м. (20 метрів.) і ширина 1.25 м. (4 метрів.) для повнорозмірних комерційних підрозділів. Споживана потужність менше 2 кіловат-годину за тонну матеріалу, оброблені з більшістю потужність, споживану два двигуни водіння пояс.
Фігура 2. Деталі зони розділення
Процес є повністю сухий, не вимагає додаткових матеріалів і не виробляє жодних стічних вод або викидів повітря. Для мінеральних поділів сепаратор забезпечує технологію зменшення використання води, продовження терміну резервування та/або відновлення та повторне обробки.
Компактність системи дозволяє гнучко встановлювати конструкції. Технологія поділу трибо-електростатичного пояса є надійною і промислово доведена і вперше наноситься промислово для переробки згоряння вугілля 1997. Технологія ефективна при відділі вуглецевих частинок від неповного спалювання вугілля, з глиновалюмосилікатних частинок мінеральних речовин у льоту золи. Технологія сприяє утилізації мінерально-багатих Fly Ash як заміна цементу в бетонному виробництві.
З 1995, над 20 млн тонн продукту літаючої золи були оброблені сепараторами СТЕТ, встановленими в США. Промислова історія поділу літаючої золи вказана в таблиці 4.
У переробці корисних копалин, технологія сепаратора трибоелектричного ременя була використана для відокремлення широкого спектру матеріалів, включаючи кальцит/кварц, Тальк/магнезит, та барит/кварц.
Фігура 3. Комерційний трибо-електростативний сепаратор пояса
Таблиця 4. Промислове застосування tribo-електростатичного поділу пояса для льоту Ash.
| Утиліта / електростанція | Розташування | Старт комерційних операцій | Відомості про об'єкт |
|---|---|---|---|
| Залізнична станція герцогу-Росборо | Північна Кароліна США | 1997 | 2 Сепаратори |
| Talen енергії- Брендон берегів | Меріленд США | 1999 | 2 Сепаратори |
| Шотландська влада- Longannet станції | Шотландія Великобританія | 2002 | 1 Розділювач |
| Джексонвілл електрик-St. Парк Джонса Power Park | Флорида, США | 2003 | 2 Сепаратори |
| Південна Міссісіпі електрична потужність-R. D. Морроу | Міссісіпі США | 2005 | 1 Розділювач |
| Нью-Брансвік влади-Бельдюна | Нью-Брансвік Канада | 2005 | 1 Розділювач |
| Станція RWE NPower-Дідкот | Англія Великобританія | 2005 | 1 Розділювач |
| Станція Talen Energy-острів Бруннер | Пенсільванія США | 2006 | 2 Сепаратори |
| Залізничний вокзал Тампа-Біг-Бенд | Флорида, США | 2008 | 3 Сепаратори |
| Залізнична станція РМИ нервідлига | Уельс Велика Британія | 2008 | 1 Розділювач |
| Залізнична станція ЕДФ Енерджі-Вест Бертон | Англія Великобританія | 2008 | 1 Розділювач |
| ZGP (Лафарж цемент/ciech Джанякок СП) | Польща | 2010 | 1 Розділювач |
| Корея Південно-Східна влада- Єлоннлунг | Південна Корея | 2014 | 1 Розділювач |
| Пгніг Терміка-Сьєрра | Польща | 2018 | 1 Розділювач |
| Taiheiyo цементна компанія-Чітібу | Японія | 2018 | 1 Розділювач |
| Армстронг- Орел цемент | Філіппіни | 2019 | 1 Розділювач |
| Корея Південно-Східна влада- Самчеонпо | Південна Корея | 2019 | 1 Розділювач |
2.2.2 Тестування на лавці
Стандартні технологічні випробування проводилися навколо конкретної мети підвищення концентрації Al_2 O_3 і зниження концентрації мінералів гангу. Випробування проводилися на сепараторі лавочки в умовах пакетного, з тестування, що проводиться дублікатами для імітації стійкого стану, і гарантувати, що будь-який можливий ефект перенесення з попереднього стану не вважався. До кожного тесту, зібрано невеликий підсибок подачі (позначено як «Подача»). При встановленні всіх змінних операції, матеріал подавався в сепаратор лавочки за допомогою електричного живильника вібрацій через центр сепаратора лавочки. Зразки були зібрані в кінці кожного експерименту і ваги кінця продукту 1 (позначено як "E1") і кінець продукту 2 (позначено як "E2") були визначені за допомогою законодавчо-торгового підрахунку масштабу. Для бокситних зразків, 'E2' відповідає багатий боксити продукт. Для кожного набору підсимів (Тобто., Годувати, E1 і E2) LOI, основний склад оксидів XRF, реактивний кремнезем і доступний алюміній був визначений. XRD характеристика була виконана на вибраних під-зразках.
3.0 Результати та обговорення
3.1. Зразки мінералогії
Результати кількісного аналізу XRD для зразків кормів включені до таблиці 5. Більшість зразків були в першу чергу складаються з гіббіту і різної кількості гоетіту, Гематиту, Каолініте (мерт і Єзоха), і кварц. Ільменіт і анатаза також були проявляються в незначних кількостях у більшості зразків.
Існувала зміна мінерального складу для S6 і S7, оскільки ці зразки кормів були в першу чергу складені з діаспору з незначною кількістю кальциту, Гематиту, Ехіте (Ехети, (у 201 за 300), Каолініте (мерт і Єзоха), Гіббіте (значення), Кварц, Атаза (Ехаза), і виявляються рутильними. Аморфна фаза також була виявлена в S1 і S4 і варіювалися приблизно від 1 щоб 2 Відсотків. Це, ймовірно, пов'язано з наявністю смективу мінеральної, або некрикрилінний матеріал. Оскільки цей матеріал не може бути безпосередньо виміряний, результати цих зразків слід вважати приблизними.
3.2 Експерименти з лавок
Серія тестових пробігів була виконана на кожному мінеральному зразку, спрямованому на максимізацію Al2O3 і зниження SiO_2 контенту. Види, зосереджені на багатому бокситному продукті, свідчать про позитивну поведінку зарядки. Результати відображаються в таблиці 6
Таблиця 5. Аналіз зразків кормів XRD.
Таблиця 6. Підсумкові результати.
Тестування з сепаратором stet benchtop продемонстрували значний рух Al2O3 для всіх зразків. Для S1-5 було відмічено відділення Al2O3, які були в основному гіббіти, а також для S6-7, які були в основному діаспори. Крім цього, Інші основні елементи Fe2O3, SiO2 і TiO2 продемонстрували значний рух у більшості випадків. Для всіх зразків, рух втрат на запалювання (LOI) слідували за рухом Al2O3. З точки зору реактивного кремнезему і наявного алюмінію, для S1-5, які майже всі гіббіте (алюмінієвий тригідрат) значення слід розглядати на 145°C, а для S6-7, для яких домінуючим мінеральним є діаспора (алюмінієвий моногідрат) значення повинні бути оцінені при 235 °C. Для всіх зразків тестування з сепаратором stet benchtop продемонстрували істотне збільшення доступного алюмінію і значне зниження реактивного кремнезему до продукту як для тригідратних, так і моногідратних зразків бокситів. Рух основних мінеральних видів також спостерігається і графічно показано нижче на малюнку 4.
З точки зору мінералогії, Сепаратор stet benchtop продемонстрував концентрацію алюмінієвих несучих видів гіббіту і діаспори до багатого бокситом продукту, одночасно відкинувши інші види гангу. Цифри 5 і 6 показати вибірковість мінеральних фаз до багатого бокситного продукту для тригідратних і моногідратних зразків, Відповідно. Вибірковість обчислюється як різниця між масовим депортацією до продукту для кожного мінерального виду і загальним масовим відновленням продукту. Позитивна вибірковість свідчить про мінеральну концентрацію на багатий бокситним продуктом, і загальної позитивної поведінки заряджання. Навпаки, значення негативної вибірковості свідчить про концентрацію в бокситно-lean копдрукті, загальної негативної поведінки заряджання.
Для всіх тригідратних низькотемнітурних зразків (Тобто., (У 201 за, S2 і S4) каолініт виставляв негативну поведінку зарядки і зосереджений на бокситно-пісному спільному продукті, а гіббсцит зосереджений на багатому бокситному продукті (Фігура 5). Для всіх моногідратних високотемнітурних зразків (Тобто., S6 і S7) як реактивні кремнезему, що несуть мінерали, каолініте і кварц, виявили негативну поведінку заряджання. Для останнього, Діаспора і boehmite повідомили про багатий бокситний продукт і виявили позитивну поведінку зарядки (Фігура 6).
Фігура 5. Вибірковість мінеральних фаз до продукту.
Фігура 6. Вибірковість мінеральних фаз до продукту.
Вимірювання наявних алюмінієвих і реактивних кремнезему демонструють значний рух. Для низької температури боксити ((У 2012 році) з'яс 20), кількість реактивних кремнезему, присутніх на одиницю наявного алюмінію, зменшилася з 10-50% на відносній основі (Фігура 7). Аналогічне скорочення спостерігається при високих температурних бокситах ((У 201 за 1990 році)) як видно на малюнку 7.
Коефіцієнт бокситу до алюмінію розраховувався як обернений наявний алюміній. Коефіцієнт бокситу до алюмінію зменшився між 8 - 26% у відносних умовах для всіх перевірених зразків (Фігура 8). Це має сенс, оскільки він являє собою еквівалентне зниження масового потоку бокситів, які повинні бути погодові в процесі Байєр.
Фігура 7. Реактивний SiO2 на одиницю доступних Al2O3
Фігура 8. Боксити до алюмінієвого співвідношення.
3.3 Обговорення
Експериментальні дані свідчать про те, що сепаратор STET збільшив доступний Al2O3, одночасно зменшуючи SiO_2 контенту. Фігура 9 являє концептуальну схему очікуваних переваг, пов'язаних зі скороченням реактивного кремнезему і збільшенням наявного алюмінію до Процесу Байєра. Автори підраховують, що фінансова вигода для алюмінієвого уточнюючого $15-30 USD за тонну алюмінієвого виробу. Це відображає уникнути витрат від каустичної соди втратили де-кремнікатон продукту (Dsp), економія енергії від зменшення введення бокситів до нафтопереробного заводу, зменшення генерації червоних бруду і невеликий потік доходів, отриманий від продажу низькорівневого бокситу по продукту виробникам цементу. Фігура 9 окреслює очікувані переваги впровадження трибоелектростатичної технології STET як зухибної перед концентраційної бокситної руди до процесу Байєра.
Установка процесу сепарації STET для передоробки бокситів може бути виконана або на алюмінієвому заводі, або на бокситній шахті сама. Однак, процес STET вимагає сухого подрібнення бокситних руд перед розділенням, звільнити гангю, тому логістика шліфування та переробки бокситу на НПЗ може бути більш простим.
Як один варіант – сухий боксит буде грунтуватися за допомогою добре налагодженої технології сухого подрібнення, наприклад, вертикальний роликовий млин або ударний млин. Дрібно ґрунтовий боксит буде розділений процесом STET, з високоалютимнівний бокситний виріб, відправлений на алюмінієвий завод. Установка сухого шліфування дозволить викоріняти мокрий шліфувальний верстат, який традиційно використовується в процесі Байєра. Передбачається, що експлуатаційна вартість сухого подрібнення буде приблизно порівнянна з експлуатаційною вартістю мокрого подрібнення, особливо з огляду на мокрий шліфування, виконаний сьогодні, виконується на дуже лужної суміші, що призводить до значних витрат на технічне обслуговування.
Сухий низькорівневий бокситний продукт (хвостики) від процесу розділення буде продано на виробництво цементу як алюмінієвого джерела. Боксити зазвичай додаються до виробництва цементу, і сухий спільний продукт, на відміну від червоної бруду, не містить натрію, що б запобігти його використання у виробництві цементу. Це забезпечує нафтопереробний завод методом оцінки матеріалу, який інакше вийти з процесу переробки як червоний бруд, і вимагатиме довгострокового зберігання, представлення вартості.
Розрахунок експлуатаційних витрат, що виконуються авторами, оцінює перевагу проекту $27 USD за тонну алюмінію, з основними наслідками, досягнутими за еохотичної соди, зменшення червоної бруду, оцінка ко-продукту та економії пального за рахунок зниження об'єму бокситів до нафтопереробного заводу. Таким чином, 800,000 тонн на рік може очікувати фінансової вигоди від $21 М дол. (Див. малюнок 10). Цей аналіз не розглядає потенційну економію від зниження витрат на імпорт або логістику бокситів, що може ще більше підвищити повернення проекту.
Фігура 10. Переваги реактивного зниження кремнезему і наявного збільшення алюмінію.
4.0 Висновки
Резюме, суха обробка з сепаратором СТЕТ пропонує можливість генерувати цінність для виробників та переробників бокситів. Попередня обробка бокситів до переробки дозволить знизити хімічні витрати, знизити обсяг червоної бруду, що генерується і мінімізувати процес засмучує. Технологія STET дозволяє боксити процесорам перетворити неметелергічний сорт в металургійний боксит, що може зменшити потребу в імпортному боксити та/ або продовжити життя ресурсів кар'єру. Процес STET також може бути реалізований для отримання більш високої якості неме металургійного сорту і металургійного сорту бокситів, і цементного сорту бокситів по продуктах до процесу Байєра.
Процес СТЕТ вимагає мало передочисного лікування мінеральних і працює на великій потужності – до 40 тони на годину. Споживання енергії менше, ніж 2 кіловат-годин на тонну обробленого матеріалу. Крім того, процес STET є повністю комерціалізованою технологією в переробці корисних копалин, і тому не вимагає розробки нових технологій.
Посилання
1. Бергсдаль (Е), Говард (Е), Андерс H. Стомман (місто), і Едгар G. Гертвіч (значення) (2004), “Алюмінієва промисловість-середовище, технології та виробництво”.
2. Das, Субод к., і Веймін Інь (2007), “Світова економіка алюмінію: Сучасний стан галузі” (1-й) 59.11, PP. 57-63.
3. Вінсент Г. Пагорбі & Ерроль D. Сенке (Сона і Сона і Сона (2006), "Боксити", у промислових корисних копалинах & Порід: Товари, Ринки, та використання, Товариство гірничодобувної промисловості, Металургія та розвідка Inc., Енглвуд (значення), CO, PP. 227-261.
4. Еванс, Кен (2016), “Історія, Проблеми, та нові розробки в управлінні та використанні бокситного залишку”, Журнал сталої металургії 2.4, PP. 316-331
5. Жандрон (місто), Робін С., Мати Інгульстад, і Еспен Сторлі (2013), "Алюмінієва руда: політичної економіки світової бокситної промисловості", UBC Преса.
6. Шланг, H. R. (2016), “Бокситна мінералогія”, Основні читання в світлих металах, Спрінгер, Cham, PP. 21-29.
7. Аут'є-Мартін, Монік, та ін. (2001),”Мінералогія бокситів для виробництва алюмінію запаху", (1-й) 53.12, PP. 36-40.
8. Пагорбі, V. Г., і R. J. Робсон (2016), “Класифікація бокситів з точки зору заводу Байєр”, Основні читання в світлих металах, Спрінгер, Cham, PP. 30-36.
9. Пісня (2011), Гу (2016). “Китайський боксит і його вплив на виробництво алюмінію в Китаї”, Основні читання в світлих металах, Спрінгер, Cham, PP. 43-47.
10. Хабаші (Верхня Е), Фаті (Ехі) (2016) “Сто років байєра для виробництва алюмінію” Основні читання в світлих металах, Спрінгер, Cham, PP. 85-93.
11. Адамсон, A. Н., E. J. Блуор (Е), і А. R. Карр (2016) “Основні принципи проектування процесів Байєра”, Основні читання в світлих металах, Спрінгер, Cham, PP. 100-117.
12. Аніх (Аніх), Іван, та ін. (2016), “Алюмінієва технологічна дорожня карта”, Основні читання в світлих металах. Спрінгер, Cham, PP. 94-99.
13. Лю, Ванчао (Е), та ін. (2014), “Оцінка навколишнього середовища, управління та утилізація червоної бруду в Китаї”, Журнал чистого виробництва 84, PP. 606-610.
14. Еванс, Кен (2016), “Історія, Проблеми, та нові розробки в управлінні та використанні бокситного залишку”, Журнал сталої металургії 2.4, PP. 316-331.
15. Лю, Йонг, Чуксія Лін, і Йонгуї Ву (2007), “Характеристика червоної бруду походить від комбінованого методу байєрного процесу та бокситного кальцинації”, Журнал небезпечних матеріалів 146.1-2, PP. 255-261.
16. США. Геологічне обстеження (Usgs) (2018), "Боксити і алюміній", в Боксити і алюмінієвої статистики та інформації.
17. Парамуру (значення), R. K., P. C. (У 201 за, і V. Н. Місра (Естра) (2004), “Тенденції використання червоних бруду – огляд”, Переробка корисних копалин & Видобувний метал. Rev. 2, PP. 1-29.
18. Manouchehri, H, Hanumantha РОА, K, & Forssberg, K (2000), "Огляд електричних методів розділення, Частина 1: Фундаментальні аспекти, Мінерали & Металургічна обробка", т.. 17, Ні. 1, PP 23 – 36.
19. Manouchehri, H, Hanumantha РОА, K, & Forssberg, K (2000), "Огляд електричних методів розділення, Частина 2: Практичні міркування, Мінерали & Металургічна обробка", т.. 17, Ні. 1, PP 139 – 166.
20. Ralston O. (1961), Електростатичний поділ змішаних сипких тіл, Elsevier видавнича компанія, з друку.
