Chọn ngôn ngữ:
Thiết bị ST & Công nghệ LLC (STET) tribo-tĩnh điện vành đai tách là lý tưởng phù hợp để hưởng lợi rất tốt (<1μm) để vừa thô (500μm) Các hạt khoáng sản, với thông lượng rất cao. Các phát hiện thực nghiệm đã chứng minh khả năng của thiết bị phân tách STET trong việc tạo lợi ích cho các mẫu bauxite bằng cách tăng alumina có sẵn đồng thời giảm phản ứng và tổng silica. Công nghệ STET được trình bày như một phương pháp để nâng cấp và tiền lắng bauxite cô đặc để sử dụng trong sản xuất alumina. Xử lý khô bằng máy tách STET sẽ giúp giảm chi phí vận hành của nhà máy lọc dầu do tiêu thụ xút ăn da thấp hơn, Tiết kiệm năng lượng do khối lượng oxit trơ thấp hơn và giảm thể tích dư lượng nhà máy lọc alumina (ARR hoặc bùn đỏ). Ngoài ra, công nghệ STET có thể mang lại cho các nhà máy lọc alumina những lợi ích khác bao gồm tăng trữ lượng mỏ đá, mở rộng của cuộc sống trang web bùn đỏ xử lý, và kéo dài tuổi thọ hoạt động của các mỏ Bô xít hiện có bằng việc cải thiện sử dụng mỏ đá và tối đa hóa phục hồi. Sản phẩm phụ không chứa nước và không có hóa chất được sản xuất bởi quy trình STET có thể sử dụng để sản xuất xi măng với khối lượng lớn mà không cần xử lý trước, trái ngược với bùn đỏ đã hạn chế tái sử dụng có lợi.
1.0 Giới thiệu
Sản xuất nhôm có tầm quan trọng trung tâm cho ngành công nghiệp khai thác mỏ và luyện kim và cơ bản cho nhiều ngành công nghiệp [1-2]. Trong khi nhôm là nguyên tố kim loại phổ biến nhất được tìm thấy trên trái đất, trong tổng số khoảng 8% lớp vỏ của trái đất, như là một yếu tố đó là phản ứng và do đó không xảy ra tự nhiên [3]. Do đó, quặng giàu nhôm cần phải được tinh chế để sản xuất alumina và nhôm, dẫn đến thế hệ đáng kể của dư lượng [4]. Vì chất lượng của các mỏ bauxit từ chối toàn cầu, việc tạo ra dư lượng tăng, Đặt ra những thách thức cho các nhôm và ngành công nghiệp chế biến trong điều khoản chi phí xử lý, chi phí xử lý và tác động đến môi trường [3].
Vật liệu khởi đầu chính cho nhôm tinh chế là bô xít, thế giới chính nguồn thương mại nhôm [5]. Bauxite là một đá trầm tích hydroxit nhôm làm giàu, sản xuất từ việc tạo ra và phong hóa đá giàu oxit sắt, oxit nhôm, hoặc cả hai thường chứa thạch anh và đất sét như cao lanh [3,6]. Đá bauxite bao gồm phần lớn các khoáng vật nhôm gibbsite (Al(OH)3), boehmite (Γ-AlO(OH)) và germanit (Α-AlO(OH)) (Bàn 1), và thường được trộn lẫn với hai oxit sắt goethite (FeO(OH)) và hematit (Fe2O3), khoáng sản đất sét nhôm kaolinit, một lượng nhỏ anatase và/hoặc Titania (TiO2), ilmenit (FeTiO3) và các tạp chất khác với số lượng nhỏ hoặc dấu vết [3,6,7].
Các điều khoản trihydrat và monohydrat thường được sử dụng bởi ngành công nghiệp để phân biệt các loại khác nhau của bô xít. Bauxite đó là hoàn toàn hoặc gần như tất cả các vòng bi gibbsite được gọi là một quặng trihydrat; Nếu boehmit hoặc diaspore là các khoáng chất chi phối nó được gọi là quặng monohydrat [3]. Hỗn hợp của gibbsite và boehmit là phổ biến trong tất cả các loại Bô xít, boehmit và diaspore ít phổ biến, và gibbsite và diaspore hiếm. Mỗi loại quặng Bô xít trình bày những thách thức riêng của mình trong điều khoản của chế biến khoáng sản và beneficiation cho thế hệ của alumina [7,8].
Bàn 1. Thành phần hóa học của gibbsite, Boehmite và diaspore [3].
| Thành phần hóa học | Gibbsite AL(OH)3 hoặc Al2O 3.3 H2O | Boehmite ALO(OH) hoặc Al2O3.H2O | Diaspore ALO(OH) hoặc Al2O3.H2O |
|---|---|---|---|
| Al2O3 wt | 65.35 | 84.97 | 84.98 |
| (OH) wt | 34.65 | 15.03 | 15.02 |
Bauxit trầm tích đang lan rộng trên toàn thế giới, chủ yếu xảy ra ở khu vực nhiệt đới hoặc cận nhiệt đới [8]. Khai thác mỏ bauxit của cả quặng luyện kim và Phi luyện kim là tương tự như việc khai thác các khoáng sản công nghiệp khác. Bình thường, Các beneficiation hoặc điều trị của bô xít được giới hạn để nghiền, sàng, Rửa, và sấy quặng thô [3]. Flotation đã được sử dụng cho việc nâng cấp các quặng bauxit cấp thấp nhất định, Tuy nhiên nó đã không được chứng minh là có chọn lọc cao tại từ chối kaolinit, một nguồn chính của silica phản ứng đặc biệt là trong trihydrat bauxites [9].
Phần lớn các Bô xít sản xuất trên thế giới được sử dụng làm thức ăn cho sản xuất alumina qua quy trình Bayer, một phương pháp xút-lọc hóa chất ướt trong đó Al_2 O_3 được hòa tan ra khỏi đá bauxite bằng cách sử dụng dung dịch giàu xút ăn da ở nhiệt độ và áp suất cao [3,10,11]. Sau đó, phần lớn alumina được sử dụng làm thức ăn cho sản xuất kim loại nhôm qua quy trình Hall-Héroult, liên quan đến việc giảm điện phân của nhôm trong bồn tắm Cryôlit (Na3AlF6). Mất khoảng 4-6 tấn khô Bô xít để sản xuất 2 t của alumina, mà lần lượt sản lượng 1 t của nhôm kim loại [3,11].
Quá trình Bayer được khởi xướng bằng cách trộn sạch và mặt đất mịn Bô xít với các giải pháp Leach. Các kết quả bùn chứa 40-50% chất rắn sau đó được áp lực và đun nóng với hơi nước. Ở bước này, một số alumina được giải thể và tạo thành natri aluminat hòa tan (NaAlO2), nhưng do sự hiện diện của silica phản ứng, một silicat natri nhôm phức tạp cũng kết tủa đại diện cho sự mất mát của cả alumina và soda. Bùn kết quả được rửa sạch, và dư lượng tạo ra (Ví dụ., Bùn đỏ) là chiết. Natri aluminat sau đó được kết tủa như là nhôm trihydrat (Al(OH)3) thông qua quá trình gieo hạt. Các giải pháp soda ăn da kết quả được recirculated vào các giải pháp Leach. Cuối cùng, Các được lọc và rửa rắn alumina trihydrat là bắn hoặc nung để sản xuất alumina [3,11].
Nhiệt độ lọc có thể dao động từ 105 ° c đến 290 ° c và phạm vi áp suất tương ứng từ 390 kPa đến 1500 Kpa. Các phạm vi nhiệt độ thấp hơn được sử dụng cho Bô xít, trong đó gần như tất cả các alumina có sẵn là hiện nay như gibbsite. Nhiệt độ cao hơn là cần thiết để đào bô xít có một tỷ lệ lớn boehmite và diaspore. Ở nhiệt độ 140 ° C hoặc ít hơn chỉ gibbsit và các nhóm cao lanh hòa tan trong rượu soda ăn da và do đó nhiệt độ như vậy được ưa thích để xử lý nhôm trihydrate . Ở nhiệt độ lớn hơn 180 ° c alumina hiện nay như trihydrat và monohydrat được phục hồi trong dung giải và cả đất sét và thạch anh Việt trở thành phản ứng [3]. Điều kiện hoạt động như nhiệt độ, liều lượng áp lực và thuốc thử bị ảnh hưởng bởi các loại Bô xít và do đó mỗi nhà máy lọc alumina được thiết kế riêng cho một loại quặng Bô xít cụ thể. Sự mất mát của xút đắt tiền (NaOH) và thế hệ của bùn đỏ là cả hai liên quan đến chất lượng của bô xít được sử dụng trong quá trình tinh chế. Nói chung, hàm lượng thấp hơn Al_2 O_3 của bô xít, lớn hơn khối lượng của bùn đỏ sẽ được tạo ra, như các giai đoạn không Al_2 O_3 bị từ chối như bùn đỏ. Ngoài ra, cao hơn các kaolinit hoặc phản ứng silica nội dung của bô xít, Bùn đỏ hơn sẽ được tạo ra [3,8].
Bô xít cao cấp chứa đến 61% Al_2 O_3, và nhiều hoạt động tiền gửi Bô xít-thường được gọi là lớp không luyện kim- cũng dưới đây, đôi khi là thấp như 30-50% Al_2 O_3. Bởi vì sản phẩm mong muốn là độ tinh khiết cao
Al_2 O_3, các oxit còn lại trong bô xít (Fe2O3, SiO2, TiO2, vật liệu hữu cơ) được tách ra khỏi Al_2 O_3 và bị từ chối như là dư lượng máy lọc alumina (ARR) hoặc bùn đỏ qua quy trình Bayer. Nói chung, chất lượng thấp hơn Bô xít (Ví dụ., nội dung Al_2 O_3 thấp hơn) Bùn đỏ hơn được tạo ra trên một tấn sản phẩm alumina. Ngoài ra, thậm chí một số Al_2 O_3 khoáng chất mang, đáng chú ý là kaolinit, sản xuất các phản ứng phụ không mong muốn trong quá trình tinh chế và dẫn đến sự tăng thế hệ bùn đỏ, cũng như một cân đắt tiền sự xen kẽ xút đều hóa học, một chi phí biến lớn trong bô xít tinh chỉnh quá trình [3,6,8].
Bùn đỏ hoặc mũi tên đại diện cho một thách thức lớn và ngày-đi cho ngành công nghiệp nhôm [12-14]. Bùn đỏ chứa đáng kể dư ăn da hóa học đoạn từ quá trình tinh chế, và là rất kiềm, thông thường với độ pH của 10 – 13 [15]. Nó được tạo ra trong khối lượng lớn trên toàn thế giới-theo USGS, ước tính toàn cầu nhôm chế 121 triệu tấn trong 2016 [16]. Điều này dẫn đến ước tính 150 triệu tấn của bùn đỏ được tạo ra trong cùng kỳ [4]. Mặc dù nghiên cứu liên tục, Bùn đỏ hiện nay có vài đường khả thi về mặt thương mại để mang lại lợi ích tái sử dụng. Người ta ước tính rằng rất ít của bùn đỏ có lợi tái sử dụng trên toàn thế giới [13-14]. Thay vì, Bùn đỏ được bơm từ các nhà máy lọc alumina vào sự sung lưu trữ hoặc bãi chôn lấp, nơi nó được lưu trữ và theo dõi chi phí lớn [3]. Do đó, một đối số kinh tế và môi trường có thể được thực hiện để cải thiện chất lượng của bô xít trước khi tinh chế, đặc biệt nếu các cải tiến như vậy có thể được thực hiện thông qua các kỹ thuật tách vật lý năng lượng thấp.
Trong khi dự kiến đã được chứng minh của bô xít sẽ kéo trong nhiều năm, chất lượng dự trữ có thể được truy cập về kinh tế là từ chối [1,3]. Cho refiners, Ai là trong kinh doanh chế biến bôxít làm nhôm, và cuối cùng là bằng kim loại nhôm, đây là một thách thức với các tác động môi trường và tài chính
Phương pháp khô như tách tĩnh điện có thể được quan tâm của ngành công nghiệp Bô xít cho trước nồng độ của bô xít trước khi quá trình Bayer. Phương pháp tách tĩnh điện sử dụng liên hệ, hoặc tribo-Electric, sạc là đặc thù thú vị vì tiềm năng của họ để tách một loạt các hỗn hợp có chứa dẫn điện, cách điện, và các hạt bán dẫn. Tribo-điện sạc xảy ra khi rời rạc, những hạt không giống nhau va chạm với nhau, hoặc với một bề mặt thứ ba, dẫn đến sự chênh lệch phí trên bề mặt giữa hai loại hạt. Các dấu hiệu và độ lớn của sự khác biệt phí phụ thuộc một phần vào sự khác biệt trong mối quan hệ electron (hoặc chức năng làm việc) giữa các loại hạt. Sau đó, phân tách có thể đạt được bằng cách sử dụng một điện trường bên ngoài áp dụng.
Kỹ thuật này đã được sử dụng trong công nghiệp trong các loại dấu tách tự do theo chiều dọc. Trong máy phân tách rơi tự do, Các hạt đầu tiên thu phí, sau đó giảm lực hấp dẫn thông qua một thiết bị với các điện cực đối lập áp dụng một trường mạnh mẽ để làm chệch hướng quỹ đạo của các hạt theo dấu hiệu và cường độ của các phí bề mặt của họ [18]. Các máy phân tách rơi tự do có thể hiệu quả đối với các hạt thô nhưng không hiệu quả trong việc xử lý các hạt mịn hơn khoảng 0.075 để 0.1 mm [19-20]. Một trong những phát triển mới hứa hẹn nhất trong tách khoáng khô là tribo-Máy tách dây tĩnh điện. Công nghệ này đã mở rộng phạm vi kích thước hạt với các hạt tốt hơn so với thông thường tách tĩnh điện công nghệ, vào phạm vi mà chỉ nổi đã thành công trong quá khứ.
Tribo-tách tĩnh điện sử dụng điện tích khác nhau giữa các vật liệu được sản xuất bởi liên lạc bề mặt hoặc sạc triboelectric. Theo những cách đơn giản, Khi hai vật liệu được liên lạc, Các vật liệu với một ái lực cao hơn cho chổi tăng electron do đó thay đổi tiêu cực, trong khi các nguyên liệu với thấp hơn chi phí điện tử ái lực tích cực.
Thiết bị ST & Công nghệ (STET) tribo-tách dây tĩnh điện cung cấp một tiểu thuyết beneficiation tuyến đường đến các quặng Bô xít tập trung trước. STET khô tách quá trình cung cấp tên nhà sản xuất hoặc Bô xít refiners một cơ hội để thực hiện quá trình trước Bayer nâng cấp quặng bauxite để cải thiện chất lượng. Cách tiếp cận này có nhiều lợi ích, Bao gồm: Giảm chi phí của nhà máy lọc dầu do tiêu thụ thấp hơn của xút hoạt động bằng cách giảm nhập phản ứng silica; tiết kiệm năng lượng trong quá trình tinh chỉnh do khối lượng thấp của các oxit trơ (Fe2O3, Tio2, Không phản ứng SiO2) nhập với Bô xít; khối lượng nhỏ hơn của bô xít đến nhà máy lọc và do đó yêu cầu năng lượng ít hơn để nhiệt và tạo sức ép; giảm khối lượng thế hệ bùn đỏ (Ví dụ., Bùn đỏ nhôm tỷ lệ) bằng cách loại bỏ silica phản ứng và trơ oxit; và, kiểm soát chặt chẽ hơn chất lượng bauxit đầu vào làm giảm rối loạn quá trình và cho phép tinh chỉnh để nhắm mục tiêu mức độ silica phản ứng lý tưởng để tối đa hóa sự từ chối tạp chất. Cải thiện kiểm soát chất lượng đối với nguồn cấp dữ liệu bauxit để lọc dầu cũng tối đa hóa thời gian hoạt động và năng suất. Hơn thế nữa, giảm khối lượng bùn đỏ dịch thành chi phí điều trị và xử lý ít hơn và sử dụng tốt hơn các bãi rác hiện có.
Tiền xử lý quặng Bô xít trước khi quá trình Bayer có thể cung cấp những lợi thế đáng kể về chế biến và bán hàng của Tailings. Không giống như bùn đỏ, Tailings từ một quá trình điện khô chứa không có hóa chất và không đại diện cho một môi trường lưu trữ dài hạn trách nhiệm pháp lý. Không giống như bùn đỏ, khô bằng-products/tailings từ một bô xít trước chế biến hoạt động có thể được sử dụng trong sản xuất xi măng như không có yêu cầu để loại bỏ natri, đó là bất lợi cho sản xuất xi măng. Trong thực tế-Bô xít đã là một nguyên liệu phổ biến cho sản xuất xi măng Portland. Mở rộng tuổi thọ hoạt động của các mỏ Bô xít hiện có cũng có thể đạt được bằng cách cải thiện việc sử dụng mỏ đá và tối đa hóa phục hồi.
2.0 Thử nghiệm
2.1 Vật liệu
STET tiến hành các nghiên cứu tiền khả thi ở trên 15 mẫu Bô xít khác nhau từ các địa điểm khác nhau trên thế giới bằng cách sử dụng một máy tách quy mô băng ghế dự bị. Các, 7 Các mẫu khác nhau đã được
Bàn 2. Kết quả phân tích hóa học mẫu Bô xít.
2.2 Phương pháp
Các thí nghiệm được tiến hành bằng cách sử dụng bộ tách dây đai tĩnh điện ở quy mô băng ghế dự bị, sau đây gọi là ' dấu tách để bàn '. Thử nghiệm cân bàn là giai đoạn đầu của quá trình thực hiện công nghệ ba pha (Xem bảng 3) bao gồm đánh giá quy mô băng, thử nghiệm quy mô phi công và thực hiện quy mô thương mại.
Các máy phân tách để bàn được sử dụng để sàng lọc cho các bằng chứng của tribo-sạc điện và để xác định nếu một vật liệu là một ứng cử viên tốt cho tĩnh điện beneficiation. Sự khác biệt chính giữa mỗi phần của thiết bị được trình bày trong bảng 3. Trong khi các thiết bị được sử dụng trong từng giai đoạn khác nhau về kích thước, nguyên tắc hoạt động về cơ bản giống nhau.
Bàn 3. Quy trình thực hiện ba giai đoạn sử dụng công nghệ phân tách dây đai tĩnh điện
| Giai đoạn | Được sử dụng cho: | Điện cực Chiều dài cm | Loại quy trình |
|---|---|---|---|
| 1- Đánh giá cân bàn | Đánh giá chất lượng | 250 | Lô |
| 2- Quy mô thí điểm Thử nghiệm | Đánh giá định lượng | 610 | Lô |
| 3- Thực hiện quy mô thương mại | Sản xuất thương mại | 610 | Liên tục |
Như có thể được nhìn thấy trong bảng 3, sự khác biệt chính giữa máy tách để bàn và quy mô phi công và dấu tách quy mô thương mại là độ dài của dấu tách để bàn xấp xỉ 0.4 lần chiều dài của quy mô phi công và các đơn vị quy mô thương mại. Khi hiệu quả phân tách là một chức năng của chiều dài điện cực, không thể sử dụng thử nghiệm cân bàn để thay thế cho thử nghiệm quy mô phi công. Thử nghiệm quy mô thí điểm là cần thiết để xác định mức độ tách mà quá trình STET có thể đạt được, và để xác định xem quá trình STET có thể đáp các mục tiêu sản phẩm theo tỷ giá thức ăn cho. Thay vì, bộ tách bàn được sử dụng để loại trừ các tài liệu ứng cử viên không thể chứng minh sự tách rời đáng kể ở mức quy mô thí điểm. Kết quả thu được trên quy mô băng ghế dự bị sẽ không tối ưu, và sự phân chia được quan sát thấy ít hơn sẽ được quan sát thấy trên một dấu tách STET có kích thước thương mại.
Kiểm tra tại nhà máy thí điểm là cần thiết trước khi triển khai quy mô thương mại, Tuy nhiên, kiểm tra ở quy mô dự bị được khuyến khích như là giai đoạn đầu của quá trình thực hiện cho bất kỳ tài liệu nhất định. Hơn nữa, trong trường hợp có tính khả dụng của vật liệu bị hạn chế, bộ tách bàn cung cấp một công cụ hữu ích cho việc chiếu các dự án thành công tiềm năng (Ví dụ., Các dự án mà khách hàng và mục tiêu chất lượng trong ngành có thể được đáp ứng bằng cách sử dụng công nghệ STET).
2.2.1 Bộ tách đai chống tĩnh điện STET
Trong tribo-Máy tách dây tĩnh điện (Con số 1 và hình 2), vật liệu được đưa vào khoảng cách mỏng 0.9 – 1.5 cm giữa hai điện cực phẳng. Các hạt triboelectrically được trả bởi interparticle liên hệ. Ví dụ:, trong trường hợp của một mẫu Bô xít mà thành phần chính là gibssite, Các hạt khoáng sản kaolinit và thạch anh, tính tích (gibstrang web) và tính phí tiêu cực (kaolinit và thạch anh) đang thu hút để đối diện với điện cực. Các hạt sau đó được quét bởi một vành đai mở liên tục di chuyển và truyền tải theo hướng ngược lại. Di chuyển vành đai liền kề với mỗi điện cực hướng tới kết thúc đối diện của sự tách hạt. Điện trường chỉ cần di chuyển các hạt một phần nhỏ của một centimet để di chuyển một hạt từ một trái di chuyển đến một dòng chuyển động bên phải. Dòng truy cập hiện tại của các hạt tách và sạc triboelectric liên tục bởi va chạm hạt cung cấp cho một sự tách đa giai đoạn và kết quả trong độ tinh khiết tuyệt vời và phục hồi trong một đơn vị thông qua. Tốc độ đai cao cũng cho phép rất cao throughputs, tối đa 40 tấn / giờ trên một đĩa đơn tách. Bằng cách kiểm soát các thông số quá trình khác nhau, thiết bị cho phép tối ưu hóa lớp khoáng sản và phục hồi.
Con số 1. Sơ đồ triboelectric vành đai tách
Thiết kế tách là tương đối đơn giản. Vành đai và con lăn kết hợp là các bộ phận chuyển động duy nhất. Các điện cực là văn phòng phẩm và một bằng vật liệu bền bỉ một cách thích hợp. Thắt lưng được làm bằng vật liệu nhựa. Kẹp điện cực dài là khoảng 6 mét (20 ft.) và chiều rộng 1.25 mét (4 ft.) Đối với đơn vị thương mại kích thước đầy đủ. Mức tiêu thụ điện năng ít hơn 2 mỗi kilowatt-giờ / tấn nguyên liệu chế biến với hầu hết các điện tiêu thụ bởi hai động cơ lái xe vành đai.
Con số 2. Các chi tiết của tách khu
Quá trình này là hoàn toàn khô, yêu cầu không có tài liệu bổ sung và sản xuất không phát thải chất thải nước hoặc không khí. Đối với tách khoáng sản, bộ tách cung cấp công nghệ để giảm mức sử dụng nước, mở rộng cuộc sống dự trữ và/hoặc phục hồi và tái xử lý Tailings.
Nhỏ gọn của hệ thống cho phép sự linh hoạt trong thiết kế lắp đặt. Các tribo-dây đai công nghệ tách tĩnh điện là mạnh mẽ và đã được chứng minh kỹ thuật và lần đầu tiên áp dụng trong công nghiệp để xử lý đốt than bay tro trong 1997. Công nghệ này có hiệu quả trong việc tách các hạt cacbon khỏi sự đốt cháy không đầy đủ của than, từ các hạt khoáng vật thủy tinh aluminosilicate trong tro bay. Công nghệ này đã được cụ cho phép tái chế của khoáng sản-tro bay giàu như là một thay thế xi măng trong sản xuất bê tông.
Kể từ khi 1995, qua 20 triệu tấn tro bay sản phẩm đã được xử lý bởi các dấu tách STET được cài đặt tại Hoa Kỳ. Lịch sử công nghiệp của fly ash tách được liệt kê trong bảng 4.
Trong chế biến khoáng sản, công nghệ tách dây đai triboelectric đã được sử dụng để tách một loạt các vật liệu bao gồm canxit/thạch anh, Tan/Magnesit, và barit/thạch anh.
Con số 3. Tribo thương mại-máy tách đai tĩnh điện
Bàn 4. Ứng dụng công nghiệp của tribo-tách đai tĩnh điện cho tro bay.
| Tiện ích / nhà máy điện | Vị trí | Bắt đầu hoạt động thương mại | Chi tiết cơ sở |
|---|---|---|---|
| Công tước năng lượng-Roxboro Station | Bắc Carolina Hoa Kỳ | 1997 | 2 Máy phân tách |
| Talen năng lượng- Brandon Shores | Maryland USA | 1999 | 2 Máy phân tách |
| Scotland điện- Longannet Station | Scotland, Vương Quốc Anh | 2002 | 1 Phân cách |
| Jacksonville Electric-St. Công viên Johns River Power | Florida Hoa Kỳ | 2003 | 2 Máy phân tách |
| Nam Mississippi điện-R. D. Morrow | Hoa Kỳ Mississippi | 2005 | 1 Phân cách |
| New Brunswick điện-Belledune | New Brunswick Canada | 2005 | 1 Phân cách |
| Trạm RWE npower-Didcot | Anh Vương Quốc Anh | 2005 | 1 Phân cách |
| Ga tàu Talen Energy-Brunner Island | Pennsylvania USA | 2006 | 2 Máy phân tách |
| Tampa Electric-Big Bend ga | Florida Hoa Kỳ | 2008 | 3 Máy phân tách |
| Trạm RWE npower-Aberthaw | Wales, Vương Quốc Anh | 2008 | 1 Phân cách |
| Nhà ga EDF Energy-West Burton | Anh Vương Quốc Anh | 2008 | 1 Phân cách |
| ZGP (Lafarge xi măng/Ciech Janikosoda liên doanh) | Ba Lan | 2010 | 1 Phân cách |
| Sức mạnh Đông Nam Triều tiên- Phường yeongheung | Nam Triều tiên | 2014 | 1 Phân cách |
| PGNiG Termika-Sierkirki | Ba Lan | 2018 | 1 Phân cách |
| Công ty Xi măng taiheiyo-Chichibu | Nhật bản | 2018 | 1 Phân cách |
| Tro bay Armstrong- Xi măng Eagle | Philippines | 2019 | 1 Phân cách |
| Sức mạnh Đông Nam Triều tiên- Đảo samcheonpo | Nam Triều tiên | 2019 | 1 Phân cách |
2.2.2 Thử nghiệm cân bàn
Các thử nghiệm quy trình tiêu chuẩn đã được thực hiện xung quanh mục tiêu cụ thể là tăng nồng độ Al_2 O_3 và giảm nồng độ khoáng chất gangue. Các thử nghiệm được tiến hành trên bộ tách để bàn trong điều kiện hàng loạt, với thử nghiệm thực hiện trong trùng lặp để mô phỏng trạng thái ổn định, và đảm bảo rằng bất kỳ hiệu ứng ngờ nào có thể xảy ra từ điều kiện trước đó không được xem là. Trước mỗi bài kiểm tra, một tiểu Mẫu thức ăn nhỏ đã được thu thập (là 'Ăn'). Sau khi thiết lập tất cả các biến chiến dịch, Các vật liệu được đưa vào phân cách để sử dụng một feeder rung điện thông qua Trung tâm để tách. Mẫu đã được thu thập vào cuối mỗi thí nghiệm và các trọng lượng của sản phẩm kết thúc 1 (chỉ định là 'E1') và sản phẩm cuối cùng 2 (chỉ định là 'E2') đã được xác định bằng cách sử dụng một quy mô thương mại có quy phạm pháp luật đếm. Đối với mẫu Bô xít, ' E2 ' tương ứng với sản phẩm giàu bauxite. Đối với mỗi bộ phụ mẫu (Ví dụ., Nguồn cấp dữ liệu, E1 và E2) LOI, thành phần oxit chính của XRF, silica phản ứng và alumina có sẵn đã được xác định. Đặc tính XRD được thực hiện trên các mẫu phụ đã chọn.
3.0 Kết quả và thảo luận
3.1. Mẫu khoáng vật
Kết quả phân tích định lượng XRD cho mẫu nguồn cấp dữ liệu được bao gồm trong bảng 5. Phần lớn các mẫu được chủ yếu bao gồm gibbsite và số lượng khác nhau của goethite, Hematit, kaolinit, và thạch anh. Ilmenit và anatase cũng được hiển nhiên với số lượng nhỏ trong phần lớn các mẫu.
Có một sự thay đổi trong thành phần khoáng sản cho S6 và S7 như các mẫu nguồn cấp dữ liệu này chủ yếu bao gồm diaspore với một lượng nhỏ canxit, Hematit, goethite, boehmite, kaolinit, gibbsit, Thạch anh, anatase, và rutil được phát hiện. Một giai đoạn vô định hình cũng được phát hiện trong S1 và S4 và trải dài từ khoảng 1 để 2 Phần trăm. Điều này có lẽ do một trong hai sự hiện diện của một khoáng chất smectit, hoặc không có vật liệu tinh thể. Vì vật liệu này không thể được đo trực tiếp, kết quả cho các mẫu này nên được xem xét gần đúng.
3.2 Thí nghiệm cân bàn
Một loạt các thử nghiệm đã được thực hiện trên mỗi mẫu khoáng sản nhằm tối đa hóa Al2O3 và giảm nội dung SiO_2. Các loài tập hợp với sản phẩm giàu bauxite sẽ được chỉ ra hành vi sạc tích cực. Kết quả được hiển thị trong bảng 6
Bàn 5. XRD phân tích Mẫu thức ăn chăn nuôi.
Bàn 6. Tóm tắt kết quả.
Thử nghiệm với phân tách bàn STET chứng minh chuyển động đáng kể của Al2O3 cho tất cả các mẫu. Việc tách Al2O3 được quan sát thấy cho S1-5 chủ yếu là gibbsite, và cũng cho S6-7 mà chủ yếu là diaspore. Ngoài ra, Các yếu tố chính khác của Fe2O3, SiO2 và TiO2 đã chứng minh chuyển động đáng kể trong hầu hết các trường hợp. Đối với tất cả các mẫu, chuyển động của sự mất mát về lửa (LOI) theo sau chuyển động của Al2O3. Trong điều kiện của silica phản ứng và alumina có sẵn, cho S1-5 mà gần như tất cả các gibbsite (nhôm trihydrat) giá trị cần được xem xét ở 145 ° c trong khi cho S6-7 mà khoáng sản chiếm ưu thế là diaspore (nhôm monohydrat) giá trị của chúng. Đối với tất cả các mẫu thử nghiệm với máy phân tách bàn STET chứng minh sự tăng đáng kể trong nhôm có sẵn và giảm đáng kể các silica phản ứng cho sản phẩm cho cả hai mẫu trihydrat và monohydrat Bô xít. Sự chuyển động của các loài khoáng vật lớn cũng được quan sát và được hiển thị bằng đồ họa bên dưới trong hình 4.
Về khoáng vật học, Bộ tách STET đã chứng minh nồng độ của các gibbsite mang alumina và diaspore cho sản phẩm giàu bauxite trong khi đồng thời từ chối các loài gangue khác. Số liệu 5 và 6 Hiển thị tính chọn lọc của các giai đoạn khoáng chất cho sản phẩm giàu bauxite cho các mẫu trihydrat và monohydrat, Tương ứng. Selectivity được tính như là sự khác biệt giữa các phàm hàng loạt cho các sản phẩm cho mỗi loài khoáng sản và phục hồi khối lượng tổng thể để. Một tính chọn lọc tích cực là dấu hiệu của nồng độ khoáng chất cho sản phẩm giàu bauxite, và của một hành vi tổng thể sạc tích cực. Trái, một giá trị tính chọn lọc tiêu cực là dấu hiệu của nồng độ cho coproduct-nạc bauxite, và của một hành vi tổng thể sạc tiêu cực.
Đối với tất cả các mẫu nhiệt độ thấp của trihydrat (Ví dụ., S1, S2 và S4) kaolinit trưng bày một hành vi tính phí tiêu cực và tập trung vào các bauxite-nạc đồng sản phẩm trong khi gibbsite tập trung vào các sản phẩm giàu bauxite (Con số 5). Đối với tất cả các mẫu nhiệt độ cao monohydrat (Ví dụ., S6 và S7) Các khoáng vật mang silica phản ứng, kaolinit và thạch anh, trưng bày một hành vi sạc. Đối với những thứ hai, diaspore và boehmit báo cáo với các sản phẩm bauxite giàu có và trưng bày một hành vi tích cực sạc (Con số 6).
Con số 5. Tính chọn lọc của các giai đoạn khoáng sản.
Con số 6. Tính chọn lọc của các giai đoạn khoáng sản.
Các phép đo của alumina có sẵn và silica phản ứng chứng minh chuyển động đáng kể. Đối với nhiệt độ thấp bauxites (S1-S5), lượng silica phản ứng hiện diện trên mỗi đơn vị của alumina có sẵn đã được giảm từ 10-50% trên cơ sở tương đối (Con số 7). Một sự giảm tương tự được quan sát thấy ở nhiệt độ cao bauxites (S6-S7) như có thể được nhìn thấy trong hình 7.
Các Bô xít với tỷ lệ alumina đã được tính toán như là nghịch đảo của alumina có sẵn. Các Bô xít với tỷ lệ alumina đã được giảm xuống bởi giữa 8 – 26% trong các điều khoản tương đối cho tất cả các mẫu thử (Con số 8). Điều này có ý nghĩa vì nó đại diện cho một sự giảm tương đương trong dòng chảy khối lượng của bô xít mà cần phải được cho ăn vào quá trình Bayer.
Con số 7. SiO2 phản ứng cho mỗi đơn vị có sẵn Al2O3
Con số 8. Bauxite với tỷ lệ alumina.
3.3 Thảo luận
Dữ liệu thử nghiệm chứng tỏ rằng dấu tách STET tăng sẵn Al2O3 trong khi đồng thời giảm nội dung SiO_2. Con số 9 trình bày một sơ đồ khái niệm về những lợi ích mong đợi liên quan đến việc giảm silica phản ứng và tăng alumina có sẵn trước khi quy trình Bayer. Các tác giả tính toán rằng lợi ích tài chính cho một nhà tinh chỉnh alumina sẽ là trong phạm vi của $15-30 USD/tấn sản phẩm alumina. Điều này phản ánh tránh chi phí từ soda ăn da mất đến de-silicaton sản phẩm (Dsp), tiết kiệm năng lượng từ việc giảm đầu vào của bô xít vào nhà máy lọc, giảm trong thế hệ bùn đỏ và một dòng doanh thu nhỏ tạo ra từ việc bán các sản phẩm Bô xít cấp thấp cho các nhà sản xuất xi măng. Con số 9 phác thảo các lợi ích mong đợi của việc thực hiện công nghệ triboelectrostatic Stet như là một có nghĩa là trước khi tập trung quặng Bô xít trước khi quá trình Bayer.
Lắp đặt quá trình tách Stet cho tiền xử lý Bô xít có thể được thực hiện hoặc tại các nhà máy lọc alumina hoặc mỏ Bô xít chính nó. Tuy nhiên, quá trình STET đòi hỏi phải nghiền khô các quặng bauxit trước khi tách, để giải phóng các gangue, do đó các hậu cần của nghiền và chế biến Bô xít tại nhà máy lọc có thể được đơn giản hơn.
Như một lựa chọn – Các Bô xít khô sẽ là mặt đất bằng cách sử dụng tốt thiết lập công nghệ khô mài, Ví dụ như một cối xay lăn dọc hoặc tác động cối xay. Các mặt đất mịn Bô xít sẽ được tách ra bởi quá trình Stet, với sản phẩm bauxit cao alumina được gửi đến nhà máy lọc nhôm. Việc lắp đặt mài khô cho phép loại bỏ các loại mài ướt theo truyền thống được sử dụng trong quá trình Bayer. Người ta cho rằng chi phí vận hành của mài khô sẽ tương đương với chi phí vận hành của mài ướt, đặc biệt là xem xét các mài ướt thực hiện ngày hôm nay được thực hiện trên một hỗn hợp rất kiềm, dẫn đến chi phí bảo trì đáng kể.
Các sản phẩm đồng Bô xít khô cấp thấp (Tailings) từ quá trình tách sẽ được bán cho sản xuất xi măng như là một nguồn alumina. Bô xít thường được thêm vào sản xuất xi măng, và đồng sản phẩm khô, không giống như bùn đỏ, không chứa natri mà sẽ ngăn chặn sự sử dụng của nó trong sản xuất xi măng. Điều này cung cấp các nhà máy lọc với một phương pháp của vật liệu valorizing mà nếu không sẽ thoát khỏi quá trình tinh chế như bùn đỏ, và yêu cầu lưu trữ lâu dài, đại diện cho một chi phí.
Một tính toán chi phí hoạt động được thực hiện bởi các tác giả ước tính lợi ích của dự án $27 USD/tấn alumina, với các tác động lớn đạt được thông qua việc giảm trong soda ăn da, giảm bùn đỏ, valorization của các đồng sản phẩm và tiết kiệm nhiên liệu do khối lượng thấp của bô xít cho các nhà máy lọc. Do đó một 800,000 nhà máy lọc mỗi năm có thể mong đợi lợi ích tài chính $21 M USD/năm (Xem hình 10). Phân tích này không xem xét tiết kiệm tiềm năng từ việc giảm chi phí nhập khẩu hoặc hậu cần của bô xít, có thể nâng cao hơn nữa dự án trở lại.
Con số 10. Lợi ích của giảm silica phản ứng và tăng alumina có sẵn.
4.0 Kết luận
Tóm lại, xử lý khô với máy phân tách Stet mang lại cơ hội tạo ra giá trị cho các nhà sản xuất và lọc dầu Bô xít. Việc xử lý tiền bauxit trước khi tinh chế sẽ giảm chi phí hóa học, giảm khối lượng bùn đỏ tạo ra và giảm thiểu các rối loạn quy trình. Stet công nghệ có thể cho phép các bộ vi xử lý Bô xít để biến lớp không luyện kim thành lớp luyện kim Bô xít-mà có thể làm giảm nhu cần nhập khẩu Bô xít và/hoặc mở rộng ra khỏi cuộc sống tài nguyên mỏ đá. Quá trình Stet cũng có thể được thực hiện để tạo ra chất lượng cao hơn không luyện kim và lớp luyện kim Bô xít, và xi măng lớp Bô xít bằng sản phẩm trước khi quá trình Bayer.
Quá trình STET đòi hỏi phải điều trị trước ít khoáng sản và hoạt động ở công suất cao-lên đến 40 âm mỗi giờ. Tiêu thụ năng lượng ít hơn 2 kilowatt-giờ mỗi tấn vật liệu xử lý. Hơn nữa, quá trình STET là một công nghệ thương mại hoá hoàn toàn trong chế biến khoáng sản, và do đó không đòi hỏi sự phát triển của công nghệ mới.
Tài liệu tham khảo
1. Bergsdal,, Các, Thang H. Người strø, và Edgar G. Cây hertwich (2004), “Các ngành công nghiệp nhôm-môi trường, công nghệ và sản xuất”.
2. Das, Subodh K., và Weimin Yin (2007), “Nền kinh tế nhôm trên toàn thế giới: Tình trạng hiện tại của ngành công nghiệp” JOM 59.11, PP. 57-63.
3. Vincent G. Hill & Errol, Mỹ. Cảng sehnke (2006), Bô xít, trong khoáng sản công nghiệp & Đá: Hàng hoá, Markets, và sử dụng, Xã hội khai khoáng, Luyện kim và Exploration Inc., Englewood, Co, PP. 227-261.
4. Evans, Ken (2016), “Lịch sử, Thách thức, và phát triển mới trong việc quản lý và sử dụng dư lượng Bô xít”, Tạp chí luyện kim bền vững 2.4, PP. 316-331
5. Gendron, Robin S., Nệm Ingulstad, và Espen Storli (2013), "Quặng nhôm: nền kinh tế chính trị của ngành công nghiệp Bô xít toàn cầu ", Báo chí UBC.
6. Vòi, H. R. (2016), “Khoáng vật bauxite”, Đọc khái quát trong ánh sáng kim loại, Springer, Cham, PP. 21-29.
7. Authier-Martin, Monique, et al. (2001),”Các khoáng vật của bô xít để sản xuất các loại alumina lớp smelter ", JOM 53.12, PP. 36-40.
8. Hill, V. G., và R. J. Robson (2016), “Việc phân loại Bô xít từ quan điểm thực vật Bayer”, Đọc khái quát trong ánh sáng kim loại, Springer, Cham, PP. 30-36.
9. Songqing, Gu (2016). “Trung Quốc bauxite và ảnh hưởng của nó về sản xuất alumina tại Trung Quốc”, Đọc khái quát trong ánh sáng kim loại, Springer, Cham, PP. 43-47.
10. Cảng habashi, Fathi (2016) “Một trăm năm của quy trình Bayer cho sản xuất alumina” Đọc khái quát trong ánh sáng kim loại, Springer, Cham, PP. 85-93.
11. Adamson, A. N., E. J. Bloore, và A. R. Carr (2016) “Nguyên tắc cơ bản của Bayer thiết kế quy trình”, Đọc khái quát trong ánh sáng kim loại, Springer, Cham, PP. 100-117.
12. Anich, Ivan, et al. (2016), “Lộ trình công nghệ alumina”, Đọc khái quát trong ánh sáng kim loại. Springer, Cham, PP. 94-99.
13. Lưu, Wanchao, et al. (2014), “Đánh giá môi trường, quản lý và sử dụng bùn đỏ ở Trung Quốc”, Tạp chí sản xuất sạch hơn 84, PP. 606-610.
14. Evans, Ken (2016), “Lịch sử, Thách thức, và phát triển mới trong việc quản lý và sử dụng dư lượng Bô xít”, Tạp chí luyện kim bền vững 2.4, PP. 316-331.
15. Lưu, Yong, Chuxia lin, và Yonggui Wu (2007), “Đặc tính của bùn đỏ có nguồn gốc từ một quá trình kết hợp Bayer và phương pháp nung”, Tạp chí vật liệu nguy hiểm 146.1-2, PP. 255-261.
16. HOA KỲ. Khảo sát địa chất (USGS) (2018), "Bauxite và alumina", tại bauxite và alumina thống kê và thông tin.
17. Từ paramguru, R. K., P. C. Rath, và V. N. Misra (2004), “Xu hướng sử dụng bùn đỏ-một đánh giá”, Chế biến khoáng sản & Metall extractive. Rev. 2, PP. 1-29.
18. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Forssberg, K (2000), "Đánh giá các phương pháp tách điện, Một phần 1: Khía cạnh cơ bản, Khoáng sản & Chế biến luyện kim ", Vol. 17, Không. 1, PP 23 – 36.
19. Manouchehri, H, Hanumantha Roa, K, & Forssberg, K (2000), "Đánh giá các phương pháp tách điện, Một phần 2: Cân nhắc thiết thực, Khoáng sản & Chế biến luyện kim ", Vol. 17, Không. 1, PP 139 – 166.
20. Quận Ralston O. (1961), Tách tĩnh điện của hạt hỗn hợp chất rắn, Công ty xuất bản Elsevier, ra khỏi in.
